在過(guò)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(méi)有任何一個(gè)行業(yè)能比該工業(yè)領(lǐng)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(jìn)行轉(zhuǎn)移；另一方面，則是引入新的工藝技術(shù)，迫使企業(yè)重新安排他們的生產(chǎn)流程，并進(jìn)行持續(xù)不斷的投資，以便有針對(duì)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(lái)制造注塑模和壓鑄模的復(fù)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(shí)幾乎沒(méi)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(jìn)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(yīng)用確定基本能力的一些特征。高速銑削通過(guò)加工轉(zhuǎn)向，在制造石墨電極和銅電極中站穩(wěn)了腳跟，從這個(gè)角度來(lái)看，高速銑削工藝已成為電火花加工工藝的一種互補(bǔ)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(shù)的迅速發(fā)展，以及對(duì)刀具和工件間作用過(guò)程的深刻認(rèn)識(shí)，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(gè)重要準(zhǔn)則，特別是在加工淬硬的工具鋼時(shí)，加工過(guò)程應(yīng)進(jìn)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(gè)熔化溫度。只有當(dāng)該條件被滿足時(shí)，才能使加工過(guò)程正常進(jìn)行，并實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的加工。作為刀具，是采用涂層的現(xiàn)代精細(xì)顆粒硬質(zhì)合金，而涂層材料則根據(jù)工件的材質(zhì)進(jìn)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(zhǎng)度與刀具直徑的比值(l/d)最大可達(dá)到10至15，有時(shí)也存在例外的情況。

    在進(jìn)行電火花加工（EDM）時(shí)，兩個(gè)通過(guò)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(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行靠近，直到在電場(chǎng)尖端產(chǎn)生火花放電，并在電極之間連續(xù)地形成一個(gè)伴有材料轉(zhuǎn)移的等離子體通道，通過(guò)不斷重復(fù)這個(gè)過(guò)程，可以從導(dǎo)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(guò)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(lái)的微粒和選擇特別合適的工具電極材料。因此，相應(yīng)機(jī)床的開(kāi)發(fā)費(fèi)用首先在于為終端用戶準(zhǔn)備合適的工藝參數(shù)，以及采用現(xiàn)代和最快的電氣設(shè)備。

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

兩種加工工藝的優(yōu)劣勢(shì)

    在最近的十年里，高速銑削不僅減少了電火花加工的市場(chǎng)占有率，而且也使常規(guī)銑削加工減少了市場(chǎng)份額，高速銑削還擠進(jìn)了硬加工領(lǐng)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(gòu)件的加工精度（形狀誤差可達(dá)到2～5μm的數(shù)量級(jí)）方面，在很大程度上均能達(dá)到同等的水平。一個(gè)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(dāng)然，這樣的限制也同樣適用于具有多于三個(gè)軸的電火花加工機(jī)床。即使從可以達(dá)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(dá)到同等的水平，而高速銑削則占有小小的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際生產(chǎn)中，電火花加工受到下列限制：電火花加工所能達(dá)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(dá)到的表面質(zhì)量會(huì)下降。如果要達(dá)到所要求的表面質(zhì)量，那么同時(shí)將會(huì)成比例地增加必要的加工時(shí)間。與電火花加工相比，高速銑削的加工表面的大小不會(huì)影響其加工的表面質(zhì)量。而對(duì)銑刀的使用壽命則會(huì)是一種限制，對(duì)于塑料零件的表面結(jié)構(gòu)化（原文：Struktuierung，根據(jù)譯者的理解，這里所述的表面結(jié)構(gòu)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(zhǎng)來(lái)制造型腔和模具型芯的表面結(jié)構(gòu)，顯然電火花加工工藝具有優(yōu)勢(shì)。如果沒(méi)有工件表面結(jié)構(gòu)方面的要求，例如，對(duì)具有光滑和光亮表面的塑料件，對(duì)于鍛模及鍛模的凸�；蛘邔�(duì)于壓鑄模，當(dāng)仔細(xì)觀察一下表面的加工質(zhì)量，可以認(rèn)為高速銑削是一種快速的加工工藝。粗加工時(shí)，在所能達(dá)到的單位時(shí)間材料切除量，或精加工時(shí)，在單位時(shí)間可實(shí)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(shì)。但是，就無(wú)人操作運(yùn)行來(lái)說(shuō)，電火花加工設(shè)備在自動(dòng)化運(yùn)行方面應(yīng)該說(shuō)過(guò)程是比較可靠的，這種設(shè)備在一天工作之后還可以繼續(xù)運(yùn)行。

    與高速銑削相比，電火花加工的突出優(yōu)點(diǎn)之一是加工工藝與所加工的材質(zhì)硬度和韌性完全無(wú)關(guān)。實(shí)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(shí)是完全沒(méi)有問(wèn)題的，當(dāng)工件硬度高于這個(gè)數(shù)值時(shí)，刀具的磨損便開(kāi)始加劇。刀具的磨損程度與所要加工的材料硬度有關(guān)，肯定也與工件的韌性有關(guān)聯(lián)。這樣，便可以采用專門(mén)推薦的銑刀幾何角度來(lái)適應(yīng)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(guò)有針對(duì)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(jiān)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(gè)條件的限制，即型腔深度對(duì)寬度的比例。型腔深度對(duì)型腔內(nèi)壁轉(zhuǎn)角處半徑的比例對(duì)高速銑削也有著類(lèi)似的限制。轉(zhuǎn)角處的半徑愈小和對(duì)其的接近性愈差，則加工所存在的問(wèn)題愈嚴(yán)重。為此，基本上需要采用長(zhǎng)度對(duì)直徑的比例較大的銑刀。一些因素與這些加工問(wèn)題會(huì)同時(shí)起作用，如材料的硬度和韌性、加工的情況（排屑，潤(rùn)滑液供給）、銑刀的質(zhì)量、刀具夾緊裝置的質(zhì)量（圓跳動(dòng)）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(duì)容易地解決這類(lèi)加工任務(wù)。對(duì)此，兩種加工工藝可以例如在加工單元中不同尋常地進(jìn)行組合是有意義的。對(duì)于這種組合，通過(guò)電火花加工來(lái)完成那些用高速銑削不可能完成的加工任務(wù)。

    電火花加工機(jī)床和高速銑床的運(yùn)行費(fèi)用在很大程度上是相當(dāng)?shù)�。前提是以相同�?lèi)型的機(jī)床進(jìn)行相互比較。在進(jìn)行這種比較時(shí)，刀具（銑刀、電極的制造）、輔助材料（工作介質(zhì)、微量潤(rùn)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(fèi)用的考慮是一個(gè)重要因素。

結(jié)論

    在工具和模具制造中誰(shuí)是贏者，是高速銑削還是電火花加工？對(duì)這個(gè)問(wèn)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(diǎn)，但是，另一方面，有一些幾何形狀復(fù)雜的構(gòu)件仍只能采用電火花加工來(lái)進(jìn)行精確和過(guò)程可靠的加工。所以，就目前的技術(shù)發(fā)展水平看，寧可將這兩種加工工藝看作是互補(bǔ)的工藝而進(jìn)行應(yīng)用。因?yàn)�，�?duì)于加工電極，高速銑削的優(yōu)點(diǎn)是公認(rèn)的，所以許多工具和模具制造廠家轉(zhuǎn)向采用高速銑削工藝，但與此同時(shí)，還應(yīng)更好地認(rèn)識(shí)到高速銑削與電火花加工是一種工藝伙伴的關(guān)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(gè)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(jī)床和系統(tǒng)的重要供應(yīng)廠家。機(jī)床供應(yīng)的重點(diǎn)是電火花加工機(jī)床（Agie和Charmilles）和銑削加工機(jī)床（Mikron）。在電火花加工領(lǐng)域里，一個(gè)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(lǐng)域里的產(chǎn)品主要用來(lái)進(jìn)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(wù)。應(yīng)用于這些加工任務(wù)的機(jī)床產(chǎn)品其品種有從價(jià)格便宜的供生手用的機(jī)床直到復(fù)雜和高精度的高端機(jī)床。把多個(gè)單一的工藝過(guò)程連接成一個(gè)電火花加工和高效加工過(guò)程的自動(dòng)化裝置及軟件也屬于整個(gè)供應(yīng)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(xiāo)售是企業(yè)另一個(gè)重要業(yè)務(wù)。該企業(yè)的特征數(shù)值：在2006年AgieCharmilles公司共3099個(gè)職工在全世界獲得11億瑞士法朗（相當(dāng)于7.1億歐元）的收入。在全球共有50多個(gè)經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所，在三個(gè)國(guó)家生產(chǎn)機(jī)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(jī)床臺(tái)數(shù)共計(jì)超過(guò)了100000臺(tái)。