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數控電火花成型機的新發展
2016-08-09
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數控電火花機床（NCSEDM 機床）各項工藝指標雖然已達到了很高的水平，可是在高速銑（HSM）迅速發展的今天，其發展空間仍受到了一定的擠壓。但由于HSM在加工凹型腔時還存在一 定的問題，包括深槽窄縫的加工，內清角的加工，棱邊清晰的加工，細微、復雜、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，因此本屆模展中還是顯示了NCSEDM機床的發展前景。從參展NCSEDM機床的新工藝、新技術、新產品的發展角度來看，國外幾個著名廠商還是處于 領先優勢。
日本牧野公司第一次展出電極自動交換（AEC）和工件自動交換（AWC）的EDGE2全自動NCSEDM機床。AEC采用EROWA ITS系統、3R宏系統或牧野的Y形系統，分直接交換式和旋轉式二種。直接交換式電極容量為4根，旋轉式電極容量為8～32根，使用卡盤適配器交換時最大 電極重量（含電極夾具）40 kg，AEC交換時間一般為20s；AWC具有通用性的工件庫和工件貨盤交換裝置，容易確認的平面工件庫適合于復雜模具加工。采用輔助工作臺，以便于大工 件的自動交換，采用工作液快速處理技術，使下一個工件的交換變得更快、更可靠。該機床還具有工作液恒溫控制（±0.5 ℃），Ra0.18μm的超精加工技術（電極：直徑40 mm銅，工件：NAK80），R0.015mm的銳角加工技術以及添加劑為μSC的混粉加工技術等。
日本沙迪克公司展出的AM45L同樣是全自動的NCSEDM機床，具有電極和工件自動交換功能，采用的是EROWA系統，也是第一次在國際模展上展出。
瑞士夏米爾公司也開發了混粉加工技術，在國際模展上第一次展出了ROBOFORM 350γ混粉加工機床，該機床采用1.5 L罐裝Gamma M1×50混粉，可以用混粉工作液進行粗、精加工，并在同一臺機床上可實現普通工作液和混粉工作液二種加工方式，從混粉加工轉換到普通工作液加工，約需2 h的過濾時間，而從普通工作液轉換成混粉加工，只要30 min的準備時間?；旆奂庸r不用過濾器?；旆鄣氖褂脡勖鼮?00h，甚至更長一些?；旆劭梢詫崿FRa0.2μm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，而且縮短了加工時間，降低了約30%的電極損耗。傳統加工與混粉加工表面粗糙度Ra與加工時間的關系如圖1所示。
以上從技術先進性以及在國際模展上首次展出的角度介紹的全是國外機床，但從中可以看出：
（1）機床的AWC在中國展出只是近年來的事，以前只有AEC，而AWC只在歐美、日本等發達國家和地區展出，說明國外廠商已認識到中國用戶需求水平在不斷提高，重視開拓全自動NCSEDM機床的中國巿場。
（2）包括AEC、AWC、專家系統等成套的全自動NCSEDM機床在國內還沒有開發，雖有AEC及專家系統的NCSEDM機床，但在實際應用中還 存在不少問題。AEC在實際生產中應用不多，并缺乏按加工類別細分，適合各種加工條件的完善的專家系統。因此，我們的機床從實驗室的工藝水平到生產廠的出 廠工藝水平，再到用戶實際使用的工藝水平，實際上是逐步下降的。除了其他各種因素外，機床操作中較多的人工干預是造成上述問題的重要原因。提高自動化程 度，避免或減少人工干預是解決這一問題的有效途徑。所以，提高EDM自動化水平是EDM的重要發展方向。
（3）混粉加工已有較長的歷史了，日本的沙迪克、三菱、牧野等公司都開發應用了混粉加工技術，而瑞士阿奇夏米爾公司卻遲遲不動，這次瑞士夏米爾公司 展出了混粉加工技術ROBOFORM 350γ。這樣國外知名廠商都各自開發了混粉加工技術，這也從另一方面說明混粉加工有其重要的應用價值。我國有關高校雖對混粉加工進行了研究，發表了不少 文章，但至今未見產品上巿。
日本牧野公司第一次展出電極自動交換（AEC）和工件自動交換（AWC）的EDGE2全自動NCSEDM機床。AEC采用EROWA ITS系統、3R宏系統或牧野的Y形系統，分直接交換式和旋轉式二種。直接交換式電極容量為4根，旋轉式電極容量為8～32根，使用卡盤適配器交換時最大 電極重量（含電極夾具）40 kg，AEC交換時間一般為20s；AWC具有通用性的工件庫和工件貨盤交換裝置，容易確認的平面工件庫適合于復雜模具加工。采用輔助工作臺，以便于大工 件的自動交換，采用工作液快速處理技術，使下一個工件的交換變得更快、更可靠。該機床還具有工作液恒溫控制（±0.5 ℃），Ra0.18μm的超精加工技術（電極：直徑40 mm銅，工件：NAK80），R0.015mm的銳角加工技術以及添加劑為μSC的混粉加工技術等。
日本沙迪克公司展出的AM45L同樣是全自動的NCSEDM機床，具有電極和工件自動交換功能，采用的是EROWA系統，也是第一次在國際模展上展出。
瑞士夏米爾公司也開發了混粉加工技術，在國際模展上第一次展出了ROBOFORM 350γ混粉加工機床，該機床采用1.5 L罐裝Gamma M1×50混粉，可以用混粉工作液進行粗、精加工，并在同一臺機床上可實現普通工作液和混粉工作液二種加工方式，從混粉加工轉換到普通工作液加工，約需2 h的過濾時間，而從普通工作液轉換成混粉加工，只要30 min的準備時間?；旆奂庸r不用過濾器?；旆鄣氖褂脡勖鼮?00h，甚至更長一些?；旆劭梢詫崿FRa0.2μm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，而且縮短了加工時間，降低了約30%的電極損耗。傳統加工與混粉加工表面粗糙度Ra與加工時間的關系如圖1所示。
以上從技術先進性以及在國際模展上首次展出的角度介紹的全是國外機床，但從中可以看出：
（1）機床的AWC在中國展出只是近年來的事，以前只有AEC，而AWC只在歐美、日本等發達國家和地區展出，說明國外廠商已認識到中國用戶需求水平在不斷提高，重視開拓全自動NCSEDM機床的中國巿場。
（2）包括AEC、AWC、專家系統等成套的全自動NCSEDM機床在國內還沒有開發，雖有AEC及專家系統的NCSEDM機床，但在實際應用中還 存在不少問題。AEC在實際生產中應用不多，并缺乏按加工類別細分，適合各種加工條件的完善的專家系統。因此，我們的機床從實驗室的工藝水平到生產廠的出 廠工藝水平，再到用戶實際使用的工藝水平，實際上是逐步下降的。除了其他各種因素外，機床操作中較多的人工干預是造成上述問題的重要原因。提高自動化程 度，避免或減少人工干預是解決這一問題的有效途徑。所以，提高EDM自動化水平是EDM的重要發展方向。
（3）混粉加工已有較長的歷史了，日本的沙迪克、三菱、牧野等公司都開發應用了混粉加工技術，而瑞士阿奇夏米爾公司卻遲遲不動，這次瑞士夏米爾公司 展出了混粉加工技術ROBOFORM 350γ。這樣國外知名廠商都各自開發了混粉加工技術，這也從另一方面說明混粉加工有其重要的應用價值。我國有關高校雖對混粉加工進行了研究，發表了不少 文章，但至今未見產品上巿。