HSM与EDM模具制作中的对比分析

优胜编程龚老师

HSM与EDM模具制作中的对比分析:



20世纪80年代初，由于机床主轴技术、直线电机技术、刀具材料及新刀具制备技术等的相继开发成功，高速加工技术（H igh Speed M ach in ing，HSM ）得以迅速发展并逐步推广应用，高速加工能够克服电火花的主要缺点，在模具加工领域出现了这两者既互相竞争又互相补充的格局。　　高速加工作为应用20多年的一种先进制造技术，起源于德国的Car.l Salomon博士1924年开始进行的一系列实验， Salomon博士于1931年4月申请了德国国家专利。他原则上探明：对于每一种材料，在某一速度范围内，因任何刀具都无法承受太高的切削温度，切削加工不可能进行。但当切削速度超过这个范围后，切削温度反而降低，单位切削力也随之下降，这样切削过程将会变得轻松，刀具寿命将会持续很长时间，而且切削时间可大幅度减少，可成倍地提高生产率。与传统切削相比，高速加工具有许多优势，主要体现在：

1）随切削　　

2）速度提高工作台移动速度（进给和空行程）也相应提高，从而可大大减少切削工时和空行程时间，可显著提高生产率。工艺系统的激振频率远高于固有频率，零件基本上处于无振动加工状态，可得到较高的表面加工质量省去精加工和抛光工序，这就是模具制造中所说的一次过技术，也为精密、超精密加工开辟了一条道路。　　

3）由于切屑流出速度加快， 95%以上的切削热来不及传给工件，减少了工件在切削过程中的热变形过程，可获得低损伤的表面组织结构，表面质量好，提高了工件的使用性，尤其适用于加工热敏性工件。　　

4）因采用薄切深、小直径刀具和小步距走刀，因此切削力较小，尤其是径向切削力大幅减少，特别适合薄壁结构等刚性差的零件的高速精密加工。　　

5）因切削速度而引起的切削能力提高，再配以一些先进刀具，可加工的材料硬度比传统切削加工的材料硬度有所提高。　　

2 HSM与EDM在模具加工中的应用比较许多模具，如挤压模、锻模、拉丝模、冲压模、塑料压铸模、快速原型用模等都可采用HSM或EDM方法制造。HSM因为可大大节省加工时间，提高表面质量和轮廓加工精度，有应用越来越广的趋势，世界上已有许多公司利用这种技术来加工模具，如德国的Otto Bih ler公司利用瑞士M ikron公司的XSM 400型高速加工中心加工冲压模，不到40分钟就可完成以前需5个多小时才能完成的工作，且加工表面光洁，轮廓精度提高。汽车工业的模具供货商H irschvogel Umformtechnik公司利用M ikron的UCP600进行粗加工，再用HSM 400U精加工热成形的三脚冲头，与电火花加工相比，可节省高达1 /3的加工时间，且无需手工抛光，就可直接从机床上取下投入应用。但至少从目前来看，受到技术及具体条件限制， HSM还不能完全取代EDM，如加工模具内腔的锐角时， EDM仍是唯一的加工技术。　　

在模具制造企业中，如何使用这两种技术，达到最佳的经济效益，就成为摆在制造者面前的首要问题。一些公司已针对这个问题作了一些有益的探索，如M akino模具集团，就在考虑了具体机床空闲情况，工人熟练程度，企业相关编程资源、总体经济效益等前提条件之后，提出了一套工艺决策方法，可作为模具制造者的决策工具，来提高生产效率。　　也有许多公司将两者结合起来，取得了较好的效果。如瑞士的线切割、电火花开模和模具制造商EroForm公司，利用电火花成型机、线切割机和M i kron的HSM 800型高速加工中心，将电火花加工和高速铣削相结合，开拓了新的市场。　　总结模具制造者可以根据自身资源情况和工件材料硬度、精度、表面质量等具体加工要求，合理选用HSM或EDM作为主要加工设备，充分发挥它们各自的优势，以取得最佳的经济效果。