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        EDM實現模具精密加工

        發布時間:2017-05-04 16:59:40  作者:澳凱模具 

        隨著現代模具制造水平的不斷發展,精密模具加工對模具制造的要求也越來越高。許多模具制造企業加工的產品也正在向精密模具轉移。在模具行業的“十二五”中,也明確將制造精密模具定為未來5年的發展目標之一。對于制造精密模具而言,電火花加工是非??煽?、有效的加工方法。雖然現在可以利用高速加工中心加工一些模具的精細部位,但是精密模具加工中一些深窄型腔、溝槽和拐角等形狀復雜的地方,還是必須有電火花來完成。尤其是對于以電子行業為代表的精密模具制造企業,電火花加工將是他們生產中所必不可少的加工設備。


        CUT1000超高精密慢走絲線切割機床
        瑞士GF阿奇夏米爾集團
        IIC模具制造的“完整解決方案”
        電加工機床雖然被稱為特種加工,但是,經過半個多世紀的發展,已經成為業界常見的加工設備,是精密模具加工的必需設備。目前,無論電火花還是線切割機床,目前都已經達到微米級甚至是1μm的精度、粗糙度Ra0.05μm。而未來,最有可能的提升空間在于:(1)加工效率:這是最大的挑戰,因為成本壓力會越來越大;(2)運行成本:機床結構要簡單可靠,盡可能的減少易損件;(3)在線服務:隨著互聯網的快速發展,未來無論維修服務、日常保養、機床工藝和軟件升級,都可以通過互聯網實現;(4)自動化和制造單元:隨著人力成本和大規模生產的需要,自動化和制造單元將十分普遍;(5)專機化:未來制造技術的精細化,處于機床制造成本的考慮,精密模具加工將會出現越來越多的專機。

        GF阿奇夏米爾的超高精密慢走絲線切割機床CUT1000是一款適合于精密模具,特別是電子模具加工用的EDM設備。世界上最緊湊的超高精密慢走絲線切割機床CUT1000是瑞士阿奇夏米爾集團集60年電加工機床開發制造經驗推出的巔峰之作。機床全部部件集成在僅1400mm×1900mm×1970mm的全封閉空間內。機床行程220mm×160mm×100mm,床身采用MonoBloc專利床身結構,5軸X、Y、U、V、Z全部配備全閉環光柵尺和編碼器雙閉環系統。機床全面恒溫系統控制,標配雙線自動切換系統,能極大提高精密模具加工效率,可用線徑0.02~0.2mm。不同線徑無需更換導絲嘴,實現完全自動化加工??筛鶕蛻舨煌瑧靡?,采用去離子水或者油作為加工介質。全數字控制的IPG脈沖電源可實現完全無電解表面質量,最佳粗糙度(生產型數據)Ra0.03μm(油),Ra0.05μm(水)。配備阿奇夏米爾集團自行研發的第五代Vision控制系統,視窗化界面,菜單式操作,是完全針對線切割機床特點而開發的。其獨有的急件插入功能使車間管理更加柔性化,人性化。各種智能模塊:AWO(自動絲損耗校正)、DCC(動態拐角控制,拐角加工時無需降低加工速度)、WBC(絲彎曲校正控制,實現完美正直度)、VarioCut變高度加工專家系統,可實現同高度工件相同的精密模具加工效果,實現加工精度的高一致性和可靠性。綜上所述,CUT1000機床,對線切割機床四大系統,包含機械床身、電解液系統、走絲系統和放電系統都有了革命性的改進。

        隨著當今世界科技日新月異,新技術,新工藝對傳統的模具加工有了更高的要求。精密模具加工在高精密電子領域,比如精密接插件、IC封裝模、引線框架模和LED等行業,需要1μm的加工精度,<Ra0.1μm的表面粗糙度,以及更小零件需要的更細的絲徑,更好的加工精度一致性和更高的加工效率。

        僅以在半導體制造鏈條中的封裝模具(IC Cavity bar)為例??偟膩碚f,IC cavity bar的技術要求有:表面粗糙度Ra0.1~ 2.2μm,尺寸精度±5μm,步距精度± 5~10μm,底部內角小于0.1mm。而對于引線框架的模具制造商來說,更多的支架數量、更小的支架間隙的設計趨勢不斷迫使引線框架產品的制造提高加工要求。
        針對以上這些獨特的加工要求,GF阿奇夏米爾的超高精密慢走絲線切割機床CUT1000的高精度、最佳表面粗糙度、加工高效率等特點能夠極好地滿足以上電子行業的需求。
        下面舉一個加工實例:如圖所示,這是一個工件和電極。電極材料:石墨 EDM4;型腔數量:288個;型腔尺寸:1.2mm×2.9mm;加工深度:0.7mm;粗糙度:Ra0.4μm(VDI 12);位置精度:±2.5μm。
        這個工件的難度或者對機床的要求在于:(1)很高的機床精度(尺寸精度0~5μm,位置精度±2.5μm),最重要的是穩定性,因為總的長度超過100cm,而且型腔很多,無論高速銑床加工電極還是電火花機床最終加工,保證眾多的型腔精度是很大的挑戰;(2)表面粗糙度和表面一致性。這個工件要求表面粗糙度Ra0.4μm,看上去不太高,但是有兩點需要注意,一是電極材料是石墨,石墨相對銅而言,很難加工出很高的表面粗糙度。二是288個型腔要同時一次加工,保證這么多的型腔的表面粗糙度的同一性絕對不簡單,所有的型腔粗糙度要保證在Ra0.3~0.5μm的公差內;(3)表面質量。上面提到,IC封裝模具對表面質量達到幾乎苛刻的地步,而要在288個型腔內完成這么好的表面質量,絕不簡單。
        GF阿奇夏米爾用CUT1000 超精密數控慢走絲線切割機床并結合另兩臺機床——FO350MS 精密數控電火花成形機床、MIKRON HSM 500LPP超精密高速銑削加工中心,能夠完美地完成以上工件加工的全部要求,呈現IC模具制造的“完整解決方案”。
        EDAF系列高精度電火花放電機
        牧野機床(中國)有限公司
        IEDAF系列在精密接插件模具上的應用
        接插件是一種連接電子線路的定位接頭,分接件與插件,是一種電子元器件。隨著通信終端市場、汽車產業、消費電子接插件市場在中國的快速發展,中國即將成為全球接插件增長最快和容量最大的市場,預計未來2年國內接插件市場增長率可達15%。
        伴隨著市場的整體擴張,產能將逐漸從成本驅動的中低端產品轉變為技術驅動的中高端產品,以成本驅動的中低端接插件產能轉移將逐步放緩,取而代之的是技術驅動的中高端接插件市場,在接插件市場放電加工面對的挑戰主要體現在:
        (1)由于電子產品正在向小型化的方向發展,所以接插件零部件也越來越小,其模具的間距也越來越窄,0.5mm、0.4mm、0.3mm或更小。
        (2)更高的加工精度,成品零件的精度要求為±0.005mm,所以模具的精度要求約為它的一倍,±0.002mm或更小。
        (3)更小的R角,當前普遍要求在20μm以下,個別要求到10μm以下。
        這是因為接插件模具的尺寸變得更小,精密模具加工為了使成型時塑料的流動性更好,保證注塑的效果和生產率,就必須提高注塑時的溫度和壓力,如果在型芯和型腔間有間隙,塑料流動時就會產生飛邊,導致成品零件報廢,影響生產率。極佳的表面光潔度,Ra0.3μm或更好,且精密模具加工表面均勻,一致性好。對澆口尺寸精度要求較高,需達到±0.005mm或更好,且多個澆口尺寸一致性要高。

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