電火花線切割機床

2.1  國外單向走絲電火花線切割機床

國外單向走絲電火花線切割機床的技術發展著重針對電火花線切割加工特點及應用情況，在脈衝電源、自動控製及主機結構等影響線切割加工主要指標的幾個關鍵功能部件有所創新，且在實用性、穩定性、可靠性以及各功能模塊的自適應控製性能等方麵有所提升。

2.1.1  脈衝電源技術

高效電火花脈衝電源是單向走絲線切割機床的核心單元，高頻脈衝電源的自適應控製策略的優劣對單向走絲線切割的加工效率、加工精度以及加工表麵粗糙度的影響至關重要。

在高效加工方麵，國外各公司推出了各自的係列高效自適應控製電源，強化自適應能力、縮短放電時間，增大峰值電流的方法，優化放電能量，脈寬僅幾十納秒，峰值電流1 000 A以上，形成氣化蝕除，表麵質量大大提高。日本三菱電機公司的FA係列機床采用高速V電源，用直徑0.25 mm的電極絲即可達到360 mm2/min的高效加工。日本牧野公司采用H.E.A.T高能量技術，在上/下噴水嘴不能貼緊工件的情況下，實現直徑0.25 mm電極絲120 mm2/min的高速加工，加工速度比以往提高了25%～75%。

在高精度加工方麵，日本三菱電機公司的FA10S和FA20S ADVANCE床可選配V-PACKAGE高速電源，裝備了新開發的形狀控製電源（Digital-AEⅡ），通過控製上下進電塊進電能量的配比，對放電位置進行控製，可有效減小加工零件的鼓肚或凹心，在粗、中、精加工中實現零件的高直線度。

在微細加工方麵，日本三菱電機公司推出的超微細精加工電源（Digital-FS）,不用專門卡具，工件直接裝卡在工作台上，可實現Ra0.03 μm的鏡麵加工（硬質合金材料，10 mm厚），可實現直徑0.05 mm的細絲加工。日本牧野公司推出SPGII電源，實現油基放電加工，表麵粗糙度可達Ra0.022 μm。瑞士阿奇夏米爾公司繼續推出其獨創的雙絲自動交換技術，實施在一台機 床上用不同直徑的電極絲進行粗、精切割加工。粗加工時使用加工效率高的直徑0.2～0.25 mm的粗絲，精加工時自動切換為適合於微細形狀加工的直徑0.02～0.15 mm的細絲，可將加工時間縮短30%～60%。

2.1.2.2  防止斷絲技術

偶發的電極絲斷絲現象是引起加工誤差甚至失敗的重要原因。日本三菱電機公司開發的PM控製就是加工過程中實時檢測出工件厚度、工作液流通狀況，並按其自動生成加工條件來控製加工能量，實現了變截麵加工等加工環境下大速度的無斷絲加工。日本牧野公司UPV係列機床的PVG功能通過監控放電脈衝加工情況，感應探測異常電火花狀態，實時控製脈衝參數，使其處於不會導致斷絲的狀態。

2.1.3  其他實用功能

2.1.3.1  自動穿絲功能

國外線切割機床全部配置了自動穿絲機構，穿絲成功率和自動化程度都很高。自動穿絲的可靠性是長期無人檢測操作成功的關鍵。瑞士阿奇夏米爾公司的CUT係列機床設計了開放式導嘴，即使絲徑非常細小（直徑0.03 mm），也能更加方便地通過導嘴。推出的智能穿絲係統在即使實際穿絲孔與編程穿絲孔稍有偏移的情況下，也能自動探測所偏移的穿絲孔，自動穿絲和修正加工起始點。

2.1.3.2  熱變形控製技術

隨著線切割機床加工精度越來越高，機床受環境溫度影響而產生的精度變化越顯重要。日本牧野公司在機床本體內部，通過使機床內部溫度與通過加工液冷卻裝置控製的加工液溫度相同，以降低本體鑄件的熱變形對機床精度的影響。並通過增加機床熱防護罩殼，使通過溫度控製的氣體在加工區內循環，以保證整個機床避免因環境溫度影響而產生熱變形，有利於長時間的加工以及高精度孔距加工。外部氣溫變化引起的機床軸偏移量能對X軸控製到1 .2 μm/3 ℃，Y軸控製到2.4 μm/3 ℃。瑞士阿奇夏米爾公司的CUT係列機床所有的散熱元件都是通過水循環進行冷卻，包括脈衝電源和所有泵都配有各自的冷卻係統，這樣所有部件都得到熱穩定性保護，有助於保證機床極高的精度。

2.1.3.3  節能和保護技術

為了控製生產成本，節約能源已成為很多用戶考慮的問題。瑞士阿奇夏米爾公司CUT200機床的Econnwatt電力使用管理模塊，當機床加工完成或中斷時，機床電源損耗會降低到較小。日本三菱電機公司的WARK UP模式是合理安排工作時間段的新節能控製模式，大幅度削減了電力消耗。

瑞士阿奇夏米爾公司機床的5個運動軸都通過ICP防撞係統進行保護，可避免由編程錯誤或誤操作引起的碰撞，該係統完全內置於運動控製部件，可檢測出微小的異常力，並在工件或電極絲導向係統受損之前自動停機，其機械能量吸收係統能有效防護速度3m/min的碰撞。

2.1.3.4  自動化操作

隨著機床加工數據製作的自動化、簡易化、加工條件的自動設定、自動穿絲、自動升降液槽、遠程信息和報警傳遞、機床保養檢測信息提示，都極大地提高了線切割機床的自動化運行程度，減小了對操作者技術經驗的依賴。

2.1.3.5  人性化操作及其他

許多廠家不僅注重提升機床的加工性能，還從操作的方便性、安全性、節能等方麵加以強化。比如日本牧野公司的SP係列機床采用雙片“V”型導絲嘴，日常維護隻需幾分鍾即可完成，且清洗完成後不再需要進行垂直度的矯正。

2.2  國內單向走絲電火花線切割機床

國內共有3家單位展出單向走絲電火花線切割機床，相對於上一次展會國內數控單向走絲線切割機床的技術水平已有很大提升。蘇州電加工機床研究所有限公司展出的DK7632單向走絲電火花線切割機床，獲得國家“863”項目的支持；蘇州三光科技有限公司展覽的LB600單向走絲線切割機床和北京安德建奇數字設備有限公司展覽的AW310TA單向走絲線切割機床，都獲得國家科技重大專項的支持。通過對國家“863”項目和國家科技重大專項的實施，課題承擔單位在單向走絲電火花線切割技術上都取得了很大進步。3家的單向走絲電火花線切割機床都達到了項目技術指標要求，加工精度±2 μm、加工表麵粗糙度Ra＜0.2 μm，高加工效率達350 mm2/min。其中LB600和AW310TA機床還配置了帶自動穿絲係統，提升了國內品牌數控單向走絲電火花線切割機床的自動化技術水平。

2.3  國內往複走絲電火花線切割機床

此次參展的往複走絲電火花線切割機床廠家有10多家，這隻是線切割機床生產廠商的一部分。但這些廠家的展品代表了我國往複走絲電火花線切割機床的發展水平和特點，在市場方麵占據往複走絲電火花線切割機床的中高端市場。

2.3.1  中高檔機床注重精度保持性

具有多次切割功能的往複走絲電火花線切割機床(中走絲電火花線切割機床)的推出，主要實現了對工件的多次切割，提高了加工效率、精度和工件的表麵質量，所以市場上的中走絲機床都為實現這3個主要的指標而努力。為實現多次切割，現各個品牌的中走絲機床大多用變頻器控製絲筒電機進行調速，以適應切割過程中不同的運絲速度。

許多廠家在部分機床上選用導軌和絲杠，伺服係統采用交流伺服，可以達到較高的定位控製精度。為使機床精度能長期保持，定位高一點的機床都普遍采用“C”形機械結構。

2.3.2  機床加工試件表麵質量趨於穩定

參展的大多數機床加工試件的表麵質量可達到表麵粗糙度Ra1.0～1.2 μm，個別廠家宣稱可達到Ra0.8 μm左右，但需要更多次切割，如北京凝華科技有限公司的機床需要切割次數大於4次以上。對於大多數機床，一般使用多為切割3次或4次。表麵粗糙度這項指標對於任一機床廠家已沒有優勢，切割效果水平相當。

2.3.3  機床切割效率水平不一

廠家在樣本標明的大切割效率高低不一。有的公司機床可達180mm2/min，有的公司樣本標明的大切割效率120 mm2/min。這一般是一個極限指標，若用大切割效率加工試件，鉬絲的損耗也會相當嚴重