【機床商務網欄目 市場分析】由中國機床工具工業協會主辦的第十七屆中國國際機床展覽會(CIMT 2021)于2021年4月12日至17日在北京新國際博覽中心舉行。本屆展會展出總面積達13.5萬平方米,來自世界27個國家和地區的1500 多家機床工具制造商參展,匯集了全球機床工具制造業的新品、精品和名品,是國內舉辦的規模最大的機床專業展覽會。據不完全統計,參加本屆展會的國內外特種加工機床廠商共60余家,展出特種加工機床120多臺,展品主要包括電加工機床、激光加工機床、增材制造(3D打印)機床等。
CIMT 2021期間,中國機床工具工業協會特種加工機床分會和中國機械工程學會特種加工分會組成特種加工機床評述專家組,利用本屆展會特種加工機床集中展示的機會,通過現場觀摩、資料收集、與參展廠商交流座談,以及結合特種加工技術與裝備的最新發展動態和市場需求,撰寫了特種加工機床評述的報告。
01 電加工機床
1.1 數控電火花成形機床
本屆展會共有14家廠商(其中國外5家、國內9家)展出15臺數控電火花成形機床。從展出的機床來看,雖然在精度、加工工藝指標等方面沒有重大突破,但各廠商充分認識到“機床是載體、應用工藝技術是核心”和“技術提升應圍繞實際應用及為用戶提供解決方案”,紛紛就降低生產制造成本、提高加工速度、滿足客戶需求等進行了研究和創新,推出了適應市場需要的新技術、新工藝、新方案和新服務,在完善現有產品、提升加工一致性和穩定性、深化市場細分應用等方面不乏亮點。
1.1.1 國外數控電火花成形機床
國外展出數控電火花成形機床的有瑞士GF加工方案、日本沙迪克公司、日本三菱電機公司、日本牧野機床有限公司和德國艾克索公司。
(1)融入智能制造元素,展出的機床大多集成了一些智能技術。瑞士GF加工方案的rConnect模塊可記錄每一臺機床的詳細信息,通過移動設備監控機床工作狀態以及發現潛在的問題,還可以與服務專家進行遠程協助。日本沙迪克公司的LN Pro AI技術結合加工計劃、工件材質、電極材質、加工深度、表面粗糙度、加工形狀等要素,基于Q3ute-AI計算可自動生成最佳加工條件和NC程序。日本牧野公司采用可直接觸摸操作的Hyper-i現代化控制系統,通過智能優化人機操作界面,使得所有水平的操作者都可以加工出復雜的零件。日本三菱電機公司的AI技術Maisart可自動識別加工深度,并以加工安定控制監視異常放電狀態,實現了表面質量均勻的穩定加工。
(2)脈沖電源控制技術持續更新。日本沙迪克公司展出的 AL40G數控電火花成形機床(圖1)采用最新的“Smart Pulse”放電控制裝置,提高了通信速度和處理速度,TMM4、BSN4電路等能整體提高放電質量和蝕除速度。瑞士GF加工方案的FORM E600數控電火花成形機床(圖2),配備智能高速脈沖電源(ISPG),擴大了石墨電極適用范圍,提高了生產力。德國艾克索公司的Exeron EDM313數控電火花成形機床(圖3)配備了最新第三代脈沖電源Exogen,最佳加工表面粗糙度Ra<0.06 μm。日本三菱電機公司的SG8數控電火花成形機床(圖4)配有高品位毛面精加工NP2回路,采用窄間隙技術,通過NP2電路實現的加工表面粗糙度為Rz0.48 μm,使用復合電極加工可使底部清角達R0.004 mm。


(3)加工效率進一步提升。瑞士GF加工方案利用System 3R零件裝夾系統、可編程工作液高度等功能,縮短非生產時間,簡化人工操作;通過自動化應用,增加無人值守生產時間,實現了機床自動操作和自動生產。日本沙迪克公司的自動化系統具有完全自動控制的三面自動升降式加工液槽,與自動電極交換裝置及機器人工件/電極交換系統具有良好的兼容性,可以實現高精度和高速加工的連續自動運行,提高了生產效率。日本三菱電機公司的SS JUMP抬刀功能可根據加工深度和加工狀態進行抬刀控制,提高排屑效率,加工最適化控制IDPM3功能,明顯降低了電極的角部和棱邊損耗,實現一個電極完成型腔的全部中精加工。日本牧野公司EDAF23數控電火花成形機床(圖5)的HyperCut技術基于新型精密電源功能,使得設備在相同電極數量的情況下,粗加工效率提高30%;超火花IV技術提供了一種在超出加工能量間隙的情況下更具適應能力的跳動控制功能,該技術在筋肋、深窄槽類結構加工中尤為有效。

(4)更加注重節能環保技術。隨著能源價格的不斷攀升,控制生產成本和節省能源已成為企業的共識。瑞士GF加工方案的損耗分布技術可節省25%的電極成本,該技術在多型腔加工中可平均分配電極損耗,提高尺寸和形狀均勻性。日本三菱電機公司通過IDPM3實現低損耗加工,電極長度損耗與傳統相比削減50%以上。
(5)積極融入中國市場。隨著近年來中國對航空航天等領域的高度重視,國外從事電火花加工技術研究的主要公司積極主動對接客戶,有針對性地提供相關設備以及工藝數據庫等方案。瑞士GF加工方案成立了渦輪事業部,從前端到后端進行全方位服務,展出的FORM E600機床搭載了六軸數控、在線檢測與傳輸數據、HMI人機交互系統等,可為客戶提供一些關鍵零件的完整解決方案,圖6為展示的部分零件。

1.1.2 國內數控電火花成形機床
國內數控電火花成形機床的參展單位有北京市電加工研究所/北京迪蒙數控技術有限責任公司、蘇州三光科技股份有限公司、北京迪蒙斯巴克科技股份有限公司、北京機床所精密機電有限公司、北京迪蒙卡特機床有限公司、蘇州漢奇數控設備有限公司、上海漢霸數控機電有限公司、廣東商鼎智能設備有限公司。與上屆展會相比,國內電火花成形機床的整體技術水平在穩步提升,外觀設計沉穩大氣,并向自動化、智能化、綠色環保化方向發展。但與國外相比仍有差距,主要是在基礎技術方面,如機械結構還沒有引進恒溫設計概念。
(1)提升機床基礎件的穩定性。展出的大多數機床的床身均采用了規范的處理工序,使其具有足夠的靜態、動態剛度,如北京市電加工所/迪蒙數控公司的ADV600電火花成形機床(圖7)床身鑄件經過三年以上時效處理;北京迪蒙斯巴克公司的DR400S數控電火花成形機床(圖8)鑄件也經過自然時效和熱處理。

(2)自主開發相關操作系統。在軟件方面,多數廠家已采用基于Windows XP操作系統的人機界面,ADV600機床的數控系統配置了最新的Windows Mark Power軟件,能實現五軸五聯動精密加工,并預留六軸六聯動接口,脈沖電源增加了“放電能量精確控制電路”,使放電加工表面均勻性大幅提升,搭載智能專家系統,加工效率更高,加工方法更靈活。廣東商鼎公司自主研發的數控系統,能確保精準的重復定位精度,獨到的脈沖電源配合STANDY系統,減少了電極損耗。
(3)面向特殊材料開發相應技術。各公司針對不同的加工材料以及不同加工形狀均做了研究,具有更完善的加工工藝數據庫,能進行不同電極-工件材料對的組合加工,具有鏡面加工、硬質合金加工、高速石墨加工、小電流加工、專用防拉弧積碳、超高精加工等專用放電回路,實現了聚晶金剛石(PCD)、硬質合金、鈦合金、鈦鋁合金、高溫合金、碳纖維復合材料、超高溫陶瓷基復合材料、炭/炭復合材料等材料的高效、高表面質量加工,形成了“鈦合金”“高溫合金”“硬質合金”專用模塊。
(4)融入智能元素。ADV600機床具有自動升降油槽、豐富的數據接口,可兼容機械手、電極工具庫,具有放電狀態監控、錯誤自診斷提醒功能等,借助機械手、電極工具庫已為用戶組成三臺機床的自動化生產線。上海漢霸公司借助“基準球”“工件”“電極”“加工設定”之間的數據關系,系統自動生成加工任務(加工位置+放電參數+ATC),簡化了操作步驟,大幅度降低人工干預和經驗值依賴,最大程度提高加工準備效率,實現全程無坐標系操作的引導式智能操作系統。
(5)減少電極損耗、提升加工效率。工具電極損耗直接影響加工精度、加工速度和加工質量,國內參展廠家的相關產品基本都達到最小電極損耗≤0.1%、鈦合金加工效率≥829 mm3/min、模具鋼加工效率≥2000 mm3/min。
(6)自動化、信息化及安全可靠性有了實質性進步。北京迪蒙卡特公司的CTM350C機床、北京迪蒙斯巴克公司的DR400S機床、廣東商鼎公司的CNC400機床、上海漢霸公司的HGS45機床等都帶電極工具庫,可方便地對接自動化及無人加工的需要。隨著信息技術的迅速發展,客戶更加渴望所使用的機床和技術服務運用網絡通信功能實現網線連接、遠程監視、遠程診斷、遠程編程與傳輸、遠程工藝技術服務等,這也是未來提升產品和技術服務水平的重點之一。
1.2 數控電火花線切割機床
本屆展會共有18家國內外廠商展示32臺數控電火花線切割機床,其中單向走絲電火花線切割機床6臺、往復走絲電火花線切割機床26臺(含超硬刀具電火花線切割機床1臺)。
1.2.1 單向走絲電火花線切割機床
日本沙迪克公司、日本三菱電機公司、日本牧野機床有限公司、日本發那科公司及北京安德建奇數字設備股份有限公司等國內外廠商展示了6臺單向走絲電火花線切割機床。
(1)高端機床國內市場需求量穩中有升。國外高端品牌電火花線切割機床生產廠商近年來在中國市場的銷售業務都有著很好的表現,即便2020年受到新冠疫情的影響,但在中國市場銷售量依然達到往年正常水平。2021年初開始中國市場高端單向走絲電火花線切割機床訂貨銷售量上漲幅度較大,主要原因是由于中國疫情控制得好,成為當前世界范圍內少數能夠正常提供產品的地區,一些國外加工制造訂單和采購訂單集中移向中國,國內加工制造企業需要增加新的機床設備來快速滿足市場需求變化。另外,近年來國內航空、航天、軍工等行業快速發展,業務量增速較大,對高端數控機床的采購量持續增長。雖然高端機床的需求量未來幾年還會呈現穩中有升的狀態,但中低端單向走絲電火花線切割機床近年來卻受到多次切割往復走絲電火花線切割機床較大的沖擊,這種影響在未來一段時間還會持續下去。
(2)主要加工指標沒有明顯變化。最大切割效率400 mm2/min、最佳表面粗糙度Ra0.006 μm、加工輪廓精度±1 μm,這基本代表了目前世界最先進的單向走絲電火花線切割機床主要加工性能指標,并且這些指標在近幾年沒有得到進一步提高,也說明單向走絲電火花線切割機床在發展過程中遇到了技術瓶頸。
(3)技術及工藝細節不斷得到完善與提升。日本沙迪克公司新推出的ALN400QS單向走絲線切割機床(圖9),是在其過去機型的基礎上增加了 “i Groove Edition”新技術,該技術使加工區域的電極絲按照一定速度和方向旋轉,實現放電加工區域從上到下所使用的電極絲都是未被放電腐蝕的新絲,可減少加工表面斑點和條紋的出現,提高加工零件的表面質量和精度。日本三菱電機公司、日本發那科公司的自動穿絲技術不斷完善,可支持Z軸全行程范圍內在空氣或水中的自動穿絲,并支持厚度200 mm以內工件斷絲點處的自動穿絲,實現卷曲率10%以下電極絲的高穿絲成功率。日本沙迪克公司的“無凹凸控制Ⅱ”、日本牧野公司的“GS-Cut(凸面精靈)”和日本三菱電機公司的“Digital-AE Ⅱ”形狀控制電源等技術,可在一次切割200~300 mm厚度零件時將單邊直線度控制在5 μm以內。此外,日本沙迪克公司“TM控制Ⅱ”與“Digital-PIKA-W Plus”超高頻數字脈沖、日本牧野公司HEAT、日本三菱電機公司Digital-FS電源、瑞士GF加工方案IPG智能數字脈沖電源等技術的應用,使模具鋼多次切割后的最佳表面粗慥度可達到Ra0.1 μm。北京安德建奇公司推出的新一代單向走絲電火花線切割機床AW400機型(圖10),具有一體式優美外觀、整機科技感十足,該機床運動坐標軸采用直線電機與高分辨率光柵尺的驅動控制方式,配置電燒絲結構的自動穿絲系統,可在Z軸全行程內自動穿絲,其最大加工效率250 mm2/min、最佳表面粗糙度Ra0.25 μm、加工輪廓精度±2 μm。


(4)向客戶提供更好的技術與服務體驗。國內外廠家持續改進并提高機床加工性能,不斷擴大機床應用范圍,以滿足新材料、新工藝等方面的新需求,并在自動化生產單元、自動化柔性生產線、一體化解決方案等方面給客戶提供成熟的工藝及技術解決方案。日本沙迪克公司的LOT Miemmerce功能、日本牧野公司OPC UA/MTConnect功能都可提供單機、多機與車間生產管理系統MES連接,向MES系統提供機床運轉數據,以提高機床運轉效率。日本牧野公司U6機床的HyperConnect遠程支持接口,雙向遠程連接,通過遠程控制機床幫助客戶檢查修改加工程序、工藝參數、分析診斷機床故障等,增強客戶對機床設備使用過程中有更快速的技術服務支持體驗。
(5)融入人工智能、深度學習等新技術。近年來AI人工智能、深度學習技術逐步在一些行業及產品上得到廣泛應用。目前單向走絲線切割機床的自動化程度已較高,而自動穿絲、自動升降液槽、工件高精度快速換裝夾系統、工件自動檢測找正系統、工藝數據專家庫等自動化功能都得到應用,但讓機床具備感知、理解、行動和學習等功能的能力還是很欠缺,用計算機去完成以往需要人的智力才能勝任的工作一定是未來機床行業發展的一個重要方向。
1.2.2 往復走絲電火花線切割機床
本屆展會上蘇州三光科技股份有限公司、北京安德建奇數字設備股份有限公司、蘇州市寶瑪數控設備有限公司、北京凝華科技有限公司、江蘇冬慶數控機床有限公司、杭州華方數控機床有限公司、昆山瑞鈞機械科技有限公司、蘇州漢奇數控設備有限公司、江蘇三星機械制造有限公司、泰州市江洲數控機床制造有限公司、江蘇賽維斯數控科技有限公司、力同機械自動化(上海)有限公司、上海伊陽機械有限公司、上海特略精密數控機床有限公司等14家國內企業展出了具有多次切割功能的往復走絲電火花線切割機床(俗稱“中走絲”機床),總體在產品的加工性能和外觀質量上都有一定提高。
(1)市場需求量仍在增加。本次參展的主要“中走絲”機床制造廠家在2020年都取得不錯的銷售業績,部分廠家近年在東南亞、歐洲等國外市場的推廣銷售也取得較好成績。這表明“中走絲”機床的加工性能、使用成本等比較適合目前國內外加工制造業的需求,其市場需求量仍處于上升通道中。
(2)加工性能指標持續提升。昆山瑞鈞機械科技有限公司展出的FT400新型“中走絲”機床(圖11),最佳加工表面粗糙度Ra≤0.4 μm(模具鋼5次切割);上海特略精密數控機床有限公司展出的TG2000A機型,最佳表面粗糙度Ra≤0.3 μm、加工精度±2.5 μm。單從加工表面粗糙度這個重要加工指標看,近年來一直徘徊在Ra0.6~0.8 μm之間,目前有更多的廠家能達到Ra0.4 μm及以下,這是一個非常可喜的技術突破。“中走絲”機床大電流、大效率穩定加工一直是廠家的技術攻關方向之一,在近年也取得一定進展。從展會上看,多個廠家的機床最大加工電流標稱值達到10~12 A,個別廠家甚至達到18 A,最大加工效率達到600 mm2/min。隨著諧振式脈沖電源、微能量脈沖電源等技術在“中走絲”機床上不斷穩定使用,最佳表面粗糙度、最大加工效率等性能指標還會進一步提升。

(3)機床外觀進步較大。本屆展會展出的“中走絲”機床中,占地面積小、外觀造型美觀、操作方便的一體式結構機床有13臺之多(含全封閉防護結構機床4臺)。力同機械自動化(上海)有限公司展出的LTW32TB全封閉結構機床(圖12),配置了油霧分離器,更加符合國家環保方面的要求。蘇州三光科技股份有限公司展出的HB400L、HB400C兩臺配置不同的機床,具有統一風格的一體式外觀造型,其中HB400L機床(圖13)使用了直線電機、無電解電源、五軸數控、新UV軸結構、自動升降三面開口式液槽防護門等先進技術。

(4)機床數控功能、操作方便性進一步完善。參展的“中走絲”機床中有8臺是X、Y、Z、U、V五軸數控機床,部分機床可選配第六數控軸,體現出“中走絲”機床數控功能進一步完善,也說明市場對五軸數控機床的需求量在不斷增加。多家廠家的產品可選配直線電機、光柵尺等高精度運動控制部件,有效提高了運動坐標軸的定位精度和伺服進給的靈敏性。“中走絲”機床也緊跟精密機床的技術發展方向而不斷發展。
(5)加工穩定性提高、工藝數據庫不斷完善。用戶對“中走絲”機床評價中詬病比較多的是加工穩定性較差,比如連續加工多個相同零件的尺寸精度、表面質量相差較大。對此,近年來一些廠家做了很多技術改進工作。如杭州華方公司可做到110 mm2/min切割速度時,連續切割70 h,電極絲損耗≤0.01 mm;大部分廠家也都能做到合計粗切和修切面積的情況下,連續切割500 000 mm2、電極絲損耗≤0.01 mm。目前“中走絲”機床普遍采用防水導輪組件,有效提高了導輪軸承的使用壽命;使用PCD材質的導絲嘴,提高了導絲嘴耐磨性。重錘、彈簧機械式雙向恒張力裝置普遍在“中走絲”機床上得到使用,如蘇州寶瑪公司、江蘇冬慶公司等使用帶壓力傳感器的智能自動雙向調節絲張力系統,減少了電極絲的抖動并提高了電極絲運行時在空間位置精度上的長期保持性。大尺寸過濾紙芯、多層過濾裝置及獨立的過濾泵系統在“中走絲”機床上的使用,可更長時間保持加工液的干凈程度并有效延長加工液的使用時間,對提高放電加工穩定性、切割零件精度和表面質量一致性有很大的作用。目前大部分“中走絲”機床可較為輕松地實現切割表面粗糙度在“切一修二”時達Ra0.8 μm,連續加工多個對邊尺寸為20 mm的正八方棱柱,保證零件精度≤(±0.005) mm的性能。對于模具鋼、銅、鋁等常用加工材料,“中走絲”機床廠家不斷完善與優化工藝數據庫,用戶只需簡單輸入材料類型、工件厚度、電極絲直徑、表面質量等,就可得到與加工結果相一致的加工工藝數據;同時,不斷完善鎳基合金、鈦合金及其他超硬材料的加工工藝數據庫。
(6)產品不斷優化,更加關注細分市場的需求。近年來,在國家“科技創新驅動高質量發展”與“產業結構調整升級”等制造業長期發展戰略背景下,“中走絲”機床廠家加大了在技術研發與創新的投入,不斷優化產品結構與種類,并結合自身特點與市場需求,開發出一些具有專業技術特點并能滿足細分市場需求的“中走絲”機床產品。杭州華方公司對高厚度零件加工開展了較為深入的研究,開發的適合2000 mm高厚度零件切割的“中走絲”機床,其加工效率達到3000 mm2/h。北京安德建奇數字設備股份有限公司、北京凝華科技有限公司利用“中走絲”線切割原理,開發出適合PCD超硬材料刀具加工的設備,近年來在木地板、家具、門窗等行業所使用的超硬材料刀具加工上得到廣泛應用。
1.3 電火花微小孔加工機床
本屆展會共有5家企業展出了9臺電火花微小孔加工機床。與上屆展會相比,展商和展品數量基本相當,有些展品的型號、外觀以及一些局部單元和細節有所變化,但整體上看,參展機床的主要技術性能、加工工藝水平等尚沒有重大突破。
1.3.1 電火花小孔加工機床
本屆展會上展出電火花小孔加工機床的有蘇州電加工機床研究所有限公司、北京市電加工研究所、蘇州中谷實業有限公司、蘇州市寶瑪數控設備有限公司、蘇州亞馬森機床有限公司。
(1)應用領域不斷擴大,市場需求穩步上升。隨著新材料的不斷應用及加工要求的提高,金屬切削機床難以加工硬質合金、鎳基合金和鈦合金等特殊材料零件上的群小孔,激光加工也因其加工孔的深徑比小或無法加工深孔而難以滿足關鍵領域的需求,由此電火花小孔加工方法成為不二選擇。近年來,五軸以上的多軸數控電火花小孔加工機床的功能和性能有了進一步提高,在航空航天等領域得到廣泛應用。單軸、三軸和五軸數控的電火花小孔機床在軍工、IT、模具、機械制造、刀具等行業的應用也在不斷擴大,其需求逐年上升。蘇州電加工機床研究所的SE-GK021六軸數控電火花高速小孔加工機床(圖14)、北京市電加工研究所的HS600六軸精密數控電火花小孔加工機床(圖15)及蘇州中谷公司的ZGDC506數控電火花小孔加工機床(圖16),主要用于航空發動機渦輪葉片氣膜孔的加工;蘇州亞馬森公司的MS-DC435A四軸電火花小孔加工機床(圖17)主要用于刀具出水孔、玻纖模具線切割噴絲孔和噴油嘴噴孔的加工;蘇州寶瑪公司的BMD703-500CNC三軸數控電火花小孔機床(圖18)和蘇州亞馬森公司的MS-DC430C三軸電火花小孔加工機床適用于各種精密零配件細小孔群孔和模具線切割穿絲孔加工。這些針對不同領域、不同要求而推出的產品,能更好地滿足不同用戶的需求。



(2)自動更換電極(ATC)技術。電火花加工小孔時由于存在電極損耗,在加工一定量的孔后,必須更換新的電極。如果在一個零件上要加工不同直徑的孔,也必須更換外徑與之相匹配的電極。因此,在加工批量群孔或不同直徑的孔時,電極的更換比較頻繁。為適應這種一人多機、連續加工的工作模式,一些制造商集成電極自動更換技術,在多軸小孔電火花機床上配置電極自動更換裝置或機械手,實現了電極的在機更換,大大減輕了操作人員的勞動強度,提高整體效率。如蘇州電加工機床研究所的SE-GK021在工作臺的左側安裝了一臺六自由度的機械手,配置了16個刀位的電極庫和4種規格的導向器庫,用于電極和導向器的更換。蘇州中谷公司的ZGDC506機則配置了一個20位電極庫、氣動式自動換電極機構以及4位自動換導向器裝置,可以實現電極和導向器同時更換,北京市電加工研究所的HS600機床也配備了一個16位電極庫,實現了電極的自動更換。
(3)自動穿透檢測技術。自動穿透檢測是航空發動機渦輪葉片氣膜孔加工中應運而生的一項實用技術,以防止加工孔穿透后電極繼續進給而與空腔另一側產生放電蝕除。蘇州電加工機床研究所的SE-GK021、北京市電加工研究所的HS600、蘇州中谷公司的ZGDC506及蘇州寶瑪公司的BMD703-500CNC均搭載了這項技術。準確有效、可靠一致是該技術的關鍵所在,在實際應用中,各企業之間尚有差別,還大有提升空間。
(4)局部功能和性能有所提升。雖然近年來在整體技術水平和加工工藝指標方面沒有重大突破性變化,但在某些加工性能上有所提升。蘇州電加工機床研究所的SE-GK021機床采用微精脈沖電源技術,其加工孔的表面重熔層厚度≤0.02 mm,表面粗糙度Ra≤1.6 μm,并配置了專利技術的隨動型電極扶持器,能有效防止細電極進給時的彎曲;北京市電加工研究所的HS600機床配置特色精密微細電源,重熔層厚度≤0.02 mm,孔加工表面無裂紋,并配置并線接口,與其他設備組成自動化加工線,實現自動化及無人加工;蘇州寶瑪公司的BMD703-500CNC機床具有智能化數據庫和“互聯網+”功能,能根據加工要求自動調用工藝數據,實現遠程實時監控,該機還配置擴展接口,加裝A、B軸后即可形成五軸數控,用于空間位置分布的小孔加工;蘇州亞馬森公司的MS-DC435A機床也預留了擴展口,加裝A軸后即可形成五軸數控,用于加工斜孔和環形工件上的小孔。
另外,較之以往多軸數控電火花小孔加工機床的0.3~3.0 mm電極直徑范圍,本屆展出的機床基本都擴大到了0.2~3.0 mm,蘇州中谷公司的ZGDC506最小電極直徑為0.15 mm,蘇州亞馬森公司的MS-DC435A更是達到了0.10 mm。
1.3.2 電火花微孔加工機床
電火花微孔加工機床主要用于加工直徑為0.05~0.1 mm的孔,如汽車噴油嘴噴孔、化纖噴絲板噴孔、液氫火箭燃料噴注孔等。本屆展會上蘇州電加工機床研究所、蘇州中谷公司分別展出了相關設備。
蘇州電加工機床研究所展出的SE-WK018數控電火花精密微孔加工機床(圖19)是2020年推出新產品,主要用于汽車發動機高壓共軌閥體噴片微孔、噴油嘴噴孔和各類噴絲板、熔噴板精密噴孔的加工。該機床采用最新工業設計,半封閉外形,新穎簡潔;采用微細長圓電極或扁電極,采取級進式送絲方式,可加工直徑0.07~1.0 mm的精密圓孔或直徑0.06 mm的窄槽,最佳表面粗糙度Ra0.4 μm,加工孔徑精度(板厚為1 mm時)為±0.002 mm,還可進行各類微小異型孔的銑削加工;配置其自主開發的倒錐裝置,可加工出入口直徑差為0.02 mm的倒錐微孔(厚度1 mm)。

蘇州中谷公司的ZGM501數控電火花微孔加工機(圖20),采用大理石龍門式結構,電極為硬質合金或鎢絲,最小加工孔徑0.05 mm、加工孔的圓度0.002 mm,還可加工微細槽、臺階孔、錐形孔。

1.4 專用電加工機床
1.4.1 刀具加工機床
近年來,國內的超硬材料刀具發展較快,應用量很大,由此帶來了刀具高效加工及修正的問題。國內一些電加工企業瞄準了這一領域,在往復走絲電火花線切割機床、電火花成形機床基礎上進行技術研究和新產品開發,逐漸推出了刀具的切割、磨削等專用電加工機床,并形成相關的加工工藝技術,這類細分產品正越來越受到用戶的歡迎,市場前景看好。
北京安德建奇公司展出的AT40R-Pro精密數控切刀機(圖21)是專用于PCD金剛石刀具、硬質合金刀具切割加工的專用電加工機床。該機為滿足木工刀具的加工要求而研發,五軸數控,三軸聯動,可根據刀具的直徑、前角、后角、側后角、面角等參數,自動將刀具輪廓曲線轉化為切割軌跡,能通過刀具實際的輪廓形狀全面檢測刀具的實際變形,計算刀面的曲面變形,繼而進行曲面補償,可有效降低形狀誤差;配備高性能防發黑電源,木工刀加工精度≤0.02 mm;金屬刀加工精度<0.01 mm。可切割加工最大直徑300 mm的盤狀刀具。

北京凝華科技有限公司展出了SL25超硬材料砂輪放電修整機(圖22),該機主要用于金剛石砂輪、CBN砂輪的電火花成形與修整加工,也可用于PCD整體刀具外圓的電火花加工與修整。加工過程中,圓形成形電極輪與圓形工件分別以不同的轉速旋轉,實現對滾放電加工;在線車削及補償功能可及時對電極加工面輪廓進行在線車削整形,消除由于電極損耗而造成的電極形狀精度降低,并通過補償獲得較高的加工精度,其加工精度<0.0.03 mm。北京迪蒙卡特機床有限公司的QX5-D400電火花磨刀機主要用于直徑400 mm以下盤狀PCD刀具的放電磨削加工,具有三個直線軸、四個旋轉軸,其磨削精度≤0.02 mm、刃口最佳粗糙度Ra≤0.4 μm。

1.4.2 電化學去毛刺機床
德國斯托巴公司(Stoba)展出了一臺入門級的電化學去毛刺機床,該機的工作空間為1000 mm×1050 mm(長×寬),配置了脈沖式電源,最大電流1200 A,適用于不同金屬材質的泵、閥、缸體、齒輪等小批量零件交叉孔或棱邊的去毛刺加工。
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