一般的機(jī)床展都有不少電火花加工設(shè)備展出。在電火花加工機(jī)展臺前的觀眾有兩種較普遍的看法：一些觀眾認(rèn)為電火花加工技術(shù)的發(fā)展似乎越來越慢，沒有多少令人興奮的大進(jìn)展；又有一些觀眾認(rèn)為該技術(shù)過于繁瑣復(fù)雜，甚至模糊不清，要采購到自己滿意的機(jī)床心里沒底。

對于*種疑惑，您只要稍稍深入了解一下就可以明白，電火花加工技術(shù)經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展后，已經(jīng)成熟了。就象百米賽跑，已進(jìn)入10s大關(guān)，每提高0.1s都是一個(gè)飛躍。雖然電火花線切割的輪廓加工精度TKM僅從5µm提高到3µm，但這對精密模具行業(yè)來說，卻是一個(gè)了不起的突破，能夠帶來驚人的效益。第二種觀點(diǎn)所反映的問題，的確應(yīng)該引起行業(yè)的高度重視。因?yàn)殡娀鸹庸ぜ夹g(shù)發(fā)展實(shí)在太快，我們用戶的水平有點(diǎn)跟不上。因此，我們需要引導(dǎo)參觀者從掌握產(chǎn)品的技術(shù)背景著手，從各項(xiàng)技術(shù)發(fā)展總趨勢的高度上去了解和評估各參展廠商的水平。

由于市場的化以及信息技術(shù)的高度發(fā)展，作為市場服務(wù)的技術(shù)，其內(nèi)在實(shí)質(zhì)日趨一致。雖然市場定位不同，各有特色，但這只能占一小部分。所以用戶只要看該產(chǎn)品的主體是否在主流水平上，估摸其技術(shù)的成熟程度，有什么特色，就能做出正確的評估。

1 電火花加工機(jī)的共性技術(shù)

1.1智能技術(shù)

電火花加工從一開始就采用伺服進(jìn)給，有一定的自動化。從上世紀(jì)70年代末開始引入數(shù)控技術(shù)，機(jī)床能按編程自動定位，手動加工。但電火花加工工藝復(fù)雜，隨機(jī)事件多，按既定方針是的。例如加工間隙內(nèi)電蝕產(chǎn)物的堆積、集中放電、甚至起弧等，都要靠有經(jīng)驗(yàn)的技師不斷觀察、判斷，試探著調(diào)整，排除故障，優(yōu)化加工參數(shù)，才能安全，實(shí)在是不容易。這就出現(xiàn)了早期的智能技術(shù)---適應(yīng)控制。今天智能化已成為電火花加工機(jī)床的核心技術(shù)，先進(jìn)程度的標(biāo)志，已滲透到每一個(gè)部件中。這種人工智能體現(xiàn)在能根據(jù)加工要求，按應(yīng)用分類，配以相應(yīng)穩(wěn)定可靠的支撐硬件，以及在實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)驗(yàn)證中生成的工藝數(shù)據(jù)庫和計(jì)算方法軟件，這樣一個(gè)完整的體系才稱之為專家系統(tǒng)。例如瑞士夏米爾公司的ROBOFORM 35P成形機(jī)，它把加工對象分成6類：標(biāo)準(zhǔn)加工、大面積加工、窄槽、微細(xì)、拋光以及從尖角開始放電的加工方式。它們各有各的規(guī)準(zhǔn)組合和控制技術(shù)，如大面積加工在電極抬起和恢復(fù)加工瞬間按面積的大小有響應(yīng)平穩(wěn)的速度曲線，既能滿足排屑要求又能避免過大的泵唧效應(yīng)引起電極乃至機(jī)床的變形。相反如是窄槽加工，出來規(guī)準(zhǔn)不同外，必須采用高速抬刀，才能保證深窄槽免沖油的穩(wěn)定放電，而且抬刀的高度和防止電弧放電的檢測電平會隨著加工深度的改變而變化，在安全的前提下有zui高的加工效率?？傊悄芑腔鸹ㄩg隙檢測技術(shù)、模糊控制技術(shù)等高新技術(shù)和大量艱苦的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)科學(xué)建庫工作的有機(jī)結(jié)合。

1.2工藝訣竅

展臺上商品價(jià)格中創(chuàng)新（各種）和軟件所占比重明顯加大。例如一臺HP4噴油嘴小孔機(jī)，重不過500kg，裝置一眼就能看清楚，開價(jià)高達(dá)50萬美元，理由是它提供整套加工訣竅，能滿足zui嚴(yán)格的小孔加工精度要求，CP值在2以上。過去買東西看得見摸得著，沉甸甸的一大堆，心里比較踏實(shí)，如今zui值錢的可能就是幾張輕飄飄的盤。但這是按照“交鑰匙”協(xié)議， 一旦安裝，立刻能投入正常生產(chǎn)，無需用戶調(diào)試和任何技術(shù)投入，這就是知識經(jīng)濟(jì)帶來的好處。

1.3自動化技術(shù)

如今國內(nèi)人力資源豐富，自動化似乎是一種和浪費(fèi)。但對于模具工業(yè)，由于熟練操作工的缺乏，能省人工還是很重要的。只要稍稍注意一下，展臺上類似信息很多。例如日本牧野公司推薦用一臺CNC工件和電極機(jī)外預(yù)調(diào)單元，一臺EDM CIM小型數(shù)據(jù)處理中心和一臺配置10個(gè)可交換工作臺的EDGE2電火花成形機(jī)來代替三臺獨(dú)立運(yùn)行的EDGE2，人力成本可減少1/3，此外資金投入亦可降低18%，何樂而不為呢？

1.4網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

中國即將進(jìn)入WTO，模具工業(yè)和世界接軌勢在必行，所以機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（對品牌機(jī)這是常規(guī)功能）我們不要忽視了。例如瑞士阿奇公司的機(jī)床可以網(wǎng)絡(luò)遙控完成機(jī)床上除了開機(jī)外所有的事，網(wǎng)上數(shù)據(jù)交換、培訓(xùn)、咨詢、維修保養(yǎng)服務(wù)。用戶只要增加一點(diǎn)點(diǎn)投資，開通聯(lián)網(wǎng)功能，他帶來的好處是長遠(yuǎn)的，非?？捎^的。

2 電火花線切割機(jī)的發(fā)展趨勢，共性技術(shù)和的特色技術(shù)

電火花線切割技術(shù)在電加工領(lǐng)域里發(fā)展zui順，幾乎沒有競爭對手。該項(xiàng)技術(shù)的核心是加工精度高，表面質(zhì)量好和應(yīng)用范圍廣，而效率，用戶已相當(dāng)滿意了。

2.1加工精度

與加工相關(guān)的因素很多，大致可分為機(jī)床因素和非機(jī)床因素。展臺上*品牌機(jī)在機(jī)床機(jī)械精度、脈沖電源精度、伺服控制精度（包括對機(jī)械運(yùn)動、脈沖參數(shù)、走絲系統(tǒng)和工作液系統(tǒng)的控制）都已達(dá)到*的水準(zhǔn)。機(jī)無例外全都采用光柵尺全閉環(huán)系統(tǒng)，整機(jī)剛性得到普遍重視，而且隨著進(jìn)給絲杠的加粗，傳動剛度也有大幅度提高。瑞士阿奇公司還采用三維補(bǔ)償，機(jī)床的幾何精度有很大的改善。今天繼續(xù)改進(jìn)的重點(diǎn)放在克服機(jī)床熱變形方面，用熱平衡、熱對稱、熱隔離等各種措施減小機(jī)床熱源和室溫波動對機(jī)床幾何精度的影響。普遍用恒溫的工作液冷卻立柱、上下機(jī)架、工作臺面、工件，整機(jī)用機(jī)殼包嚴(yán)，形成隔離的小恒溫室?？梢哉f線切割機(jī)的幾何精度和坐標(biāo)磨床已*相當(dāng)了。說到脈沖電源和伺服控制的精度，可能中國用戶還沒有清楚的概念。的確在機(jī)床驗(yàn)收中就沒有這個(gè)項(xiàng)目。所以一些低檔機(jī)就可在這方面鉆空子，而品牌機(jī)的優(yōu)勢就在于此。它們的主機(jī)可以海外生產(chǎn)，但電柜一定是在總部封閉式運(yùn)作。它們以長期的技術(shù)積累，先進(jìn)的品質(zhì)管理和制造能力，從體系的高度保證各功能部件性能的穩(wěn)定和相互間的協(xié)調(diào)一致，而這些方面都是我們知之甚少急需補(bǔ)課的核心技術(shù)。

影響加工精度的非機(jī)床因素，例如操作人員的素質(zhì)，人為的誤操作等現(xiàn)在能用強(qiáng)大的工藝數(shù)據(jù)庫和智能控制來消除。例如阿奇公司有FORMALCHECK功能用來確認(rèn)輸入數(shù)據(jù)是否遺漏。但看不見測不了的工件材料內(nèi)應(yīng)力誰都沒有辦法考慮，所以加工工件的尺寸和形狀與達(dá)到的加工精度---表面輪廓度TKM關(guān)系密切。各家所言可達(dá)到的加工精度是指對給定尺寸和形狀的樣件切割。例如高40mm，對邊尺寸30mm的六棱柱體樣件，就是指相對名義尺寸30mm的偏差，上中下三個(gè)截面共9個(gè)數(shù)據(jù)。注意這里要求的是尺寸，要保證小間隙精密沖模的配合及互換性必須這樣要求。瑞士阿奇公司的EXCELLENCE的TKM就可以達(dá)到3µm（相對名義尺寸±1.5µm）,這和美國莫爾（Moore）公司開發(fā)的450CPW/ATC坐標(biāo)磨床的指標(biāo)*一樣。此外，由于角部配合間隙對沖模的壽命和沖件的毛刺影響巨大，故普遍注意到有沒有角部過切.目前品牌機(jī)尖角和小圓角精度可達(dá)到1-2µm。

表面質(zhì)量，主要是指加工硬質(zhì)合金沖模時(shí)電解作用下鈷的溶解和表面微觀裂紋造成刃口過早磨損?，F(xiàn)在都已采用平均電壓為零的交流脈沖電源，電解的破壞已將到zui低程度。此外，由于脈沖電源的改進(jìn)，普遍采用高峰值，如三菱電機(jī)聲稱已達(dá)到1000A，窄脈寬（微秒級），材料大多數(shù)為氣相拋出，帶走了大量的熱，工件表面溫度就上不去，開裂的現(xiàn)象大為減少?？梢哉J(rèn)為今天線切割的硬質(zhì)合金沖模刃口的耐磨性和磨削沒有什么不同。夏米爾公司聲稱表面變質(zhì)層厚僅1µm，而且沒有微觀裂紋。

由于窄脈沖高峰值脈沖電源的出現(xiàn)，加上走絲系統(tǒng)，伺服進(jìn)給系統(tǒng)不斷改進(jìn)和考慮了很多工作狀態(tài)因素---噴嘴形式，和工件間距離，精修是否在切縫中等等，有針對性地設(shè)置規(guī)準(zhǔn)逐檔減小加工間隙和加工面內(nèi)凹，故達(dá)到同樣的精度和表面粗糙度的切割次數(shù)大大減少，這樣不但加工效率高，電極消耗少，而且切割中偏移量小，形狀精度也明顯提高。

2.2專家系統(tǒng)

品牌機(jī)都有成套的專家系統(tǒng)，盡管稱呼各不相同，但功能大同小異。首先是工藝專家系統(tǒng)，按加工要求給出成套參數(shù)。水平的高低看考慮的范圍大小，一般應(yīng)包括常用電極絲牌號和相應(yīng)的工件材料。近來還提供如PCD、PCBN等特殊材料的加工參數(shù)，可依據(jù)上下噴嘴是否與工件接觸，距離多大，是在切風(fēng)中精修，還是敞開面精修，精度、表面粗糙度和效率哪一項(xiàng)優(yōu)先的加工策略來生成各自的規(guī)準(zhǔn)。在規(guī)準(zhǔn)選擇無誤的情況下都有一個(gè)放電專家系統(tǒng)來應(yīng)付切割中的隨機(jī)因素，在切入、切出、截面變化、中心切割、接近邊緣切割、大截面高速切割等情況下，得到不斷絲穩(wěn)定加工。現(xiàn)在臺階形切割水平有了普遍提高。曾經(jīng)五花八門的轉(zhuǎn)角策略，如今已殊途同歸，形成轉(zhuǎn)角專家:系統(tǒng)采取逐步改變加工參數(shù)，等電極絲的滯后彎曲消失后在轉(zhuǎn)彎，而且在精加工轉(zhuǎn)彎時(shí)也注意到角部修整量的大小和放電點(diǎn)實(shí)際移動速度變化造成角部加工間隙的變化。當(dāng)然這種不改變加工軌跡的轉(zhuǎn)角專家系統(tǒng)在保證角部精度的同時(shí)，要犧牲一些加工效率，用戶可以在精度和效率之間取一滿意的這種方案。當(dāng)然也有例外，瑞士阿奇公司藝高膽大，它在充分試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，也可采用變軌跡角部粗加工，不降低效率也不過切。

2.3自動穿絲

自動穿絲近來都有很大進(jìn)展，普遍采用了穿絲前的退火工序，剪刀不見了，退火后局部過熱拉斷，這樣電極絲直徑變細(xì)、變硬、變尖，穿絲噴水嘴亦變小，水柱更有力，水池中穿絲、切縫中穿絲與穿絲孔僅0.05mm間隙的穿絲都有很高的成功率，穿絲前的孔搜索，穿過后自動尋找脫離短路的位置，這些功能都配齊全了?，F(xiàn)在各家都在打擂臺，比誰穿得快，有10-20s的不等，但工況都不太清楚，誰zui快無從評說，但總的說來比以前快多了。由于這部分結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，改進(jìn)十分頻繁，自診斷、自清洗保養(yǎng)的功能增加不少。

這次展會上的亮點(diǎn)應(yīng)是瑞士夏米爾公司的ROBOFIL 2030S1-TW線切割加工中心。它能夠在45s內(nèi)實(shí)現(xiàn)ø0.25mm和ø0.1mm電極絲之間的轉(zhuǎn)換。如果車間里有30%的模具需要小內(nèi)角和窄縫，只要增加10%的投資，就可以得到40%的回報(bào)。因?yàn)樵摍C(jī)床的兩種電極絲*處在各自*工況下待命，故自動轉(zhuǎn)換中無需操作者介入，從而保證了機(jī)床的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。一般用ø0.25mm的電極絲粗加工兩次，換ø0.1mm的細(xì)絲精加工3次，并完成清角和窄縫。在無芯加工的場合下，可先用ø0.25mm粗絲完成型孔的電火花銑削，去除所有的材料，效率高，也不必消耗昂貴的細(xì)絲，可節(jié)省可觀的成本。同樣在用細(xì)絲完成微細(xì)型孔加工后，可用粗加工導(dǎo)柱孔或銷孔。這種雙絲系統(tǒng)動作并不復(fù)雜，走絲路程并沒有變化，只是外加一個(gè)粗絲庫，每根傳動軸上有兩個(gè)導(dǎo)絲輪，用拉鍵和剎車來選擇哪一套走絲系統(tǒng)工作，兩個(gè)可擺動的導(dǎo)絲管共用一套V型金剛石導(dǎo)向器，導(dǎo)向器在轉(zhuǎn)一個(gè)角度后可以補(bǔ)償其磨損重復(fù)使用。自動換絲的想法并不是今天才有，只應(yīng)為線切割的走絲系統(tǒng)本來結(jié)構(gòu)就十分復(fù)雜，要不是5年來夏米爾在設(shè)計(jì)上做了一系列重大改進(jìn)，雙線系統(tǒng)是不可能成功的。在這次展會上三菱電機(jī)和牧野都介紹了自己高性能的走絲系統(tǒng)，可以估計(jì)雙線系統(tǒng)必將成為其下一個(gè)攻克的目標(biāo)。

TW系統(tǒng)并不限制應(yīng)用范圍，該機(jī)床只要換上相應(yīng)附件，同樣可以用ø0.03mm、0.05mm、0.07mm的電極絲進(jìn)行微細(xì)加工，也可在錐度專家系統(tǒng)的控制下完成精密的±30°的大錐度切割。


 

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