數(shù)控電火花成形機(jī)(NCSEDM機(jī)床)各項(xiàng)工藝指標(biāo)雖然已達(dá)到了很高的水平,可是在高速銑(HSM)迅速發(fā)展的今天,其發(fā)展空間仍受到了一定的擠壓。但由于HSM在加工凹型腔時(shí)還存在一定的問題,包括深槽窄縫的加工,內(nèi)清角的加工,棱邊清晰的加工,細(xì)微、復(fù)雜、精密加工,深型腔(L/D≧5)的加工等,還有超硬材料的加工也不是HSM的特長,因此還是顯示了NCSEDM機(jī)床的發(fā)展前景。從NCSEDM機(jī)床的新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品的發(fā)展角度來看,國外幾個(gè)著名廠商還是處于領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
日本牧野公司的電極自動(dòng)交換(AEC)和工件自動(dòng)交換(AWC)的EDGE2全自動(dòng)NCSEDM機(jī)床。AEC采用EROWA ITS系統(tǒng)、3R宏系統(tǒng)或牧野的Y形系統(tǒng),分直接交換式和旋轉(zhuǎn)式二種。直接交換式電極容量為4根,旋轉(zhuǎn)式電極容量為8~32根,使用卡盤適配器交換時(shí)最大電極重量(含電極夾具)40 kg,AEC交換時(shí)間一般為20s;AWC具有通用性的工件庫和工件貨盤交換裝置,容易確認(rèn)的平面工件庫適合于復(fù)雜模具加工。采用輔助工作臺(tái),以便于大工件的自動(dòng)交換,采用工作液快速處理技術(shù),使下一個(gè)工件的交換變得更快、更可靠。該機(jī)床還具有工作液恒溫控制(±0.5 ℃),Ra0.18μm的超精加工技術(shù)(電極:直徑40 mm銅,工件:NAK80),R0.015mm的銳角加工技術(shù)以及添加劑為μSC的混粉加工技術(shù)等。日本沙迪克公司的AM45L同樣是全自動(dòng)的NCSEDM機(jī)床,具有電極和工件自動(dòng)交換功能,采用的是EROWA系統(tǒng)。
瑞士夏米爾公司也開發(fā)了混粉加工技術(shù),ROBOFORM 350γ混粉加工機(jī)床,該機(jī)床采用1.5 L罐裝Gamma M1×50混粉,可以用混粉工作液進(jìn)行粗、精加工,并在同一臺(tái)機(jī)床上可實(shí)現(xiàn)普通工作液和混粉工作液二種加工方式,從混粉加工轉(zhuǎn)換到普通工作液加工,約需2 h的過濾時(shí)間,而從普通工作液轉(zhuǎn)換成混粉加工,只要30 min的準(zhǔn)備時(shí)間。混粉加工時(shí)不用過濾器?;旆鄣氖褂脡勖鼮?00h,甚至更長一些。混粉可以實(shí)現(xiàn)Ra0.2μm的精加工,即使加工面積的大小變化,也能加工出Ra0.2μm的工件表面。例如,加工30mm×30mm×5mm的型腔,材料為W300鋼,用同樣的加工工藝,普通工作液Ra0.5μm,而混粉工作液Ra0.18μm,而且縮短了加工時(shí)間,降低了約30%的電極損耗。
阿奇夏米爾的ROBOFORM 350γ機(jī)床,采用了混粉加工技術(shù)
以上從技術(shù)先進(jìn)性介紹的全是國外機(jī)床,但從中可以看出:國外廠商已認(rèn)識(shí)到中國用戶需求水平在不斷提高,重視開拓全自動(dòng)NCSEDM機(jī)床的中國巿場(chǎng)。包括AEC、AWC、專家系統(tǒng)等成套的全自動(dòng)NCSEDM機(jī)床在國內(nèi)還沒有開發(fā),雖有AEC及專家系統(tǒng)的NCSEDM機(jī)床,但在實(shí)際應(yīng)用中還存在不少問題。AEC在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用不多,并缺乏按加工類別細(xì)分,適合各種加工條件的完善的專家系統(tǒng)。因此,我們的機(jī)床從實(shí)驗(yàn)室的工藝水平到生產(chǎn)廠的出廠工藝水平,再到用戶實(shí)際使用的工藝水平,實(shí)際上是逐步下降的。除了其他各種因素外,機(jī)床操作中較多的人工干預(yù)是造成上述問題的重要原因。提高自動(dòng)化程度,避免或減少人工干預(yù)是解決這一問題的有效途徑。所以,提高EDM自動(dòng)化水平是EDM的重要發(fā)展方向?;旆奂庸ひ延休^長的歷史了,日本的沙迪克、三菱、牧野等公司都開發(fā)應(yīng)用了混粉加工技術(shù),而瑞士阿奇夏米爾公司卻遲遲不動(dòng),這次瑞士夏米爾公司展出了混粉加工技術(shù)ROBOFORM 350γ。這樣國外知名廠商都各自開發(fā)了混粉加工技術(shù),這也從另一方面說明混粉加工有其重要的應(yīng)用價(jià)值。從這些來看,我國的NCSEDM機(jī)床近年來發(fā)展不快。
國內(nèi)LSWEDM機(jī)床呈現(xiàn)迅速發(fā)展的趨勢(shì)。本屆模展上展出LSWEDM機(jī)床的除最早開發(fā)生產(chǎn)的蘇州電加工機(jī)床研究所、蘇州三光集團(tuán)等外,還有上海大量、北京安德、蘇州寶瑪?shù)绕髽I(yè)。臺(tái)灣企業(yè)在大陸生產(chǎn)LSWEDM機(jī)床并參加展出的公司有:上海京美、昆山喬懋、蘇州群倫、昆山慶鴻等。國內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并具有代表性的LSWEDM機(jī)床開發(fā)生產(chǎn)企業(yè)是蘇州所和蘇三光等,其DK76系列產(chǎn)品在國內(nèi)具有領(lǐng)先水平。以蘇三光的DK7632為例,該機(jī)床開發(fā)的高峰值電流(近千安培)、窄脈寬(納秒級(jí))、無電解、無限流電阻電源,使最大加工速度達(dá)到350 mm2/min,最佳表面粗糙度可達(dá)Ra0.3μm;無電解加工技術(shù)為消除工件變質(zhì)層,提高加工表面質(zhì)量創(chuàng)造了條件;取消放電回路限流電阻和功率釋放電阻,不但可簡化結(jié)構(gòu),而且與有電阻相比,可節(jié)能40%~60%;機(jī)床還具有工藝數(shù)據(jù)庫和多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)通訊等特點(diǎn)。該機(jī)床達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平及國際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。
專用數(shù)控電火花加工機(jī)床不多,最近通過鑒定的蘇州電加工機(jī)床研究所的數(shù)控電火花輪胎模加工機(jī)床具有明顯的創(chuàng)新性和實(shí)用性。該機(jī)床適用于人力車、摩托車、卡車、轎車等輪胎模制造,特別適用于高速輪胎模的制造。該機(jī)床的“一種環(huán)件花紋電火花加工專用設(shè)備的床體”專利技術(shù),提出了電火花輪胎模具加工專用設(shè)備合理的運(yùn)動(dòng)分布及整機(jī)布局;機(jī)床的卸荷技術(shù),使機(jī)床的承載量與同規(guī)格機(jī)床相比提高了將近一倍,擴(kuò)大了輪胎模的加工范圍,并使該部件的成本降低了20%,現(xiàn)已申請(qǐng)國家專利;精確的多自由度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),使運(yùn)動(dòng)軸之間、運(yùn)動(dòng)軸與安裝面之間達(dá)到了較高的綜合精度,結(jié)合高精度的電極裝夾柄,保證了模具中型腔位置的準(zhǔn)確性和一致性;精確的分度功能和高性能的Z軸伺服特性,提高了模具中由花塊型腔的底面和側(cè)面所形成的空間組合曲面精度,保證了輪胎的圓度和動(dòng)平衡性能。機(jī)床的自適應(yīng)控制高效脈沖電源,實(shí)現(xiàn)了高性能穩(wěn)定加工;專用數(shù)控系統(tǒng)及專用軟件,功能強(qiáng)大,操作簡單,自動(dòng)化程度高;升降式油槽可實(shí)現(xiàn)浸入式加工,避免了由于沖液加工引起的火災(zāi)危險(xiǎn)等。機(jī)床自開發(fā)生產(chǎn)以來,已銷售了300多臺(tái),產(chǎn)值達(dá)2700多萬元,具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。