【機(jī)床商務(wù)網(wǎng)欄目 市場分析】由中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會主辦的第十七屆中國國際機(jī)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(dá)13.5萬平方米，來自世界27個(gè)國家和地區(qū)的1500 多家機(jī)床工具制造商參展，匯集了全球機(jī)床工具制造業(yè)的新品、精品和名品，是國內(nèi)舉辦的規(guī)模最大的機(jī)床專業(yè)展覽會。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，參加本屆展會的國內(nèi)外特種加工機(jī)床廠商共60余家，展出特種加工機(jī)床120多臺，展品主要包括電加工機(jī)床、激光加工機(jī)床、增材制造(3D打印)機(jī)床等。
 

　　CIMT 2021期間，中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會特種加工機(jī)床分會和中國機(jī)械工程學(xué)會特種加工分會組成特種加工機(jī)床評述專家組，利用本屆展會特種加工機(jī)床集中展示的機(jī)會，通過現(xiàn)場觀摩、資料收集、與參展廠商交流座談，以及結(jié)合特種加工技術(shù)與裝備的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)和市場需求，撰寫了特種加工機(jī)床評述的報(bào)告。
 

　　01 電加工機(jī)床
 

　　1.1   數(shù)控電火花成形機(jī)床
 

　　本屆展會共有14家廠商(其中國外5家、國內(nèi)9家)展出15臺數(shù)控電火花成形機(jī)床。從展出的機(jī)床來看，雖然在精度、加工工藝指標(biāo)等方面沒有重大突破，但各廠商充分認(rèn)識到“機(jī)床是載體、應(yīng)用工藝技術(shù)是核心”和“技術(shù)提升應(yīng)圍繞實(shí)際應(yīng)用及為用戶提供解決方案”，紛紛就降低生產(chǎn)制造成本、提高加工速度、滿足客戶需求等進(jìn)行了研究和創(chuàng)新，推出了適應(yīng)市場需要的新技術(shù)、新工藝、新方案和新服務(wù)，在完善現(xiàn)有產(chǎn)品、提升加工一致性和穩(wěn)定性、深化市場細(xì)分應(yīng)用等方面不乏亮點(diǎn)。
 

　　1.1.1   國外數(shù)控電火花成形機(jī)床
 

　　國外展出數(shù)控電火花成形機(jī)床的有瑞士GF加工方案、日本沙迪克公司、日本三菱電機(jī)公司、日本牧野機(jī)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(jī)床大多集成了一些智能技術(shù)。瑞士GF加工方案的rConnect模塊可記錄每一臺機(jī)床的詳細(xì)信息，通過移動(dòng)設(shè)備監(jiān)控機(jī)床工作狀態(tài)以及發(fā)現(xiàn)潛在的問題，還可以與服務(wù)專家進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)助。日本沙迪克公司的LN Pro AI技術(shù)結(jié)合加工計(jì)劃、工件材質(zhì)、電極材質(zhì)、加工深度、表面粗糙度、加工形狀等要素，基于Q3ute-AI計(jì)算可自動(dòng)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(xiàn)代化控制系統(tǒng)，通過智能優(yōu)化人機(jī)操作界面，使得所有水平的操作者都可以加工出復(fù)雜的零件。日本三菱電機(jī)公司的AI技術(shù)Maisart可自動(dòng)識別加工深度，并以加工安定控制監(jiān)視異常放電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了表面質(zhì)量均勻的穩(wěn)定加工。
 

　　(2)脈沖電源控制技術(shù)持續(xù)更新。日本沙迪克公司展出的 AL40G數(shù)控電火花成形機(jī)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(zhì)量和蝕除速度。瑞士GF加工方案的FORM E600數(shù)控電火花成形機(jī)床(圖2)，配備智能高速脈沖電源(ISPG)，擴(kuò)大了石墨電極適用范圍，提高了生產(chǎn)力。德國艾克索公司的Exeron EDM313數(shù)控電火花成形機(jī)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(jī)公司的SG8數(shù)控電火花成形機(jī)床(圖4)配有高品位毛面精加工NP2回路，采用窄間隙技術(shù)，通過NP2電路實(shí)現(xiàn)的加工表面粗糙度為Rz0.48 μm，使用復(fù)合電極加工可使底部清角達(dá)R0.004 mm。
 

 

　　(3)加工效率進(jìn)一步提升。瑞士GF加工方案利用System 3R零件裝夾系統(tǒng)、可編程工作液高度等功能，縮短非生產(chǎn)時(shí)間，簡化人工操作；通過自動(dòng)化應(yīng)用，增加無人值守生產(chǎn)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床自動(dòng)操作和自動(dòng)生產(chǎn)。日本沙迪克公司的自動(dòng)化系統(tǒng)具有完全自動(dòng)控制的三面自動(dòng)升降式加工液槽，與自動(dòng)電極交換裝置及機(jī)器人工件/電極交換系統(tǒng)具有良好的兼容性，可以實(shí)現(xiàn)高精度和高速加工的連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行，提高了生產(chǎn)效率。日本三菱電機(jī)公司的SS JUMP抬刀功能可根據(jù)加工深度和加工狀態(tài)進(jìn)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(shí)現(xiàn)一個(gè)電極完成型腔的全部中精加工。日本牧野公司EDAF23數(shù)控電火花成形機(jī)床(圖5)的HyperCut技術(shù)基于新型精密電源功能，使得設(shè)備在相同電極數(shù)量的情況下，粗加工效率提高30%；超火花IV技術(shù)提供了一種在超出加工能量間隙的情況下更具適應(yīng)能力的跳動(dòng)控制功能，該技術(shù)在筋肋、深窄槽類結(jié)構(gòu)加工中尤為有效。
 

 

　　(4)更加注重節(jié)能環(huán)保技術(shù)。隨著能源價(jià)格的不斷攀升，控制生產(chǎn)成本和節(jié)省能源已成為企業(yè)的共識。瑞士GF加工方案的損耗分布技術(shù)可節(jié)省25%的電極成本，該技術(shù)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(jī)公司通過IDPM3實(shí)現(xiàn)低損耗加工，電極長度損耗與傳統(tǒng)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(lǐng)域的高度重視，國外從事電火花加工技術(shù)研究的主要公司積極主動(dòng)對接客戶，有針對性地提供相關(guān)設(shè)備以及工藝數(shù)據(jù)庫等方案。瑞士GF加工方案成立了渦輪事業(yè)部，從前端到后端進(jìn)行全方位服務(wù)，展出的FORM E600機(jī)床搭載了六軸數(shù)控、在線檢測與傳輸數(shù)據(jù)、HMI人機(jī)交互系統(tǒng)等，可為客戶提供一些關(guān)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(nèi)數(shù)控電火花成形機(jī)床
 

　　國內(nèi)數(shù)控電火花成形機(jī)床的參展單位有北京市電加工研究所/北京迪蒙數(shù)控技術(shù)有限責(zé)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(jī)床所精密機(jī)電有限公司、北京迪蒙卡特機(jī)床有限公司、蘇州漢奇數(shù)控設(shè)備有限公司、上海漢霸數(shù)控機(jī)電有限公司、廣東商鼎智能設(shè)備有限公司。與上屆展會相比，國內(nèi)電火花成形機(jī)床的整體技術(shù)水平在穩(wěn)步提升，外觀設(shè)計(jì)沉穩(wěn)大氣，并向自動(dòng)化、智能化、綠色環(huán)保化方向發(fā)展。但與國外相比仍有差距，主要是在基礎(chǔ)技術(shù)方面，如機(jī)械結(jié)構(gòu)還沒有引進(jìn)恒溫設(shè)計(jì)概念。
 

　　(1)提升機(jī)床基礎(chǔ)件的穩(wěn)定性。展出的大多數(shù)機(jī)床的床身均采用了規(guī)范的處理工序，使其具有足夠的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)剛度，如北京市電加工所/迪蒙數(shù)控公司的ADV600電火花成形機(jī)床(圖7)床身鑄件經(jīng)過三年以上時(shí)效處理；北京迪蒙斯巴克公司的DR400S數(shù)控電火花成形機(jī)床(圖8)鑄件也經(jīng)過自然時(shí)效和熱處理。
 

 

　　(2)自主開發(fā)相關(guān)操作系統(tǒng)。在軟件方面，多數(shù)廠家已采用基于Windows XP操作系統(tǒng)的人機(jī)界面，ADV600機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)配置了最新的Windows Mark Power軟件，能實(shí)現(xiàn)五軸五聯(lián)動(dòng)精密加工，并預(yù)留六軸六聯(lián)動(dòng)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(tǒng)，加工效率更高，加工方法更靈活。廣東商鼎公司自主研發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)，能確保精準(zhǔn)的重復(fù)定位精度，獨(dú)到的脈沖電源配合STANDY系統(tǒng)，減少了電極損耗。
 

　　(3)面向特殊材料開發(fā)相應(yīng)技術(shù)。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(shù)據(jù)庫，能進(jìn)行不同電極-工件材料對的組合加工，具有鏡面加工、硬質(zhì)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(shí)現(xiàn)了聚晶金剛石(PCD)、硬質(zhì)合金、鈦合金、鈦鋁合金、高溫合金、碳纖維復(fù)合材料、超高溫陶瓷基復(fù)合材料、炭/炭復(fù)合材料等材料的高效、高表面質(zhì)量加工，形成了“鈦合金”“高溫合金”“硬質(zhì)合金”專用模塊。
 

　　(4)融入智能元素。ADV600機(jī)床具有自動(dòng)升降油槽、豐富的數(shù)據(jù)接口，可兼容機(jī)械手、電極工具庫，具有放電狀態(tài)監(jiān)控、錯(cuò)誤自診斷提醒功能等，借助機(jī)械手、電極工具庫已為用戶組成三臺機(jī)床的自動(dòng)化生產(chǎn)線。上海漢霸公司借助“基準(zhǔn)球”“工件”“電極”“加工設(shè)定”之間的數(shù)據(jù)關(guān)系，系統(tǒng)自動(dòng)生成加工任務(wù)(加工位置+放電參數(shù)+ATC)，簡化了操作步驟，大幅度降低人工干預(yù)和經(jīng)驗(yàn)值依賴，最大程度提高加工準(zhǔn)備效率，實(shí)現(xiàn)全程無坐標(biāo)系操作的引導(dǎo)式智能操作系統(tǒng)。
 

　　(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(zhì)量，國內(nèi)參展廠家的相關(guān)產(chǎn)品基本都達(dá)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(dòng)化、信息化及安全可靠性有了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。北京迪蒙卡特公司的CTM350C機(jī)床、北京迪蒙斯巴克公司的DR400S機(jī)床、廣東商鼎公司的CNC400機(jī)床、上海漢霸公司的HGS45機(jī)床等都帶電極工具庫，可方便地對接自動(dòng)化及無人加工的需要。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，客戶更加渴望所使用的機(jī)床和技術(shù)服務(wù)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)通信功能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)線連接、遠(yuǎn)程監(jiān)視、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程編程與傳輸、遠(yuǎn)程工藝技術(shù)服務(wù)等，這也是未來提升產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)水平的重點(diǎn)之一。
 

　　1.2   數(shù)控電火花線切割機(jī)床
 

　　本屆展會共有18家國內(nèi)外廠商展示32臺數(shù)控電火花線切割機(jī)床，其中單向走絲電火花線切割機(jī)床6臺、往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床26臺(含超硬刀具電火花線切割機(jī)床1臺)。
 

　　1.2.1   單向走絲電火花線切割機(jī)床
 

　　日本沙迪克公司、日本三菱電機(jī)公司、日本牧野機(jī)床有限公司、日本發(fā)那科公司及北京安德建奇數(shù)字設(shè)備股份有限公司等國內(nèi)外廠商展示了6臺單向走絲電火花線切割機(jī)床。
 

　　(1)高端機(jī)床國內(nèi)市場需求量穩(wěn)中有升。國外高端品牌電火花線切割機(jī)床生產(chǎn)廠商近年來在中國市場的銷售業(yè)務(wù)都有著很好的表現(xiàn)，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(dá)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(jī)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(dāng)前世界范圍內(nèi)少數(shù)能夠正常提供產(chǎn)品的地區(qū)，一些國外加工制造訂單和采購訂單集中移向中國，國內(nèi)加工制造企業(yè)需要增加新的機(jī)床設(shè)備來快速滿足市場需求變化。另外，近年來國內(nèi)航空、航天、軍工等行業(yè)快速發(fā)展，業(yè)務(wù)量增速較大，對高端數(shù)控機(jī)床的采購量持續(xù)增長。雖然高端機(jī)床的需求量未來幾年還會呈現(xiàn)穩(wěn)中有升的狀態(tài)，但中低端單向走絲電火花線切割機(jī)床近年來卻受到多次切割往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床較大的沖擊，這種影響在未來一段時(shí)間還會持續(xù)下去。
 

　　(2)主要加工指標(biāo)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(jìn)的單向走絲電火花線切割機(jī)床主要加工性能指標(biāo)，并且這些指標(biāo)在近幾年沒有得到進(jìn)一步提高，也說明單向走絲電火花線切割機(jī)床在發(fā)展過程中遇到了技術(shù)瓶頸。
 

　　(3)技術(shù)及工藝細(xì)節(jié)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(jī)床(圖9)，是在其過去機(jī)型的基礎(chǔ)上增加了 “i Groove Edition”新技術(shù)，該技術(shù)使加工區(qū)域的電極絲按照一定速度和方向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)放電加工區(qū)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(diǎn)和條紋的出現(xiàn)，提高加工零件的表面質(zhì)量和精度。日本三菱電機(jī)公司、日本發(fā)那科公司的自動(dòng)穿絲技術(shù)不斷完善，可支持Z軸全行程范圍內(nèi)在空氣或水中的自動(dòng)穿絲，并支持厚度200 mm以內(nèi)工件斷絲點(diǎn)處的自動(dòng)穿絲，實(shí)現(xiàn)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(jī)公司的“Digital-AE Ⅱ”形狀控制電源等技術(shù)，可在一次切割200~300 mm厚度零件時(shí)將單邊直線度控制在5 μm以內(nèi)。此外，日本沙迪克公司“TM控制Ⅱ”與“Digital-PIKA-W Plus”超高頻數(shù)字脈沖、日本牧野公司HEAT、日本三菱電機(jī)公司Digital-FS電源、瑞士GF加工方案IPG智能數(shù)字脈沖電源等技術(shù)的應(yīng)用，使模具鋼多次切割后的最佳表面粗慥度可達(dá)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(jī)床AW400機(jī)型(圖10)，具有一體式優(yōu)美外觀、整機(jī)科技感十足，該機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸采用直線電機(jī)與高分辨率光柵尺的驅(qū)動(dòng)控制方式，配置電燒絲結(jié)構(gòu)的自動(dòng)穿絲系統(tǒng)，可在Z軸全行程內(nèi)自動(dòng)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(shù)與服務(wù)體驗(yàn)。國內(nèi)外廠家持續(xù)改進(jìn)并提高機(jī)床加工性能，不斷擴(kuò)大機(jī)床應(yīng)用范圍，以滿足新材料、新工藝等方面的新需求，并在自動(dòng)化生產(chǎn)單元、自動(dòng)化柔性生產(chǎn)線、一體化解決方案等方面給客戶提供成熟的工藝及技術(shù)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(jī)、多機(jī)與車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)MES連接，向MES系統(tǒng)提供機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，以提高機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)效率。日本牧野公司U6機(jī)床的HyperConnect遠(yuǎn)程支持接口，雙向遠(yuǎn)程連接，通過遠(yuǎn)程控制機(jī)床幫助客戶檢查修改加工程序、工藝參數(shù)、分析診斷機(jī)床故障等，增強(qiáng)客戶對機(jī)床設(shè)備使用過程中有更快速的技術(shù)服務(wù)支持體驗(yàn)。
 

　　(5)融入人工智能、深度學(xué)習(xí)等新技術(shù)。近年來AI人工智能、深度學(xué)習(xí)技術(shù)逐步在一些行業(yè)及產(chǎn)品上得到廣泛應(yīng)用。目前單向走絲線切割機(jī)床的自動(dòng)化程度已較高，而自動(dòng)穿絲、自動(dòng)升降液槽、工件高精度快速換裝夾系統(tǒng)、工件自動(dòng)檢測找正系統(tǒng)、工藝數(shù)據(jù)專家?guī)斓茸詣?dòng)化功能都得到應(yīng)用，但讓機(jī)床具備感知、理解、行動(dòng)和學(xué)習(xí)等功能的能力還是很欠缺，用計(jì)算機(jī)去完成以往需要人的智力才能勝任的工作一定是未來機(jī)床行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。
 

　　1.2.2   往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)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(shù)字設(shè)備股份有限公司、蘇州市寶瑪數(shù)控設(shè)備有限公司、北京凝華科技有限公司、江蘇冬慶數(shù)控機(jī)床有限公司、杭州華方數(shù)控機(jī)床有限公司、昆山瑞鈞機(jī)械科技有限公司、蘇州漢奇數(shù)控設(shè)備有限公司、江蘇三星機(jī)械制造有限公司、泰州市江洲數(shù)控機(jī)床制造有限公司、江蘇賽維斯數(shù)控科技有限公司、力同機(jī)械自動(dòng)化(上海)有限公司、上海伊陽機(jī)械有限公司、上海特略精密數(shù)控機(jī)床有限公司等14家國內(nèi)企業(yè)展出了具有多次切割功能的往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床(俗稱“中走絲”機(jī)床)，總體在產(chǎn)品的加工性能和外觀質(zhì)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(jī)床制造廠家在2020年都取得不錯(cuò)的銷售業(yè)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(jī)床的加工性能、使用成本等比較適合目前國內(nèi)外加工制造業(yè)的需求，其市場需求量仍處于上升通道中。
 

　　(2)加工性能指標(biāo)持續(xù)提升。昆山瑞鈞機(jī)械科技有限公司展出的FT400新型“中走絲”機(jī)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(shù)控機(jī)床有限公司展出的TG2000A機(jī)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(gè)重要加工指標(biāo)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(dá)到Ra0.4 μm及以下，這是一個(gè)非常可喜的技術(shù)突破。“中走絲”機(jī)床大電流、大效率穩(wěn)定加工一直是廠家的技術(shù)攻關(guān)方向之一，在近年也取得一定進(jìn)展。從展會上看，多個(gè)廠家的機(jī)床最大加工電流標(biāo)稱值達(dá)到10~12 A，個(gè)別廠家甚至達(dá)到18 A，最大加工效率達(dá)到600 mm2/min。隨著諧振式脈沖電源、微能量脈沖電源等技術(shù)在“中走絲”機(jī)床上不斷穩(wěn)定使用，最佳表面粗糙度、最大加工效率等性能指標(biāo)還會進(jìn)一步提升。
 

 

　　(3)機(jī)床外觀進(jìn)步較大。本屆展會展出的“中走絲”機(jī)床中，占地面積小、外觀造型美觀、操作方便的一體式結(jié)構(gòu)機(jī)床有13臺之多(含全封閉防護(hù)結(jié)構(gòu)機(jī)床4臺)。力同機(jī)械自動(dòng)化(上海)有限公司展出的LTW32TB全封閉結(jié)構(gòu)機(jī)床(圖12)，配置了油霧分離器，更加符合國家環(huán)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(jī)床，具有統(tǒng)一風(fēng)格的一體式外觀造型，其中HB400L機(jī)床(圖13)使用了直線電機(jī)、無電解電源、五軸數(shù)控、新UV軸結(jié)構(gòu)、自動(dòng)升降三面開口式液槽防護(hù)門等先進(jìn)技術(shù)。
 

 

　　(4)機(jī)床數(shù)控功能、操作方便性進(jìn)一步完善。參展的“中走絲”機(jī)床中有8臺是X、Y、Z、U、V五軸數(shù)控機(jī)床，部分機(jī)床可選配第六數(shù)控軸，體現(xiàn)出“中走絲”機(jī)床數(shù)控功能進(jìn)一步完善，也說明市場對五軸數(shù)控機(jī)床的需求量在不斷增加。多家廠家的產(chǎn)品可選配直線電機(jī)、光柵尺等高精度運(yùn)動(dòng)控制部件，有效提高了運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸的定位精度和伺服進(jìn)給的靈敏性。“中走絲”機(jī)床也緊跟精密機(jī)床的技術(shù)發(fā)展方向而不斷發(fā)展。
 

　　(5)加工穩(wěn)定性提高、工藝數(shù)據(jù)庫不斷完善。用戶對“中走絲”機(jī)床評價(jià)中詬病比較多的是加工穩(wěn)定性較差，比如連續(xù)加工多個(gè)相同零件的尺寸精度、表面質(zhì)量相差較大。對此，近年來一些廠家做了很多技術(shù)改進(jìn)工作。如杭州華方公司可做到110 mm2/min切割速度時(shí)，連續(xù)切割70 h，電極絲損耗≤0.01 mm；大部分廠家也都能做到合計(jì)粗切和修切面積的情況下，連續(xù)切割500 000 mm2、電極絲損耗≤0.01 mm。目前“中走絲”機(jī)床普遍采用防水導(dǎo)輪組件，有效提高了導(dǎo)輪軸承的使用壽命；使用PCD材質(zhì)的導(dǎo)絲嘴，提高了導(dǎo)絲嘴耐磨性。重錘、彈簧機(jī)械式雙向恒張力裝置普遍在“中走絲”機(jī)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(dòng)雙向調(diào)節(jié)絲張力系統(tǒng)，減少了電極絲的抖動(dòng)并提高了電極絲運(yùn)行時(shí)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(dú)立的過濾泵系統(tǒng)在“中走絲”機(jī)床上的使用，可更長時(shí)間保持加工液的干凈程度并有效延長加工液的使用時(shí)間，對提高放電加工穩(wěn)定性、切割零件精度和表面質(zhì)量一致性有很大的作用。目前大部分“中走絲”機(jī)床可較為輕松地實(shí)現(xiàn)切割表面粗糙度在“切一修二”時(shí)達(dá)Ra0.8 μm，連續(xù)加工多個(gè)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(jī)床廠家不斷完善與優(yōu)化工藝數(shù)據(jù)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(zhì)量等，就可得到與加工結(jié)果相一致的加工工藝數(shù)據(jù)；同時(shí)，不斷完善鎳基合金、鈦合金及其他超硬材料的加工工藝數(shù)據(jù)庫。
 

　　(6)產(chǎn)品不斷優(yōu)化，更加關(guān)注細(xì)分市場的需求。近年來，在國家“科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展”與“產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級”等制造業(yè)長期發(fā)展戰(zhàn)略背景下，“中走絲”機(jī)床廠家加大了在技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新的投入，不斷優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與種類，并結(jié)合自身特點(diǎn)與市場需求，開發(fā)出一些具有專業(yè)技術(shù)特點(diǎn)并能滿足細(xì)分市場需求的“中走絲”機(jī)床產(chǎn)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(fā)的適合2000 mm高厚度零件切割的“中走絲”機(jī)床，其加工效率達(dá)到3000 mm2/h。北京安德建奇數(shù)字設(shè)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(fā)出適合PCD超硬材料刀具加工的設(shè)備，近年來在木地板、家具、門窗等行業(yè)所使用的超硬材料刀具加工上得到廣泛應(yīng)用。
 

　　1.3   電火花微小孔加工機(jī)床
 

　　本屆展會共有5家企業(yè)展出了9臺電火花微小孔加工機(jī)床。與上屆展會相比，展商和展品數(shù)量基本相當(dāng)，有些展品的型號、外觀以及一些局部單元和細(xì)節(jié)有所變化，但整體上看，參展機(jī)床的主要技術(shù)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(jī)床
 

　　本屆展會上展出電火花小孔加工機(jī)床的有蘇州電加工機(jī)床研究所有限公司、北京市電加工研究所、蘇州中谷實(shí)業(yè)有限公司、蘇州市寶瑪數(shù)控設(shè)備有限公司、蘇州亞馬森機(jī)床有限公司。
 

　　(1)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，市場需求穩(wěn)步上升。隨著新材料的不斷應(yīng)用及加工要求的提高，金屬切削機(jī)床難以加工硬質(zhì)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(guān)鍵領(lǐng)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(shù)控電火花小孔加工機(jī)床的功能和性能有了進(jìn)一步提高，在航空航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。單軸、三軸和五軸數(shù)控的電火花小孔機(jī)床在軍工、IT、模具、機(jī)械制造、刀具等行業(yè)的應(yīng)用也在不斷擴(kuò)大，其需求逐年上升。蘇州電加工機(jī)床研究所的SE-GK021六軸數(shù)控電火花高速小孔加工機(jī)床(圖14)、北京市電加工研究所的HS600六軸精密數(shù)控電火花小孔加工機(jī)床(圖15)及蘇州中谷公司的ZGDC506數(shù)控電火花小孔加工機(jī)床(圖16)，主要用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)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(shù)控電火花小孔機(jī)床(圖18)和蘇州亞馬森公司的MS-DC430C三軸電火花小孔加工機(jī)床適用于各種精密零配件細(xì)小孔群孔和模具線切割穿絲孔加工。這些針對不同領(lǐng)域、不同要求而推出的產(chǎn)品，能更好地滿足不同用戶的需求。
 

 

　　(2)自動(dòng)更換電極(ATC)技術(shù)。電火花加工小孔時(shí)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(gè)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(shí)，電極的更換比較頻繁。為適應(yīng)這種一人多機(jī)、連續(xù)加工的工作模式，一些制造商集成電極自動(dòng)更換技術(shù)，在多軸小孔電火花機(jī)床上配置電極自動(dòng)更換裝置或機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)了電極的在機(jī)更換，大大減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高整體效率。如蘇州電加工機(jī)床研究所的SE-GK021在工作臺的左側(cè)安裝了一臺六自由度的機(jī)械手，配置了16個(gè)刀位的電極庫和4種規(guī)格的導(dǎo)向器庫，用于電極和導(dǎo)向器的更換。蘇州中谷公司的ZGDC506機(jī)則配置了一個(gè)20位電極庫、氣動(dòng)式自動(dòng)換電極機(jī)構(gòu)以及4位自動(dòng)換導(dǎo)向器裝置，可以實(shí)現(xiàn)電極和導(dǎo)向器同時(shí)更換，北京市電加工研究所的HS600機(jī)床也配備了一個(gè)16位電極庫，實(shí)現(xiàn)了電極的自動(dòng)更換。
 

　　(3)自動(dòng)穿透檢測技術(shù)。自動(dòng)穿透檢測是航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片氣膜孔加工中應(yīng)運(yùn)而生的一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)，以防止加工孔穿透后電極繼續(xù)進(jìn)給而與空腔另一側(cè)產(chǎn)生放電蝕除。蘇州電加工機(jī)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(xiàng)技術(shù)。準(zhǔn)確有效、可靠一致是該技術(shù)的關(guān)鍵所在，在實(shí)際應(yīng)用中，各企業(yè)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(shù)水平和加工工藝指標(biāo)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(jī)床研究所的SE-GK021機(jī)床采用微精脈沖電源技術(shù)，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(shù)的隨動(dòng)型電極扶持器，能有效防止細(xì)電極進(jìn)給時(shí)的彎曲；北京市電加工研究所的HS600機(jī)床配置特色精密微細(xì)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(shè)備組成自動(dòng)化加工線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化及無人加工；蘇州寶瑪公司的BMD703-500CNC機(jī)床具有智能化數(shù)據(jù)庫和“互聯(lián)網(wǎng)+”功能，能根據(jù)加工要求自動(dòng)調(diào)用工藝數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，該機(jī)還配置擴(kuò)展接口，加裝A、B軸后即可形成五軸數(shù)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(jī)床也預(yù)留了擴(kuò)展口，加裝A軸后即可形成五軸數(shù)控，用于加工斜孔和環(huán)形工件上的小孔。
 

　　另外，較之以往多軸數(shù)控電火花小孔加工機(jī)床的0.3~3.0 mm電極直徑范圍，本屆展出的機(jī)床基本都擴(kuò)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(dá)到了0.10 mm。
 

　　1.3.2   電火花微孔加工機(jī)床
 

　　電火花微孔加工機(jī)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(jī)床研究所、蘇州中谷公司分別展出了相關(guān)設(shè)備。
 

　　蘇州電加工機(jī)床研究所展出的SE-WK018數(shù)控電火花精密微孔加工機(jī)床(圖19)是2020年推出新產(chǎn)品，主要用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)床采用最新工業(yè)設(shè)計(jì)，半封閉外形，新穎簡潔；采用微細(xì)長圓電極或扁電極，采取級進(jìn)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(shí))為±0.002 mm，還可進(jìn)行各類微小異型孔的銑削加工；配置其自主開發(fā)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(shù)控電火花微孔加工機(jī)(圖20)，采用大理石龍門式結(jié)構(gòu)，電極為硬質(zhì)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(xì)槽、臺階孔、錐形孔。
 

 

　　1.4   專用電加工機(jī)床
 

　　1.4.1   刀具加工機(jī)床
 

　　近年來，國內(nèi)的超硬材料刀具發(fā)展較快，應(yīng)用量很大，由此帶來了刀具高效加工及修正的問題。國內(nèi)一些電加工企業(yè)瞄準(zhǔn)了這一領(lǐng)域，在往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床、電火花成形機(jī)床基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)，逐漸推出了刀具的切割、磨削等專用電加工機(jī)床，并形成相關(guān)的加工工藝技術(shù)，這類細(xì)分產(chǎn)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(shù)控切刀機(jī)(圖21)是專用于PCD金剛石刀具、硬質(zhì)合金刀具切割加工的專用電加工機(jī)床。該機(jī)為滿足木工刀具的加工要求而研發(fā)，五軸數(shù)控，三軸聯(lián)動(dòng)，可根據(jù)刀具的直徑、前角、后角、側(cè)后角、面角等參數(shù)，自動(dòng)將刀具輪廓曲線轉(zhuǎn)化為切割軌跡，能通過刀具實(shí)際的輪廓形狀全面檢測刀具的實(shí)際變形，計(jì)算刀面的曲面變形，繼而進(jìn)行曲面補(bǔ)償，可有效降低形狀誤差；配備高性能防發(fā)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(jī)(圖22)，該機(jī)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(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對滾放電加工；在線車削及補(bǔ)償功能可及時(shí)對電極加工面輪廓進(jìn)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(bǔ)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(jī)床有限公司的QX5-D400電火花磨刀機(jī)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(gè)直線軸、四個(gè)旋轉(zhuǎn)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(xué)去毛刺機(jī)床
 

　　德國斯托巴公司(Stoba)展出了一臺入門級的電化學(xué)去毛刺機(jī)床，該機(jī)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(zhì)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。