淺談電火花（EDM）技術發展前途 在制造工業處于不斷變化的狀態之中。新的材料、更快速的加工技術和更先進的零部件不斷地引進到模具制造領域，幫助模具制造商滿足他們永無止境的要求，以進一步縮短他們的交貨時間。EDM技術也毫無例外地脫離不開這條規律。下面幾家的供貨商對一些新技術做了評價并闡明了他們的觀點。 索引： Gabriele Carinci（Agie, Ltd.有限公司總裁）：當我回顧的時候，確信生產廠將以提高生產率的方式繼續向前發展。現在正是模具制造商困難的時候。他們需要配備能干的制模工、CNC專家、真正能夠勝任工作和進行操作管理的人員。另一個問題是如何簡化整個工藝，使模具制造商能夠提高和擴大生產，同時仍按客戶的需求，保持所生產模具的精度和表面光潔度，讓模具表面有一個的質量。現在我們還在尋求另一種提高生產能力的方法。在工廠內實施自動化加工單元，將2臺或幾臺EDM系統同時連成一體，配備機械控制裝置和機械手，將需要加工的零件和進給的數據儲存在控制系統中。通過這種方式，人們才能夠提高生產率。 Gisbert Ledvon（Char-milles Technologies市場營銷）：我們能夠在EDM加工機床上（特別是在刻模機上）看到更多的自動化系統，如托盤交換器和電極更換器。在線切割機床上，我已經看到了更加先進的增強裝置。特別是對于模具制造商而言，它們具有更大的靈活性，在攻絲切割方面精度更高。我認為，模具制造商更需要這種機床，因為在各種情況下，應用線切割EDM機床的廠家并不很多。 工業界已傾向于使用更適合于客戶的控制系統。零件和維護系統將通過CD光盤提供用戶，并與機床一起使用。用戶可以在CD光盤上搜索一個零件，找出所需要的信息，然后調取這一信息并向其發出指令。用戶需要更多的工具使機床保持正常運行，而無需別人手把手的教或者叫別人為他找一個零件。這一切都將有效地提高機床的工作效率。 模具設計者在縮小電極及電極設計方面把系統提供給模具設計者使用。設計電極時系統將能提供出縮小電極的*方案，然后，把該資料打印出來。模具制造商可以按照設定的尺寸制造，以便在刻模機上zui有效地切削加工這一零件。 Fritz Wittwer（Erowa Technology, Inc.技術公司工程副總裁）：EDM加工的速度總是非常緩慢。每一個生產廠都在努力提高他們的技術，包括其驅動機構、發電機、編程系統或沖洗系統，對于不同的階段采用不同的方法。如果觀察一下所有的EDM設備制造商，其中在托盤方面所做的工作幾乎都是一樣的，到處都可以看到機械手系統，這就是目前EDM在自動化方面的發展趨勢。大的工具更換裝置也占壓倒優勢，技術使操作員更換工具的時代越來越遠。新技術已將操作員置于作為機床加工單元管理員的位置上，由他負責及時地提供零件、工具、CNC程序和工裝夾具，以便使機床每天24h不停地運行。 Jason Habib（Makino公司EDM應用工程師）：適應性技術和高速進給技術是我們需要保持在位置所需的技術。適應性控制是非常重要的，因為人們主要zui關心的問題是電弧放電和它們zui終的光潔度。高速進給和線性電機的應用越來越普遍。 自動化是一個重大的發展，我們在向前推進的是機器的無人化操作時代。我們的客戶希望能以盡可能少的人進行工作。對于較小的工廠而言，我們要讓他們知道，只需花費時間做些調試設置工作，其余一切工作，如像高速進給、先進的適應性控制系統等在工件調試設置以后，將由機器自動完成。 Greg Langenhorst（三菱EDM公司機床銷售產品）：從整體而言，自動化畢竟是一項zui大的創新，它受到市場的驅動。許多的模具被發往中國、葡萄牙和巴西生產，因為那里的勞動力價格低廉。為了進一步提高生產，節約現有設備的每一秒時間，需要組合成一個自動化加工單元。只有這樣，設備才能長時期的運行，也可降低勞動密集強度，同時可以節約操作人員的附加費用。 實現無人化操作的關鍵在于，機床因無人操作必須以原來的速度運行，而且運行必須可靠，并配有能模擬一個操作員工作能力的積極適應性控制系統。一旦機床能夠100%有效地進行無人化作業時，就可以添加機械手，延長一般尚未達到的工作時間，以進一步提高機床的峰值效益。 EDM與高速銑削共存 那么怎樣消除EDM，高速銑削共存機床加工中的“嗡嗡聲”？ Carinci（Agie公司）：由在采用高速銑削的情況下，如果是屬于模腔的粗加工，也許是采用高速銑削技術更為可取。然而，在今天的某些應用領域，采用高速銑削加工在技術能力上還是無法達到的，如相關的“刀具長度”與“模腔深度”之比、關鍵的小圓角加工等問題。
采用0.02mm電極絲的EDM機床 根據我的看法，高速銑削技術與EDM刻模加工技術之間存在著一種共存關系。這種關系的存在是十分必要的，也是重要的，因為相互之間又可以形成一種的競爭。由于同時采用了高速銑削技術與刻模加工技術，在應用方面將會發生一些敏感的變化，因為全部采用高速銑削畢竟在技術上還存在某些障礙。相對于EMD加工技術而言，采用高速銑削技術，人們必須選用適合于某一特定應用領域的刀具（如需考慮切削長度、切削速度、材料硬度、需要的圓角半徑、刀具費用等等）。在許多應用領域，都必須同時應用高速銑削和EDM這兩種加工技術，只有這樣才能節約從車間到車間之間所需的加工時間，達到競爭所需的生產成本目標。 Ledvon（Charmilles公司）:在這一點上，我認為這些新技術并沒有威脅到原來的技術，它們只不過是EDM刻模加工的補充技術而已。高速銑削技術允許在整塊的石墨和一個電極座架上切削多電極形狀。這提高了機床和工具更換裝置的能力，因為在一個工具更換裝置座架上有多個電極。但我發現采用高速銑削存在以下問題：只能切削某些尺寸的模腔和某些深度的模腔，如果您有一些小的加強筋和小的細節處需要加工，采用高速銑削就達不到那些地方，只有采用EDM才能達到一定的加工深度和達到客戶需要的精度和光潔度。 而且，模具需要有很長的使用壽命，因此需要用鋼材制造，如果材料的硬度太高，應用高速銑削加工就會受到限制。但重要的是，設備的投資和每小時的操作成本是相當貴的，刀具也相當昂貴，如果想確保一定的精度，保證小圓角的良好光潔度，就需要保證頻繁地更換刀具。考慮到這些因素，我認為將來高速銑削加工還不能替代EDM加工技術，它們將結合成一個團隊，幫助模具制造商更加有效、容易地生產，提高生產率，克服來自海外模具制造商廉價模具的威脅。 Langenhorst（三菱EDM公司）:硬質材料的銑削技術具有廣闊的應用前景，但也面臨著可怕的前景。試圖采用球面端銑刀或在模具表面上設置特殊的結構件是無法達到模腔內的小圓角處和真正細微處的，因此采用這種加工技術是不可能的。但這是一項很有前途的技術，有助于加速工藝生產。高速石墨銑削加工是一項令人驚奇的創新，生產的電極速度越快、越經濟，它可以使其他工藝的效益越高。但硬質材料的銑削技術永遠不可能全部替代EDM加工技術。如果任何事情在某種程度上需要幫助提高工作水平的話，那么請到EDM加工部門來解決。可以采用銑削加工某些東西而達到某一個點。但如果需要加工模腔中比較小的圓角或具體細節部分時，將需要EDM作為zui終的加工工藝。 EDM前景廣闊 貴公司正在開發哪些EDM技術以對抗這種“威脅”？ Carinci（Agie公司）:Agie公司已經檢查了如何發揮刻模機與線切割系統之間的人/機與操作員接口界面的潛力，這樣可以用有限的EDM知識，更有效地做好工作。例如，我們zui近觀察了一下客戶調試設置線切割機床或刻模機所需的時間，根據不同的精度、個人的能力和經驗，其所需的時間是幾分鐘或幾個小時不等。于是，我們開發了一種機上測量系統，可自動測量工件確切的傾斜度。然后，控制系統能根據對這一傾斜度的編程程序，自動調整整個幾何形狀，從而生產出一個的零件。 Ledvon（Charmilles公司）:我們將有更專業化的應用技術，因為我們必須適應高速銑削加工制造的電極，它將向客戶易于向自動化的方向發展，那時再也不需要有一名工程師來運行一臺自動化EDM機床了。有一個軟件程序將控制機械手和EDM機床，而且將來還有新的解決方案，在PC機為基礎的控制系統上，來運行機械手、EDM機床和高速銑床。就XY運動的速度以及類似這樣的一些東西而言，將來也可能會在機械發展方面有所進展。
直線電機驅動的EDM機床 Wittwer（Erowa公司）:為了保持EDM技術的競爭性，我們采取了4個步驟，使組合式生產觀念可以把用戶的EDM機床每年運行時間達到6000多個小時。 *個步驟是托盤化。工具和托盤可以自動變換。 第二個步驟是組織化。每一個模具制造商需要有組織地在機床的外面，將工作流動程序編入到EDM機床之中。我們提供的工作站可以使用戶在機床的外面調試工具和模具零件，這樣機床可以不斷地運行，無需額外的調試時間。 第三個步驟是采用機械手。我們提供一些不同的工具更換裝置和機械手系統，在第二班和第三班工作或周末工作時，在無人參與的情況下，由上述系統完成對EDM機床的上、下料任務。 第四個步驟是采用工藝控制軟件。用戶可以應用這一軟件更加有效地管理通過EDM機床工件的加工流動方向。這樣，在機床進行模具的燒蝕加工前，用戶就能保證所有的CNC程序、偏置數據和所有其他燒蝕或加工下一個工件所需的信息是完整的。 這四個步驟就是我們所需要的，可使加工成本降低到較低的水平，以便能夠使其與其他技術相競爭，更重要的是可以縮短產品入市的時間。 Habib（Makino公司）：Makino公司的EDNC（CNC EDM機床）整條生產線采用兩種形式：一種是標準機床，另一種是HQSF（表面光潔度）機床。這些機床將在電介質液體中加入一種添加劑和采用低功率設定值，其加工表面光潔度可以達到超級水平。這一工藝叫做DDM加工技術或稱作擴散式放電加工技術。 Langenhosrst（三菱EDM公司）：1992年，我們首先在線切割機床上推出了一種防電解電源，提高了表面光潔度，使銹蝕和腐蝕降低到zui低水平。在切削碳化物合金時，也減少了鈷的損耗，但降低了一點兒切削速度，以便使加工的零件達到更高的質量。我們zui后找到了一種新的設計方法，使得電源速度再次加快。在線切割機床方面，我們將全部精力集中在降低維修方面，以減少機床的停機時間。所有客戶都說他們沒有時間進行機床的維修，機床必須保持運行工作狀態。為此，我們試圖盡zui大努力減少維修區域，創立了一種所謂自清洗方法。 Naughton（Sodick公司）：我們采用了*不同的方案。機床上帶動工作臺移動的不是采用滾珠絲杠，而是采用了直線電機，使用磁鐵的直線電機。由于不存在物理接觸，因此其反應時間要比使用滾珠絲杠快得多，如果反應時間越快，那么切削速度也就越快，因為它實際上改變了切削條件，其切削速度要高于由滾珠絲杠傳動的機床。由于反應時間很快，軸的移動速度是那么高，它本身就能產生自然的沖洗力，因此永遠不需要輔助沖洗口。 我們也設計生產了一臺高速自動線切割攻絲機，其自動線切割攻絲時間（AWT）約12s，以前大約為65s。另一向新的發展是實現對我們機床的遠距離監視和遙控，有了這套系統，工廠的老板不用親自到車間中去，就可以檢查車間內的機械設備工作情況。 本文由 蘇州中航長風數控科技有限公司整理發布。 |
