冲压模具与电火花线切割加工技术融合

近年来，我国模具工业有了长足的进步。2005年模具产值为610亿人民币，2006年约720亿，平均每年以20%～25%的速度增长。模具的技术水平同样有显著提高，一些国产优质模具的性能已接近国外同类产品的先进水平，而这些优质模具大多数为塑料模和冲压模。冲压模的加工离不开电火花线切割机床（WEDM）。据统计，我国约有80%的WEDM用于冲压模加工。

我国先进水平的冲压模现状

标志着冲压模先进水平的是高精度、长寿命、多工位级进模，它具有结构复杂、制造难度大、精度高、寿命长、生产效率高和低耗材耗能的特点，是我国重点发展的精密模具品种之一。

有代表性的电机铁芯自动叠片硬质合金多工位级进模，精度达2m，步距精度达3m，双回转精度1，拼块精度1m，表面粗糙度Ra0.1～0.4m，寿命1亿次；美国奥伯格、日本黑田、法国宝捷时等电机铁芯双排自动叠片模，精度为1m，步距精度2m，模具寿命2亿次。虽然精度已接近国外先进水平，但寿命有一定差距。

高水平的空调器翅片多工位级进模，精度达2m，凸、凹模的工作面近千处，冲裁间隙为0.01mm的达300多处，一次冲出翅片数达36列，模具寿命2亿次以上；日本日高精机、美国OAK、意大利GBS公司制造的36～72列数翅片级进模，精度达2m，步距精度3m，寿命5亿次以上。同样，精度已接近国外先进水平，但模具寿命有较大差距。

体现高难度成形的彩管电子枪零件（G5）25工位硬质合金级进模，精度达2m，模具在高速冲床上应用，冲制0.245mm厚的无磁不锈钢，经各道工序后，制品精度达±5m，模具寿命3千万次以上；日本东芝、日本日立等公司制造的彩管电子枪零件级进模，精度为2m，步距精度3m，模具寿命5千万次以上。同样模具寿命有差距。

高性能的集成电路框架32工位级进模，精度达2m，在高速冲床上冲速达350～500次/分，寿命为3千万次以上；日本山田、美国奥伯格等公司制造的100条脚以上的集成电路框架模，精度达2m，步距精度3m，模具寿命1亿次。

还有如自主创新的手机连接器50工位级进模，精度达2μm，步距精度3μm，模具寿命2亿次；数码相机弹簧片18工位级进模、接插件46工位级进模等都达到了较高的水平。

综上可以看出，具有代表性的我国精密、复杂、高效、长寿命冲压模的制造水平（精度、表面粗糙度等）已接近或达到国外先进水平，而以上这些模具的型孔、定位孔等关键部位基本上都依靠精密WEDM进行加工，说明我国精密、复杂、高效、长寿命冲压模的技术进步与WEDM技术进步密切相关。

我国的WEDM分为低速走丝电火花线切割机（LSWEDM）及高速走丝电火花线切割机（HSWEDM）两类。精密、高效、复杂、长寿命冲压模一般由LSWEDM进行加工。

LSWEDM国内外现状及其在冲压模中的应用

总体来说，LSWEDM的技术含量在机床行业属高新技术产品，但从国内外发展情况来看，它本身的技术水平大致可分为：顶级、高档、中档三个层次。

◆顶级机

这种LSWEDM代表了当前最高水平，但基本上都是瑞士和日本的产品。这种机床的最大切割速度为400～500mm²/min，最高加工精度可达±1m，表面粗糙度Ra为0.05m，加工表面无变质层，具有φ0.02mm的细丝切割功能，功能齐全，自动化程度高。例如：瑞士阿奇的AGIECUTVERTEX系列机床，其加工工件的轮廓精度Tkm(Tkm＝±[最大值－最小值]/2)为±1m，Ra为0.05m，加工表面无变质层；瑞士夏米尔的ROBOFIL2050TW、6050TW双丝切割机床，最高加工精度±1m，Ra为0.05m，具有完美的加工表面质量；还有如日本三菱、牧野、沙迪克生产的相关机床。

这类机床最大特点是不但加工精度高，而且表面无变质层，可以直接完成模具的精密加工，所加工的模具寿命已达到机械磨削水平。

◆高档机（标准机）

这类机床一般都具有自动穿丝功能，无电阻防电解电源，有的也有细丝（φ0.03mm）切割功能，最大切割速度400～500mm²/min，加工精度一般在±3m（精度定义不尽相同），Ra为0.2～0.3m，这类机床基本上也由瑞士和日本公司生产。例如：瑞士阿奇的AGIECUTEXCELLENCE系列，其加工精度（Tkm)±1.5m，Ra为0.1m，具有较高的水平；又如：瑞士阿奇的AGIECUTPROGRESS系列机床，第一次切割加工，其切割速度为350～500mm²/min的情况下，Ra可达0.8m，具有很大的实用价值，这在高档机中属佼佼者。具有高档机水平的机床还有瑞士夏米尔、日本三菱、沙迪克、牧野生产的相关机床。

这类机床也广泛用于精密冲压模加工，但有的还需研、磨配合加工。

◆中档机（入门机）

瑞士、日本在中国的独资（合资）企业为了适应中国市场的需要，同时也生产一些中档机床。如：日本沙迪克特种（苏州）生产的有关型号机床；大连三菱FA系列中有关型号的机床；瑞士夏米尔ROBOFIL380、390机床以及北京阿奇夏米尔生产的XENON机床等。这些机床一般在60～80万元/台（中档规格）。台湾及台湾在大陆生产的企业一般也在生产中档水平的LSWEDM。

中档机床一般都具有无电阻、防电解电源、切割速度为300～400mm²/min，加工精度可达±5m，Ra为0.4～0.5m。

应该指出，根据国外所提供的机床资料，各公司加工精度的评价方法不尽相同，用于评价加工精度的加工工件材料、形状、尺寸也不同，因此，关于顶级机、高档机、中档机的表述仅供参考。

由于LSWEDM精密加工技术与加工表面完整性技术的结合，使LSWEDM加工技术上了一个新台阶，并推动了精密、复杂、长寿命冲压模加工技术的进步，使LSWEDM在精密冲压模加工中具有不可替代的作用。随着模具工业的迅速发展，LSWEDM的市场也在不断扩大，2003年LSWEDM国内年产量仅800台，至2004年已达1800台，2005年达2400台，2006年初步统计约3500台，产值约25～30亿人民币。预计今后还有更大的发展空间。

HSWEDM的技术进步

HSWEDM同样用于冲压模加工，但一般以中、低档模具为主。由于它的实用性、经济性，所以在国内有较大的市场，目前年产量达3.5～4.0万台/年左右，产值约14亿人民币。模具制造企业基本上都装备了这类机床，有的多达15～20台，可是这类机床加工精度较低（尺寸精度0.015mm），加工表面质量较差，但近来HSWEDM技术水平有了较大的进步。