技术

电火花加工模具的生产效率低下和品质不稳定的缺点  
    电火花加工模具的生产效率低下和品质不稳定的缺点逐渐暴露出来

。要缩短制造周期并降低成本，必须广泛采用先进切削加工技术。这些

机床主要包括各种高速数控铣床、加工中心等。  

　　为实现模具型腔及其相关部位的高速加工，机床需要具备以下特点

：  

　　（1）大承重和高刚性这是由于模具正在向大型化方向发展，加工

设备必须具有足够大的台面尺寸和工作行程与之适应。现在，几吨到几

十吨的模具非常普遍，要求机床工作台面能承受大重量。模具材料的强

度和硬度都很高，加上常常采用伸长量较大的小直径端铣刀加工模具型

腔，因此加工过程容易发生颤振。为了确保零件的加工精度和表面质量

，用于模具制造的高速机床必须有很高的动、静刚度，以提高机床的定

位精度、跟踪精度和抗振能力。  

　　（2）高转速和大功率高速加工是发展方向，高速铣削在模具加工

中已显示了极大的优越性。为了适应模具型腔曲面的加工，刀具的半径

应小于型腔曲面最小圆周半径，以免加工过程中刀具与工件发生“干涉

”。由于刀具直径小，因此要求主轴转速非常高，国外高速加工机床主

轴转速已达到40000~100000r/min，快速进给速度可达30000~60000min

。型腔和模具零件其他部件粗、精加工常常在工件一次装夹中完成，故

主轴功率要大，中等尺寸模具铣床和加工中心的主轴功率常为10~40kW

，有的甚至更高。  

　　（3）能多轴联动及良好的深孔腔综合切削能力模具型腔多为复杂

的空间6曲面及沟槽所构成，且许多模具具有深孔腔。为了达到对3D曲

面的高精度、高速度和高稳定性加工，机床需要多轴联动，且具有良好

的深孔腔综合切削能力。可以采用五轴联动加工中心，除了三个坐标的

直线运动外，还有两个旋转坐标的进给运动。铣头或工作台可以多轴联

动进行连续回转进给，从而适用于加工具有复杂型腔曲面的模具零件无

油轴承。  

　　复合加工是模具加工的发展方向之一。虽然加工中心已能将许多机

加工工序复合在一台机床上实现，但这仍不能完全适应模具加工，将机

械加工与电、化学、超声波等不同原理加工方法进行复合，兼备两种以

上工艺特点的复合加工在今后的模具制造中将有广阔的前景。

电火花加工机床自20世纪50年代在中国诞生以来，走过了漫长而快速的

发展道路，技术日益先进，应用越来越广，目前已在中国模具工业中占

有十分重要的地位，每年都有1万多台新的电火花加工机床进入模具制

造领域。在模具型面加工中，电火花加工机床虽然受到高速铣削的严峻

挑战，但由于其独特性能和技术的不断进步，电火花加工机床今后仍将

在模具工业中发挥其独特的作用，并获得进一步的发展。

    20世纪50年代以前，中国模具制造基本是用手工工具配以一般通用

机床进行。50年代后期，电加工工艺开始在模具制造中应用。

    中国第一台电火花加工机床诞生于1954年。1956年1月27日，营口

电火花机床厂试制成功全国第一台便携式电火花强化机。这是国内最先

把放电加工技术用于生产的第一台电加工装置。1958年研制成功的

DM5540型电脉冲机床具有效率高、电极损耗小的优点，从而开始了电加

工机床进入以模具加工为主的时期。“钢打钢”电加工工艺的研究成功

解决了电极与冲头的配合问题，这使电加工机床在模具（特别是冲压模

具）加工中得到进一步推广应用。电火花机床得到迅速发展。

    从60年代初开始，电火花成形机床和电火花线切割机床在模具制造

中的应用不断发展，促进了模具制造技术的提高和模具工业的发展。

1964年中国开发了光电跟踪电火花线切割机床和快速走丝电火花线切割

机床。1965年10月，营口电火花机床厂试制成D6125型电火花成型加工

机床。它是国内最先采用液压伺服控制系统，以电子开关元件为脉冲电

源的定型产品。这是国内最早出口援外的电火花成型加工机床。 1969

年出现快速走丝数控电火花线切割机床。而晶体管脉冲电源的冲D6140

电火花成形机床拓宽了电加工在型腔模具加工中的应用。

    可控硅电源和晶体管电源的电加工机床，在70年代得到较大的发展

，它们与不断完善的平动头相结合，使型腔模电火花平动工艺日趋成熟

，促进了型腔模电火花加工的新发展。在1970年底，中国第一台GDX-1

型光电跟踪线切割机在苏州三光厂制造成功了。电加工技术的不断发展

使电加工在模具加工中所占比例逐步提高，电火花加工机床在模具工业

的应用也越来越多。

    随着数控技术的发展，80年代电火花机床有了新的突破，陆续出现

了一些高性能的数控电火花加工机床。80年代中国还自行开发了场效应

管脉冲电源、数控平动装置及工艺技术和低速走丝线切割技术，使中国

的数控电火花加工得到迅速发展。

   在国际机械加工行业，先进国家早在八十年代就研制和生产低速走

丝电火花线切割机（俗称慢机）而在当时中国尚属空白。随着中外合资

企业生产电火花加工机床和引进数控电火花加工技术及机床，中国三光

牌DK7632型低速走丝电火花线切割机于1997年研制成功。另外，90年代

生产的还有HCX250、DK76、CC100等，数控低速走丝线切割机床对冲压

模具加工来说，不论从工艺、技术、功能、加工精度、效率，表面质量

及对超硬材料的加工性能等方面都有很大提高。S205TNC、HCD400K、

GW7452、SC110、SF310、B50等一系列性能价格比极具竞争力的数控电

火花成形机床的出现，使中国的电火花成形机床在模具工业的应用，更

展示了它们的多功能、高精度、稳定可*、价格适中等优点。

    目前，电火花线切割加工的精度已达到2微米，最佳加工表面粗糙

度可低于Ra0.3微米，这对诸如IC引线框架模等精密模具的加工具有十

分重要的意义。由于大锥度和大厚度方面的技术进展，以及自动穿丝、

自动定位等技术的进步，电火花切割加工在塑料和铝型材料挤出模及冲

压模制造中充分发挥了它的优势。精密电火花线切割加工和研磨、抛光

相结合的加工方式，在模具加工中正在不断发展。而镜面电火花加工技

术的发展，使精密电火花成形机床在精密型腔模具加工方面起着越来越

重要的作用。有的电火花成形机的加工表面粗糙度可达Ra0.1微米。

    随着高速加工在模具制造中的应用逐步发展，电加工机床的地位受

到了挑战。但它仍旧有广泛的前景。例如在模具的深窄小型腔、窄缝、

沟糟、拐角、冒孔等加工方面，具有其他加工方法难以替代的作用。“

电火花铣削加工”、“混粉加工”、“模糊控制”、“微细电火花加工

”等技术的发展和直线电机及专家系统的应用，也使电火花加工机床继

续保持良好的发展。数控高速电火花小孔加工机性能的不断提高使它的

用途越来越广。

    现在，电火花加工技术与模具制造已密不可分。一方面是电火花加

工技术的发展，为模具工业的发展创造良好的条件，另一方面是模具工

业的发展，向电火花加工提出了越来越高的要求，促使电火花加工技术

的发展。两者相辅相成，相互促进，共同发展。近年来，中国模具行业

每年新增加的电加工机床都在1万台以上，在现在的模具生产中，大约

三分之一的加工工作是由电火花加工机床完成的。我们有理由相信，电

火花加工机床在模具工业中的应用不但在过去和现在十分广泛，而且今

后也必将继续发挥其重要作用。