在過去的十年里，工具和模具制造業(yè)發(fā)生了重大變化，幾乎沒有任何一個行業(yè)能比該工業(yè)領域更能明顯地令人感受到全球化發(fā)展的跡象。一方面，許多人工成本高的工作崗位向東歐和亞洲進行轉移;另一方面，則是引入新的工藝技術，迫使企業(yè)重新安排他們的生產(chǎn)流程，并進行持續(xù)不斷的投資，以便有針對性地挖掘企業(yè)新的潛力。

　　特別是采用電火花加工和以高速加工方式的高效銑削來制造注塑模和壓鑄模的復雜三維型腔和模芯，制造鍛模的凸模和鍛模，以及制造沖模、壓印凸模、粉末冶金沖壓凹模和吹模等。

　　電火花加工是一種熱腐蝕的加工工藝，加工時幾乎沒有力的作用。而高速銑削則是一種采用一定幾何形狀的刀刃進行切削的加工工藝。即使從這些常常不太注意的區(qū)別中，就能為某些應用確定基本能力的一些特征。高速銑削通過加工轉向，在制造石墨電極和銅電極中站穩(wěn)了腳跟，從這個角度來看，高速銑削工藝已成為電火花加工工藝的一種互補的加工工藝。

　　這兩種加工工藝的特征是什么?

　　首先是由于刀具材料技術的迅速發(fā)展，以及對刀具和工件間作用過程的深刻認識，由此使高速銑削成為可能。正確分配和排除由切削所產(chǎn)生的熱是一個重要準則，特別是在加工淬硬的工具鋼時，加工過程應進行參數(shù)化，使刀刃切削區(qū)產(chǎn)生的溫度接近工件材料的熔化溫度或高于這個熔化溫度。只有當該條件被滿足時，才能使加工過程正常進行，并實現(xiàn)經(jīng)濟的加工。作為刀具，是采用涂層的現(xiàn)代精細顆粒硬質(zhì)合金，而涂層材料則根據(jù)工件的材質(zhì)進行選擇。在工具和模具制造中，典型的刀具直徑從0.2mm至16mm是足夠了，在這里，刀具長度與刀具直徑的比值(l/d)最大可達到10至15，有時也存在例外的情況。

　　在進行電火花加工(EDM)時，兩個通過施加電壓的電極(工件和電極)在絕緣的液體介質(zhì)(電介質(zhì))里相互長時間的進行靠近，直到在電場尖端產(chǎn)生火花放電，并在電極之間連續(xù)地形成一個伴有材料轉移的等離子體通道，通過不斷重復這個過程，可以從導電的工件材料上蝕除掉可觀的材料量。最佳邊緣條件的精確調(diào)整，可以在很大程度上影響電火花加工過程的效率和可靠性。這就意味著放電的參數(shù)化，智能地蝕除下來的微粒和選擇特別合適的工具電極材料。因此，相應機床的開發(fā)費用首先在于為終端用戶準備合適的工藝參數(shù)，以及采用現(xiàn)代和最快的電氣設備。

　　盡管高速銑削有明顯的優(yōu)點，但對于一些幾何形狀復雜的構件，只能采用電火花加工才能精密和可靠地進行加工。

　　兩種加工工藝的優(yōu)劣勢

　　在最近的十年里，高速銑削不僅減少了電火花加工的市場占有率，而且也使常規(guī)銑削加工減少了市場份額，高速銑削還擠進了硬加工領域。

　　人們可以基于這樣的看法：采用高速銑削和電火花加工，在構件的加工精度(形狀誤差可達到2～5μm的數(shù)量級)方面，在很大程度上均能達到同等的水平。一個不同尋常之處是5軸高速銑削，這種銑削加工的精度要稍許低一些。

　　當然，這樣的限制也同樣適用于具有多于三個軸的電火花加工機床。即使從可以達到的加工表面質(zhì)量(Ra=0.1μm)看，目前，這兩種加工工藝都能達到同等的水平，而高速銑削則占有小小的優(yōu)勢。在實際生產(chǎn)中，電火花加工受到下列限制：電火花加工所能達到的加工表面質(zhì)量取決于電極的作用面積，若增大作用面積，則所能達到的表面質(zhì)量會下降。如果要達到所要求的表面質(zhì)量，那么同時將會成比例地增加必要的加工時間。與電火花加工相比，高速銑削的加工表面的大小不會影響其加工的表面質(zhì)量。而對銑刀的使用壽命則會是一種限制，對于塑料零件的表面結構化(原文：Struktuierung，根據(jù)譯者的理解，這里所述的表面結構化是指在零件表面有規(guī)律地布置諸如花紋、網(wǎng)格等凹凸的幾何圖案。—譯注)，如果由加工工藝特長來制造型腔和模具型芯的表面結構，顯然電火花加工工藝具有優(yōu)勢。如果沒有工件表面結構方面的要求，例如，對具有光滑和光亮表面的塑料件，對于鍛模及鍛模的凸模或者對于壓鑄模，當仔細觀察一下表面的加工質(zhì)量，可以認為高速銑削是一種快速的加工工藝。粗加工時，在所能達到的單位時間材料切除量，或精加工時，在單位時間可實現(xiàn)的加工表面積，高速銑削比電火花加工有著3～4倍的速度優(yōu)勢。但是，就無人操作運行來說，電火花加工設備在自動化運行方面應該說過程是比較可靠的，這種設備在一天工作之后還可以繼續(xù)運行。

　　與高速銑削相比，電火花加工的突出優(yōu)點之一是加工工藝與所加工的材質(zhì)硬度和韌性完全無關。實際觀察表明，高速銑削工藝在加工58～60HRC這樣的材質(zhì)硬度時是完全沒有問題的，當工件硬度高于這個數(shù)值時，刀具的磨損便開始加劇。刀具的磨損程度與所要加工的材料硬度有關，肯定也與工件的韌性有關聯(lián)。這樣，便可以采用專門推薦的銑刀幾何角度來適應硬材料和韌性材質(zhì)的加工。

　　如果兩種材質(zhì)的特征非常不同，可以通過有針對性的選擇銑刀以獲得最佳的解決方案。而加工特別硬或者加工非常堅韌的材料是有困難的。

　　與電火花加工相比，高速銑削還受到另外一個條件的限制，即型腔深度對寬度的比例。型腔深度對型腔內(nèi)壁轉角處半徑的比例對高速銑削也有著類似的限制。轉角處的半徑愈小和對其的接近性愈差，則加工所存在的問題愈嚴重。為此，基本上需要采用長度對直徑的比例較大的銑刀。一些因素與這些加工問題會同時起作用，如材料的硬度和韌性、加工的情況(排屑，潤滑液供給)、銑刀的質(zhì)量、刀具夾緊裝置的質(zhì)量(圓跳動)以及加工戰(zhàn)略等就屬于這些因素。而采用電火花加工能相對容易地解決這類加工任務。對此，兩種加工工藝可以例如在加工單元中不同尋常地進行組合是有意義的。對于這種組合，通過電火花加工來完成那些用高速銑削不可能完成的加工任務。

　　電火花加工機床和高速銑床的運行費用在很大程度上是相當?shù)摹Ｇ疤崾且韵嗤愋偷臋C床進行相互比較。在進行這種比較時，刀具(銑刀、電極的制造)、輔助材料(工作介質(zhì)、微量潤滑油)、備件和互換性零件(心軸、軸和螺桿等)以及排放(工作介質(zhì)、切屑、電火花加工的淤渣)等費用的考慮是一個重要因素。

　　結論

　　在工具和模具制造中誰是贏者，是高速銑削還是電火花加工?對這個問題是不可能作出明確和肯定的回答的。盡管高速銑削有著顯著的優(yōu)點，但是，另一方面，有一些幾何形狀復雜的構件仍只能采用電火花加工來進行精確和過程可靠的加工。所以，就目前的技術發(fā)展水平看，寧可將這兩種加工工藝看作是互補的工藝而進行應用。因為，對于加工電極，高速銑削的優(yōu)點是公認的，所以許多工具和模具制造廠家轉向采用高速銑削工藝，但與此同時，還應更好地認識到高速銑削與電火花加工是一種工藝伙伴的關系。

　　系統(tǒng)的提供者

　　GF AgieCharmilles(阿奇夏米爾)(www.agiecharmilles.com)是瑞士Georg Fischer(屋奧菲舍爾)工業(yè)康采恩的一個子公司，是世界上提供工具和模具制造以及精密零件加工用機床和系統(tǒng)的重要供應廠家。機床供應的重點是電火花加工機床(Agie和Charmilles)和銑削加工機床(Mikron)。在電火花加工領域里，一個齊全的產(chǎn)品品種(EDM是所有電火花加工工藝的縮略詞，包含了傳統(tǒng)電火花加工(DEDM—Die Electro Discharge Machining)和電火花線切割加工(WEDM—Wire Electro Discharge Machining))。在銑削加工領域里的產(chǎn)品主要用來進行高效加工、高速加工和單件、小批量直到中批量零件的加工任務。應用于這些加工任務的機床產(chǎn)品其品種有從價格便宜的供生手用的機床直到復雜和高精度的高端機床。把多個單一的工藝過程連接成一個電火花加工和高效加工過程的自動化裝置及軟件也屬于整個供應商品的范圍。像銑削主軸、輔件和易損件等這些零部件的制造和銷售是企業(yè)另一個重要業(yè)務。該企業(yè)的特征數(shù)值：在2006年AgieCharmilles公司共3099個職工在全世界獲得11億瑞士法朗(相當于7.1億歐元)的收入。在全球共有50多個經(jīng)營場所，在三個國家生產(chǎn)機床。根據(jù)Agie Charmilles公司提供的資料，在全世界已安裝該公司的機床臺數(shù)共計超過了100000臺。