數(shù)控線切割機(jī)床的發(fā)展方向
電火花線切割加工是20世紀(jì)40年代由前蘇聯(lián)的科學(xué)家發(fā)明而隨之發(fā)展起來(lái)的一種加工工藝形式，他利用移動(dòng)的細(xì)金屬絲做電極，對(duì)工件進(jìn)行火花放電加工。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，目前可以切割金屬出二維、三維及多維的工件表面。根據(jù)電極絲的運(yùn)行方式，電火花線切割機(jī)床通常分為兩大類：一類是單向走絲電火花線切割機(jī)床，另一類是往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床。 單向走絲電火花線切割機(jī)床早期只有國(guó)外公司的獨(dú)有機(jī)種。近10年以來(lái)，我國(guó)的科技工作者在該機(jī)種的研究、開(kāi)發(fā)上取得了重大突破，目前已擁有了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，并占領(lǐng)了一定的市場(chǎng)份額。 往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的機(jī)種，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、使用成本低的特點(diǎn)，適用于中低檔模具和零件的加工，在大厚度、變厚度加工中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，滿足了國(guó)內(nèi)外客戶的需求。這類機(jī)床的數(shù)量正以較快的速度增長(zhǎng)，由原來(lái)年產(chǎn)量2~3千臺(tái)上升到年產(chǎn)量數(shù)萬(wàn)臺(tái)，目前全國(guó)往復(fù)走絲線切割機(jī)床的存量已達(dá)20余萬(wàn)臺(tái)，應(yīng)用于各類中低檔模具制造和特殊零件加工，成為我國(guó)數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用最廣泛的機(jī)種之一。 與單向走絲電火花線切割機(jī)床相比，往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床在平均生產(chǎn)率、切割精度及表面粗糙度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上還存在較大差距。針對(duì)這些差距，國(guó)內(nèi)研究所、大專院校、生產(chǎn)企業(yè)的專家和廣大科技工作者多次舉行各類學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，共同尋找技術(shù)發(fā)展的突破口。經(jīng)過(guò)多年的共同努力，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)有了明顯提高，尤其在機(jī)床的整機(jī)加工性能、加工范圍、切割效率、表面加工質(zhì)量、加工精度等方面取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。 （1） 大錐度切割技術(shù)逐步完善。實(shí)現(xiàn)了錐度加工中電極絲跟隨傾斜,解決了大錐度切割時(shí)電極絲易跳出導(dǎo)輪槽的難題；采用多種數(shù)控補(bǔ)償，有效地提高了錐度加工的精度；改進(jìn)了工作液噴流方式，保持錐度切割時(shí)良好的加工狀態(tài)，提高了錐度切割件的表面一致性；隨著大錐度切割的技術(shù)進(jìn)步，變錐度、上下異形的切割加工也取得了很大的進(jìn)步。 （2） 大厚度切割技術(shù)逐步完善。與單向走絲線切割機(jī)床相比，往復(fù)走絲線切割機(jī)床的大厚度切割具有一定的優(yōu)勢(shì)，隨著相關(guān)技術(shù)的同步發(fā)展，大厚度切割件的橫剖面及縱剖面精度有了較大提高，表面均勻?？蓪?shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定加工厚度為1000mm左右的大厚度工件。 （3） 脈沖電源技術(shù)有了新的突破。脈沖電源技術(shù)是往復(fù)走絲線切割機(jī)床的核心之一，它直接影響加工工藝指標(biāo)，其發(fā)展方向是數(shù)字化、自適應(yīng)控制、節(jié)能、超低電極絲損耗、低表面粗糙度。例如：蘇州三光科技股份有限公司生產(chǎn)的BKDK、SKD2控制系統(tǒng)應(yīng)用了專利技術(shù)脈沖電源。它的成功運(yùn)用，使“三光”系列產(chǎn)品尤其是具有多次切割功能的系列產(chǎn)品增添了新的內(nèi)涵，具有節(jié)能、切割效率高、電極絲損耗低以及窄脈寬穩(wěn)定加工的特點(diǎn)。 （4） 機(jī)床本體精度有了較大的提高。以往的往復(fù)走絲線切割機(jī)床X、Y坐標(biāo)工作臺(tái)采用步進(jìn)電機(jī)配合減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠的方式，存在較大的傳動(dòng)誤差，近年許多國(guó)內(nèi)的品牌產(chǎn)品采用了直流或交流伺服電機(jī)作驅(qū)動(dòng)單元直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，同時(shí)采用了帶螺距補(bǔ)償功能的半閉環(huán)控制，可以利用數(shù)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的定位精度誤差進(jìn)行補(bǔ)償和修正。在保證精度的前提下，減小因長(zhǎng)期使用而導(dǎo)致的加工精度下降，延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命。 （5） 走絲系統(tǒng)進(jìn)一步完善。線架結(jié)構(gòu)推陳出新，剛性進(jìn)一步提高，同時(shí)配以高靈敏度的恒張力機(jī)構(gòu)，確保了整個(gè)加工過(guò)程中電極絲的張力恒定，為保證表面加工質(zhì)量提供了良好條件。 （6）多次切割技術(shù)成功運(yùn)用。往復(fù)走絲線切割機(jī)床實(shí)現(xiàn)多次切割是精密傳動(dòng)及控制技術(shù)、脈沖電源技術(shù)、數(shù)控技術(shù)的綜合應(yīng)用的結(jié)果，也是提高切割加工精度及表面質(zhì)量的重要手段。目前，具有多次切割技術(shù)的往復(fù)走絲線切割機(jī)床紛紛走向市場(chǎng)。如蘇州三光HA系列往復(fù)走絲線切割機(jī)床，采用SKD2控制系統(tǒng)和EAPT自動(dòng)編程系統(tǒng)，控制系統(tǒng)帶有專家數(shù)據(jù)庫(kù)，可為用戶提供詳細(xì)的多次加工工藝參數(shù)。機(jī)床本體采用進(jìn)口交流伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)X、Y坐標(biāo)工作臺(tái)，同時(shí)采用螺距補(bǔ)償功能，定位精度高、可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定加工、加工件表面光滑無(wú)條紋,尤其是大規(guī)格機(jī)床加工的型孔的精度和跳步精度均比以往機(jī)床有明顯提高,整機(jī)性能向前邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。在平均加工速度為50mm²/min時(shí),通過(guò)4次切割能穩(wěn)定獲得Ra≤1.0 μm的表面粗糙度,精度≤10μm 。 相信隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng),往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床的市場(chǎng)容量將不斷擴(kuò)大,加工技術(shù)水平也會(huì)日漸成熟,并將為我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。 |
