長(zhǎng)期以來(lái)，模具制造一直是美國(guó)制造業(yè)的一塊基石。在最近幾十年中，這種傳統(tǒng)工藝已有了很大的發(fā)展，從使用手工鋼銼來(lái)加工去除多余的材料，到依賴現(xiàn)代化技術(shù)的煤氣加熱爐對(duì)鋼材進(jìn)行熱處理，以及采用計(jì)算機(jī)處理程序來(lái)達(dá)到完美的產(chǎn)品質(zhì)量和頂級(jí)的生產(chǎn)效率。 　　21世紀(jì)的工具和模具可分為兩大類型：傳統(tǒng)型和創(chuàng)新型。每種類型可以根據(jù)其在工業(yè)上的應(yīng)用前景而確定。傳統(tǒng)型模具制造商屬于老一代的工具和模具制造商，他們將主要精力集中在手工技術(shù)的應(yīng)用方面，以完成他們的模具制造工作。創(chuàng)新型模具制造商屬于新一代工具和模具制造商，他們將主要精力集中在整體工藝的改造，并依靠設(shè)備和軟件完成工作任務(wù)。 　　 　　現(xiàn)在，美國(guó)國(guó)內(nèi)的模具工業(yè)面向全球市場(chǎng)開(kāi)放，從而使這種傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)變得更加殘酷和激烈。工具和模具工業(yè)面臨的惟一的最大的威脅是對(duì)創(chuàng)新變革的阻撓。正在發(fā)展中的業(yè)務(wù)還包括增添自動(dòng)化設(shè)備、增加編程軟件、提高流水化工藝和引進(jìn)新的技術(shù)。 EDM的補(bǔ)充技術(shù) 　　 　　水噴射切割技術(shù)是EDM的一種補(bǔ)充技術(shù)，它已日益為人們所接受。對(duì)于模具制造商來(lái)說(shuō)，水噴射切割機(jī)床的加工速度十分理想，適合于EDM精加工前的粗加工生產(chǎn)和散裝材料的切削加工，有利于縮短生產(chǎn)時(shí)間。 　　 　　在模具制造業(yè)中，EDM是一種非常普通的加工方法。它應(yīng)用于工件材料的切削加工，例如加工盲孔和模腔。EDM采用模糊邏輯技術(shù)，這種技術(shù)能適應(yīng)加工條件中的各種微小變化，使工件達(dá)到微米級(jí)的表面質(zhì)量。EDM加工技術(shù)使模具產(chǎn)品的水平有了巨大的提高，包括產(chǎn)品的精度、質(zhì)量、產(chǎn)量和利潤(rùn)。 　 在模具制造工藝中通常使用的是 滑枕式EDM機(jī)床和EDM模具加工機(jī)床。這種非接觸式的加工方法結(jié)合低壓沖洗，可以加工截面很薄和高精度的零件。 　　 　　對(duì)1in（1in=25.4mm）厚的鋼制工件加工時(shí)，我們做了一項(xiàng)最新的研究，對(duì)EDM線切割機(jī)床的切削速度與水噴射切割技術(shù)的加工速度進(jìn)行了比較。EDM機(jī)床的試驗(yàn)切割采用了直徑0.012in的切割線，結(jié)果其切割速度為0.25in/min。采用水噴射切割機(jī)的試驗(yàn)切割表明，其切割速度可達(dá)到2.9in/min，要比EDM切割機(jī)的切割速度高出10倍以上 1.理論基礎(chǔ) 　　 　　水噴射切割加工是利用高壓水流，在水流中加入金剛砂磨料，然后向工件高速噴射，以切除工件上的多余材料。在水噴射切割過(guò)程中，不會(huì)產(chǎn)生熱量，因此不存在使材料變形的風(fēng)險(xiǎn)。由于切割下來(lái)的多余材料是塊狀的，而不是切屑，因此可節(jié)約材料，切割下來(lái)的多余材料還可以有其他的用途。 　　采用滑枕式EDM或EDM線切割機(jī)床進(jìn)行粗加工會(huì)產(chǎn)生一個(gè)熱影響區(qū)，材料會(huì)產(chǎn)生高熱，但不會(huì)熔化。這個(gè)高溫影響區(qū)會(huì)改變材料的性能。因此采用滑枕式EDM機(jī)床進(jìn)行粗加工容易產(chǎn)生高能熱量，增加材料的熱變形風(fēng)險(xiǎn)，影響工件的最終質(zhì)量。 　　 　　在水噴射切割加工過(guò)程中，當(dāng)水流從噴嘴的小孔中向外噴射時(shí)，水流的精度會(huì)發(fā)生變化，影響工件壁面的平直度和表面質(zhì)量。由于水噴射切割技術(shù)的加工速度相當(dāng)快，因此不能保證其加工的邊緣可以達(dá)到EDM機(jī)床的加工精度和公差尺寸。正是因?yàn)檫@個(gè)原因，這兩種加工技術(shù)被看作是互補(bǔ)不足的一組技術(shù)。 2.為模具制造業(yè)帶來(lái)的利益 　　 　　特別是對(duì)于模具制造商而言，凡是耗費(fèi)時(shí)間和加工精度要求不高的工件，采用水噴射切割技術(shù)是對(duì)EDM加工技術(shù)的最好補(bǔ)充，而對(duì)工業(yè)中公差尺寸和精度要求較高的工件，則應(yīng)采用EDM機(jī)床進(jìn)行加工。 　　 　　水噴射切割加工的應(yīng)用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人們所知道的基本應(yīng)用領(lǐng)域，它為EDM加工帶來(lái)了速度和靈活性。我們?cè)谝粋€(gè)1in厚、直徑2in的零件上進(jìn)行了另一次研究，其結(jié)果表明，采用水噴射切割進(jìn)行粗加工比采用EDM機(jī)床節(jié)約了28%的時(shí)間（見(jiàn)表2）。 　　 3.多樣化的生產(chǎn)功能 　　 　　對(duì)模具工業(yè)而言，水噴射切割技術(shù)的多樣化生產(chǎn)，其重要性并不亞于它的加工速度。在美國(guó)，企業(yè)的生產(chǎn)業(yè)務(wù)并不能得到保證，主要取決于其國(guó)內(nèi)模具制造商是否能開(kāi)發(fā)出特殊的工藝，或采用有助于他們生存的專門(mén)技術(shù)。水噴射切割技術(shù)可以使模具制造商從狹小的市場(chǎng)中分離出來(lái)，進(jìn)一步擴(kuò)大基礎(chǔ)客戶。 　　EDM加工技術(shù)是一項(xiàng)專業(yè)化的加工工藝。它采用電火花侵蝕方法切割工件，但只能適合于導(dǎo)電材料的加工，例如石墨和金屬。而水噴射切割機(jī)床是萬(wàn)能切割系統(tǒng)。它所能切割的材料范圍極廣，例如玻璃、陶瓷、木材、石料、塑料和橡膠等。 　　 　　采用水噴射切割技術(shù)加工的零件邊緣十分光滑和明亮，不會(huì)出現(xiàn)鋸齒、金屬渣或毛刺，不需要磨削或者其他精加工。水噴射切割不需要更換刀具或工件重新定位，可以節(jié)約相關(guān)的時(shí)間和費(fèi)用。凡是在公差尺寸方面不需要采用EDM機(jī)床進(jìn)一步加工的零件，采用水噴射切割技往往只需EDM加工時(shí)間的10％以下。 　　 　　在購(gòu)置一套新設(shè)備時(shí)，首先應(yīng)該考慮到的一個(gè)問(wèn)題是其ROI因素。對(duì)于水噴射切割技術(shù)而言，隨著速度的不斷提高，每英寸切割的平均費(fèi)用將逐漸下降。因此，只有在最佳切割速度條件下，機(jī)床才能達(dá)到最高性能和利潤(rùn)率。當(dāng)機(jī)床以最高的功率和盡可能快的速度工作時(shí)，與切削相關(guān)的整體費(fèi)用（包括磨料、動(dòng)力、供水和過(guò)濾器等）將處于最低狀態(tài)。水噴射切割技術(shù)在模具加工車間中的應(yīng)用主要在于其費(fèi)用，它在車間中以增加產(chǎn)量和提高生產(chǎn)能力的形式體現(xiàn)出來(lái)。 　　模具制造商必須不斷地尋求新的加工方法，以進(jìn)一步提高他們的生產(chǎn)效率和能力。應(yīng)用水噴射切割一類的新技術(shù)，不但能進(jìn)一步提高模具制造商的效率，而且其多樣化的生產(chǎn)能力將能刺激創(chuàng)造新的機(jī)會(huì)，為新的市場(chǎng)打開(kāi)大門(mén)。