第九届中国国际机床展览会特种加工机床展品评述
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摘要:通过对第九届中国国际机床展览会(CIMT 2005)特种加工机床展品的评述,分析了国内外电火花加工机床、快速成形设备、激光切割设备等的技术特点与发展动向。 关键词:CIMT;特种加工;电火花加工;快速成形;激光切割
由中国机床工具工业协会主办的第九届中国国际机床展览会(CIMT 2005)于2005年4月11日至17日在北京中国国际展览中心隆重举行。中国国际机床展览会已被国际工业界公认为与欧洲国际机床展、美国芝加哥国际机床展、日本东京国际机床展齐名的世界四大国际机床展之一,是我国规模最大、水平最高的制造技术与装备的国际性展览会。
CIMT 2005的主题是:展示“数字化制造技术与装备的新发展”。特种加工机床是本届展会数字化机械制造技术与装备的主要展品之一。
据统计,此次展览会特种加工机床行业的38家企业展出了88台展品。其中国内企业(含地区)26家,展品66台;国外企业12家,展品22台。展品中电火花加工机床(电火花成形机、电火花线切割机、电火花小孔加工机、电火花金属蚀除机)的数量最多,共66台;电火花复合加工机床(电火花放电铣床、电火花机械磨床)2台;电化学加工机床2台;超声加工机3台;激光加工机(激光切割机、激光打标机)5台;快速成形设备6台;火焰切割机1台;水切割机1台;挤压研磨机1台;磨粒流去毛刺抛光设备1台。这些展品包括了国内外主要特种加工机床生产企业的代表性产品,反映了当前国内外特种加工机床的技术水平与发展动向。 电火花成形机的技术特点与发展动向
在CIMT 2005上国外参展商展出的电火花成形机全部是数控机床,国内参展商展出的电火花成形机中数控机床(含单轴数控机床)占83%,与往届相比有大幅度增加,反映了电火花成形机的技术发展与需求水平的提高。
电火花成形机的各项工艺指标均已达到很高的水平,机床具有优越的性能与强大的功能。在这种情况下,进一步发展就应该呈现出新的特点。特别是从20世纪90年始,高速铣(HSM)的发展挤压了电火花成形加工(SEDM)的应用空间,因此SEDM的发展动向是适用于加工微米精密型腔、硬质合金型腔、高表面质量与窄缝深槽型腔。机床的技术特点呈现出较高的个性化、宜人化、数字化、微细精密化、高度智能化、运行低成本化。生产商在加强为用户服务的理念上下了大功夫。 1.1 提高加工速度是不变的主题
对于SEDM机床的发展,瑞士阿奇公司提出了一种新的发展理念——速度精神。它包括4个方面的内容:①安装快速:要求做到机床的占地面积尽可能小,搬运方便,装机调试工作简便,连接环节要少;②编程快速:只需要用图标输入一些必要的工件、电极与工艺要求数据,其他一切均可自动生成;③准备快速:工件的设定借助于手控盒及自动测量循环即可方便轻松地完成;④加工快速:利用丰富的、实用的工艺资源,可以应对从简到繁的各种加工任务。其实质就是尽量缩短辅助工时与加工工时。但要实现这个目标,就需要对包括编程操作系统、专家系统、工艺数据库、自动测量控制系统及高性能脉冲电源的各个环节都给予控制。
针对这个目标,阿奇公司新近推出的Agietron Spirit 2 型电火花成形机装备了带有专利技术的APG Spirit全数字化脉冲电源,它设定了新的质量和效率标准。这是一种等(几何)波形脉冲技术,它在保持相同的放电间隙、相同的电极损耗、相同的加工表面粗糙度并具有恒定的放电凹坑几何特征的情况下,增大了每个脉冲的材料去除量,并减少了加工表面的变质层。对于采用铜或石墨电极进行的所
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2008-10-8 文字选择:大 中 小
有粗、精加工,借助于低电流和内部电压调整,使电极损耗有所降低。不论在标准应用场合,还是在加工窄深槽的场合,生产率均高于平均水平。按该公司的试验规准,在加工电流为72 A时,铜打钢的加工速度为550 mm3/min,而其他型号机床(如Agietron Hyperspark)则为450 mm3/min。加工速度的提高,缘于该公司对以往的ACC电源(自适应电源)和ACD电源(自适应电源优化)引入了若干反应更快、更好的新算法。对于平动加工,也引入了PLS(预测学习系统)来连续存贮并分析平动运动期间的火花加工状况,因而在每次扩大加工时,平动加工就能逐步优化,使加工既快速又准确。该机床采用了基于Windows的控制系统,提供了家用个人电脑上同样的功能,利用有关软件在PC机上就能进行EDM任务的编程和数据输入工作,其操作界面与机床上的完全相同,存储媒体和接口也已由先前的3.5″软盘、RS-232替换成USB、CD-ROM了。这些措施对实现上述速度精神的目标起到了支撑作用。
日本牧野公司则通过配备电源的选项功能来提高加工速度。该公司提供一种称为Super SparkⅡ的选项功能,它包括R—Process2 Control 和Spark Jump功能,前者可按加工深度预测侧面扩大量,可以在达到一半加工深度之前自动增强加工条件;后者则在抬刀期间也能进行放电,使放电区分散在电极多处,有利于排屑。这项功能可以缩短粗、精加工的时间达30%~50%。该功能还特别有利于加工多个窄深槽、斜面以及那些不能采用高速抬刀的形状。例如用石墨电极加工具有14个窄槽的材料为NAK80的零件时,单用高速抬刀(5 m/min)的加工时间为17 h 20 min,而加用Super Spark Ⅱ时,加工时间缩短为9 h 12 min。再如用石墨电极加工材料为STAVAX的扬声器栅格时,单用HQSF电源,并采用USC添加剂的混粉工艺时的加工时间为27 h 13 min,而加用Super SparkⅡ时,只需20 h 13 min就完成。在这两例中,加工的最终表面粗糙度均为Rmax5μm。这些发展充分表现了提高机床的加工效率,永远是电火花加工机床不变的主题,也是SEDM机床之所以存在与不断发展的极其重要的原因。
1.2 智能化的专家系统更为丰富与实用
由于电火花加工中,影响加工效果的因素远比其他加工方式要多且复杂,同时用户要培养精通工艺的熟练操作者也越来越困难,因此EDM机床是否具有强大的专家系统,是否具有高性能的智能化控制能力,既是机床发展水平的重要体现,也是机床在使用时能否充分发挥出它拥有的技术水平,能否受到用户欢迎的关键所在。用户说这台机床“好使”或“不好使”,往往取决于这台机床的专家系统管用不管用、数据库准确不准确、智能化控制的效果好不好等。这个问题虽然已经不是什么新的概念,但是它的内容、方法、效果是与时俱进的。从本届展览会所展示与介绍的产品来看,智能化控制、专家系统呈现出更加丰富、 更有针对性、更为实用的特点。
日本牧野公司的智能专家系统(IES)配置在该公司的精密电火花成形机上,它能提供7种功能,对加工过程实现自动控制,以达到最佳的加工效果。这些功能分别为:①P—Pulse:按加工时的放电面积,控制最佳加工电流,可以缩短粗加工时间。②High—Speed Ju mp:在加工窄深槽时,借助于高速抬刀排出加工屑与气体,使加工过程稳定,并缩短粗加 工时间。③S—Control:当从小面积开始切入加工时,通过最佳的伺服和抬刀控制来达到稳定的加工条件。④A—Jump:按加工中的深度与面积,优化控制抬刀运动(高度、时间、速度)。⑤V—Cut3:通过优化平动控制,即使对复杂形状也能提高精加工精度和速度。⑥CJ —Jump:利用在电极侧向进行的跳跃运动来加强对加工屑的排除。它与高速抬刀不同,其速度自动控制在合适的大小上,这样可以提高侧面精加工的速度。⑦R—Servo:当加工有预孔的工件,因侧面放电而排屑不良时,通过最佳放电伺服控制,来保证稳定的加工。可见智能化专家系统为不同加工对象的不同加工要求,提供了丰富的可供选择的控制功能。
其他公司的产品的情况也类似。瑞士阿奇公司的专家系统(EXPORT)对同一件工件可以向操作者提供12种加工方案供选用,而不是过去的就是一种,别无选择。瑞士夏米尔公司的放电专家系统(PILOT—EXPERT3)与编程专家系统(PROGRAM—EXPERT),以及北京市电加工研究所在B35数控电
火花成形机上向用户提供的自动编程专家系统与工艺专家系统,均可根据加工目标和电极对数据选择自适应加工参数,并可根据加工状态变化实时调整放电参数以优化加工效果。所有这些进展也反映了制造商服务用户的理念的变化,也是SEDM技术成熟的体现。 1.3 精密成形加工的新特色
SEDM的性能指标是加工速度、加工表面粗糙度、电极损耗与加工精度4项。不断追求加工的精密化(包括表面质量),也是SEDM的一个永恒的目标。随着加工对象的高档化,指标开始细分。例如表面粗糙度,要求在表面平直度的前提下有一个均匀性的要求,这是集成电路IC模块塑封模的要求,亦是高档手机外壳模的质量要求。再例如对于加工底角和型腔深度来讲,要求在微小型腔上有清晰的底角和高精度的型腔深度,这是微型接插件、光缆插头等精密器件提出的要求。SEDM的发展重点是针对HSM不经济、效率太低或不太好干的复杂、微细、精确的加工场合。时下的热门是微米精密型腔、硬质合金型腔、高表面质量和窄缝深槽型腔的加工,为此日本牧野公司推出了一个MF-4装置,它安装在紧靠电极夹头处,由于走线短,寄生参数好 控制。在MAKINO EDGE等机床上加工宽0.25 mm的槽时,底角半径达到0.015 mm、表面粗糙度 为Rmax1μm;加工6个方孔的孔距误差在-1.5~0.5μm、孔深误差在-1~2μm。
本届展览会上诸多公司都展示了大面积(≥100 cm2)精加工的样品。例如瑞士阿奇公司的150 mm×150 mm×10 mm常规SEDM精加工型腔。该公司的SEDM机床有一个特点,它有采用二级齿形带减速的惯例,并不一味追求Z轴速度,最高速度不会超过1 m/min。它的优点是可以输出大扭矩,在一定面积的精加工时,Z轴有足够的升力产生大的加速度,形成加工间隙的负压,保证大量清洁工作液的涌入。当恢复加工时有足够的减速度,使电极平稳放电。瑞士夏米尔公司利用它的能量专家控制系统(Power Control Expert),在微秒级内检测放电间隙,精密控制放电能量,实现表面均匀的稳定的精加工,在加工GPS模具时,加工面积为125 cm2,得到表面粗糙度为Ra1.26μm。日本沙迪克公司在加工面积为100 cm2样品时,深度误差为4μm,表面粗糙度为Ry6.5μm且差值为Ry 1.8μm。日本牧野公司采用混粉加工,在加工面积为100 cm2、铜打钢时,表面粗糙度达到Ry1.3μm。国内企业在这项工作中也有取得很好效果的,如北京市电加工研究所采用混粉加工,在加工面积为100 cm2、铜打钢时,表面粗糙度达到Ra0.15μm,差值为Ra0.083μm。毫无疑问,大面积高表面质量加工需要微小脉宽的脉冲放电、灵敏而有效的极间监测、稳定而严格的加工条件的控制,这些反映了机床与工艺的成熟程度。
1.4 微细电火花成形加工的进展
微细电火花加工是现代制造技术的一个重要领域,一般指尺寸小于300μm的孔、槽、轴与型腔的加工,其加工的原理并无特异之处,它的主要特征是加工单位非常小,包括微小的单脉冲放电能量、精细的电极与微小的放电间隙。微细电火花成形加工的难点是制备电极较困难、加工中排屑不畅、易短路。当前的技术水平大致为单脉冲的蚀除量在0.01~0.10μm内,放电间隙在数微米至数百微米。目前应用SEDM技术可以稳定得到的尺寸精度高于0.1μm,表面粗糙度Ra<0.01μm。而代表极限水平的是加工直径2.5μm的微细轴和直径5μm的微细孔。实现加工的载体当然是机械装置,许多研究者所进行的微细加工都是在专门研制的特殊设备上完成的,而制造商提供的是商品化的机床,这两者是有很大的不同的。
日本牧野公司的EDGE2通用电火花成形机上,可配置微细孔加工选件,其特点与功能是:①实现多小孔连续加工。它可对长度200 mm以下、直径≥0.08 mm的管状电极或0.07 mm的实心电极进行自动更换,包括电极的中间导向器也能自动更换。②实现深小孔加工。它利用工件反转装置自动进行两头加工。如可用铜管做电极加工厚10 mm的硬质合金,加工孔直径为0.14 mm,误差为±0.02 mm,加工时间为7 min。③对于直径0.1 mm以下的微细电极,通常用反拷法制备。同时该机床还提供超精加工回路Ⅱ(Ultrafine Machining Circuit Ⅱ)选项,它适用于细小精密零件的加工,例如用直径<0.5 mm
的管状电极打孔,加工表面不出现针孔,表面粗糙度Rmax<1μm,型腔底面拐角半径可至0.010~0.015 mm。
日本沙迪克公司在其直线电机驱动的AQ35L电火花成形机上,可配用SHAD 2000L型微细孔加工夹具来加工直径0.1~2.3 mm的孔。对于更小的电极,用反拷法成形,当成形电极直径<0.05 mm时,用钨作为电极材料。例如反拷出直径0.007 mm的电极、长度为0.16 mm(长径比约为23∶1),在0.03 mm厚的SUS304不锈钢上加工出直径0.012 mm的微孔,加工时间为58 s。在该公司直线电机驱动的KIBL微细电火花加工机上,使用直径0.02 mm的钨丝,即可进行微孔加工。例如在0.3 mm厚的硬质合金G5上,连续加工10个孔,得到的孔径尺寸为0.037 ~0.038 mm,电极损耗为70%~80%。而在另一款型号APIL超精加工机上,可实现底部拐角半径为6~10μm、表面粗糙度为Rz0.35μm的加工结果。 作为商品化的机床,能够向用户提供实用的微细精密加工,要求机床有精确的高响应伺服控制、超精密的定位精度、准确的短脉冲放电控制,实现很小的放电间隙。这样的机床在多棱边同时加工的接插件模具制造中特别有用。 1.5 产品的多样化与性能的个性化
在本届展览会上,完全新面孔的SEDM机床产品并不多,但是现有发展水平上EDM机床呈现的多样性给人以较深刻的印象。例如对于同样规格的机床,瑞士与日本的著名电加工机床制造企业都划分为若干个型号,再以配置的不同扩展出若干个品种。这对于用户来讲就有了很大的选择余地,这是电加工机床行业为适应自己的服务对象,如汽车、家电、IT业等提出的多品种少数量化的发展趋势的一种正确应对,也是EDM技术成熟的充分表现。
品种的多样性必然带来性能的个性化。有一些产品的性能基本上就是为用户量身定做的,这是因为存在着有别于传统市场的个性化市场,同时在一般性的市场中存在着有某些方面的共同要求的细分市场。这主要是指为适应某些特殊强度的作业、特殊的材料、特殊的零件与结构而开发的在结构与功能方面专用的电火花加工机床以及提供的专门的即个性化的服务。
苏州电加工机床研究所、苏州中特机电科技有限公司展出的7轴数控高速电火花小孔加工机,可实现对高温耐热合金、钛合金等各种导电的特殊零件的任意复杂空间位置的小孔加工,并可加工干涉孔、腰形孔等异型孔,大大拓展了高速电火花小孔加工技术的应用领域。此类机床已成为航空航天领域加工发动机叶片、安装边、环形件、火焰筒等零件上空间位置复杂的小孔群加工的重要设备。这是为某个特殊行业、某类特殊材料、某些特殊零件开发的个性化机床的典型例子。该单位展出的4轴数控高效放电铣削加工机床,采用简单圆电极,通过CNC系统控制电极与工件的相对运动,并对电极损耗进行在线检测与补偿,展成加工复杂型面的特殊材料构成的零件。虽然使用简单电极的电火花展成加工方法已经问世多年,但是由于此种方法在实际使用中存在着局限性,在电火花加工过程中不可避免地存在着电极的损耗,当加工的电流密度越大时,电极的损耗也越大,尽管可以对损耗进行补偿,但要兼顾展成加工的精度与表面质量时,电流密度就不可能很大,导致这种展成加工效率很低,因此鲜有此类机床的商品。而4轴数控高效放电铣削加工机床一改传统的思维模式,即不片面追求电极损耗与加工精度,最大限度地利用大电流密度作高效放电加工的长处,在解决难加工材料与复杂型面的场合里取得了优势。在航空航天制造业中,有大量用超粘、超硬及高温耐热合金等材料制作的形状复杂的零件,如发动机的机匣、盘件、叶片等等,这些零件需要去除较大加工余量,用金属切削的方法来加工,效率低、刀具消耗大、加工成本高、表面质量差,历来是加工制造中的瓶颈。此类机床的出现无疑给解决这些加工难题提供了一个有效的手段,同时也是EDM技术拓宽应用领域、开拓零件加工市场的一个体现。
北京市电加工研究所、北京安德精机技术发展有限公司针对超硬材料(聚晶金刚石、立方氮化硼、金属陶瓷)刀具的发展推出的BDM901型电火花机械复合工具磨床及AF2000型电火花成形机是针对另一类特殊材料、另一个专门行业的SEDM机床。除此而外,适用于脆性材料(钕铁硼、钐钴类磁性
材料)、轮胎模具、木工模具、冷硬轧辊等加工的EDM机床无论在国外还是在国内都在不断涌现与发展。
此外,超大与超小型机床也是极具个性化的产品。前面所提到的日本沙迪克公司的APIL超精密电火花成形机就是一例。本届展会上,意大利CDMROVEUA公司虽未展出机床实样,但其产品中有市场上不多见的超大规格SEDM机床,其BF6000型机床的X、Y、Z轴行程为6 000 mm×1 500 mm×1 000 mm、工作台承重为6 000 kg,该机床采用双主轴头、双ATC、双脉冲电源、双工作台结构,是极具个性化的SEDM机床。
SEDM机床产品的多样化与个性化,可满足特定领域、特定用户群的需要,应该有很大的作为。SEDM在HSM不经济、效率低或还不太可能加工的复杂、微细、深槽窄缝、高附加值精密 模具与零件的制造中,还很有竞争力。所有这些是SEDM避开HSM的锋芒、拓展应用领域、争取自身发展的必然趋势。 2 电火花线切割机的技术特点与发展动向
相对于电火花成形机来讲,电火花线切割机的发展势头要强劲得多。由于电火花线切割加工(WEDM)所具有的特点,HSM的发展对它并未构成威胁,相反它的应用领域还在不断拓宽。本届展览会上,国外厂商与国内企业均有低速走丝电火花线切割机的新品种展出,而且极具特色。我国特有的高速走丝电火花线切割机也呈现出新的结构与性能特点。 2.1 低速走丝电火花线切割机的发展水平
2.1.1 新的高效电源与工艺措施使加工效率有了新的突破
低速走丝电火花线切割加工(LSWEDM)的切割效率,在沉寂了一段时间之后,近年来又 开始向新的高度攀登,并且取得了成功。众所周知,高速化的放电切割,需要高效脉冲电源和极间状态控制、供液条件、复合电极丝等各方面的配合。瑞士阿奇公司的Agiecut Proges s线切割机配用了数字化IPG智能电源及e—cut技术,采用直径0.33 mm的电极丝,可以达到5 00 mm2/min以上的切割速度。在采用这种电源的其他机型上也能实现300 mm2/min以上的高速度切割。日本三菱电机公司也曾介绍过在其FA—V机上配置超高速无电解电源和PM4自适应控制系统,切割效率也可达到500 mm2/min,但用的是直径0.36 mm的高速电极丝。日本沙迪克公司在高速化技术方面开发了LQ33W新电源,其电流波形的前后沿极为陡峭,并能使放电回路中的电感能量再生利用,在直线电机驱动的AQ325L线切割机上采用直径0.25 mm和0.30 mm的复合电极丝,可以分别达到360 mm2/min和400 mm2/min的切割速度。因此,目前国外主要厂商大多都推出了400~500 mm2/min高速切割的机床产品。少数没有展示出来的,不是没有高速机,而是工艺数据库的工作量太大,批量上市还需要时间。 2.1.2 超精密型机床的新发展
与SEDM相同,提高加工精度也是LSWEDM不断追求的目标。本届展会上的亮点是瑞士阿奇公司的Agiecut Vertex线切割机。该机床如同一台精密仪器,一系列的指标都很过硬。该机床的加工轮廓精度TKM≤±1μm、最佳表面粗糙度Ra≤0.05μm。机床具有双丝自动切换系统,穿丝孔直径只需比电极丝大5μm即可。电极丝直径范围为0.02~0.20 mm。机床的主要特点是主机部分的设计与以往的机床完全不同,采用了类似于三坐标测量机的三点吸振支撑;各机械部件相对,载荷均匀作用于床身上;X、Y运动轴分别安装在床身的正面和上面,各轴的运动不影响其他轴的精度;各运动轴采用直线光栅尺与编码器双测量反馈饲服系统,达到0.1μm的位置检测控制精度。机床上的所有发热源都安装了温度传感器,并安排了循环气冷、水冷或隔热处理。机床虽然不大,其X、Y、Z三轴行程仅120mm×160mm×100mm,但净重达3 200kg,铸件壁厚约20mm,使机床不但刚性好,而且热容量大,无论是负载的变化还是温度的变化,对机床精度的影响都降低到很小。其结果是机床X、Y、U、V各轴的平均定位精度允差Pa为0.8μm、平均重复定位精度允差Ps为0.4μm、平均反向间隙允差U对于X、Y轴为0.4μm、对于U、V轴为0.5μm。机床的走丝系统也很有特色,因为要满足直径0.02mm的电极丝的精密切割,对走丝系统的要求就非常高。丝张力的波动能造成断丝,机床上设置了两个电
极丝探测器来检测丝的运行状况,获得专利的丝准备单元精确控制丝的张力和吸振,隔绝外界干扰,电极丝的最小张力仅为0.05 N,整套走丝系统采用了新的耐磨材料。
瑞士阿奇公司在Vertex和Excellence等高档机型上,在保持动态拐角控制、变截面加工自适应控制及电极丝弯曲控制等功能情况下,又增加了AWO(Advanced Wire Offset)功能,它通过调整上下导向器的偏移量来自动补偿加工中电极丝上下损耗的不相同,以及由于冲液造成的垂直度偏差。在锥度切割方面,该公司推出了Agieconic Plus新功能,它利用校准装置和测量循环,使电极丝在整个角度区中偏斜,并测定实际的电极丝位置。这样可按电极丝的类型、张力、切割高度得出修正值,并在加工过程中连续补偿电极丝与导向器接触点的高度变化造成的偏差。它能有效提高具有直壁柱面和锥面工件的角度精度,甚至包括含有锥面的阶梯状工件。导向器的结构也有了改进,环形导向器的圆角半径从过去的0.5 mm加大到1.5 mm,允许丝的张力提高3倍,在整个角度范围内可达到Ra<0.5μm。一次切割的凹心、锥度、转角 精度的大大提高,可使精加工余量很均匀,因而可减少切割次数,甚至恒速修光工序都可以省略,从而使总的加工效率有突破性的提高。在一次切割中改善加工锥度的措施,还是首次推出。
瑞士夏米尔公司最新推出的ROBOFIL 2050TW和6050TW机床,具有与Vertex一样的工艺指 标,但运动轴的行程要大得多,X、Y、Z轴的行程分别为320 mm×220 mm×160 mm和630 mm×400 mm×160 mm。该机床也具有双丝自动切换功能,但用丝范围更宽,直径为0.02~0.33 mm的电极丝均可使用。闭环光栅尺的分辨率已从0.50μm提高到0.05μm。
日本牧野公司在原来UPH-2型线切割机的基础上,推出了UPJ-2型超高精度机床。该公司的机床的特色是走丝系统仍为水平布局,X、Y、U、V各轴光栅尺的分辨率也是0.05μm。机床的设计特点是气密封闭式,以减少环境温度带来的影响,机床内的温度变化可控制在±0.5 ℃以内,使用电极丝的范围也为直径0.02~0.20 mm,可自动穿丝。该机床采用油基工作液,一般加工精度可控制在1.3μm以下,表面粗糙度可达Ry0.3μm。日本沙迪克公司在提高加工精度上推出了EXC100L型超高精度线切割机,其特色是采用陶瓷制的气浮导轨和交流无铁芯直线电机,配置了德国海德汉公司的超精高分辨率光栅尺,驱动单位为0.01μm,也能使用直径0.02 mm的电极丝,并能自动穿丝。 2.1.3 精密微细切割的发展
电火花线切割的微细加工与微细电火花成形加工有所不同,因为还不能提供微米级的电极丝,也没有可以使用这么细电极丝的走丝系统等,因而微细电火花线切割还达不到微细电火花成形加工的极限尺度。然而制造商并不需要刻意去追求这样极限水平,制造商提供的是实用化的商品而已。因此微细线切割加工的研究虽然已有多年的历史,并取得了一系列的成果,例如微型齿轮的加工等,但大量的应用场合,还是用于IC行业的框架模等的制作上。目前集成电路芯片的引线脚已经到100根以上,其引线框架模线脚间的间隙为0.2 mm以下。其他的应用场合包括诸如光缆的微型连接件、微型马达等,这些需求推动了微细线切割技术的发展。
在本届展览会上,可以看到国外厂商都推出了能使用直径0.02 mm细丝的低速走丝线切割机。瑞士阿奇公司和日本三菱电机公司曾有加工过微型齿轮的实例。如今日本牧野公司用直径0.02 mm的黄铜丝加工出外径1.86 mm、模数0.03、齿数60的微型齿轮(材料为SKD61),加工时间为4 h。用直径0.02 mm电极丝得到的最小内角半径为15μm。日本沙迪克公司采用直径0.02 mm的电极丝在油中加工出单边放电间隙为2.5μm、缝宽为25μm的超微窄缝(材料为WC、板厚0.6 mm、表面粗糙度为Rz0.4μm),也能加工出外径为0.2 mm、内径为0.1 mm、模数为0.022、齿数为10的超微细齿轮(材料为SK5、板厚为0.3 mm、表面粗糙度为Rz0.7μm)。
由此可见,在微细线切割加工领域内,不仅允许的丝径从先前的0.03 mm降至目前普遍达到的0.02 mm,而且切割加工所显示的水平也提高到了一个新的台阶。 2.1.4 发展降低机床运行成本的技术
LSWEDM的运行费用是比较高的,尤其是高精度机床,高效切割时的成本是昂贵的。采取各种措施,降低机床的运行费用,能使用户得到实惠,同时也往往体现出节能的效果。在这方面,日本三菱电机公司较早地将这一概念贯彻在其产品上,呈现出较为成熟的技术。据介绍该公司新近开发的FA-S新型金属线放电加工机,大量采用了降低运转成本的技术,主要有4个方面的措施:
(1)降低电极丝消耗的技术。机床采用了降低电极丝的进给速度的“节能成本方式”,通过提前检查出可能引起的精度变坏的情况并加以弥补,成功地避免了因降低电极丝的进给速度可能引起的精度恶化。
(2)提高电源寿命的技术。由于放电加工时的作用力原因,电极丝在运行中在跳动,会造成丝与进电电源之间的异常放电,缩短电源的寿命。采取了措施后,使电源的波形最佳化,即使电极丝跳动也不会出现由于丝脱离电源而异常放电的现象,据说可以提高电源80%的寿命。
(3)延长过滤器寿命的技术。改变了水箱内的构造,在产生滤渣的加工部位至过滤器之间留出距离,在其中沉淀滤渣,而这些滤渣的清除,可以清洗水箱而不产生消耗品。通过该措施可提高过滤器寿命约30%。
(4)降低电力消耗量的技术。传统的供液方式是由电力消费巨大的大型供给泵先经过冷却器,再向极间供给冷却的清洁工作液。由于工作液的温度需要控制,因此加工时间以外也要让该供给泵运转,而冷却的清液由旁路管返回,造成电力的大量浪费。新的方案是将冷却器设置在槽内循环回路中(连接工作液槽与水箱的工作液回路),而该回路中的泵为小型循环泵。大型供给泵根据变换器运行压力控制运转。这个措施将整个机床的电力消耗量降低了一半。
据称FA-S线切割机通过以上措施,可以降低运行成本40%。事实上,前面所提到的提高加工效率,或改善粗加工时的精度等技术进步,无疑也具有降低运行成本的效果。例如瑞士阿奇公司的e-cut在采用直径0.15 mm电极丝切割10~15 mm厚钢件,一次切割可达到Ra0.8μm的表面粗糙度,切割速度是以前电源用直径0.25 mm电极丝常规多次切割时的两倍,这样使电极丝的消耗减少60%,使去离子树脂与过滤纸芯的消耗减少40%。用户在选购机床时,除了考虑机床的技术性能、工艺指标、功能操作等方面外,还必然要考虑设备的成本,这个成本包括购置成本与运行成本。对于国内用户来讲,几乎所有国外的高、中挡线切割机的运行费用都是昂贵的,因此能降低机床的运行费用,对国内用户而言是有实际意义的。现在瑞士产的双丝线切割机,都允许国内用户用国产普通黄铜丝做粗加工,用进口包芯丝做精加工保证尺寸,这种双丝交换在经济上很有效益。 2.1.5 国内LSWEDM机床的发展
LSWEDM机床由于技术含量高、工艺要求复杂,价格昂贵,国内对它的研究开发起步较晚,技术上跟国际先进水平相比存在较大差距。然而国内的LSWEDM机床的市场一直在发展,国内的相关企业始终没有放弃,在不断拚搏,也不断有所突破。例如苏州三光科技有限公司以其优良的性能价格比的产品,在此领域取得了不俗的成绩,年销售量达到了数百台。
此次展览会上,苏州三光科技有限公司展示了DK7632和DK7625P两款LSWEDM机床。其DK7632机床在保持原有特点与性能的基础上,配置了SKDC新型控制机。它的主要特点是伺服系统由进口的高精度直线光珊尺和AC伺服电机构成,采用了自主开发的基于CPLD的全闭环控制方式,直接测量导轨的实际移动量,有效地保证了机床的精度,避免了繁琐的较准工作。SKDC控制机采用LCD显示器的WINDOWS图形界面的视窗操作系统的操作简便,可以同时实现实时加工跟综和代码编辑及图形较验等操作,具有局域网联网功能和USB接口传输数据功能。DK7625P是该公司新一代的LSWEDM机床,机床结构采用了工作台固定而立柱移动的形式,使传动系统处于负载恒定的情况下运行。机床床身内藏冷却水箱,能减少机床的热变形、保持机床的运动精度。固定工作台、内藏冷却水箱在国内自主开发的同类机床上尚属首次采用。该机床最高生产率达到210 mm2/min、加工精度≤5μm、最佳表面粗糙度为Ra0.8μm(或Ra0.4μm选购),工艺指标达到了国际同类产品20世纪90年代的先进水平。
苏州电加工机床研究所、苏州中特机电科技有限公司是国内首批研制LSWEDM机床的单位,本届展览会上展出了新一代DK7632数控低速走丝线切割机。这是该单位积数十年LSWEDM机床研究开发、设计制造的经验,自主研发并掌握了现代LSWEDM核心技术的产品。机床的X、Y、Z轴行程为320 mm×550 mm×210 mm,斜度切割功能为±15°/100 mm,机床配备高效无电阻、防电解脉冲电源,最大切割效率>200 mm2/min,加工精度为±5μm,加工最佳表面粗糙度a0.8μm。
北京阿奇夏米尔公司展出的Xenon低速走丝线切割机保持了原有的特点,机床的最大切割效率为170 mm2/min(或250 mm2/min可选),加工最佳表面粗糙度达到Ra0.5μm,在国产机床中处于先进水平。在此次展览会上,地区的厂商展示了数款低速走丝线切割机。例如庆鸿机电工业股份有限公司的CW-420HS、CW-CF/S型机床。就像一二十年前SEDM机床在迅猛发展的情形类似,近年来LSWEDM机床在也有高速的发展,生产厂家与产量迅速扩大。其产品的技术水平在国际上属于中档机床。的电加工机床生产厂家也开始与企业合作开发LSWEDM机床。例如苏州市宝玛数控设备有限公司展出的DK7635型低速走丝线切割机,这表明了在高速走丝线切割机市场日趋饱和的情形下,电加工机床生产厂家转移产品方向,提升产品档次的一种发展动向。 2.2 高速走丝电火花线切割机的发展
高速走丝线切割机在我国已经形成了一个相当的市场规模。据粗略估计,目前年产销量已超过4万台,年销售额约15亿元。这说明此种机床十分适应我国的国情。从总体上看,我国的高速走丝线切割机仍然拥有鲜明的性能特色,在大厚度切割、大锥度切割等方面保持着技术优势。
在市场供应量大增,竞争越来越激烈的情况下,一些技术上、管理上较为先进的企业,注意到提高HSWEDM机床的品质。例如在加工工艺指标方面,北京阿奇夏米尔公司的HSWEDM机床提供给用户的数据是:最大切割效率为120 mm2/min、最佳表面粗糙度为Ra1.6μm。苏州三光科技有限公司开发出了BKDK型新一代控制机,并已配置在该公司的DK7740型高速走丝线切割机上。据介绍,该控制机采用了一种全新的专利脉冲电源,它突破了原有的脉冲电源的传统模式,具有高效节能(可节电80%以上)、加工速度快、电极丝损耗小(可达20万mm2损耗0.01mm)、加工表面粗糙度好的优点。另外该控制机还在原有串行口通讯的基础上,增加了联网功能和USB接口,拓宽了数据通讯渠道。HSWEDM机床的结构、性能也有了一定的进步,例如苏州江南赛特数控设备有限公司展出的DK7732CH型HSWEDM机床,采用混合式步进电机,与拖板丝杠直联,采用细分步进驱动器,能实现1~3 m/min的快速移动,大大突破了一般HSWEDM约30mm/min的进给速度。而手动时的最快速度达到300 mm/min。该机床的脉冲电源参数由电脑控制,内置参数数据库,根据材料、精度、表面粗糙度等要求,按提示要求置入,加工参数自动生成。HSWEDM机床形成数据库并向用户提供是一个进步,这对机床提出了高标准的要求,要求机床的性能必须是稳定的、一致的,并要有大量的工艺试验为基础。该机床用激光测量仪检测数控运动精度,为今后贯彻GB/T17421.2-2000(ISO2302:1997)标准,提升机床的定位精度评价体系提供了手段。但是我们也应该看到,由于该类型机床的迅猛发展,生产企业也不断增加,这里面难免良莠不一。突出的反映是机床的制造质量还存在较普遍的问题。行业中存在着低价恶性竞争的情况,严重制约了HSWEDM机床品质的提高,这点已经引起了全行业的注意。 3 快速成形设备的技术特点与发展方向 3.1 快速成形设备参展概况
CIMT 2005共有6家快速成形(RP)设备制造商、代理商、服务商参展。其中国内RP设备制造商5家,比上届展览会增加1家,它们分别是北京殷华激光快速成形与模具公司、北京隆源自动成型系统有限公司、武汉滨湖机电技术产业有限公司、上海联泰科技有限公司及西安交通大学恒通智能机器有限公司。此次参展的国内厂商阵容强大,各厂商都有大量样品展出,除西安交通大学恒通智能机器有限公司外,其他厂商都有RP设备做现场演示。
国外只有Stratasys公司和Z Corp.公司2家RP设备制造商由代理商代理参展,参展的国外公司数量
比上届减少。Stratasys公司由宝力公司代理,展出了Dimension和FDM Vantage两型设备,并做了技术报告。Z Corp.公司由北京隆源自动成型系统有限公司代理,仅展出有少量样品,无样机展出。可以说本届展会RP设备参展的总体情况是国内厂商高度重视,国外厂商谨慎介入。
参展的RP设备完全可代表国内RP领域设备开发、工艺研究的主流方向及最新发展。3DSystem、EOS等国外著名RP设备制造商在本届展会上的缺席,其原因可能如下:一是由于近几年国内同类设备在质量以及可靠性方面有较大进步,同时产品价格低廉,在同国外产品的竞争中占有一定优势;二是我国的企业对价格昂贵的3D System、EOS的设备接受能力不足及兴趣不大。 3.2 国内快速成形领域现状
中国已成为世界上最重要,也是增长最快的RP市场之一,到2003年底,我国拥有的RP设备总台数占亚太地区RP设备总数的21.3%,占到全球的6.4%,仅次于美、日、德三国。2004年,我国年装机数量超过德国,成为世界年装机量的第三大国。自20世纪80年代末RP技术进入中国以来,经过20多年的发展,我国已经形成了一套完整的RP科研、生产体系,在设备开发、工艺研究、工艺应用等方面逐渐接近世界先进水平。在某些方面,例如将RP技术应用于人体组织工程、细胞三维受控组装等方面,我国已经跨入世界领先行列。 3.2.1 新设备推出速度加快,设备可靠性提高
近几年各主要厂商都有多种新型设备推出,新设备与以往的设备相比主要在可靠性以及成形精度方面有不同程度的提高,同时设备售价进一步降低。
武汉滨湖机电技术产业有限公司此次展览会带来了新型的粉末烧结激光快速成形设备及光固化激光快速成形设备。新设备采用了分区复向扫描、自适应分层功能、振镜实时补偿系统和溢流系统等新技术,在提高成形效率的同时减少了零件翘曲变形,提高了成形质量。
北京隆源自动成型系统有限公期专注于激光粉末烧结工艺的研究与开发,该公司的ASF系列设备在国内同类型设备中具有良好的声誉以及较高的质量。此次展览会展示了其新型的ASF-450型设备。该公司作为国内最早通过ISO9001认证的RP设备制造商,近几年销售额一直稳步提升。该公司同时也是我国重要的RP服务商,目前有4台设备专门用于提供块原形制造以及快速制模服务。 陕西恒通智能机器有限公司以西安交通大学为技术依托,在光固化成形工艺、设备及材料开发方面具有强大的实力。该公司新推出的基于固体激光器的SPS系列光固化设备,采用了激光能量自适应控制系统、微量泵动态补偿等新技术,使成形速度和成形质量较其LPS系列设备有了很大提高。 上海联泰科技有限公司近几年推出了RS系列光固化成形机,其中RS600S型设备是目前国际上同类设备中成形空间最大的设备之一。
北京殷华公司对熔融挤压喷头进行了改进,提高了喷头可靠性。并在此基础上新推出了面向办公应用的MEM200型小型设备,面向工业应用的MEM350型设备以及基于光固化工艺的AURO-350型设备。MEM200型设备以低廉的价格和较高的成形质量受到市场的好评。此外,殷华公司近几年推出了专门用于人体组织工程支架的快速成形设备Medtiss。该型设备以清华大学激光快速成形中心发明的低温冷冻成形(LDM)工艺为基础,最多可同时装备4个喷头。该设备成形材料广泛,可成形PLLA、PLGA、PU等多种人体组织工程用高分子材料。成形的支架孔隙率高,贯通性好,在组织工程中有良好的应用前景。 表1为我国主要的RP设备制造商。图1是我国RP设备制造商制作的样品照片。 3.2.2 RP应用领域不断拓展
快速成形技术在模型制造、产品开发、快速制模等领域的应用逐步深入。目前我国各种工程训练中心、高等学校、大型企业及中小企业都更为广泛的购入RP设备。其中最大的用户群体为江浙以及广东一带中小企业,这说明RP技术已经被越来越多的用户所理解、接受,并从中受益。
北京殷华公司将MEM工艺(类似于FDM工艺)与消失模铸造工艺相结合,完成金属零件的 快速成形,获得了可喜的成果。
清华大学激光快速成形中心在从1998年开始从事人体组织工程支架成形技术研究,至今已经形成完善的组织工程支架成形能力,开发了多种具有自主知识产权的多孔支架快速成形设备,应用于大段骨、软骨、肝脏、血管等组织工程,取得了良好的效果。该中心自2002年以来,采用快速成形技术进行三维细胞堆积技术的研发并取得了突破。
西安交通大学先进制造研究所在利用快速成形技术进行人工生物活性骨的快速个性化制造方面取得了重大进展。该研究所提出了人工骨仿生设计制造的理论,建立了增强型工程材料仿生骨设计理论,开发了大段骨设计制造平台。 3.2.3 RP材料开发方面投入不足
目前我国在MEM、SL、SLS以及LOM工艺和设备研究方面与国外先进水平的差距不断缩小,国产设备在成形质量、可靠性方面已具备同国外同类设备抗衡的实力。但在新材料开发方面与国外先进水平相比虽有较大进步,但仍有相当差距。 3.2.4 直接快速制造方面与国外差距明显
直接快速制造是RP技术未来发展的主要方向,特别是直接金属型成形技术更是RP发展重要方向。经过多年的研究,我国在间接金属型快速成形方面技术较为成熟,北京隆源公司、北京殷华公司、华中科技大学及陕西恒通智能机器有限公司等各主要RP技术研究单位都拥有成熟的基于RP的间接金属型成形技术。但在直接金属型成形技术方面,我国还处于实验室阶段,尚无较为成熟的工艺以及商品化设备出现,与世界先进水平相比差距逐渐拉大。 3.3 国际快速成形领域现状
根据RP界的权威统计报告Wohlers Report的统计,近几年快速成形领域无论从设备销售台数和营业收入都已经走出2002年的低谷,2005年的总收入预计将创造历史最高水平。据统计,2003年全球共销售RP设备1 8台,2004年销售估计2 275台。
近几年RP界的王者3D System公司渐渐失去了其霸主地位。自2002年起,美国Stratasys公司在年RP设备销售台数上超过3D System。2003年Z Corp.公司销售的RP设备数目也超过3D System公司。目前Stratasys公司每年销售的RP设备占到全球销售总量的一半左右,但3D System目前仍然是全球营业收入最高的RP设备制造商。 国际快速成形领域的发展呈现如下特点: (1)廉价概念型RP设备迅速兴起
近几年以概念型成形为主,面向办公环境应用的廉价快速成形设备迅速兴起。2003年中,概念型设备共销售1 032台,占2003年全年RP设备销售总数的55%。2004年,仅Stratasys的Dimension设备销售估计可达1 200台。随着概念型设备价格的降低,材料性能的不断提高以及对科研教学、办公应用等市场的进一步开拓,廉价概念型设备的增长势头会更加强劲。 (2)快速制造(RM)技术逐渐成熟
快速制造技术是快速原型技术最主要的发展方向。快速制造可分为金属零件的直接成形以及非金属零件的直接成形。非金属零件的直接成形主要通过在现有工艺设备的基础上改进材料性能实现。 美国Align Tech.公司是RM的先行者之一。自1999年起,该公司利用SL工艺制作隐性牙齿矫正器,到2003年底已经占领美国牙齿矫形市场85%的份额。美国Stratasys为扩大FDM工艺在RM领域的应用,新推出了PPSF材料。该材料的许用温度可达209℃,弹性模量E为69MPa,具有良好的冲击韧性,可直接用于汽车仪表盘成形以及塑料注塑模具成形等。根据Stratasys技术报告提供的数据,采用PPSF材料制造的注塑模具可生产150件POM零件或者201件PA零件。
直接金属型快速制造是RM中最重要的发展方向。近几年有近10家公司推出直接金属型快速制造商品化设备,其典型工艺有DMLS工艺以及LENS。DMLS工艺与SLS工艺类似,该工艺利用激光直接熔化、烧结金属粉末。该工艺成形的零件精度高、致密度不低于98 %,成形后无需渗铜等后处理。该工艺主
要由EOS公司推广。LENS工艺最先由Sandia National Lab开发成功,后Optomec Inc.等公司将其改进并商品化。LENS工艺成形材料广泛,目前可成形材料包括铬镍铁合金、工具钢、钛合金等,成形零件完全致密,适合于成形零件毛胚 、用于零件修复等。LENS工艺的主要缺点是成形的零件表面粗糙度及零件精度较差。且工艺无法实现自支撑,使LENS在成形复杂零件方面受到。 已经商品化的直接金属型快速成形工艺及设备生产商如表3所示。 (3)材料研发投入加大
近几年各公司都有新材料推出,推出速度明显高于以往。Stratasys公司从200 3年至今,先后推出PC、PC/ABS、PPSF等三种材料,使成形的零件可直接用作汽车仪表盘、电子产品外壳甚至塑料注塑模具等。3D System公司于2003年9月推出Laserform A6 Steel powder材料,可使SLS工艺成形的最终零件性能更接近钢零件,同时更适合成形复杂及薄壁零件。2004年初,3D公司又推出名为Bluedstone的光敏树脂,新材料与老材料相比,具有更好的硬度和耐热性,可用于风洞模型、航空零件等。Z Corp.公司也与2003年9月推出名为Zp250 的新材料系列,包括粉末基材、粘结剂以及光敏树脂,并计划于2004年推出一种新的热塑性塑料。 4 其他特种加工设备 4.1 激光切割设备
在CIMT 2005上,激光切割设备是最热门的特种加工设备之一,国外著名厂商几乎都来参展,德国的Trumph、意大利的Prima、瑞士的百超、意大利的PRIMA及日本的AMADA等纷纷展出其高档的设备。 激光切割设备近几年的发展主要是在机床结构方面,就激光器本身而言基本没有多大变化。此次参展的激光切割设备从功能上主要分为两类:一是五轴的空间切割设备;二是两轴半的平板切割设备。 (1)五轴的空间切割设备
在此次机床展上,意大利的PRIMA和德国的Trumph设备都以五轴的空间切割设备为主要展示点。作为五轴的空间CO2激光切割设备的主要开发厂家,在10年前就开始生产带动光转动头的激光切割设备,这种设备主要用于已加工成形零部件的空间形状加工,从直径0.5mm的小孔到各种形状的异形孔都能加工,适用于各种非金属及金属零件的加工。从展出现场所加工的零件看,这两种设备无论从切口质量、尺寸精度及切割速度都与两轴半的设备并无太大差别,但事实上由于激光切割对焦点位置、光束质量等都很敏感,并且所有的镜片都需要很好的水冷,因而这些设备在技术上都有很高的难度。 此次展会上PRIMA的5轴激光切割设备,具有360°的双转动轴,可以切割任意空间位置的工件,并且具有精确的焦点控制系统,可以保证在各种角度切割时的切口质量和尺寸精度。已应用于多种汽车零件、航空零部件的切割。
目前,国际上能生产此类设备的厂家并不多,而且由于欧元的不断升值,原本价格很高的设备,目前价位更高。
(2)两轴半的板材切割设备
两轴半的板材切割设备是目前激光切割的主流产品。激光切割的主要用途是板材切割。此次参展的激光切割主要设备也是此类设备。差别在于切割速度和切割厚度。瑞士Bysprint的产品,其定位速度高达169 m/min,板材厚度1 mm,孔径2 mm,中心距3 mm,每分钟连续切割600孔以上。众所周知,在激光切割中,小孔的加工速度过快,会产生很严重的不圆度,因此在激光切割的低端产品中,难以达到这种加工速度。这对于加工群孔零件是一大优势。厚板的高质量加工也是这些高端设备的另一个特点。
德国的Trumph和瑞士Bysprint等的产品,标称的切割厚度是:铝合金12 mm、不锈钢20mm、低碳钢25 mm,此时激光功率只需要4 000 W左右。厚板切割的切口质量,特别是表面粗糙度比较难以保证,特别是用高压氮气切割铝合金和不锈钢,容易形成竖形条纹。因而激光切割的优势更明显。 从本届及近几届的激光切割设备参展的情况看,国外激光切割设备的发展有以下几个特点:①最佳的
激光器选择为2 000~4 000 W的快速轴流激光器;②五轴的柔性加工系统在特定的加工行业中将会有更多的用户;③激光切割设备的发展主要是配套OEM,高速、大行程是发展的趋势。
与国外厂家相比,国内参展的激光设备比较少,目前国内激光切割设备占据的主要是低端市场。这主要与生产激光切割设备的厂家的设备与技术比较落后有关。对于激光切割设备,国外众多厂家都是买激光器来配套生产,而光学系统也有专门的生产厂家配套生产,因而各家竞争的方向主要的机床和数控。国内要想在这个市场中占有地位,一个好的方向是有一流的数控机床厂商参加竞争。
激光切割技术已被国内大多数生产企业所认同,但是由于激光切割设备投资大,因而高效率的激光加工中心的建立,相比各自购买激光器更有利。特别是由于激光切割机中包含了光、机、电、气、水等多个系统,设备维护等也很复杂,因而对大多数加工量并不太大的用户来说,送到激光加工中心加工经济上更合理。在1995年时,美国已有众多的激光加工“Jobsho p”,一般有多台的激光切割机,每天20多个小时的连续生产,因而成本相对比较低。国内现在也在逐渐建立起这样的加工中心,相信这对于中国在激光切割方面的应用有比较大的促进。 4.2 磨粒流加工设备
磨粒流加工(简称AFM),是通过上下两个相对的磨料缸使含有硬制磨料的、具有粘弹性和磨削性的加工介质在零件和夹具所形成的通道中来回挤动。在挤压力的作用下加工介质对阻碍介质运动的部位进行磨削加工,对被加工工件起到去毛刺、抛光、倒角的作用。磨粒流加工可以成功地对各种材料构成的具有复杂内腔通道、交叉孔或复杂型面、曲面的零件或结构件进行微量研磨加工。
目前在国外,磨粒流加工已经广泛应用于航空航天工业、发动机制造、汽车零件、模具加工等领域。磨粒流加工机床也由过去的低压、小型,发展为高压、大型。在操作方式上由简单继电器式发展为复杂数控式,人际界面更加友好。
此次参展的磨粒流设备厂家,有美国挤压研磨公司和北京航空制造工程研究所。美国挤压研磨公司是国际上最著名的磨粒流设备制造公司,其设备在中国市场的占有率也相当高。而北京航空制造工程研究所经过近20年的技术攻关,已成功地将磨粒流加工技术应用到多种航空航天零件的加工制造中。并成功开发出MLL60和MLL340两种磨粒流机床。机床结构简单、可靠性好、工作无须压缩空气,其主要性能指标均已达到或超过20世纪90年代国外同类设备水平。而价格仅为国外同类产品的1/3。 5 结束语
CIMT2005展览会上所展示的特种加工设备,充分显示了在这个领域的数字化制造技术与装备水平的发展。与历届CIMT展会相似,国际上在该领域的著名厂商基本上都参加了展会,展示与介绍了各自最有代表性、最先进的新机床、新工艺、新技术。国内厂家更是踊跃参展,从摊位面积之拥挤便能窥见一斑。这反映了中国在由制造大国向制造强国进军的过程中,作为装备工业的基础行业——机床制造业举足轻重的地位以及兴旺发达的市场,特种加工机床行业也获得了大好的发展机遇。然而在这种形势下,我们也需要清醒地看到形势对我们的挑战。国内中低档模具的生产能力已经趋于饱和,但是此类模具的质量水准要求也在逐步提高。时下大量使用的手动SEDM和HSWEDM在技术、性能已相形见绌。不久的将来,入门型NCSEDM和LSWEDM的需求量将有极大提升,这是利润数十倍于低档机床的产品。国外厂商已把中国的EDM市场看成为世界上最有希望的大市场,他们瞄准的主要就是这一块大市场。因此国外的EDM大鳄们纷纷在我国设厂,继阿奇夏米尔在北京顺义、日本三菱电机在大连、日本沙迪克在苏州设厂后,日本牧野也在江苏昆山建厂。但是在从手动SEDM和HSWEDM跨入中高档机床的过程中,影响因素很多,并非完全是资金与技术的问题。我们如果能够不断提升自己产品的档次与水平,不断提高自己产品的质量与服务,在管理上狠下一点功夫,形成规模,舍得下本钱把机床的人机界面 、工艺数据库搞好,建立完善的信息网络与优秀的服务队伍,我们的特种加工机床一定能在 激烈的竞争中不断前进、不断开拓、不断发展。
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