线切割技术社区 http://www.wedm.net.cn Mon, 24 Jun 2019 07:44:54 +0000 zh-CN hourly 1 https://wordpress.org/?v=5.0.4 看欧美模具厂的石墨电极加工, 切削太快了! http://www.wedm.net.cn/html/post2342.html http://www.wedm.net.cn/html/post2342.html#respond Mon, 24 Jun 2019 07:44:52 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2342

铜作为电极材料在模具工厂的电火花加工中被广泛使用。很多人认为只有在制作大型电极且模具加工要求不高或粗加工时,石墨材料才会成为备选考虑。

当今,在制造技术领先的欧洲,模具企业超过90%的电极材料采用石墨。但在中国,当前大多数模具企业还是选用铜作为主要的电极材料。根据石墨材料的特性,以下全面分析其电火花加工的优势与不足.

石墨与铜比较

a.石墨优点:

1.cnc加工比铜快3倍以上(高速加工机),石墨能加工0.12mm骨位,能做到0.1mm溥片。

2.edm加工粗加工比铜快3倍以上(大型电极更快)、精加工2倍。合理运用石墨能降低综合成本、提高机床利用率、增加模具产量。

3.纹面效果好(特别是高端电子产品如:手机、笔记本电脑、高档汽车喇叭网孔等)

4.加工医疗器械无污染

b.石墨缺点:

1.石墨无法加工镜面(目前市场上最好的石墨材料、50*50mm放电面积,夏米尔加混粉也只能加工到ch14、3r-max)

2.石墨线割性能差,比铜要慢并容易断铜丝。

3.石墨废料回收无再利用价值。

石墨材料的不足之处:

铣削电极需要有专门的石墨加工机不太适合VDI12(Ra0.4 μm)以下的精细表面放电加工;石墨电极材料的优越性将逐渐被国内模具制造行业认识和接受。正确选用石墨电极材料,并配合改进相关工艺环节,将为模具制造企业带来高效率、低成本效益。

(来源:国际金属加工网 )

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人眼还是机器“眼”?机器视觉在工业检测领域大有可为 http://www.wedm.net.cn/html/post2332.html http://www.wedm.net.cn/html/post2332.html#respond Wed, 20 Mar 2019 08:04:21 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2332
机器视觉在工业检测中的应用历史与发展

机器视觉在工业上应用领域广阔,核心功能包括:测量、检测、识别、定位等。产业链可以分为上游部件级市场、中游系统集成/整机装备市场和下游应用市场。机器视觉上游有光源、镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件等软硬件提供商,中游有集成和整机设备提供商,行业下游应用较广,主要下游市场包括电子制造行业汽车、印刷包装、烟草、农业、医药、纺织和交通等领域。

机器视觉全球市场主要分布在北美、欧洲、日本、中国等地区,根据统计数据,2014年,全球机器视觉系统及部件市场规模是36.7亿美元,2015年全球机器视觉系统及部件市场规模是42亿美元,2016年全球机器视觉系统及部件市场规模是62亿美元,2002-2016年市场年均复合增长率为12%左右。而机器视觉系统集成,根据北美市场数据估算,大约是视觉系统及部件市场的6倍。

中国机器视觉起步于80年代的技术引进,随着98年半导体工厂的整线引进,也带入机器视觉系统,06年以前国内机器视觉产品主要集中在外资制造企业,规模都较小,06年开始,工业机器视觉应用的客户群开始扩大到印刷、食品等检测领域,2011年市场开始高速增长,随着人工成本的增加和制造业的升级需求,加上计算机视觉技术的快速发展,越来越多机器视觉方案渗透到各领域,到2016年我国机器视觉市场规模已达近70亿元。

机器视觉中,缺陷检测功能,是机器视觉应用得最多的功能之一,主要检测产品表面的各种信息。在现代工业自动化生产中,连续大批量生产中每个制程都有一定的次品率,单独看虽然比率很小,但相乘后却成为企业难以提高良率的瓶颈,并且在经过完整制程后再剔除次品成本会高很多(例如,如果锡膏印刷工序存在定位偏差,且该问题直到芯片贴装后的在线测试才被发现,那么返修的成本将会是原成本的100倍以上),因此及时检测及次品剔除对质量控制和成本控制是非常重要的,也是制造业进一步升级的重要基石。

在检测行业,与人类视觉相比,机器视觉优势明显

1、精确度高:人类视觉是64灰度级,且对微小目标分辨力弱;机器视觉可显著提高灰度级,同时可观测微米级的目标;

2、速度快:人类是无法看清快速运动的目标的,机器快门时间则可达微秒级别;

3、稳定性高:机器视觉解决了人类一个非常严重的问题,不稳定,人工目检是劳动非常枯燥和辛苦的行业,无论你设计怎样的奖惩制度,都会发生比较高的漏检率。但是机器视觉检测设备则没有疲劳问题,没有情绪波动,只要是你在算法中写好的东西,每一次都会认真执行。在质控中大大提升效果可控性。

4、信息的集成与留存:机器视觉获得的信息量是全面且可追溯的,相关信息可以很方便的集成和留存。

机器视觉技术近年发展迅速

1、图像采集技术发展迅猛

CCD、CMOS等固件越来越成熟,图像敏感器件尺寸不断缩小,像元数量和数据率不断提高,分辨率和帧率的提升速度可以说日新月异,产品系列也越来越丰富,在增益、快门和信噪比等参数上不断优化,通过核心测试指标(MTF、畸变、信噪比、光源亮度、均匀性、色温、系统成像能力综合评估等)来对光源、镜头和相机进行综合选择,使得很多以前成像上的难点问题得以不断突破。

2、图像处理和模式识别发展迅速

图像处理上,随着图像高精度的边缘信息的提取,很多原本混合在背景噪声中难以直接检测的低对比度瑕疵开始得到分辨。

模式识别上,本身可以看作一个标记过程,在一定量度或观测的基础上,把待识模式划分到各自的模式中去。图像识别中运用得较多的主要是决策理论和结构方法。决策理论方法的基础是决策函数,利用它对模式向量进行分类识别,是以定时描述(如统计纹理)为基础的;结构方法的核心是将物体分解成了模式或模式基元,而不同的物体结构有不同的基元串(或称字符串),通过对未知物体利用给定的模式基元求出编码边界,得到字符串,再根据字符串判断它的属类。在特征生成上,很多新算法不断出现,包括基于小波、小波包、分形的特征,以及独二分量分析;还有关子支持向量机,变形模板匹配,线性以及非线性分类器的设计等都在不断延展。

3、深度学习带来的突破

传统的机器学习在特征提取上主要依靠人来分析和建立逻辑,而深度学习则通过多层感知机模拟大脑工作,构建深度神经网络(如卷积神经网络等)来学习简单特征、建立复杂特征、学习映射并输出,训练过程中所有层级都会被不断优化。在具体的应用上,例如自动ROI区域分割;标点定位(通过防真视觉可灵活检测未知瑕疵);从重噪声图像重检测无法描述或量化的瑕疵如橘皮瑕疵;分辨玻璃盖板检测中的真假瑕疵等。随着越来越多的基于深度学习的机器视觉软件推向市场(包括瑞士的vidi,韩国的SUALAB,香港的应科院等),深度学习给机器视觉的赋能会越来越明显。

4、3d视觉的发展

3D视觉还处于起步阶段,许多应用程序都在使用3D表面重构,包括导航、工业检测、逆向工程、测绘、物体识别、测量与分级等,但精度问题限制了3D视觉在很多场景的应用,目前工程上最先铺开的应用是物流里的标准件体积测量,相信未来这块潜力巨大。

要全免替代人工目检,机器视觉还有诸多难点有待攻破:

1、光源与成像:机器视觉中优质的成像是第一步,由于不同材料物体表面反光、折射等问题都会影响被测物体特征的提取,因此光源与成像可以说是机器视觉检测要攻克的第一个难关。比如现在玻璃、反光表面的划痕检测等,很多时候问题都卡在不同缺陷的集成成像上。

2、重噪音中低对比度图像中的特征提取:在重噪音环境下,真假瑕疵的鉴别很多时候较难,这也是很多场景始终存在一定误检率的原因,但这块通过成像和边缘特征提取的快速发展,已经在不断取得各种突破。

3、对非预期缺陷的识别:在应用中,往往是给定一些具体的缺陷模式,使用机器视觉来识别它们到底有没有发生。但经常遇到的情况是,许多明显的缺陷,因为之前没有发生过,或者发生的模式过分多样,而被漏检。如果换做是人,虽然在操作流程文件中没让他去检测这个缺陷,但是他会注意到,从而有较大几率抓住它,而机器视觉在这点上的“智慧”目前还较难突破。

机器视觉产业链情况

1、上游部件级市场

主要包括光源、镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件等提供商,近几年智能相机、工业相机、光源和板卡都保持了不低于20%的增速。根据中国机器视觉产业联盟(CMVU)调查统计,现在已进入中国的国际机器视觉品牌已近200多家(如康耐视、达尔萨、堡盟等为代表的核心部件制造商,以基恩士、欧姆龙、松下、邦纳、NI等为代表的则同时涉足机器视觉核心部件和系统集成),中国自有的机器视觉品牌也已有100多家(如海康、华睿、盟拓光电、神州视觉、深圳灿锐、上海方诚、上海波创电气等),机器视觉各类产品代理商超过300家(如深圳鸿富视觉、微视新纪元、三宝兴业、凌云光、阳光视觉等)。很多国内机器视觉的部件市场都是从代理国外品牌开始,很多企业均与国外的同行有较好的合作,且这种合作具有一定的排他性,这给潜在进入者带来了一定的门槛,因此优质产品的代理商也都有不错的市场竞争力和利润表现。同时,以海康、华睿为代表的国产工业视觉核心部件正在快速崛起。

2、中游系统集成和整机装备市场

国内中游的系统集成和整机装备商有100多家,他们可以给各行业自动化公司提供综合的机器视觉方案,如凌云光、微视新纪元、嘉恒、凌华、阳光视觉、鼎信、大恒图像等。由于国内产品与国际依然有不小差距,很多中游系统集成商和整机装备商又是从核心零部件的贸易做起来的,因此很多在视觉产品的选择方面,依然更为青睐国外品牌。国内品牌为推广自己的软硬件产品,往往需要发展自己的方案集成能力,才能更好的面对市场竞争。

3、下游应用市场

机器视觉下游,主要是给终端用户提供非标自动化综合解决方案的公司,行业属性非常强,核心竞争力是对行业和生产的综合理解和多类技术整合。由于行业自动化的更迭有一定周期性,深受行业整体升级速度、出货量和利润状况影响,因此近两年来看,拉动机器视觉应用普及最主要的还是在电子制造业,其次是汽车和制药。

(1)半导体和电子生产行业:从国内机器视觉工业上的应用分布来看,46%都集中在电子及半导体制造行业,包括晶圆加工制造的分类切割、PCB检测(底片、内/外层板、成品外观终检等)、SMT贴装检测、LCD全流程的AOI缺陷检测、各种3c组件的表面缺陷检测、3c产品外观检测等

(2)汽车:车身装配检测、零件的几何尺寸和误差测量、表面和内部缺陷检测、间隙检测等

(3)印刷、包装检测:烟草外壳印刷、食品的包装和印刷、药品的铝塑板包装和印刷等

(4)农业:对农产品的分级、检验和分类

(5)纺织:对异纤、云织、经疵、纬疵等瑕疵检测、织物表面绒毛鉴定、纱线结构分析等等。

机器视觉系统未来发展趋势

1、嵌入式解决方案发展迅猛,智能相机性能与成本优势突出,嵌入式PC会越来越强大

2、模块化的通用型软件平台和人工智能软件平台将降低开发人员技术要求和缩短开发周期

3、3d视觉将走向更多应用场景


(国际金属加工网)


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苗圩部长:智能化是中国制造 破局突围的关键一招 http://www.wedm.net.cn/html/post2320.html http://www.wedm.net.cn/html/post2320.html#respond Mon, 21 Jan 2019 07:46:05 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2320 “2010年起,我国就是制造业第一大国,但我国制造业总体上大而不强,创新能力依然薄弱,高端供给明显不足,产业总体上属于价值链的中低端,发展不平衡不充分的问题突出。”9月18日召开的2018中国制造业创新大会上,工业和信息化部部长苗圩强调。
与会者普遍认为,面对这种局面,智能化是中国制造破局突围的关键一招。TCL集团董事长李东生回忆,20年前建新工厂时自动化设备比较贵,需要计算和人工相比效率如何,如今这个问题在大部分工业领域已经不复存在。智能制造的能力非常重要,既能保证产品质量,又能缩短产品设计周期,“一次把事情做对”。
对此,中国电子信息产业研究院院长卢山表示:“企业的智能升级不仅能解决生产一线劳动力短缺和人力成本高升的问题,更能从根本上提高制造业的质量、效率和企业竞争力。今后相当长一段时间内,企业生产线、车间、工厂的智能升级将成为推进智能制造的一个主要战场。”他认为,“企业是创新的主体,企业家是创新的主帅,专家是创新的主力,政府是创新环境的主责。”尤其是对企业家作用的强调,卢山表示这不是呼唤乔布斯或马斯克似的强人,而是希望企业家做好优秀人才的整合和组织,企业的创新是群体的创新,需要产学研用的紧密协同。格力电器董事长董明珠说:“我们有8万多员工,其中12000多是研发人员。空调产业提效一倍,衍生出数控机床、智能装备、模具等产业。”这两年因为做芯片又成“网红”,董明珠对此表示,“明年这个时候,我们的空调会用上自己的芯片”,坚持创新就永远在蓝海。
国家制造强国战略咨询委员会副主任周济表示,智能制造在西方发达国家是一个“串联式”的发展过程,从数字化、网络化到智能化顺序发展。我国应发挥后发优势,走一条三化并行推进的智能制造创新之路。周济表示,到2035年,一方面要涌现出一大批先进的智能产品,如智能家电、智能服务机器人、智能玩具等,为更加美好的生活服务;另一方面,要着重推进重点领域重大装备的智能升级,如信息制造装备、航天航空装备、船舶和海洋装备、医疗和农业装备等,特别是要大力发展如智能机器人、智能机床等智能制造装备。
苗圩表示,近年来,我国智能机器人、高档数控机床等关键产品和装备不断创新突破,制造业与互联网的融合在不断深化,新模式新业态快速涌现。他强调,创新无止境,永远在路上,“推进制造业创新发展,应注重以新理念新思路强化制造业创新体系建设,促进互联网与制造业深度融合,打造制造业多层次人才队伍,营造创新发展的良好环境”。
本次大会由工业和信息化部、广东省人民政府指导,广东省经济和信息化委员会、广州市人民政府、中国电子信息产业发展研究院主办。会上发布了“中国制造业创新指数”,并举行了工业和信息化部、广东省人民政府部省共同推进粤港澳大湾区建设合作签约仪式。会上成立了“中国制造业创新联盟”,联盟以服务制造业创新为宗旨,定位于推进国内制造业创新生态体系建设。
国际金属加工网 2018年09月27日

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制造业唯一的发展途径是机器人化 http://www.wedm.net.cn/html/post2317.html http://www.wedm.net.cn/html/post2317.html#respond Fri, 11 Jan 2019 12:00:43 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2317

中国的机器人2013年到2019年将以30%多的速度发展,目前在工业行业里面找不到这么快的速度。中国目前机器人30%的增长速度,我想告诉大家85%都是库卡和美的,好在库卡被美国收购了。
我在德国跟他们讨论的时候,我们讲力度、精度、稳定度或者什么度,最后德国人说不是,中国人太着急、任性,你们缺的是态度,就是两代人做一件事情做到底,我认为炒作太多,资本推动太多,真正把一件事做出来,做到大家服帖、做到大家尊敬,这不容易,国家讲工匠精神,我认为这点非常好。
以下为蔡洪平发言实录:
蔡洪平:很荣幸,五年前,我在德意志银行的时候,在汉诺威见证和参加了德国
工业4.0的发布,后来我又创立了一个德国工业4.0和中国制造2025的促进基金,叫汉德资本。我们主要工作是投资在德意区一些先进的隐形冠军和中小企业,然后帮助中国产业升级,这是一个桥梁模型。在此,也非常恭喜佛山美的收购了库卡,这是在过去两年国际收购史上很大的一件事,也使得佛山的制造业有了库卡这样一个国际平台,又迈上了一个新的台阶,这是一个大的趋势。
我曾经说过在第四次工业革命到来的时候,要改变一些策略,把原来的自力更生改成自强不息,国际资源整合。所谓第四次工业革命里面很大一块的机会,我说话比较实在,跟佛山的工业人说说心里话,我们炒作的太多,我们看看哪些产业是真正驱动国民经济发展的,在我看来有四大块,第一大块是机器人,第二块是电动车,第三块是新材料,从石墨烯、锂电池、三元正极材料等等。目前机器人速度有多快,从2016年到2019年的统计是将以15%的速度增长,机器人的普及率非常快,中国占了1/3的市场。
中国的机器人2013年到2019年将以30%多的速度发展,目前在工业行业里面找不到这么快的速度。西方机器人化的普及率指的是一万个人里面有多少台机器人,中国很低,韩国最高,目前一万个人里面有400台,我们的比例只有几十台,表上看的很清楚,非常低,德国、日本、韩国都非常高,一万人机器人台数都在400-600之间,我们目前不到50台,这个空间非常大。
刚才蔡昉院长讲的非常好,我们现在产业升级要从人口红利的发展变成技术红利发展,我认为制造业方面唯一的发展途径是机器人化,我曾经说过一句话第三次工业革命是把人变成机器,第四次工业革命是把机器变成人,问题在哪里?机器人分三类,一类是传统自动化里面的一个抓手、喷漆、电焊,它就是自动化的一部分,这是一类机器人。大部分是生产线上的机器人,我们国家主要的企业都在攻这一类。但是我想告诉大家,这是非常有挑战的。令我们担心的是,这类老的工业机器人,我们国家几乎在低端徘徊,核心三大部件,老的工业机器人
机械化是靠力学和齿轮之间的推动来运作的,机械算法要非常高,一台机器人100块钱,35块钱是减速器。这些我们没有,今天全被日本和德国垄断,将近25%块钱是伺服马达和控制系统,我们也没有。第三块是末端抓手,特别是精细末端受,我们也没有。目前国内几个大的机器人都是本体、组装、软件,大部分机器人公司都是做系统集成的,大约五六十个工程师做拼装,这块真不容易,现在有江苏的正康出来了,有美的出来做减速器,可是你做出来没有人认你,因为它要认证。中国目前机器人30%的增长速度,我想告诉大家85%都是库卡和美的,好在库卡被美国收购了。但是ABB、UR就在大规模地往前走,只要我们的减速器做出来之后,日本和德国马上就降价,一降价就弄得你没法生存,毛利35%以上,你做出来,他马上一压,你就跟不上,这是目前低端机器人我们比较忧虑的事。
也不是说没有出路,我们还有两类机器人在中国有很大市场的。我们要从人机协作机器人开始考虑,这个人机协作机器人,目前很大一块是不太依赖于减速器的,它是靠智能的、传感、网络、数据的,这点中国人有巨大的优势。接着是服务机器人,是B2C的,家庭扫地机器人做的非常好,以后老龄化非常大,服务机器人靠智能化、传感,我们大空间所在。目前我们实行的弯道超车是传统生产线上不要跟人家打了,我们主攻
3C、电脑、手机、医药包装,这块需要人机协作机器人,我想我们国家有机会,特别是深圳的企业,包括佛山的企业都在攻,我们也在这个领域跟大家一起奋斗、一起做。
接着还有一个大的事就是服务机器人,服务机器人从日本等等开始,都没有做起来,什么道理,不是技术,他们那里没有巨大的应用市场。这点中国是得天独厚的一个优势,我们投了UB机器人,它就是一个很小的智能机器人,加上有科大迅飞,有声音的传感,我们有腾讯,马上5G时代要到了,我们零部件供应非常充足,中国可能在人机协作机器人和服务机器人上面起到更大的作用。
我再说的透一点,服务机器人和人机协作机器人,倒过来说可能是人工智能的末端执行器。我曾经说过一句狂言,我说十年以后中国人可能是工作三天,休息四天,这天一定会到来。因为人工智能一出来之后,加上银行家、律师、诊断医生都没了,我觉得人工智能是来替代白领的,工业机器人这块是替代蓝领的,他们说人干什么?人可以娱乐,可以创造,可以做各种有意义的事,我觉得我们的出路应该在这块,有很大的机会,不要跟老的竞争,咱们直接弯道超车,我认为有很大的机会。
我在德国跟他们讨论的时候,我们讲力度、精度、稳定度或者什么度,最后德国人说不是,中国人太着急、任性,你们缺的是态度,就是两代人做一件事情做到底,我认为炒作太多,资本推动太多,真正把一件事做出来,做到大家服帖、做到大家尊敬,这不容易,国家讲工匠精神,我认为这点非常好。
蔡洪平( 文章来源:互联网 )

 

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电火花线切割在线测量的发展 http://www.wedm.net.cn/html/post2310.html http://www.wedm.net.cn/html/post2310.html#respond Mon, 10 Dec 2018 08:40:44 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2310

航空航天和医疗器械领域都极努力地推动电火花机(EDM)在线测量的发展,原因在于这些行业的工厂需要严格按照工艺认证要求进行运作。在这个过程中,他们必须记录下包括电火花线切割在内的所有制造及加工过程。 
对于医疗器械制造厂,EDM线切割可以满足批量不断变小、形状日益复杂的工件进行精确加工的需求,而航空制造厂则采用EDM线切割切割大尺寸的重型复杂部件。但是,将这些类型的工件取下机床进行检验和验证显著提高了出错的风险,因此延长了部件整个加工周期。 
EDM线切割机装配了在线测量装置后,工厂可以在EDM加工前后进行检验、确认部件,无需从机器上取下部件。同样,最近开发的EDM线切割机接触式探头在线测量系统使得机床可以读出探头数据、理解逻辑语句。这意味着机床可以测量布满工作台的经过切割的零部件,标识出那些可以移除的处于公差范围内的零部件,还可以送回那些需要重新切割,使之符合公差要求的部件。另外,未来装配了气动夹头夹持接触式探头后,整个流程可以不需要操作工的干预。 
需要注意的是,实际上,通过利用线电极材料的电脉冲,EDM线切割机一直都能进行在线探测。但是,当机床利用这种电极丝进行测量时,工厂只能进行有限的测量,如找到中心、边缘和角落。这个过程不能标识壁的平直度或测量部件的其他轮廓。 
同样,采用电极丝测量,探头(电极丝)和工件之间会存在一个缝隙,使得接触时能产生电火花。这种探测方式的精度相当高(可达±0.0001″),但是会有其他一些变数,如部件上的毛刺、脏污和其他可能落在电极丝和工件之间的颗粒,使结果产生偏颇,从而造成读数误差。 
对于精密的工业加工,工厂主要采用EDM线切割在线测量验证工件的切割正确性,并满足关键部件轮廓参考点。不幸的是,这种探测/测量水平不可能用EDM电极线来作为探头,主要原因在于电极线只能测量部件轮廓的最高点。 
另外,即便利用电极线探头可以实现这种先进的探测,但在航空和医疗领域,都不能接受这种测量方法。主要是因为当测量关键部件时,EDM电极线产生的电脉冲/火花会在部件上形成印记,从而影响部件的整体性。 
另一方面,使用圆形蓝宝石球这种传统探头,接触点会很细小,不会对工件产生任何损害。而且,由于接触点非常细小,正好接触到残渣或障碍物的可能性也非常低。 
除了航空和医疗行业的严格要求外,由于EDM电极丝探测的天然局限,使得很多EDM制造商,包括阿奇夏米尔,努力开发新的产品,将准确接触的探头结合到EDM丝线切割工艺中。另外,在线接触式探测与传统工具机甚至是辛克型电火花成型加工相结合并没有任何新意,但是将其用到EDM线切割上则是一种新的能力。完成任务所需的所有单个技术组件都已经具备,但是需要多年的开发才能准确地知道,如何才能将这种探头融入到EDM线切割中,进行有效的在线接触式测量。 
EDM OEM制造商们克服了两大障碍。一个是机械方面的难题,即如何装配夹具,把探头夹持在EDM头部;在控制方面,探头的功能必须与机床的CNC系统整合。

 

机械挑战 
大多数EDM头部的设计不能支撑很大的重量,在头部一侧装配实际的工具夹具会产生不平衡,影响EDM线切割加工。幸运的是,有些品牌如GF阿奇夏米尔推出的EDM线切割机床,带有很坚实稳固的头部,可装配夹具,同时不会牺牲机床性能。
机械方面的另一个难题是,需要能够伺服驱动Z轴,这在EDM线切割中并不需要。在线接触式测量需要机器可以Z轴伺服驱动,这样探头可以往下测量工件,结束后向上退出。但是,最重要的是,这种方式可以沿着Z轴方向,对任何点进行测量和记录,测量壁厚即用这种方式进行。 
包括阿奇夏米尔在内的大多数EDM OEM厂商,都可以通过在设备上配置Z轴伺服驱动能力来解决这个难题。因为许多这些厂商已经开发出辛克型EDM用伺服驱动系统,对这些Z轴系统以及如何使用探测器有了广泛的了解。另外,这些现有的知识也有助于将传统测量技术应用于EDM线切割机的CNC系统。 
控制难题 
在线接触式测量技术要求EDM线切割机的CNC系统有能力补偿接触式探针与机器头部两个不同中心线的位置。业内很多机器都有这种补偿能力,因此也就不成问题。 
针对这一问题,阿奇夏米尔开发出补偿纠正功能。通俗而言,在标定后,机器的控制系统能够准确知道电火花丝线中心线和X-Y轴线上探测器的中心位置。在探测器进入位置进行测量时,控制系统就可以对这个距离进行补偿。 
对于EDM线切割在线测量控制系统而言,主要的挑战是,设备对部件轮廓的关键点进行测量时,缺乏特定的周期。 
阿奇夏米尔的解决方案是,在机器的控制系统内部采用宏程序B编程。这种程序命令机器按照规定的位置移动,在X、Y、Z轴上进行测量,采集原来与EDM线切割工艺不相关的关键点的数据。 
利用探测到的数据,机器可以数学方程生成报告,验证部件切割前实际定位是否正确。报告同时显示,在切割后,所需测量部件关键点的尺寸或公差符合要求。 
宏程序B编程使用了逻辑语句,EDM线切割机的CNC可以读出“如果-那么”这样的程序语句。如,如果特定工件的几乎尺寸还没有按照规定切削到位,CNC就会命令机器返回到那个部位进行重新切割,直至达到规定要求。

 

你知道吗? 
EDM可以加工任何硬度的导电材料,加工精度可达0.001mm,不需要进行机械动作。由于具有这样的特性,EDM成为模具和工具制造的关键技术之一。 
这种系统内的高度逻辑不仅让用户了解到部件已经按照规定尺寸切削完毕,可以移除,而且机器还可以按照测量的数据进行自我修正。机器的这种能力堪称为最重大的成就,对“无人”生产将产生重大影响,并会持续推动EDM线切割在线测量需求的发展。 
自动接触测量 
目前,机械夹具一般由人工安装,用以夹持EDM线切割机的在线测量探头。但是,采用了气动卡盘后,可采用机器人更换工具,将探测器自动装卸到EDM线切割机上。 
现今大多数工厂都会安排工人进行部件审核。一名机器操作工将装上探测器,测量部件,取下探测器,启动开车按钮,继续切割。切割后,再装上探测器,运行宏程序B编程,对部件的关键点进行测量。然后机器会标识出,哪些部件符合规格要求,哪些需要再次切割。 

就技术而言,完成无人EDM线切割工作,包括自动在线进行常规测量在内的所需组件都已成为必备。但是,目前还很少有行业需要达到那种先进的水平。 
光学:另一种方法 
除了接触式测量,还有其他在线测量方法。如光学系统。它不“接触”部件,而是记录部件的图像,进行检验。这样的系统对于精密制造领域需要测量精细部位的部件特别有利。 
采用阿奇夏米尔的光学系统后,制造厂商可以方便快捷地测量部件。在光学器系统前,配置了那种非常复杂精细的夹具,用来夹住部件,进行准确测量。另外,还需要确定部件的位置,而采用EDM电极丝测量会比实际切割部件所花费的时间更长。举例来说,如果切割花费了3小时,测量可能需要10小时。而采用了光学系统后,一瞬间的图像就可以标识清楚部件的轴向度、中心、切割起始点。 
不管是光学系统,还是机械系统,都有各自的优点。光学系统可以快速测量已经切割好的部件(300点/秒),而探头测量方法则需要实际移动并接触到那些测量点。但是,探头测量方法可以测量部件顶部、中部和底部的腔。光学系统只能记录部件的二维图像,不能测量诸如有角度的侧壁等部位。(end)
世界先进制造技术论坛

 

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中走丝与慢走丝加工的技术差距,到底有多大? http://www.wedm.net.cn/html/post2299.html http://www.wedm.net.cn/html/post2299.html#respond Fri, 19 Oct 2018 03:38:34 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2299 数控电火花线切割加工包括快走丝加工与慢走丝加工,它们广泛应用于模具制造行业。这两种技术的加工效率、切割精度以及表面质量等目前是什么发展状况呢?

▌ 快走丝加工技术的发展现状

顾名思义,快走丝加工是因为切割加工过程中电极丝作高速的走丝运转而得名。快走丝加工机床是我国独创的电加工机床,经过几十年的不断完善和发展,现已成为制造业中的一种重要加工手段。可满足中、低档模具加工和其他复杂零件制造的要求,在中低档市场中占有相当的分量。

快走丝加工机床最大的优势在于拥有良好的性能价格比。由于它的实用性、经济性,所以在国内有较大的市场。传统快走丝加工采用一次切割的工艺,加工效率在40㎜²/min左右,表面粗糙度在Ra3.0μm左右,表面有较明显的线纹,加工精度在0.02㎜左右。

为改加工品质,快走丝加工机床制造厂家参照多次切割工艺,改进了机床的相关部件,出现了所谓的“中走丝机床”。机床的数控精度、脉冲电源、走丝系统、工艺数据库等大量的工艺技术方面有了较大的提高。提高了加工精度,改善了表面质量。

目前中走丝加工机床的技术指标:进行一次切割的效率180㎜²/min,多次切割后的表面粗糙度为Ra≤1.0μm,此时的平均效率为50㎜²/min,加工表面光泽无明显切割条纹,加工精度0.01㎜,电极丝损耗≤0. 01 ㎜ /20 万㎜² 。这些性能指标看起来已经比较不错,但需要注意的是,获得这些指标需要保证好各个环节,一旦有出入,比如工作液的浓度、电极丝的损耗发生变化,就会影响加工质量的稳定性。

生产中走丝机床的典型厂家有苏州三光、北京凝华、苏州瑞钧、苏州汉奇、上海特略、北京安德、苏州宝玛、苏州新火花、上海大量等。

▌ 慢走丝加工技术的发展现状

精密、复杂、长寿命冲压模具制造精度及表面质量要求的不断提高,快走丝加工技术已不能适应精密模具的制造要求,这种现状促进了慢走丝加工技术的迅速发展,其各方面工艺指标已达到了相当高的水平,是其它加工技术不可替代的。

1. 慢走丝加工技术的发展现状

(1)加工精度提高

多次切割技术是提高慢走丝加工精度及表面质量的根本手段。一般是通过一次切割成形,二次切割提高精度,三次以上切割提高表面质量。

由于在切割拐角时电极丝的滞后,会造成角部塌陷。为了提高拐角切割精度,采取了更多的动态拐角处理策略。如:自动改变加工速度、自动调节水压、控制加工能量等。

先进的慢走丝加工机床采用的高精度精加工回路,是提高加工工件平直度的有效技术,使厚件加工的精度得到显著提高;为了进行小圆角、窄缝、窄槽及微细零件的微精加工,顶尖的数控低速走丝电火花线切割机床可以采用0.02~0.03 ㎜的电极丝进行切割。

为了保证高精度的加工,机床的机械精度、脉冲电源精度、伺服控制精度(包括对机械运动、脉冲参数、走丝系统和工作液系统的控制)都已达到极高的水准。采用水温冷却装置,使机床内部温度与水温相同,减小了机床的热变形;采用闭环数字交(直)流伺服控制系统,确保优良的动态性能和高定位精度,加工精度可控制在若干微米以内,精密定位可实现0.1μm当量的控制;采用浸入式加工,降低工件热变形;电机伺服,闭环电极丝张力控制;采用电压调制对刀电源实现高精度对刀,对刀精度可达0.002 ㎜,不损伤工件,不论干湿。

(2)表面质量日臻完善

先进的慢走丝加工机床采用平均电压为零的无防电解脉冲电源,电解的破坏已降到最低程度。此外,由于脉冲电源的改进,普遍采用高峰值,窄脉宽(微秒级),材料大多数为气相抛出,带走了大量的热,工件表面温度就上不去,开裂的现象大为减少;不仅加工效率高,而且使表面质量大大提高。采用无电解电源进行电火花线切割加工,可使表面变质层控制在2μm以下。切割的硬质合金冲模刃口的耐磨性和磨削没有什么不同,甚至优于机械磨削加工,越来越多的零件加工“以割代磨”。

(3)加工效率提升

由于纳秒级大峰值电流脉冲电源技术及检测、控制、抗干扰技术的发展,慢走丝加工机床的加工效率也在不断提高,当前先进的慢走丝加工机床的最高加工效率可达500㎜²/min。较大厚度工件的加工效率有实际意义的技术提升,如切割300 ㎜厚的工件时,加工效率可达170㎜²/min。对于厚度变化工件的加工,通过自动检测加工件的厚度,自动调整加工参数,防止断丝,达到该状态的最高加工效率。

另外,先进慢走丝加工机床推出的快速自动穿丝技术,自动穿丝时间<15 s提高了加工操作的效率;推出的双丝自动交换技术,能采用0.20~0.02 ㎜的电极丝自动进行双丝切换加工。采用粗丝进行第一次切割,一般丝径为0.25 ㎜,以提高加工效率,并可无芯切割;然后采用细丝进行修整,一般采用0.10 ㎜的细丝,切割出小圆角,并可提高精度,总体可节省30%~50%的切割时间。

(4)自动化、智能化及信息化的发展

加工过程中,为了减少人的干预,保证达到预期的工艺指标,慢走丝加工的自动化、智能化及信息化取得了相应的发展。

慢走丝加工机床完备的工艺专家系统按加工要求给出成套参数。不仅包括常用电极丝牌号和相应的工件材料,还提供了如PCD、PCBN等特殊材料的加工参数,可依据上下喷嘴是否与工件接触,距离多大,是在切风中精修,还是敞开面精修,精度、表面粗糙度和效率哪一项优先的加工策略来生成各自的规准;放电专家系统应付切割中的随机因素,在切入、切出、截面变化、中心切割、接近边缘切割、大截面高速切割等情况下,在加工过程中运用自适应控制策略及自动化控制功能,得到不断丝稳定高效加工。

自动无孔探测功能也很实用,自动跳步加工时,如果预孔被忘记打出或孔位偏移,机床就会自动移到下一个预孔上,这样可防止在无人操作加工时停机,在穿好丝之后发生短路时,可自动搜寻消除短路的位置,提高了连续无人操作运转的可靠性。

机床的CNC系统配以标准化机械接口,组成智能化的制造系统,通过3R系统或EROWA系统的机械手,可方便地实现工件(托盘)的自动交换,配以专家系统及电极丝自动交换技术,可以自动完成全部加工过程。

2. 各档次慢走丝加工机床的技术水平

可将慢走丝加工机床分为顶级、高档、中档、入门四个档次。生产慢走丝机床的典型厂家有瑞士GF加工方案(原阿奇夏米尔)、日本牧野、日本三菱、日本沙迪克、日本西部、日本法兰克等。

(1)顶级慢走丝加工机床

这种慢走丝加工机床代表了目前的最高水平,主要由瑞士、日本制造。这类机床的加工精度能保证在±0.002 ㎜以内,最高加工效率可达400~500㎜²/min,表面粗糙度可达Ra0.05μm,具有完美的加工表面质量,表面几乎无变质层,能使用Φ0.02 ㎜的电极丝进行微精加工,主机大都具有热平衡系统,一些机床采用在油中进行切割加工。这类机床功能齐全,自动化程度高,可以直接完成模具的精密加工,所加工的模具寿命已达到机械磨削水平。

(2)高档慢走丝加工机床

这类机床基本上由瑞士和日本公司生产,具有自动穿丝功能,无电阻防电解电源,整体热恒定系统,能采用Φ0.07 ㎜的电极 丝进行切割,精度在±0.003 ㎜左右,最高加工效率能达300㎜²/min以上,表面粗糙度能达到Ra<0.2μm,具有适时检测工件截面变化、实时优化放电功率功能。这类机床也广泛用于精密冲压模加工。

(3)中档慢走丝加工机床

这档机床一般由瑞士和日本公司在中国的制造工厂生产,一些台湾机的技术水准也能达到这个档次,其配置和性能满足了国内大多数精密线切割加工的要求。一般都采用无电阻防电解电源,具有浸水式加工、锥度切割功能。实用的最高加工效率为150~200 ㎜²/min,最佳表面粗糙度达Ra<0.4μm,切割精度可达±0.005㎜,一般采用Φ0.1㎜及以上的电极丝进行切割,配备的防撞保护系统可避免由编程错误或误操作引起的碰撞受损,配备或者可选配自动穿丝机构。

(4)入门级慢走丝加工机床

这档机床一般是台湾机床或者国内自主研发生产的机床,其配置和性能满足国内普通模具与零件的加工要求。一般多使用切一修一,切一修二的工艺,能稳定达到表面光洁度在Ra0.8μm左右,加工精度在±0.008㎜,大多只能使用0.15mm及以上的电极丝进行切割,加工的表面微细组织、拐角与先进的机床有一定的差距。

总的来说,慢走丝加工机床与快走丝加工机床相比,在加工效率、精度、表面质量等方面都具有非常明显的优越性。虽然慢走丝加工机床的价格较贵,但随着制造业的高速发展,它将会被越来越多地应用于各加工领域。

▌ 中走丝加工技术的发展现状

中走丝技术在徘徊了若干年之后这几年技术有了突飞猛进的进步,之前被早期客户认为吹嘘的一些性能指标逐渐变得丰满充实实用起来;比如现在最佳表面粗糙度指标已经达到Ra0.65-0.8um;这个指标已经接近入门级慢走丝;切割效率达到了300平方毫米/分钟;而且从多方了解下来已经变的实用;这个效率指标也已经接近入门级慢走丝;而精度指标,大部分厂家宣传的国标八方切割稳定在5um,虽然有些厂家依旧有夸大的成分,但据信实际上也已经能达到5-10um这个级别了;而且丝损控制也有了很大的进步;

之前在线切割的数控系统方面.一直是老古董的HF和YH,已经变种而来的HL,这两个系统本身的精度和功能都比较弱,前些年再次基础上发展起来了Autocut,在易用性和性能上有了一定的提升,这些系统都是基于原有的快走丝思维方式,故操作工很容易平滑过渡,但是局限性也是显而易见的;尤其是对语交流伺服的支持不够理想;

真正的高性能系统是脱离原有快走丝系统思维的,采用慢走丝思维模式的Wolfee系统,这个系统的定位起点都远远高于前几个系统,性能功能都向慢走丝看齐,并借鉴了很多加工中心数控系统的优势,但是因为操作习惯已经和快走丝大相径庭,价格只面向高精度高要求机床,推广的速度比较慢,现在使用的最终客户还比较少;但是这必将是一种趋势,在Wolfee的带动下,行业内这几年出现了开发系统的热潮,安德数控、上海交大、原CAXA的团队都纷纷推出了Wolfee流派的系统,这些系统的共同特点都是,采用工控机,内部采用G代码,兼容3B代码,功能更接近慢走丝而非快走丝.

以上是一些可信的指标,而据了解到的未验证信息,最佳表面粗糙度已经达到Ra0.25(微信群内发布的信息),切割效率达到400平方/分钟(展览会上特略标称);切割效率在10000平方/消失下0.18钼丝切割到50万平方毫米(微信群里的信息);如果这些指标达到,那么已经进入中档慢走丝的传统势力范围.

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2018世界人工智能大会在上海开幕 http://www.wedm.net.cn/html/post2293.html http://www.wedm.net.cn/html/post2293.html#respond Tue, 18 Sep 2018 03:32:24 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2293


9月17日至9月19日,由国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、国家互联网信息办公室、中国科学院、中国工程院和上海市政府共同主办的2018世界人工智能大会在上海召开。来自近40个国家和地区的专家学者、企业家等围绕人工智能技术前沿、产业趋势和热点问题开展对话交流,200多家人工智能领域领军企业参加论坛和展示活动。

  “AI+交通”应用体验,将通过无人驾驶汽车的“毫秒安全”,以及无人机服务“智慧城市”等技术创新成果,体现“车路协同、智慧互通”。

“AI+金融”应用体验,将围绕无人银行、个人理财、智慧风投等方面展开,体现“智慧风控、金融变革”。

“AI+零售”应用体验,将围绕无人超市、无人货柜等展开,体现“智能新零售、消费新生态”。

“AI+健康”应用体验,通过手术机器人、康复机器人、病历阅读等,展现人工智能与医疗健康的结合,体现“优化资源、改善民生”。

“AI+智造”应用体验,通过虚拟可视化工厂、工业智造、智慧家居等,展示人工智能与工业制造的结合,体现“高效节能、智慧生产”。

“AI+教育”应用体验,让观众感受丰富多彩的人工智能教育娱乐方式,体现“寓教于乐、个性化学习”。

“AI+服务”分布在场馆各处,展示AI帮助人类达成一些目标、带来更好的生活状态,体现“人机交互、在你身边”。

 此次参会的无人机企业有:ROBSENSE,Parrot,Skysys,迅蚁,上海复亚,大疆创新,华东无人机基地,中国移动,顺丰科技,美团点评,拓攻机器人。

 

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我操作中走丝的心得体会 http://www.wedm.net.cn/html/post2290.html http://www.wedm.net.cn/html/post2290.html#respond Thu, 06 Sep 2018 03:26:17 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2290 我操作中走丝的心得体会,不吹嘘,很实在

本人学习了3个月的中走丝,从一无所知到学会锥度的切割,现可以独自进行一些精度要求不高的工件切割。我发现在网上关于中走丝的一些教程很少,所以现把我这三个月所学的心得写出来,希望能稍微帮助到那些想入门或者新入门的兄弟,当然,我的水平还不够,肯定会有不少的错误,希望各大高手指点一二。
我的学习过程是分为三步走的,
第一步是熟悉机台操作,第二步是如何上模,第三步是如何编图。
当然,我的意思并不是说学习步骤必须明确分开,而是认为循序渐进是一种良好的学习态度。在第一步熟悉机台的过程中,你也可以去了解如何上模,在上模的学习过程中可以尝试了解如何编图,其实这便是一个自己发现问题,自己试图去解决问题的循环过程,也是最好的学习方法。
穿丝必须注意的几点,钼丝上好丝架,一定是要松紧合适,钼丝一定要保证在导轮之上,钼丝打结,钼丝打结是一个新人在穿丝过程中经常会出现的错误,主要的原因是钼丝很细,容易绕圈,稍不留意便会打结,而我们在初学中左右手难以做到协调一致。
我们都知道穿丝是需要左手轻按丝筒,右手拉扯钼丝,左手按住丝筒的目的是为了牵制右手拉扯钼丝的速度,这样才可以在上丝过程中使钼丝绷紧。如果左手按重了,右手拉扯会费劲,左手按轻了,右手上的钼丝很可能会松开,造成钼丝脱落导轮,打结便会发生。所以,要让上丝轻松,左右手协调工作,才会避免不必要的麻烦,在初学过程中,上丝要稳,不要心急。
钼丝如果打结,需要把打结的那一段钼丝剪掉丢弃,如果在上丝过程中突然拉扯不动钼丝,则很可能便是钼丝打结穿不过导丝喷嘴,这时候一定不要用力去扯,而是应该往回拉,查看是否打结,如果是打结,马上剪掉。
上好钼丝之后,再检查一遍钼丝是否在导轮之上,是否在导电块之上,养成一个好习惯。
要学会换丝,首先要明白什么是线位以及限位挡柱的工作原理,否则容易出现事故。如上图所示,线位是缠绕在丝筒上的钼丝的边缘位置,一般来讲,它应该距离丝筒左右两边的螺丝大概10MM,右边线位可以适当少一些。

限位挡便是为了来确定线位位置的,如图,左右限位柱上面都有一个凸起的装置。限位柱与丝筒是一个整体,当丝筒向右运动时,左限位挡柱便按照白色箭头方向向右移动,当限位挡柱到达中间的按钮时(如图的青色图案),那凸起的装置会自动压在第二个按钮上,丝筒便会停止,然后开始向左移动,左限位柱便会按照红色箭头向左移动,接下来,当右限位柱的凸起按住中间第一个按钮时,丝筒便会停止,然后开始向右移动,如此反复,切割便可以持续进行。中间位置的第三个按钮是停止键,按住它丝筒会立即停止,而不移动。
换丝的准备工作,一把螺丝刀(用于拧丝筒的螺丝),一把剪刀(剪钼丝线头),一个紧丝滑轮。先把丝筒上的旧钼丝扯掉,注意清理干净螺丝与丝筒缝隙里的残留线头(不然新丝的线头容易被旧线头划断),把螺丝松开露出一些缝隙(为了绕丝),把左右限位挡柱分别推至两端的极限,按开始键使丝筒旋转运动。
因为我们上丝的方向是从左到右的,所以在目测之下,以导轮为参照物,当丝筒左边的螺丝水平位置向右距离导轮3-5MM左右时按下停止键。接下来,我们把新丝的线头缠在左边的螺丝上面,拧紧,把多出来的线头贴齐螺丝剪掉,然后把新丝放在A导轮下面的那个导轮之上,如图一,在螺丝一端的线头是在导轮的下方入线,然后用手朝下转动丝筒,使钼丝绕上10圈左右,(这便是预留的线位,这涉及到一个物理知识,当物体高速运动停止后,还是会存在一个惯性运动,所以必须把线位预留10MM,这时候我们会发现左限位柱与中间按钮的距离非常短),移动左限位柱,使上面的凸起装置刚好能压住中间的按钮,这样基本就确立了左边丝筒的线位。
确立好左限位之后,我们便可以开始上丝了,这里必须要注意的是,丝筒的转动速度是分级的,这里称为高频信号,如果按照最高速度,因为摩擦生热,我们是拿不住丝的(刚拿过来的新丝是缠在一个盘里的),所以我们需要改变高频信号,使丝筒转动速度降低,本人是按最低速度来上丝。
在机台自动缠丝的过程中,我们拿住丝盘的手尽量不要过大的移动,也不需要用力扯着,保持均匀用力便好,不然上的丝松紧便会不一样,当丝筒上的新丝距离丝筒右边螺丝5-7MM左右时,按下停止键,把线头缠绕在螺丝里,拧好,保证钼丝不会松开就行(后面还得松开),剪掉线头,然后用手把丝筒朝下转动十几圈(这一步很重要),接下来,我们就可以把新丝依顺序上在丝架上了。

上丝架是从丝筒右边的线头开始,需要注意,这时候的线头扯出来丝的方向应该是在丝筒的上方,所以与穿丝相反,是从丝架的上面开始穿丝,按顺序绕到下面(可以参照图一),然后从丝筒的下部伸过来,绕在螺丝上,拧紧,剪掉多余的线头(与穿丝相同,AB导轮的弹簧一定要是收缩的),然后,我们便可以开始设置右限位
右限位的设置与左限位的设置道理是差不多的,只不过设置右限位时,我们已经把丝上在了丝筒上面,这时候,需要预留线位(道理相同),所以我们必须把丝筒朝上转动十圈左右,然后移动右限位柱,使上面的凸起装置刚好能压住中间的按钮,如此,右限位基本完成,接下来,开始紧丝。
紧丝的目的是让丝更加紧密地缠绕在丝筒上面,不会容易断丝,抖丝而使精度损失。在这之前,我们需要把高频调至最高(最快速度),把紧丝滑轮放在丝上,按下开始,用力往后扯紧丝滑轮,(用力尽量均匀),注意,因为我们只是大概设置了限位,所以当丝筒快要转至左边限位时,按下停止键,用手动完成剩下的转动,接下来,松开螺丝,剪掉不规则的线头,于是,钼丝便基本换好,接下来我们要做的就是微调限位,以达到最好的效果。
这里有几个问题,为什么在上好丝筒之后,需要把丝筒往下转动十几圈(很重要)?如图,假如丝筒是朝红色箭头方向移动,为了保证两边的钼丝不会互相缠在一起,那么转动后的钼丝与未转动的钼丝中间会有一小段的间距,这是一个预留的安全间距,所以转动十几圈,是为了让限位靠右一点,因为右边没有缠上钼丝,从而保证了丝筒上有一段空白,间距便空出来了。
第二个问题,如果断丝了怎么办?在我们明白了限位的原理后,那么对于断丝的情况便很好解决了,因为断丝不用上丝,也不用紧丝,只需要把不需要的一部分钼丝扯掉抛弃,但是这里就会出现一个不大不小的问题,那便是我们换新丝是要把丝筒全部上满,但断丝的情况却是让丝筒空出一部分,这种情况该如何处理呢?
第一种处理方式,直接用断掉的一头上丝,如图红色线头会斜得非常厉害,如果是上图中的情况倒没有坏处,但如果是左边一段是空白,红色线是要经常取下和缠上的,这样会更加的费劲。如图机台会挡住红色线
第二种处理方式,把线位移至丝筒的中央。如图先不要将丝上在丝架之上,而是将线头缠在螺丝上面,目测一下,丝筒空白处有多少距离,大致取一半的距离,移动限位柱,如图中便是将左限位挡柱移至红色处,手动转几圈,按开始,待右线位将至时,停止,手动转动到头,往回转动几圈,移动右限位挡柱至线位处,便开始微调线位,这样基本保证了线位在丝筒的中央位置,接下来便可以上丝架了。

清理,清理包括从机台里将切割废料拿出,清洗切割好的工件,以及换掉机台的工作液,这些工作很简单,就不详述了,要注意的是保护好自己的手。

接下来开始学习如何上模。。。
上模,顾名思义就是将需要切割的工件架设在机台上,看似不复杂,其实有很多因素需要综合考虑的,如何快速方便且准确地上模,是成长的一个基础。作为初学者的我,不介意初学者刚熟悉好机台操作便开始上模。
在我学习的过程中,刚开始师傅教会我打表,然后让我上模打表,他总是先自己用颜色笔在工件上标注好切割的地方,基准点,告诉我改如何固定。但即便如此,也有好几次我上模出错,只得重新来过,后来,当我学会了自己查看图档,了解切割要求之后,这样的错误便很少了。

所以,尽量先学会看懂图纸,做到心中有数,才能准确的上模。图档里有工件的一切信息,包括有工件的数据(长宽高),工件的正视图,侧视图(不一定),加工说明,加工方式。

今天就讲到这里了,多谢各位!

(声明:该文观点仅代表作者本人)

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新形势下电加工行业高质量发展路径探讨 http://www.wedm.net.cn/html/post2275.html http://www.wedm.net.cn/html/post2275.html#respond Thu, 30 Aug 2018 08:43:47 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2275 摘要:基于中国经济转向高质量发展阶段的背景,策划了“新形势下电加工行业高质量发展路径”的专题访谈,邀请了电加工机床行业部分骨干企业的负责人或专家,就如何提升电加工行业及企业的发展质量展开了交流。
全面推进研发、生产、管理、营销及服务的升级,是摆在电加工机床行业及企业面前的迫切课题。从宏观层面说,党的十九大报告指出中国经济已转向“高质量发展”阶段,全社会积极探索以质量效益型目标导向、创新型主体支撑、可持续制度引领、新兴高端产业发展、高级要素配置为内容的发展新动能,同时在“中国制造2025”行动计划的指引下,传统产业改造提升加快、先进制造业发展进一步推进,作为供给侧结构性改革核心产业的装备制造业要在“提升质量”、“结构升级”、“创新驱动”等方面持续发力;作为创新主体的企业也应该全面开展质量提升行动。就微观层面而言,虽然近两年电加工机床行业的市场运行状态呈现小幅回暖之势,但行业发展仍面临诸多问题,需要全行业在经济发展的新周期探索出更好的内生驱动力和更优的发展路径。尤其是随着新材料的不断涌现、新技术的不断发展以及市场需求的不断变化,企业也应站在关乎生存的战略发展高度提升发展质量。
基于上述背景,《电加工与模具》编辑部与中国机床工具工业协会特种加工机床分会、中国机械工程学会特种加工分会共同策划了“新形势下电加工行业高质量发展路径”的专题访谈,邀请电加工机床行业部分骨干企业的负责人,就如何提升电加工行业及企业的发展质量展开了交流。
此次接受访谈的企业负责人有:苏州电加工机床研究所有限公司总经理吴国兴、苏州三光科技股份有限公司总经理陈永德、北京市电加工研究所副所长郭建梅、廊坊安德建奇数字设备有限公司总经理臧永昱、苏州市宝玛数控设备有限公司董事长邵建军、江苏冬庆数控机床有限公司副总经理饶佩明及杭州华方数控机床有限公司总经理张旭东。
1 提升发展质量面临的突出问题
作为制造业的一个细分领域,电加工机床行业发展中面临着整个制造业普遍存在的一些问题。如:科研投入不足、自主创新能力弱、关键核心技术供给缺失、设计与成套集成能力欠缺;工业化、信息化、智能化、绿色化以及跨界融合发展不充分,节能环保压力大;服务型制造与商业模式创新不足、投资效益和盈利能力较低;企业管理水平不高,企业文化建设有待提高。在电加工机床行业存在的问题中,有关科技创新、市场竞争以及企业管理的问题是受访者谈论最多的。
1.1 创新人才缺乏是创新驱动面临的最大问题
受访者普遍认为,创新研发是提升电加工行业发展质量的重中之重,但目前行业在创新驱动方面存在创新人才缺乏、创新思路狭窄、创新投入盈利贡献率低、政府政策支持力度不足、创新研发经费缺乏等问题,尤以创新人才缺乏为最大问题。
一方面,电加工行业对高素质、高技术人才有迫切需求。提高制造业创新能力,迫切需要具有创新思维和创新能力的人才;强化工业基础能力,迫切需要掌握共性技术和关键工艺的专业人才;信息化与工业化深度融合,迫切需要具有信息技术应用能力的人才;发展服务型制造,迫切需要更多复合型人才。
另一方面,电加工行业对于人才的吸引力不够。郭建梅认为,企业面临“高技术创新人才招不来,招来了培养周期长,培养了又留不住”的困惑。究其原因,她认为电加工行业要与IT、互联网、汽车、无人机等热门行业竞争软件、电气等高技术专业人才但又极度缺乏待遇、行业发展前景等方面的竞争优势,同时本行业培养的人才较容易被吸收至金切机床行业并成为其技术骨干,反之引进的人才还需要经过特种加工专业技术知识培训才能真正成为技术骨干。对此,臧永昱认为目前企业从意识上认为前沿领域的人才很“贵”,加上技术创新的成本高、知识产权保护不足,企业不能通过创新研发持续获取收益,导致其花重金引入外部人才的动力不足。邵建军和陈永德也认为机械制造业对于高技术人才的吸引力严重不足,并指出行业内的企业普遍规模小而散、经营成本高,很难高薪引进人才,由此也限制了企业研发团队的建立。
郭建梅认为高技术人才要外部引进后再内部培养,期望通过搭建更高技术平台、取得更多创新成就的方式留住现有的创新人才,再培养和吸引更多的创新人才。臧永昱则倾向于从外部引进必要的人才,他认为在企业转型升级过程中会遇到许多超出原有人才工作范围、认知和经验的情况,如果仅仅靠内部培养需要花费相当长的时间,因而可引进外部人才来弥补企业原有人才的欠缺。
1.2 民营企业创新资源有限、创新心态较浮躁
电加工机床行业的企业大多为民营企业。目前这些民营企业在创新驱动方面存在创新资源有限、创新意识不强的情况。
张旭东认为,相对而言,民营企业获取国家创新经费支持的难度较大,尤其是政府对电加工机床行业的了解不够深入,其创新政策的支持存在不精准、不到位的情况。受经费限制,企业的创新成果转化存在问题,导致很多发明专利还停留在纸面上,未能产品化。
饶佩明也认为,创新型高端人才缺乏和创新经费不足的问题在民营企业较为突出。跟国有企业或科研院所的情况不同,民营企业培养和建设一支高技术人才团队较为困难;企业自筹的创新经费有限,而政府部门在科技创新扶持方面的政策还存在一定的局限性和滞后性。
除了创新经费不足,陈永德还提到了企业创新的心态问题。他认为,民营企业的研发以市场为导向,即使融到资金,企业的研发方向和研发周期也容易受资本的影响。整体上看,目前国内民营企业的产品开发心态较为浮躁,更强调短期效益,这与技术创新回报周期长、需要久久为功的情况相矛盾。此外,国内企业的创新理念和创新方式等跟国外同行相比也有较大的差距,需要进一步提高。
1.3 产品同质化是市场竞争中的短板
目前电加工机床市场存在诸多问题,特别是高成本、长周期的研发投入与低市场回报之间的矛盾给原始创新型企业带来了较大的发展压力,如盈利不足制约企业后续发展,其背后是知识产权保护不到位带来的产品同质化、低价竞争。
郭建梅认为,由于缺乏良好的知识产权保护,因此市场竞争中产品同质化、中低端产品的价格竞争,造成产品附加值低,并且由于研发资金和人才投入方面的不对等,使得原始创新研发型企业面对的市场压力更大。她认为,低价竞争导致国内机床在替代进口产品的过程中未能获得相应的红利,因此很难开展后续的研发。
张旭东认为,产品同质化是行业目前的短板,并直言不少企业所谓的创新研发,实际上是模仿同行推出的新产品,算不上真正意义的研发;而在创新的方向上,目前更多的是追求外观形式、不求内涵,基础技术层面的研究和创新还不够。
吴国兴进一步强调了市场秩序对创新研发的影响。他认为,以产品同质化、一味地低价竞争为突出问题的市场无序竞争,会导致很多创新企业花了大量智力、财力、物力开发出的产品盈利不足或无法盈利,这将极大地消解企业创新的动力,无法促成真正意义的创新驱动,最终参与无序竞争的企业也不可能获取更好、更长久的发展。
1.4 部分电加工机床存在被替代的压力
随着国家经济发展转型、市场需求的变化以及其他工艺和技术的发展,电加工机床行业的部分机种将面临着市场空间被压缩或者被新技术、新工艺替代的压力。这也要求企业在创新研发时,围绕上述变化进一步调整产品结构。
陈永德认为,目前电加工机床主要解决其他加工技术难以解决的加工问题。一段时间内,单向走丝电火花线切割机床仍将有比较大的发展空间,但是不能忽视激光加工、增材制造等技术及设备的冲击。可以说,未来将会有替代电加工机床的产品出现,如激光类产品可以替代线切割机床加工PCD材料、刀具等。新技术对电加工行业的冲击可能是”毁灭性”的,因此企业要积极关注,并根据市场需求调整产品研发方向。
邵建军认为,不同行业、不同加工材料对电加工机床的性能及功能要求不同,企业应开展差异化的研发,特别是将产品的智能化、自动化、无人化作为企业的长期研究方向。考虑到互联网、物联网等新兴技术的应用是大势所趋,他认为企业应根据客户需求把握高质量创新研发的方向,既要重视提升机床自身性能技术,也要满足应用端的需求。
饶佩明分析认为,传统的往复走丝电火花线切割机床加工速度慢、加工精度和综合性能水平低,今后很难满足高端模具制造及精密加工的需求,其发展压力较大;单向走丝电火花线切割机床的技术难度大、投入成本高,国内企业在此类产品上与国外产品竞争,面对的市场挑战更加严峻;而创新型“中走丝”线切割机床在近年得到迅速发展,可预测未来电火花线切割领域的研发重点将会侧重于全智能高效“中走丝”机床产品。
1.5 企业管理水平普遍薄弱
企业的高质量发展必须依靠高水平的管理。然而,粗放型的发展模式仍在存在,这将越发难以适应行业及企业经济增长的要求,同时单一的管理方法和陈旧的管理思维也将限制行业及企业的进一步壮大。
郭建梅认为行业企业已开始注重研发的规范化、标准化、可靠性和一致性,但仍有不到位之处,最突出的薄弱环节在于知识管理。她指出,新的质量体系标准(2016版)已经提到知识管理的内容,而目前企业普遍缺少对研发过程、实验细节等知识存档,如果能通过加强知识管理,形成可追溯、查询的机制,也可以提升企业创新水平、降低企业创新成本、提高产品质量,同时改变“老带新”的培养方式,有利于解决企业内部创新人才的培养问题。
饶佩明指出,企业在现场管理、产品装配过程管理、综合指标达标情况售后产品档案资料管理等细节方面,普遍存在薄弱环节。
张旭东也认为企业在研发、生产、供应链管理等多个方面,方式比较简单,信息化、数据化、流程化的程度不够。
2 高质量发展实现路径的探讨
行业企业首先要充分认识到,转向高质量发展是中国经济发展的客观规律,也是行业发展的根本要求和必然选择。整体而言,提升发展质量是系统工程,涉及企业研发、生产、营销、服务、管理的方方面面。针对电加工行业面临的前述问题,受访者从多个方面探讨和找寻了高质量发展的可行性路径。
2.1 通过国家及地方科研项目和多主体的协同创新寻求经费和智力支持
科技创新研发是电加工机床行业实施高质量发展的重中之重。针对创新人才缺乏和创新经费不足的突出问题,行业企业可通过积极参与国家重大科研项目以及地方科研项目,实现电加工关键技术的突破和提升;通过产学研用及企业之间的协同创新,形成行业技术创新的合力,有效促进产业升级。
(1)以国家及省部级重大科研项目为契机,利用政府资金支持,开展原始创新和集成创新,突破电加工领域的关键技术、解决重大技术问题。
自2009年国家实施科技重大专项以来,电加工行业紧紧抓住了国家振兴装备制造业、高度重视数控机床发展的重大机遇,苏州电加工所、北京电加工所、北京安德建奇、苏州三光等企业采用产学研用相结合的方式承担和参与了多个科技重大专项,在五轴数控电火花成形机床、高效精密单向走丝电火花线切割机床、多轴数控电火花小孔加工加床、电加工专用高精度转台等技术和设备的研发方面取得了不俗成绩,在航空航天发动机闭式整体涡轮盘加工、航空发动机涡轮叶片气膜孔加工、精密细丝切割等装备制造和加工工艺关键技术方面取得了突破,打破了国外垄断局面。
郭建梅认为,装备制造领域在国家层面的技术创新得到了重大专项的支持,可以说专项的需求也是行业最顶尖需求,而这些专项项目在为企业提供创新研发经费支持之外,更能促进企业科研能力、产品技术水平的提升。在企业采用市场融资开展创新研发的过程中,应着重在研发前后期关注资本对企业研发情况的深度影响以及趋势,企业可以在市场资本控制能力不到位时,积极寻求国家重大科研项目、科研政策、国家引导资金以及其他发展投资基金的支持,这既有助于把握行业前沿需求、实现以市场需求为导向的企业发展路径,也是企业更可行、更可控的引资途径。
(2)加强企业之间以及产学研用的协同创新,有助于解决人才结构性缺失问题,形成优势互补的创新合力,促进各创新要素向企业积聚,增强企业的创新力和竞争力。
苏州三光与高校保持着长期的合作,并取得了不错的成效。陈永德说,与高校合作时,企业要有明确的定位,合作方主要为企业解决基础架构方面的问题,要想真正做成产品,企业需有自己的人才队伍,并具备完善研发成果和实现产品化的能力。
郭建梅认为,电加工机床行业体量较小,企业可以通过联合创新来提高行业的整体技术实力。
据臧永昱介绍,安德建奇在2015年初就已提出重研发和市场、弱化生产制造、以供应链为纽带建立生产合作伙伴联盟的发展思路。为了突出研发和市场的独立地位,安德建奇明确了各子公司在董事会制定的总体规划下独立发展自主经营的道路。目前,安德建奇还在尝试构建生产伙伴联盟,初期采用OEM的方式培养供应商,让供应商基于其产品设计要求及质量管理体系生产产品,公司会在生产管理方面提供更多的帮助。未来,当供应商成长为合格产品生产者时,安德建奇还会考虑开放技术授权,使优质的供应商成为其核心技术伙伴。
邵建军进一步表示,在未来的发展中,行业企业之间应该形成合力,通过协同创新从整体上提升行业的科研水平,同时这种合作的方式也能有效避免各个企业在创新研发方面的技术重复投入。
2.2 增强内生动力,夯实基础科学研究,重视建立标准化体系
大家认为,基础研究薄弱将严重制约电加工行业的高质量发展。因此,全行业要增强内生动力、夯实基础科学研究,进行有效的高质量技术创新。
吴国兴指出,国内企业在脉冲电源、精度、控制系统、工艺四个方面的技术提升不足,与国外产品的差距集中于技术性能方面。他举例说,复合型产品的创新研发并非简单引入新技术或增加新部件,应在基础研究之上逐步开展复合应用,由此才能有实质的创新提升。而在单机性能提升方面,他认为行业企业在科技创新时,要在工艺方法、机床精度、数控系统、脉冲电源、伺服控制、工作液、外观造型、人机工程等基础研究方面开展创新研发,并着力解决实际应用中存在的产品指标不实际、功能不实用的问题,强调产品综合加工效率的提升。
此外,吴国兴还建议在行业内及关联行业之间建立统一的通信接口标准,使物与物更好地实现连接、通信和交互;同时还应强化质量体系建设,严格执行国家标准和行业标准,积极参与“达标认定”活动,对标国际上知名公司的产品,有计划、有步骤地提高产品的性能质量和可靠性,从而提高产品的档次和市场地位。
郭建梅说,多年来研制的许多电加工机床为国内首创,其功能、性能有了较大提升,但可靠性仍低于国外,因此在进行高质量创新研发时要重视提高产品的可靠性。而要提高可靠性,首先应落实设计流程的标准化、关键部件选用的标准化及通用化、整体装备架构的系统化。同时,她认为电加工机床在人机互动时对人的要求高,想要实现“傻瓜式”操作,需大量的工艺、装备应用数据及大量的基础工作,甚至还需跨行业的技术支持。为此,她建议企业可采取联合创新、融合创新或者开展新的共享商业模式来一起开展项目攻关,真正去实现工艺、技术的智能化及操作的便捷简单化。
2.3 以满足用户需求为目的开展产品创新并实施转型服务型制造
产品创新要以市场为牵引、以满足用户需求为目。往复走丝电火花线切割机床是具有中国自主知识产权的产品,它的发展过程是国内企业以市场为牵引、以满足用户需求为目的开展产品创新实践的一个典型例子。在该类机床的发展过程中,围绕用户需求,以国内企业为创新主体,不断创新其功能、提升其性能和质量,于是其升级产品——具有多次切割功能的往复走丝电火花线切割机床(俗称“中走丝”机床)应运而生,并逐渐成为我国电加工机床产品的主力机种。未来,随着个性化、多元化的市场需求增多以及新技术对企业研发、生产、销售等各环节影响的加重,企业将转向服务型制造,与用户之间建立起互惠、互赢的合作协作关系,与企业之间围绕综合服务能力展开竞争。
吴国兴表示,企业要进一步深挖潜在的应用需求,继续寻找细分市场,不断扩大产品的应用领域。他举例说,激光产品不仅可用于切割和焊接,还可以用于除锈,这是之前很多人没想到的,因此有很多潜在的应用需求需要行业企业进行深入研究。
臧永昱认为企业的技术研发应贴近市场、贴近用户的真实需求。以用户思维做产品、找到用户的真实需求和需求的痛点,这是摆在研发人员面前的课题。他认为创新研发不能单纯地赶热点、追时髦,而是挖掘用户本身背后的真正需求点并以此作为研发基础。
据邵建军介绍,苏州宝玛有约三成的业务涉及个性化定制生产,且近年来客户在产品、工艺等多方面提出的个性化需求逐渐增多。因此,他认为企业不仅要提升研发、销售、服务人员满足客户多样化、个性化需求的能力,更要转向服务型企业发展。在其看来,企业要从同质化严重的市场环境中突围出来,必须要依靠差异化发展。
饶佩明认为,在高质量发展的趋势下企业应在研发时把握三个重点:一是把握技术前沿的发展方向,瞄准市场需求,站在用户的角度思考问题;二是产品定位要准、针对的用户群要明确、性价比要高,竞争优势才会突出;三是掌控研发时机,找准创新切入点,尽量缩短研发周期,且有完备的实施计划、措施以及充分的应急预案。此外,他认为市场将引导企业与用户之间逐渐建立起高度信任、互惠共赢的协作关系,要求企业搭建互动平台以加强售前咨询与售后服务,及时为用户排忧解难。
张旭东认为今后市场会对技术服务提出更高、更广泛的要求,尤其是随着互联网、大数据技术的应用以及远程感知、远程监控等服务的增多,市场对企业的综合服务广度和深度要求都将提高;年轻一代的用户对机器的美观、人性化提出更多需求,未来人机优化的意识将进一步加强。
2.4 顺应国家政策导向、探索多领域技术融合
邵建军认为,粗放型的发展模式将变得越来越不可持续,高质量发展要求实施供给侧结构改革,这是全方位的、完全内在的改革,不管是产品、市场还是管理,多个方面的改革难点很多,会颠覆以前的经营理念,企业经营者的发展思路必须顺应国家提出的供给侧结构改革的方向,如果仍是埋头做产能,创新驱动、提质增效就无从谈起。
吴国兴认为,随着国家环保政策的强化推行,行业企业更要重视绿色环保方面的研究,如着力开发既能提高切割效率、降低表面粗糙度等加工指标,又能符合无污染排放要求、价格为用户接受的电火花线切割专用工作液。
张旭东指出,产品的绿色、环保或将成为行业企业接下来面临的最大问题。这一方面在于国家提倡清洁生产,加大了环保督察;另一方面在于国内与国外机床在绿色、环保方面存在差距,如果今后国内执行的标准与国际标准同步,将涉及该问题。
臧永昱认为企业研发人员要关注新技术、新领域,并考虑将其与本行业的优势技术相结合,如很多仍在采用单片机的企业,可以考虑采用新的卡片式开发主板;再如,智能化的基础是数据化,而如何采集数据、能否形成有价值的数据,则需要新的数据采集与分析技术;又如,设备与设备之间的互联与通信,这对于电加工机床行业而言可能是难点,但对于互联网行业是基础,这就需要多领域技术的融合。
2.5 以先进技术构建先进管理体系、提升管理水平
管理创新是制造业高质量发展的内在基础,要取得技术创新、模式创新等的成功需要管理创新的支撑。通常,管理创新涉及企业的组织架构、业务流程、管控模式等的优化调整,以及管理理念、企业文化的创新。企业可以对标学习先进的管理理念,结合自身的实际,引入先进的管理模式,加强对管理层和普通员工的培训,增强其创新发展的意识以及与时俱进的能力。利用互联网、物联网技术,企业可以实现远程管理,加强对服务团队的有效管理;可以实现远程服务,增强售后服务时的沟通效率,提高售后服务的响应速度。
通过信息化与工业化的融合,利用ERP之类的信息化技术手段,企业可以实施资源优化配置,提高采购、研发、制造、仓库、销售等运行环节的流转效率,实现高效管理,还有利于增强企业对市场的快速反应速度。目前,苏州宝玛利用ERP系统搭建信息化平台,开展数据分析、管理与共享,整合研发、生产、服务等环节,在满足用户个性化需求的同时实现标准化生产,通过四年多的实践,已取得了明显的成效。
郭建梅认为企业在采用ERP、PDM等信息化、数字化技术软件进行管理的同时,也解决了企业内外部多地办公、协同创新以及工业大数据资源管理、分析、使用的问题,成为提升企业技术管理水平、促进企业发展的重要助力,同时企业内部的项目激励、成果转化激励、股权激励等系列政策,能为企业转向创新型、服务型企业打下坚实基础。
3 企业提升发展质量的探索实践
近年来,电加工行业的众多企业为求生存、求发展,已经在研发生产、市场服务和运营管理等多个方面进行了有意义且有成果的探索与实践,并取得了较为明显的成效。
(1)苏州电加工所以推动装备制造业的发展为已任,不断增强企业发展活力。
作为中国机床工具工业协会特种加工机床分会、中国机械工程学会特种加工分会和全国特种加工机床标准化技术委员会等全国性行业组织的挂靠单位,苏州电加工所还承担着促进行业发展的社会责任。近年来,积极呼吁国家科技重大专项的立项,并承担和参与了国家数控机床重大专项、国家863计划等科研项目,围绕难加工材料、微细结构和复杂型面等传统加工方法难以解决的加工难题,研究了以航空航天发动机制造所需设备为代表的各种电加工专用设备和以用户特殊需求为代表的细分市场产品,有力地促进了电加工技术的发展和应用。目前苏州电加工所仍以提升产品可靠性为重点,坚持开展行业产品技术的基础技术性研究。
近年来,苏州电加工所也进行了体制和机制的改革,以激发企业活力。对内,在2016年7月,为了进一步做强智能制造板块业务,国机智能科技有限公司与苏州电加工所进行了重组;2017年围绕用户需求,强化了市场与研发、生产之间的联系,合并职能部门,成立了更具灵活性的事业部;2018年,公司实施薪酬体制改革,打开了员工的上升通道,大胆提拔年轻骨干,增强员工积极性。对外,苏州电加工所根据自身和行业特点制定了“差异经营”的发展战略,开发具有核心技术的特种加工机床专用设备,提供整体解决方案,拓展细分市场,满足用户需求,与客户构建了诚实互信、合作共赢的关系。
(2)苏州三光看重长远发展,明确发展目标,坚持高研发投入。
苏州三光坚持高研发投入,近几年的研发投入持续增加,2017年的研发投入约占当年营收的8%。陈永德认为,虽然目前行业的研发投入回报周期长,但只有持续的投入,企业才能保持长期的发展。研发投入带来的产品更新换代,为企业争取了更多的利润空间,还脱离了低价竞争的怪圈。即使是在金融危机影响较大的前几年,苏州三光仍坚持研发投入和质量优先的原则,促使其在市场回暖时收获良好的销售业绩。
高研发投入的背后,是高发展目标的追求。苏州三光具有国际化视野,在品牌建设、企业管理等方面都走在行业前列。公司按照现代企业管理制度运行,并通过信息化管理的手段将企业的各项制度落地执行,还出资金安排骨干管理人员外出培训,学习如何提升生产效率、如何建设团队、如何实施项目开发、如何执行6S管理之类的课程。另外,苏州三光还专门引进了在欧美企业具有十年以上管理经验的人才,以提升企业的管理水平。这些长期的投入和实践,为苏州三光进一步提升发展质量打下了坚实的基础。
(3)北京电加工所在产研用协同创新模式下,紧贴市场求发展。
多年来,北京电加工所积极寻求跨行业、跨领域的多方合作,构建起了稳固的产研用协同创新发展模式,并在该模式下建立了一支优秀的科学研究、技术开发和设备生产制造与管理的专业队伍,探索出了一条有质量的创新发展之路。
北京电加工所一直以“一特二精”(一特即特殊材料的特种加工技术,二精即精密数控电加工机床和精密工模具制造)为主攻方向,以能源、航空、航天、化工等重点领域的闭式整体叶轮、涡轮盘等难加工材料复杂结构关键零部件的加工装备与技术需求为着眼点,与应用单位、高校联合承担了国家数控机床重大专项、国家“863”计划、国家自然科学基金等省部级及以上项目45项,掌握了自主核心知识产权,获得国内授权专利100余项。北京电加工所积极与互联网行业协同创新,提升基于云端的装备智能化、可靠性、实时监控等水平,将从对北京电加工所以多轴智能联动电火花成形机床、精密超硬刀具系列磨床、拉丝模成套加工装备等为主的60余种系列产品所占有市场获得的客户应用反馈数据进行全面掌握、分析、改进,为北京电加工所迈进“服务型制造”企业打下了良好基础。
(4)安德建奇探索以新思维、新技术、新模式实现传统业务的新发展。
随着人工智能、大数据、云技术等新技术概念的兴起与发展,安德建奇重新审视其技术发展方向,将其分为两个层面:一是电加工机床专有技术,比如放电技术、传动技术、自动穿丝技术等;二是增值性技术,如大数据技术、网络化技术等。无论针对哪一层面的技术开发,公司都从用户实用价值的角度出发。公司新增了信息管理部门,并引进了专职的数据分析师对公司生产运营中产生的大量有价值的数据进行分析,以帮助企业提升效率控制成本。这些数据师未来的工作将延展到产品数据分析,帮助研发人员改进产品设计。
由于安德建奇每年有一半的产品出口到国外,若没有网络化技术的支持就无法实现海外产品的远程维护,因此安德建奇较早地进行了网络化技术开发和应用。目前,公司已可初步做到远程监控,并在开发更多的网络化应用。此外,安德建奇也在进行新型模组化电柜实验,为未来电气技术的开放打下基础。
(5)苏州宝玛把握个性化定制需求,以信息化手段增强快速反应能力。
苏州宝玛目前可生产80多种不同行程的线切割机床产品,在用户定制化生产方面积累了丰富的经验。公司将满足客户的个性化需求作为重点,在企业的生产、管理、营销和服务等方面建立起与个性化需求满足相适应的运行机制。利用ERP系统,建立了高效的信息化管理平台,提高了生产、营销、服务等流程标准化,公司运行更加顺畅,需要的人员反而减少。
苏州宝玛借助信息化管理手段增强了生产和服务的快速反应能力。公司通过ERP系统管理,大幅缩短了交货期,满足客户提出的多品种、快交货需求。同时,利用ERP系统分析往年数据,提前做好技术储备和库存储备,包括辅配件,最大限度地实行零部件的标准化,使之能达到交货期的要求。通过ERP平台,苏州宝玛也能更好地管理售后技术服务人员,增强与服务人员之间的沟通,也能及时把握客户的需求。在信息化的基础上,苏州宝玛也在探索物联网技术的应用,进行基于云端支持的物联网技术布局,在产品开发之类,还将深入融合服务、营销等环节,以探索新的发展模式。
(6)江苏冬庆积极开展关键技术课题公关,夯实发展基础。
近年来,江苏冬庆研发了独立悬挂三轴组合T字滑台式锥度头装置,并取得了数字式智能双向恒张力控制技术的领先优势,还先后推出了多个系列的不同档次、类型的集高精度、高效率、恒张力、变频调速、多次切割等性能于一体的高精密全伺服控制型中走丝产品。江苏冬庆还实施了知识产权战略推进项目,带动公司专利产出,有效保护自身经济利益。
目前,江苏冬庆规划了“以人为本、科技创新、立足产品”的发展路径,由劳动密集型产业向技术密集型产业和数控化高效产业的转变,并加大拓展国内市场、同步开发国外市场,具体在四个方面聚焦优势:一是产品优势,形成了具有适应市场需求的系列高新技术产品和完整的产业链;二是质量优势,通过ISO9001:2015国际质量体系认证、CE认证和出口许可,形成了具有严格的质量检验、产品内控标准和质量监控规程;三是品牌优势,强化品牌知名度和美誉度;四是市场优势,建立强大的销售服务网络体系,并进一步加强国外市场的开发并跟进相应的技术服务。
(7)杭州华方紧跟政策和需求的导向,明确产品定位。
杭州华方彻底摒弃价格竞争,主抓产品技术含量,与南京航空航天大学、上海交通大学等高校开展了产学合作,至今每年都能产生相当数量的发明专利和新型实用专利成果,逐渐走上了品牌化发展的道路。
“不仿不抄不跟风、创新研发专特色”,杭州华方主动把握经济发展的政策风向,得出了“高效、绿色、环保、智慧、智能”的发展方向和产品定位。围绕产品定位,杭州华方在三个方面着力:一是针对国防应用领域的需求,不断提升线切割的加工能力;二是重点发展往复走丝产品,在中等精度应用需求方面,增强产品的效率和速度;三是在清洁生产的政策导向下,研究更环保的技术。据张旭东透露,公司开发了称为”热泵散热”的技术,能将元器件自身发的热作为动力,实现工具的热交换,可使华方产品的电控柜停机时也能停电、增强可靠性并延长使用寿命。而在环保方面,已经成功探索了线切割操作时工作液的零排放。
4 结束语
新一轮的科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构,科学技术之于国家社会发展的重要性达到了前所未有的高度。以创新为第一动力、以提高发展质量和效率为中心推进电加工机床行业持续发展,是需要全行业共同努力实施的重大课题。
通过“新形势下电加工行业高质量发展路径”的专题访谈,受访的行业骨干企业负责人总结了经验、梳理了不足、理清了思路。大家一致认为,虽然电加工行业的发展中存在着诸多问题,面临着严峻挑战,但在党的指导思想和国家政策的指引下,行业企业有信念、有信心,积极参与到国家提振装备制造业的发展进程中,努力提升电加工行业的发展质量,为促进我国制造业迈向全球价值链中高端而做出应有的贡献。(【电加工与模具】2018年

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http://www.wedm.net.cn/html/post2275.html/feed 0
约稿:中走丝线切割在这届上海模具展上 http://www.wedm.net.cn/html/post2260.html http://www.wedm.net.cn/html/post2260.html#respond Fri, 08 Jun 2018 03:05:15 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2260 在比往年来的更早的酷热中,第十八届中国国际模具技术和设备展览会也就是DMC2018还是在上海举办,不过这一届的地点换到了虹桥火车站附近的国家会展中心;这个会展中心相比以前龙阳路国际展览馆,最大的特点就是,更难到达,道路更绕,进入展览馆后更考验方向,因为展览馆是杂乱分布的(也许是设计成团的,我没有航拍照片不知道,反正走在里面,是,,,,混乱的)

废话不再,继续说正事,现在开始说说这届参展的中走丝线切割,相比往届的热闹,这届参展的中走丝甚至电加工厂家,像散落在人工草坪删的野花,稀稀落落,蔫不拉几的;三光参展的依旧是炫酷的HB400;当家的HA400U和一台慢走丝;唯一变化的是,真的没有什么客户,都是厂家和同行人员在展位上聊天;实话说三光的HB400真的是一款不错的机器,无论是机械设计,外观造型,还是在创新的升降油槽,至少在目前已知的机器里,无论其他人吹嘘的多高,单纯从内行的角度来看应该是最好的;唯一的缺点就是一个,太贵。至于HA400U,应该说有点英雄迟暮,机器的机械部分倒是用料足;这两款机器的切割效果稳定,精度保持性也会很好,要是不差钱值得推荐;三光都熟悉,就不上照片了;

距离三光不远就是塞维斯,机器没有新的花样,外观看起来花了不少心血,宣传也保持一贯的高调,只是机器没有太多可写的地方,系统继续保持从古代穿越来的古董级系统,机械部分相比三光就纤细多了,倒是展位上的切割样品,切的不差,下了一番功夫,不容易;作为电加工行业的后起之秀,塞维斯的营销很值得点赞,可惜展位上没有看到客户,眼前浮现出孤寂落寞的站在路边的女孩,,,

上海特略这届的宣传数据已经全面超越瑞士原装的慢走丝机床的指标,机床倒是没有看出来和前几届参展的机器有多大的区别,切割样品一贯的高大上,说实在的,每届展览会,就属特略的样品切割好;营销手法也还是全部美女业务员,全部无权报价,想买?等我们老板评估之后给你报价,,,,特略得益于加工样品,展位上有一些客户在观看;因为机器无法细看,匆匆走过未作停留。

这届瑞钧参展的了几台机器都没有看出来什么新意,依旧坚持老旧的HF和autocut系统;也是展览会上唯一配置了光栅尺的中走丝,不过,外置的光栅尺数显表突兀的立在机器上显的非常怪异,老旧的系统并不支持光栅尺,而加装单独的光栅尺数显的用处,和几个同行技术人员咨询交流,都没有明白能起到什么作用。或许看着数显手动对边找正?但这个成本和定位于性价比的机器来说,有点奢侈;做为号称销量最大的追求性价比的中走丝,每一分成本都值得珍惜。不过,瑞钧最大的特点在于易用性,这像极了当年的YH系统,虽然粗糙,但是我符合操作工的思维习惯,,,,

 

这届展览会上看到的新面孔是鼎丰,之前并没有听说过这个牌子,聊下来之前是一家销售台湾慢走丝机床的代理商,相对而言,这家展出的机器是唯一让我有兴趣好好看看的,一方面是他是一个新品牌,以前并不熟悉;另外他的系统之前也没有看到过;他家展出了一台直线电机的机器,展机因为有钣金看不到是不是真的是直线电机,宣传上有机械部分照片,采用了一根导向圆柱替代丝杠的结构,传统机器两侧直线导轨的位置装直线电机,这种结构在之前的直线电机用法里我还是第一次看到;当然,我对于直线电机的技术很是外行,后来专门跑去庆鸿展位上看了一下庆鸿展出的直线电机装置的用法;这部分我不懂,先不做评价,和直线电机生产厂级交流下来,现在直线电机的价格并不对交流伺服贵太多,真正的成本估计用国产直线电机+发格光栅尺的方案,也就比伺服电机贵1-2块/轴,应该说在10几万的中走丝上,这点成本是可消化的,但是效果如何,还没有看到真正的切的零件,不好说。回头说系统,鼎丰说他用过市面上大部分的系统,北京沃非的中走丝系统技术最先进功能也最全面,掌握起来对技术要求比较高,autocut和HF太老不考虑;还有几家,试用下来还不太成熟;最后选了深度二次定制的系统,我愣是没有看出来这个系统是哪一家做的;不过看起来界面清新,功能简单实用,性能说不好。切割的样品看了一下,光洁度和精度都说的过去,但是和前面几家相比谈不上优秀;

 

 

闲逛中居然看到了久未露面的苏州新火花,苏州新火花展出了一台牧野的火花机和一台不认识的加工中心;你没有看错,展台上最显眼的位置放的是牧野的一台火花机;用一个六自由度机器人和电极库演示加工中心和电火花的联动,好奇的问了一下,新火花的人说早已经不在主做学校,已经转型做项目,已经转行给学校做演示线,听口气每年订单数量并不多,但是每单几千万,总销售额远好于以前的艰苦奋斗。。。

中走丝厂家据说还有几个小厂,没有找到,相比而言,这届参加的厂家比往届少了很多,不知道因为节后高密度的展会让中走丝厂家都已经疲惫还是18年最重要的展会影响力下降了,和我们当前号称突飞猛进替代慢走丝的印象完全不符的是,参加展览会的厂家很少,厂家展位上的客户更少,,,,

 

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线切割产生的废液,如何进行环保处理与排放? http://www.wedm.net.cn/html/post2184.html http://www.wedm.net.cn/html/post2184.html#respond Sat, 03 Feb 2018 02:43:49 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2184 近期,国家对环保要求越来越高、越来越严。在国家环保督察组的成立以及整改决心来看,整个沿海、”珠三角”和”长三角”为代表,成千上万家水、气、印染电镀、五金加工厂、制造业要么搬走要么倒闭,迫使企业升级转型。 早在1998年,由国家环保局、国家经贸委、外经贸部和公安部等根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,制定了《国家危险废物名录》,其中明确规定废皂液、乳化油/水、烃水混合物、乳化液膏切削剂等为危险废物。所以旧切削液切割液乳化油,必须要经过专业处理、指导辅助处理,才能排放。 01.加工液的选用 首先要选用真正的绿色环保水剂线切割液。真正的绿色环保的加工液绝对不能含有亚硝酸钠、亚硝酸银、六钾铬、重金属等有害物质及污染源。市场上大多数的“水剂”切割液是一种“半合成的溶水油”,含有大量的非标矿物油,这就不是真正的绿色环保的加工液。 在实际的加工生产中,要做到: 1)规范使用,严格换水添加; 2)创造条件集中供液,旧液统一盛装;集中供液可以提高工作液的利用率及加工效率,保持工作液的加工稳定性,保持良好的冷却、排屑作用。 3)浓度管理; 4)定期打理、稀释后三废检测。 02.机床循环系统的清洗 在实际的加工生产中,旧液中含有大量的钼、铁、碳粉、油泥等金属混合粉末和杂质,同时水箱死角和管道、泵阀滤网內部也累积了一定的金属粉末和杂物。因此换液时,要对水箱、工作台和管道进行彻底、充分的清洗,两次间隔30分钟(间隔时间是一个杀菌的时间),每次有时间10分钟要求的清洗。 清洗方法: 1)可以用清水加适量洗洁精,开启水泵循环0.5小时。 2)用工业清洗剂5%、“机床循环系统杀菌剂0.2%”溶解于100%的清水中,冬季是用加热不低于60度的开水清洗,开启水泵循环0.5小时,洗两次。 03.无纺布过滤 过滤出固废渣: 1)将旧液用无纺布过滤,依靠液体的重力透过无纺布,隔离油泥等杂物。 2)可过滤出油泥、固体颗粒物。 3)有条件的用户可买一台便携式滤油机,将旧液分两次过滤。 4)滤出的油泥、固体颗粒物集中盛放。 5)假设有300公斤的旧液体,在两次过滤后可滤出约60公斤颗粒物和油泥。 6)依据固废的处理规范,颗粒物和油泥固废,装好尼龙袋,分类垃圾处理。 04.加入沉降剂沉淀 如果有300公斤的旧液体,将上一工序中过滤后剩余的240公斤液体: 1)由供应商(例如模德石化)加入总量的2%~5%沉降吸附剂和环保活性炭类剂,适度搅拌后沉淀。 2)也可以用海沙吸附、附剂后变成浅色清液; 3)适度搅拌后、沉淀一次、沉淀反复1、2再处理一次后,会产生半流体、半固体垃圾,大约60公斤。 4)敞口铁桶放置“半流体、半固体垃圾”3-6个月后,大约40公斤水分风干蒸发后,产生大约20公斤的固废颗粒物,再装好尼龙袋,依据分类垃圾处理,依据固废。 05稀释及排放 最后,将如今剩余的180公斤液体,加入10倍自来水即1900公斤稀释。几乎没有污染,稀释后的液体完全可以直接排放;也可用于循环在线切割加工液中二次使用,也可以工业地板洗涤、厕所洁具的清洗。(新泊地)

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四大模具制造技术的发展现状与趋势 http://www.wedm.net.cn/html/post2179.html http://www.wedm.net.cn/html/post2179.html#respond Mon, 08 Jan 2018 02:15:34 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2179 模具制造是指在特定的制造装备和工艺下,直接对原材料进行加工,使之成为具有一定形状和尺寸要求的零件,然后装配成模具的过程,即模具零件的加工和装配过程。模具制造行业属于离散型制造业,其过程复杂,具有单件生产、制造质量要求高、形状复杂、材料硬度高等特点。
模具零件的制造加工方法有常见的金属切削加工、电化学加工和电火花加工,同时还有精密铸造、激光加工、其他高能波束加工以及集2种加工方法为一体的复合加工等。随着数控技术和计算机技术的发展,其在模具零件的加工中应用越来越广泛。
1、特种加工方法
模具制造常用的特种加工方法有:电火花加工、激光加工、超声波加工、电子束加工、模具电铸成形等。
1.1电火花加工
电火花加工是利用电蚀作用去除导电材料的加工方法,又称放电加工或电蚀加工。加工时工件和工具电极同时浸泡在绝缘工作液中,并在两者之间施加强脉冲电压,以击穿绝缘工作液,由于能量高度集中,放电区的高温使工件表面金属局部熔化脱落,达到去除材料的效果。电火花加工主要分为电火花成形加工和电火花线切割加工。

电火花成形加工在模具行业应用广泛,尤其适用于手机、汽车等注射模零件加工。随着零件加工精度、粗糙度要求的不断提高,电火花成形机的需求也增加。电火花成形机的优势:放电加工控制系统可实现4轴联动或5轴联动加工,实现机床加工的高精度(重复定位精度≤2μm)、高效率(切割速率≥500mm/min)、低表面粗糙度(Ra≤0.1μm)、低电极损耗率(≤0.1%)、任意轴向的抬刀和伺服放电加工、复杂的4轴联动加工。

线切割加工是电火花加工的一种,电极是细长金属丝,金属丝在移动同时进行脉冲放电使其附近的金属局部熔化脱落,通过控制金属丝的移动轨迹即可切割相应的图案。高速走丝线切割使用钼丝作为工具电极,其直径为ϕ0.02~ϕ0.3mm,往复移动速度达8~10m/s。低速走丝线切割使用铜丝作为工具电极,其移动速度较慢,一般<0.2m/s,且单向运动。相比于电火花成形加工,线切割加工精度高,约为10μm。慢走丝精度可达0.5μm,表面粗糙度约Ra0.2μm。快走丝精度可达20μm,表面粗糙度约Ra3.2μm。电火花线切割适用于加工冲孔模和落料模等零件上的各种模孔、型孔、复杂型面、样板和窄缝等。
1.2、激光加工

激光加工是材料加工部位在高能激光束的照射作用下加热至高温熔融状态,并使用冲击波将熔融物质喷射出去的加工方法,或是使材料在较低能量密度的激光束作用下熔化,然后进行焊接的加工方法。在模具行业,尤其是在模具修复和模具制造方面,激光加工应用广泛,常见的有激光切割、激光打孔、激光淬火和激光焊接等。
同时激光加工技术还能应用在表面强化处理方面,主要有2种方式:一是利用激光熔焊对模具表面局部损伤部位进行修复;二是利用激光对模具表面进行淬火硬化。
1.3、超声波加工

超声波是指频率超过人耳频率上限(>16kHz)的振动波。超声波加工是利用超声波作为动力,带动工具作超声振动,通过工具与工件之间的磨料冲击工件表面进行加工的成形方法。采用超声波-电化学抛光复合加工工艺抛光模具型腔表面,不仅可以提高模具型腔表面质量和降低表面粗糙度,还能提高生产效率,减少工具的损耗。
1.4、电子束加工

(资料图:源于网络)
电子束加工是指通过真空环境中的高能电子束将工件待加工部位加热至熔融或蒸发的状态,达到去除材料的加工方法。同时,利用高能电子束提供能量使工件表面发生化学反应,也是电子束加工的一种应用。将带有脉冲电压的电子束照射在模具零件表面,可以对模具零件表面进行抛光处理,是一种新型的模具零件表面处理工艺。
1.5、模具电铸成形

电铸成形是利用电化学过程中的阴极沉积现象进行成形的加工方法,主要用于注射模零件的加工。注射模的电铸成形是将动模作为阴极,将需要电铸的金属作为阳极同时置于镀槽中,然后通入直流电,此时阳极的金属释放金属离子,并向动模沉积,一段时间后,动模上会沉积有适当厚度的金属层,形成电铸层。电铸工艺适用于金属型腔的复制加工,且加工精度高。
2、数控加工技术
2.1
模具零件数控加工
模具作为成型塑件的工具,其零件制造精度要求高于成型塑件的精度。组成模具的大部分零件一般具有复杂的型面,传统的加工方法不仅加工效率低,且加工精度低。数控加工是模具零件加工的主要方法,如数控车削加工、数控铣削加工、数控线切割加工、数控电火花加工等。
(1)数控车削加工。数控车削可用于顶杆、推杆、导柱、导套等轴类零件的加工;还可用于回转体模具零件的加工,如外圆体、内圆盆类零件的注射模零件,轴类、盘类零件的锻模以及冲模的凸模等。
(2)数控铣削加工。数控铣削可用于外形轮廓较为复杂或者带有三维曲面型面的模具零件的加工,如注射模的型芯、型腔板的加工等。
(3)数控线切割加工。数控线切割可加工各种直壁模具零件或者一些形状复杂、材料特殊以及带有异型通槽的模具零件。
(4)数控电火花加工。数控电火花加工可用于微细复杂形状、特殊材料、镶拼型腔板及镶件、带异型槽的模具零件的加工。
(5)数控加工中心加工。数控加工中心根据加工轴数可分为3轴、4轴和5轴等,其中,5轴数控加工中心可以加工高精度、曲面复杂的模具零件。目前,在模具零件加工中,5轴数控加工中心应用较广泛。
2.2
国内外数控系统
国内外有名的数控系统有:发那科(FANUC)、马扎克(MAZAK)、三菱(MITSUBISHI)、西门子(SIMENS)、发格(FAGOR)、西曼斯(CMS)、华中数控(HSK)、广州数控(GSK)、宝元(LNC)、新代(SYNTEC)等,如表1所示。
表1 国内外数控系统

一些国外知名厂家采取技术封锁和低价销售的策略,利用灵活多样的促销手段和先进的技术以及优质的产品迅速抢占中国市场。目前,国内普及型、中、高档数控系统的市场已经被国外品牌垄断。但国外的数控系统有如下缺点:
(1)维修费用高,维修时效性低,系统更新慢。
(2)技术封锁,数控系统二次开发难度大。
(3)与国内数控机床相比价格昂贵,性价比低。
随着国内数控系统公司不断创新,国内数控技术的发展取得了跨越式进展。目前,我国的数控系统与国外相比虽有差距,但差距正不断缩小,如广州数控、华中数控等,正在积极发展自己的核心技术。
3、柔性制造技术
3.1柔性制造单元

柔性制造单元(flexiblemanufacturingcells,FMC)是数控加工中心的扩展,数台数控机床或加工中心和工件运输装置在计算机系统的控制下,根据需要自动更换夹具和刀具,进行工件的加工。FMC主要有以下3种类型。
(1)托板存储库式FMC,其特点是有托板储存系统,可通过PLC控制托板的选择和定位,适用于非回转体零件的加工。
(2)机器人搬运式FMC,由加工中心、数控机床机器人和工件传输系统等组成,有些单元还包括清洗设备。
(3)可换主轴箱式FMC,一般由可更换主轴箱的数控机床、主轴库、主轴交换装置和托板交换装置组成。装有工件的托板交换装置将工件运送至圆形工作台上夹紧,装有主轴箱的动力头驱动刀具加工工件。可换主轴箱式FMC的加工方式为多轴加工,适用于中、大批量的工件加工生产。
3.2
柔性制造系统
柔性制造系统(flexiblemanufacturingsystem,FMS)主要由数台加工中心、工业机器人和自动制导小车(AGV)等组成,在计算机的控制下,实现对不同的加工对象的自动化机械制造。

柔性制造系统的优势有:
(1)设备利用率高。相比于机床分散式单机作业,成组的机床编入柔性制造系统后,生产效率可以提高数倍。
(2)产品数量减少80%左右。柔性制造系统一般包括多个工序,每个产品在生产组装时无需等待就能进入下一工序,从而使等待加工的产品数量大幅度减少。
(3)生产能力稳定。柔性制造系统包含一台或多台机床,当某一台机床发生故障时,能实现降级运转,同时,物料传输系统能自动绕过故障机床,避免生产线停产。
(4)产品质量高。加工时工件只需一次装夹,就能完成各工序的加工,加工精度高、稳定性好。
(5)运行灵活。柔性制造系统的检验、装夹和维护工作都可以在第1班完成,可实现第2班、第3班自动化生产。对于功能更加完善的柔性制造系统,刀具的磨损更换、物流的堵塞疏通等问题都能在监控系统作用下解决。
(6)产品应变能力大。夹具、刀具和物料传送装置的柔性大,系统的可扩展性强,能通过增加或减少设备,实现不同产品的生产。
(7)经济效益显著。FMS能根据装配作业的需要及时调整所需零件的加工,达到及时生产的效果,避免了毛坯的囤积,降低了流动资金的占用量,提高生产效率。同时,在相同的生产能力下,较高的设备利用率能减少设备需求和厂房面积,且FMS能在人员数量少的情况下实现自动化连续生产,降低劳动力的需求,FMS生产的产品质量大幅度提高。
4. 快速制模技术
与传统模具零件加工技术相比,快速制模技术能以较低的生产成本以及较高的效率,制造出较高精度和耐用性的模具,是一种经济效益良好的先进制造技术。
(1)3D打印技术。3D打印属于增材制造(additivemanufacturing,AM)技术,是激光技术、材料科学技术、计算机技术、数控技术高度发展的产物。3D打印技术与传统去除材料的加工方法不同,其采用“分层切片,层层叠加”的原理,只需要把产品3D模型通过指定的方式传输到3D打印设备,就可以打印出具有一定精度的产品。相比于传统制模技术,3D打印技术的制造效率高,成本低,适用于新产品的开发研究。
3D打印技术包括激光立体光刻成型(SLA)、分层物体制造(LOM)、选择性激光熔化(SLM)、熔融沉积成型(FDM)等多种成型工艺。3D打印制造模具实例及镶件如图1所示。

(a)3D打印塑件与硅胶模具

(b)3D打印金属模具镶件
图1 3D打印制造模具实例及镶件
(2)表面成形制模技术。表面成形制模技术可用于型腔表面或精细花纹的加工,涉及的工艺技术有电铸、喷涂、化学腐蚀等。
(3)浇铸成形制模技术。浇铸成形制模技术主要有铋锡合金制模技术、锌基合金制模技术、树脂复合成形技术及硅胶制模技术等。
(4)冷挤压及超塑性成形制模技术。冷挤压是模具型腔板的一种加工方法,不需要切削加工,只需将坚硬的原模或动模经过冷挤压压入较软且塑性好的材料内,形成所需的型腔。经冷挤压加工形成的型腔表面光滑,可缩短挤压后的加工过程。采用冷挤压、冷滚压加工方法加工复杂型腔或型面的新工艺,由于效率高、质量好,广泛用于制造塑料、压铸、热锻、精压、冷镦、冷冲、螺纹滚压等各种模具零件。
(5)无模多点成形技术。通过对一系列排列规则、高度可调的基体的实时控制,自由地构造成型面,实现板材曲面加工,是集计算机技术和多点成形技术于一体的复合制造技术。
(6)随形冷却技术。注射模中,冷却水道可以根据塑件形状设计成相应的形状,水道直径可以根据需要改变,水道截面形状的选择呈多样化。模具冷却时间是决定塑件生产周期长短的重要因素,通过CAE分析优化模具冷却水道的形状和布置方式,可以提高冷却效率,并降低因冷却不均导致的废品率。目前,随形冷却水道主要通过选择性激光熔化(SLM)技术制造,具有随形冷却水道的注射模如图2所示。(刘斌 模具工业 模具工业)

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中走丝与慢走丝加工的技术差距 http://www.wedm.net.cn/html/post2174.html http://www.wedm.net.cn/html/post2174.html#respond Mon, 20 Nov 2017 02:31:11 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2174 中走丝与慢走丝加工的技术差距

一、 快走丝加工技术的发展现状
顾名思义,快走丝加工是因为切割加工过程中电极丝作高速的走丝运转而得名。快走丝加工机床是我国独创的电加工机床,经过几十年的不断完善和发展,现已成为制造业中的一种重要加工手段。可满足中、低档模具加工和其他复杂零件制造的要求,在中低档市场中占有相当的分量。
快走丝加工机床最大的优势在于拥有良好的性能价格比。由于它的实用性、经济性,所以在国内有较大的市场。传统快走丝加工采用一次切割的工艺,加工效率在40 ㎜²/min左右,表面粗糙度在Ra3.0μm左右,表面有较明显的线纹,加工精度在0.02㎜左右。
为改善加工品质,快走丝加工机床制造厂家参照多次切割工艺,改进了机床的相关部件,出现了所谓的“中走丝机床”。机床的数控精度、脉冲电源、走丝系统、工艺数据库等大量的工艺技术方面有了较大的提高。提高了加工精度,改善了表面质量。
目前中走丝加工机床的技术指标:进行一次切割的效率180㎜²/min,多次切割后的表面粗糙度为Ra≤1.0μm,此时的平均效率为50㎜²/min,加工表面光泽无明显切割条纹,加工精度0.01㎜,电极丝损耗≤0. 01 ㎜ /20 万㎜² 。这些性能指标看起来已经比较不错,但需要注意的是,获得这些指标需要保证好各个环节,一旦有出入,比如工作液的浓度、电极丝的损耗发生变化,就会影响加工质量的稳定性。
生产中走丝机床的典型厂家有苏州三光、苏州汉奇、上海特略、北京安德、苏州宝玛、苏州新火花、上海大量等。
二、 慢走丝加工技术的发展现状
精密、复杂、长寿命冲压模具制造精度及表面质量要求的不断提高,快走丝加工技术已不能适应精密模具的制造要求,这种现状促进了慢走丝加工技术的迅速发展,其各方面工艺指标已达到了相当高的水平,是其它加工技术不可替代的。
1. 慢走丝加工技术的发展现状
(1)加工精度提高
多次切割技术是提高慢走丝加工精度及表面质量的根本手段。一般是通过一次切割成形,二次切割提高精度,三次以上切割提高表面质量。
由于在切割拐角时电极丝的滞后,会造成角部塌陷。为了提高拐角切割精度,采取了更多的动态拐角处理策略。如:自动改变加工速度、自动调节水压、控制加工能量等。
先进的慢走丝加工机床采用的高精度精加工回路,是提高加工工件平直度的有效技术,使厚件加工的精度得到显著提高;为了进行小圆角、窄缝、窄槽及微细零件的微精加工,顶尖的数控低速走丝电火花线切割机床可以采用0.02~0.03 ㎜的电极丝进行切割。
为了保证高精度的加工,机床的机械精度、脉冲电源精度、伺服控制精度(包括对机械运动、脉冲参数、走丝系统和工作液系统的控制)都已达到极高的水准。采用水温冷却装置,使机床内部温度与水温相同,减小了机床的热变形;采用闭环数字交(直)流伺服控制系统,确保优良的动态性能和高定位精度,加工精度可控制在若干微米以内,精密定位可实现0.1μm当量的控制;采用浸入式加工,降低工件热变形;电机伺服,闭环电极丝张力控制;采用电压调制对刀电源实现高精度对刀,对刀精度可达0.002 ㎜,不损伤工件,不论干湿。
(2)表面质量日臻完善
先进的慢走丝加工机床采用平均电压为零的无防电解脉冲电源,电解的破坏已降到最低程度。此外,由于脉冲电源的改进,普遍采用高峰值,窄脉宽(微秒级),材料大多数为气相抛出,带走了大量的热,工件表面温度就上不去,开裂的现象大为减少;不仅加工效率高,而且使表面质量大大提高。采用无电解电源进行电火花线切割加工,可使表面变质层控制在2μm以下。切割的硬质合金冲模刃口的耐磨性和磨削没有什么不同,甚至优于机械磨削加工,越来越多的零件加工“以割代磨”。
(3)加工效率提升
由于纳秒级大峰值电流脉冲电源技术及检测、控制、抗干扰技术的发展,慢走丝加工机床的加工效率也在不断提高,当前先进的慢走丝加工机床的最高加工效率可达500㎜²/min。较大厚度工件的加工效率有实际意义的技术提升,如切割300 ㎜厚的工件时,加工效率可达170㎜²/min。对于厚度变化工件的加工,通过自动检测加工件的厚度,自动调整加工参数,防止断丝,达到该状态的最高加工效率。
另外,先进慢走丝加工机床推出的快速自动穿丝技术,自动穿丝时间<15 s提高了加工操作的效率;推出的双丝自动交换技术,能采用0.20~0.02 ㎜的电极丝自动进行双丝切换加工。采用粗丝进行第一次切割,一般丝径为0.25 ㎜,以提高加工效率,并可无芯切割;然后采用细丝进行修整,一般采用0.10 ㎜的细丝,切割出小圆角,并可提高精度,总体可节省30%~50%的切割时间。
(4)自动化、智能化及信息化的发展
加工过程中,为了减少人的干预,保证达到预期的工艺指标,慢走丝加工的自动化、智能化及信息化取得了相应的发展。
慢走丝加工机床完备的工艺专家系统按加工要求给出成套参数。不仅包括常用电极丝牌号和相应的工件材料,还提供了如PCD、PCBN等特殊材料的加工参数,可依据上下喷嘴是否与工件接触,距离多大,是在切风中精修,还是敞开面精修,精度、表面粗糙度和效率哪一项优先的加工策略来生成各自的规准;放电专家系统应付切割中的随机因素,在切入、切出、截面变化、中心切割、接近边缘切割、大截面高速切割等情况下,在加工过程中运用自适应控制策略及自动化控制功能,得到不断丝稳定高效加工。
自动无孔探测功能也很实用,自动跳步加工时,如果预孔被忘记打出或孔位偏移,机床就会自动移到下一个预孔上,这样可防止在无人操作加工时停机,在穿好丝之后发生短路时,可自动搜寻消除短路的位置,提高了连续无人操作运转的可靠性。
机床的CNC系统配以标准化机械接口,组成智能化的制造系统,通过3R系统或EROWA系统的机械手,可方便地实现工件(托盘)的自动交换,配以专家系统及电极丝自动交换技术,可以自动完成全部加工过程。
2. 各档次慢走丝加工机床的技术水平
可将慢走丝加工机床分为顶级、高档、中档、入门四个档次。生产慢走丝机床的典型厂家有瑞士GF加工方案(原阿奇夏米尔)、日本牧野、日本三菱、日本沙迪克、日本西部、日本法兰克等。
(1)顶级慢走丝加工机床
这种慢走丝加工机床代表了目前的最高水平,主要由瑞士、日本制造。这类机床的加工精度能保证在±0.002 ㎜以内,最高加工效率可达400~500㎜²/min,表面粗糙度可达Ra0.05μm,具有完美的加工表面质量,表面几乎无变质层,能使用Φ0.02 ㎜的电极丝进行微精加工,主机大都具有热平衡系统,一些机床采用在油中进行切割加工。这类机床功能齐全,自动化程度高,可以直接完成模具的精密加工,所加工的模具寿命已达到机械磨削水平。
(2)高档慢走丝加工机床
这类机床基本上由瑞士和日本公司生产,具有自动穿丝功能,无电阻防电解电源,整体热恒定系统,能采用Φ0.07 ㎜的电极 丝进行切割,精度在±0.003 ㎜左右,最高加工效率能达300㎜²/min以上,表面粗糙度能达到Ra<0.2μm,具有适时检测工件截面变化、实时优化放电功率功能。这类机床也广泛用于精密冲压模加工。
(3)中档慢走丝加工机床
这档机床一般由瑞士和日本公司在中国的制造工厂生产,一些台湾机的技术水准也能达到这个档次,其配置和性能满足了国内大多数精密线切割加工的要求。一般都采用无电阻防电解电源,具有浸水式加工、锥度切割功能。实用的最高加工效率为150~200 ㎜²/min,最佳表面粗糙度达Ra<0.4μm,切割精度可达±0.005㎜,一般采用Φ0.1㎜及以上的电极丝进行切割,配备的防撞保护系统可避免由编程错误或误操作引起的碰撞受损,配备或者可选配自动穿丝机构。
(4)入门级慢走丝加工机床
这档机床一般是台湾机床或者国内自主研发生产的机床,其配置和性能满足国内普通模具与零件的加工要求。一般多使用切一修一,切一修二的工艺,能稳定达到表面光洁度在Ra0.8μm左右,加工精度在±0.008㎜,大多只能使用0.15mm及以上的电极丝进行切割,加工的表面微细组织、拐角与先进的机床有一定的差距。
总的来说,慢走丝加工机床与快走丝加工机床相比,在加工效率、精度、表面质量等方面都具有非常明显的优越性。虽然慢走丝加工机床的价格较贵,但随着制造业的高速发展,它将会被越来越多地应用于各加工领域。

 

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运丝机构、加工精度以及导向器对中走丝线切割机床性能的影响 http://www.wedm.net.cn/html/post2135.html http://www.wedm.net.cn/html/post2135.html#respond Sat, 06 May 2017 08:03:44 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2135 编者注:对于中走丝,运丝机构对加工的影响至关重要,而运丝机构及导向器对加工精度的影响也是决定性的,故本文探讨这三者之间的相互关系,虽然写的相对宽泛,但是对于技术交流依然有一定的借鉴作用,文章原发表于工程机械,转载至机经网。原作者未查到,有知道的请告知,作为一个负责任的技术网站,坚持尊重原创!

一、中走丝线切割机床运丝机构对断丝的影响

中走丝线切割机的运丝机构主要是由贮丝筒、线架和导轮组成。当运丝机构的精度下降时(主要是传动轴承),会引起贮丝筒的径向跳动和轴向窜动。

贮丝筒的径向跳动会使电极丝的张力减小,造成丝松,严重时会使钼丝从导轮槽中脱出拉断。贮丝筒的轴向窜动会使排丝不匀,产生叠丝现象。贮丝筒的轴和轴承等零件常因磨损而产生间隙,也容易引起丝抖动而断丝,因此必须及时更换磨损的轴和轴承等零件。贮丝筒换向时,如没有切断高频电源,会导致钼丝在短时间内温度过高而烧断钼丝,因此必须检查贮丝筒后端的行程开关是否失灵。要保持贮丝筒、导轮转动灵活,否则在往返运动时会引起运丝系统振动而断丝。

绕丝后空载走丝检验钼丝是否抖动,若发生抖动要分析原因。贮丝筒后端的限位挡块必须调整好,避免贮丝筒冲出限位行程而断丝。挡丝装置中挡块与快速运动的钼丝接触、摩擦,易产生沟槽并造成夹丝拉断,因此也需及时更换。

导轮轴承的磨损将直接影响导丝精度,此外,当导轮的v型槽、宝石限位块、导电块磨损后产生的沟槽,也会使电极丝的摩擦力过大,易将钼丝拉断。

这种现象一般发生在机床使用时间较长、加工工件较厚、运丝机构不易清理的情况下。因此在中走丝线切割机床在使用中应定期检查运丝机构的精度,及时更换易磨损件。

二、中走丝线切割机床的加工精度如何衡量

在用户使用中走丝线切割模具加工时,中走丝线切割加工为最后工序,所以对加工精度要求很高,如果中走丝机床的机械精度不好,将直接影响产品及模具的加工质量,最终导致失去用户、失去市场,因此在中走丝线切割机床选型时,如何判断与衡量中走丝线切割机床精度及结构、优劣是非常重要的,那么就来简单的讲解下;

一般来讲新的中走丝线切割精度容易判断,因为有国标GB7926-2005以及相关的线切割机床精度通用标准,所以在用户买一台新的中走丝机床调试验收时就能知道合格与否;然而最重要的则是对中走丝机床精度保持性的判断,因为中走丝机床精度保持性的好坏只有在该线切割机床经过一定时期的使用才会反映出来,而国家标准也无法对其进行严格的定量控制,所以只能是用户自己在选型时对中走丝线切割机床及结构进行深入细致的了解,切不可道听途说、偏听偏信一些没有根据的传言,以免扰乱您的判断力,影响您的加工工期。

三、导向器在中走丝线切割机床加工工艺中主要作用

众所周知慢走丝线切割机床上下导丝嘴内均装有宝石导向器,并且对精度的提高起到关键作用。由于慢走丝机床的丝速很慢,而且丝的材料为铜,硬度较低,所以电极丝对导向器的磨损较小,另外由于铜材内应力很小,拉直方便,所以电极丝在人为(或自动)穿过导向器时很容易。

可是中走丝线切割机床情况就不同了,由于电极丝为钼丝,其硬度和应力都远远大于铜丝。当在显微镜下观测钼丝时,钼丝表面有大量的“积瘤”,当钼丝高速运行时对导向器而言无异于“钢丝锯”。所以与慢丝相比导向器的磨损非常大,而且在导向器的安装时很难将导向器的小孔与上下主导轮之间的钼丝重合。这不仅加快了导向器的磨损,而且直接影响切割时的钼丝空间位置。

对于模具加工的位置精度和相同零件的一致电火花成型机性精度的影响都是非常致命的。另外由于钼丝的内应力很大,而导向器的小孔只能比钼丝直径大0.01mm(否则无导向作用),加之导向器和钼丝粘满工作液,所以操作人员要把钼丝穿过这个小孔时难度非常大,这对操作人员的耐心是巨大的考验。从现实的应用情况看,客户大都最终放弃了导向器的应用,可见对于中走丝线切割机床而言,导向器的应用不是中走丝提高精度与光洁度的关键。

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硬质合金电火花线切割加工工艺参数研究 http://www.wedm.net.cn/html/post2051.html http://www.wedm.net.cn/html/post2051.html#respond Sun, 13 Nov 2016 09:01:14 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=2051 硬质合金电火花线切割加工工艺参数研究
  摘 要:采用高速走丝电火花线切割机床对YG6硬质合金进行切割加工实验,研究各电参数(脉冲宽度、脉冲间隙、峰值电流、间隙电压)对硬质合金切割加工速度和表面粗糙度的影响。硬质合金加工表面有许多凹坑,且随脉冲宽度和间隙电压的增加,凹坑更加明显。  

1 、前 言  

硬质合金是由硬度很高的难熔金属碳化物(如碳化钨、碳化钛、碳化钽与碳化铌等)和粘结金属(如钴、铁或镍等)粉末按一定比例混合,通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,即使在高温下仍有很高的硬度[1]。硬质合金因其高硬度和高耐磨性在模具制造业中得到广泛使用。与钢质模具相比,硬质合金模具的使用寿命可达数百万次以上[2],加工出来的工件质量明显优于钢质模具加工的工件,从而降低了生产成本,提高了产品质量。由于硬质合金的硬度高,韧性差,采用刀具加工较困难,可采用电火花线切割[3]进行加工。        本文采用电火花对YG6硬质合金进行切割加工实验,研究电参数对硬质合金切割加工速度和表面粗糙度的影响,以及切割加工后硬质合金的表面形貌。

2 、实 验  

实验材料为YG6硬质合金,厚度20mm。实验设备采用北京阿奇夏米尔公司生产ACTSPARKFW—1型数控高速走丝电火花线切割机床,电极丝采用钼丝,直径0.18mm,工作液为12%线切割乳化液。研究的电参数包括脉冲宽度、脉冲间隙、峰值电流、间隙电压。脉冲宽度的放电时间范围为2~33μs;脉冲间隙的间隔时间范围为10~165μs;峰值电流的大小取决于功率管数的多少,其调节范围为0.5~9.5A。采用粗糙度测试仪测量加工工件表面粗糙度,按加工面积除以加工时间计算出加工速度,根据数据绘制相应的曲线图表。

3 、结果与讨论

考虑到本实验主要研究各电参数(脉冲宽度、脉冲间隙、峰值电流、间隙电压)对硬质合金加工速度和表面粗糙度的影响,采用单参数变化实验法,即上述4个电参数中的3个不变,只改变其中的1个参数进行实验研究。

3.1 脉冲宽度对加工速度和表面粗糙度的影响

脉冲宽度的选取一般取决于工艺要求和所加工的材料以及材料的厚度[2]。在其他参数不变的情况下,只改变脉冲宽度对加工速度和表面粗糙度的影响见图1,所采用的电参数与实验结果见表1。

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图1 脉冲宽度对加工速度和表面粗糙度的影响

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                                          表1 电参数与实验结果

从图1和表1可以看出,在其他参数不变的情况下,随着脉冲宽度的增加,加工速度加快,表面粗糙度增大,但当脉冲宽度超过9μs后,加工速度明显下降,而表面粗糙度则继续增大。这是因为放电过程中形成的电腐蚀坑尺寸随单个脉冲能量的增大而增大,而脉冲宽度的增大加大了单个脉冲能量的平均值,因此加大了加工表面粗糙度。电蚀产物的体积随单个脉冲能量的增大而增大,当无法顺利排出时,就降低了加工速度。

3.2 脉冲间隙对加工速度和表面粗糙度的影响

脉冲间隙为连续两个电压脉冲之间的间隔时间。按理论分析,脉冲间隙减小时,在单位时间内脉冲的个数将会增多,以至切割速度加快,但不能过小,否则会因为电蚀产物不能及时排出而降低加工速度,甚至出现断丝[4]。其他参数不变,只改变脉冲间隙对加工速度和表面粗糙度的影响见图2,所采用的电参数与实验结果见表2。  5cb44ee7-20de-405b-8dbd-734032e277fa

 图2 脉冲间隙对加工速度和表面粗糙度的影响

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 表2 电参数与实验结果

                                从图2和表2可以看出,当脉冲间隙达到45μs时,加工速度达到峰值,随后随脉冲间隙增加而下降,这主要是因为随着脉冲间隙的增大,单个脉冲能量逐渐减小,从而降低了加工速度。表面粗糙度随着脉冲间隙的增大总体呈现下降趋势,这也是因为单个脉冲能量的减小使得加工时间加长,从而降低了加工表面粗糙度。

3.3 峰值电流对加工速度和表面粗糙度的影响  

峰值电流是决定单脉冲能量的重要因素之一,对线切割加工影响较大。其他参数不变,只改变值电流对加工速度和表面粗糙度的影响见图3,所 采用的电参数与实验结果见表3。

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                        图3 峰值电流对加工速度和表面粗糙度的影响

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 表3 电参数与实验结果

                      从图3和表3可以看出,随着峰值电流的增大,加工出来的工件表面粗糙度逐渐增大,加工速度也随峰值电流的增大而加快,当峰值电流超过5A后,加工速度明显下降,这与脉冲宽度对加工速度和表面粗糙度的影响相似,这是由于峰值电流的增加使单个脉冲的放电能量增大,当电流过大时,加工过程中产生的电蚀产物体积加大,当电蚀产物无法顺利排除时,加工速度就会下降。

3.4 间隙电压对加工速度和表面粗糙度的影响

其他参数不变,只改变间隙电压对加工速度和表面粗糙度的影响见图4,所采用的电参数与实验结果见表4。          从图4和表4可以看出,其他参数不变,加工速度随间隙电压的增加先加快,当间隙电压超过3V后,加工速度就开始逐渐下降,而加工表面粗糙度的变化没有固定规律。间隙电压过小,放电间隙就小,不利于电蚀产物的排除,电极丝容易与工件接触,产生短路,出现电极丝回退现象。

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                                  图4 间隙电压对加工速度和表面粗糙度的影响

3ec34d3a-8415-4fe2-8771-86cee91b3337表4 电参数与实验结果

       3.5 电火花线切割对YG6硬质合金加工表面质量的影响

图5所示为光学显微镜观察到的YG6硬质合金加工件的表面形貌,其中图5(a)和图5(b)为100倍光学显微镜照片,电参数为:脉冲宽度3μs、脉冲间隙35μs、峰值电流5A、间隙电压2V;图5(c)和图5(d)为500倍光学显微镜照片,电参数为:脉冲宽度10μs、脉冲间隙35μs、峰值电流5A、间隙电压3V。         从图5可以看出,在电火花线切割加工硬质合金时,硬质合金表面会产生许多高低不平的小坑[5],这是由于电火花线切割加工过程中电腐蚀产生的电腐蚀坑,同时由于熔化和气化的金属未能及时排除,再次凝固在表面形成微小颗粒。对比各图可以看出,随着脉冲宽度和间隙电压的增加,加工表面的凹坑越明显。

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图5 YG6硬质合金加工件表面形貌

4 、结 论   

高速走丝电火花线切割机床对YG6硬质合金进行切割实验的结果表明,表面粗糙度和加工速度与脉冲宽度、脉冲间隙、峰值电流、间隙电压有重要关系:       (1)其他参数不变,随着脉冲宽度的增加,加工速度加快,表面粗糙度增大,当脉冲宽度超过9μs后,加工速度明显下降,而表面粗糙度则继续增大。       (2)其他参数不变,随着脉冲间隙的增大,加工速度先是加快,当脉冲间隙超过45μs后,加工速度开始下降,表面粗糙度随着脉冲间隙的增大总体呈现下降趋势。       (3)其他参数不变,随着峰值电流的增大,表面粗糙度逐渐增大,加工速度也随峰值电流的增大而加快,当峰值电流超过5A后,加工速度明显下降。  (4)其他参数不变,加工速度随间隙电压的增加先加快,当间隙电压超过3V后,加工速度开始逐渐下降,而加工表面粗糙度的变化没有固定规律。  (5)电火花线切割加工硬质合金,表面会产生许多高低不平的小坑,并且随着脉冲宽度和间隙电压的增加,加工表面的凹坑更加明显。

(来源: 太原理工大学   作者:郭崇文,李文斌)

 

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CCMT2016展品五大看点 http://www.wedm.net.cn/html/post1990.html http://www.wedm.net.cn/html/post1990.html#respond Thu, 14 Apr 2016 10:03:06 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=1990  

第九届中国数控机床展览会(CCMT2016)将于2016年4月11-15日在上海新国际博览中心如期举办。

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本届展会得到包括20多个国家和地区的1200余家境内外企业的积极响应,其中国际知名企业众星璀璨,不胜枚举。展会规模宏大,展示面积达到创纪录的12万平方米。展品范围涵盖金属切削机床、金属成形机床、特种加工机床、柔性加工单元、自动化生产线、控制系统与自动化元器件、功能部件、量具刃具工卡具、计量与检测仪器、附件与材料等众多产品,代表了当代最新机床制造技术水平。
本届展会的主题是“新环境?新格局?新作为”,意在新经济环境下,以积极主动之精神,探索寻求发展之路,实现新作为,再创新辉煌。相信本届展会不仅带给你新技术新产品,更带给您新思维、新启迪、新动力。

本届展会展品和技术有什么特点,看点亮点在哪里?根据部分展商提供的资料,大致归纳总结出以下五个方面,以飨观众。这只是一种视角,一种观点,难免偏颇,仅供参考。
一、与信息、网络深度融合,数字化制造技术取得新进展
以德国《工业4.0》为代表的未来工业发展战略,开拓了第四次工业革命的新纪元。作为制造业基础装备的数控机床,利用现代网络、通讯、信息、物流以及云计算、移动通讯等最新技术,将设备、产品、物、设计与工艺技术和人之间进行深度融合无缝连接,实现信息高效充分的交流、处理和应用以及从数字控制机器向虚拟与现实生产环境融合角色的转变,是新一轮工业革命的必然要求和新的发展方向。本届展会将从数字化工厂全面解决方案、数控系统、数控机床等多个侧面展示这方面的进展。
西门子作为德国工业4.0 建议和推动者之一,将以迈向工业4.0之数字制造为主题,携Sinumerik 808D、828D、840DSL全系列数控系统和与之配套的Sinumics驱动系列、Simotics电机系列以及数控系统与IT技术、机器人的高度集成等智能全面解决方案参加展会。展示内容还包括西门子公司的技术和产品在航空、航天、电力、电子、汽车和教育等领域成功应用的范例。同时展出的产品生命周期管理 (PLM) 软件,是西门子数字制造解决方案的一个重要平台,通过将计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造 (CAM)、产品数据管理(PDM) 和制造过程的无缝集成,帮助企业对产品的生命周期,包括产品构思、设计与制造、服务直至退市进行高效且经济的管理。
MAZAK展示的最新的第七代SMOOTH系统,具备了数字制造环境下数控系统和数控机床的基本功能和特点。SMOOTH的多种接口以及支持MTCONNECT(美国AMT推出的开源、免费的机床通讯标准),使之具备数控系统、设备、应用软件之间强大的连接、交互操作、信息交换与分析功能,实现对生产系统和数据信息的集中管理与共享,胜任智能化生产管理和服务的各项任务。SMOOTH还有可用于车间级管理的PC版本。MAZAK还将在展会期间介绍公司内部目前正在大力推进的“iSMART Factory”新一代智能工厂方案,其主要目标是通过数据的采集和互联,实现生产计划的自动调整,大幅缩短、减少和降低生产周期、半成品成品产品库存以及管理工时。该方案是MAZAK对数字制造与数字化生产装备的最新诠释,对其深入的了解有助于对《工业4.0》、美国“工业互联网”和《中国制造2025》的认知和实践。
DMG MORI展示的CELOS系统,做为工业4.0的全新标杆产品,以独特的技术将机床与公司组织连接为一体,构成完整持续的数字化、无纸化生产的支撑和基础。CELOS系统是DMG MORI全新高科技产品统一的用户界面,具有生产计划、辅助功能、技术支持、配置与机床状态监控五类功能的16种应用程序,通过 21.5英寸多点触摸屏,实现对数控系统、任务管理、任务规划、网络服务、状态监控、机床维护、工艺流程数据和机床数据等一体化数字化管理、记录和显示。CELOS的PC版本能够在PC上使用 CELOS的所有功能,可将任意机床或设备集成在整体CELOS外围设备中,可让用户在加工准备阶段就能对生产与制造流程进行最佳规划与控制。实践证明,CELOS直接连接ERP(企业资源计划)/PPS(生产计划解决方案)/PDM(产品数据管理)系统,可将生产效率提高30 %。
OKUMA展示的新一代的OSP suite系统,曾荣获日刊工业新闻社主办的 2014年十大新产品奖。OSP suite将智能化技术与“制造”所需要的数字信息、应用程序融为一体、通过易于使用的新操作系统“suite触摸屏”,将CNC装置从机器控制器进化为“制造”控制器,实现了由“机床控制器”向“制造管控器”的华丽转身。OSP suite 将制造各环节的优质软件高效融合在一起,备有30种以上的应用软件,可随时访问包括可视化、数字化的生产指示、作业指示、加工运转状态、机床维护等数据和信息,是实现数字制造的强大工具。
FANUC展示的0i-F数控系统是一款高性能、高效、更易用的全新一代数控系统,具有丰富的信息化功能,能够提供远程桌面功能和运转管理软件,支持各种工业网络和现场网络,实现企业内部机床的集中管理。
作为我国铣床制造业的排头兵,北京北一机床股份有限公司将展示顺应时代潮流,实现跨越发展,迈向数字制造目标所取得的进展。展示内容包括数字化车间工件库、工装库、刀具库的集中管理和自动调用;数字化车间信息集成,利用MES管理技术将上位机、数控机床、机器人、AGV小车进行信息集成和统一管理,集中同步显示各机床数控系统画面;数字化车间资源管理,包括利用资源管理系统、触摸屏终端,让用户可以在触摸屏上体验智能制造的理念。
沈阳机床集团展出的i5数控系统,物如其名,将工业化、信息化、网络化、智能化、集成化(Industry、Information 、Internet、Intelligent 、Integrate)5i有效集成,实现了操作、编程、维护和管理的数字智能制造控制。i5的管理智能化工具可以提供车间级的生产管理信息,能够实时收集机床信息,掌握设备状态,进行设备效率分析、成本分析、工单计划、生产趋势分析等管理。通过i平台的接入,用户还可以通过手机终端访问车间管理功能,无论你在何处,一切尽在掌握之中。i5系统所开创的技术无疑将对国产数控系统和数控机床的未来发展产生深刻影响。
华中数控展出的华中8型高性能数控系统,基于云计算、大数据、信息物理融合系统(CPS)等单元技术,利用控制信息、传感信息、网络信息,实现了数控机床的智能化控制。研发的智能管理、智能调试、智能补偿、智能加工、健康保障、网络销售平台、租赁服务、云端工厂等原创性软件以及在武汉建立的“数控加工大数据中心”,有力推动了华中数控系统迈向数字化制造的进程。
二、与市场、用户紧密相接,专业化产品和服务取得新硕果
生产的社会化和经济的全球化,促进了专业化生产方式和装备的快速发展。聚焦细分市场、聚焦用户服务领域、深入挖掘用户生产工艺需求,满足重点领域发展需要,为用户提供个性化产品和服务,已成为世界制造业的主导理念,催生出一批批优秀的产品和服务。本届展会上,一批市场定位明确、设计精湛、软硬件配置专业、高效、性价比优越的专用化、定制化展品,与产业转型升级急需装备紧密对接,为众多用户提供多种选择。
北二展出 B2-K1026的偏心轴磨床,是一款针对工业机器人RV减速器、压缩机偏心轴类零件精密高效磨削设备。机床采用先进的随动磨削技术,一次装夹完成偏心颈和主轴颈的磨削加工;机床具有的直驱、静压导轨、全闭环控制、120m/s超高速CBN砂轮等先进技术以及圆度、尺寸补偿功能,大幅提升了加工效率和加工精度;向导式操作界面及无编程软件专家系统,有效简化并方便了机床的编程和操作。
埃马克(中国)机械有限公司太仓分公司在亚洲首次推出的齿轮加工自动化生产线,提供了齿轮(直径200mm,最大模数4mm)从毛坯-精车-滚齿加工的全套交钥匙解决方案。生产线由2台VL 2 倒立式车床、1台VL 4 H立式滚齿机和集输送带、转换器和翻转器功能为一体的TRACKMOTION自动化输送系统组成。工件上下料全部由3台机床的主轴自动抓取。工件的水平传输速度和垂直抓取速度分别达到150m/min和25m/min。整线结构紧凑,具有很高的柔性和效率,适用于齿轮特别是汽车工业变速箱齿轮的批量生产。
北京市电加工研究所展出的A30、N85、B45三台精密电火花成形机床,虽规格和结构形式有所区别,但都定位于航空、航天、模具等领域复杂型面、细微结构、难加工材料类零件的精密高效加工,所具有的五轴联动功能是目前国内外公认的能实现带叶冠整体式涡轮盘类零件工程化生产的唯一加工技术。此外,在加工零件的精密细微结构方面,如窄槽、窄缝、深腔、异型盲孔、内腔侧向盲孔等,也具有其他金切机床无可比拟的优势。
济南二机床集团有限公司展出的XH2416×30五轴联动定梁龙门加工中心,定位于航空航天、轨道交通、能源、船舶、模具等领域铝合金、钛合金、耐高温合金以及复合材料等高强度轻质材料复杂零件的高速高效精加工,A、C双摆角机械传动主轴,最大扭矩1322N.m,最高转速3000r/min,一次装夹可完成粗、精铣削加工,镗孔、钻孔、铰孔、攻丝等多种加工。
沈阳机床股份有限公司展出的VMC0656e门式五轴加工中心,主要用于模具行业型腔模、压铸模、铸模、深拉模和冲压模等各类模具的高效加工,也可用于阀体、薄壁类、壳体类、框架类零件以及叶轮、叶片等具有复杂曲面的零件的柔性高效加工。整机采用龙门动横梁和可倾转台结构,直线轴直连驱动,具有高效高精和高刚性特点,能够实现一次装夹自动连续完成多个平面的高速铣、镗、钻、铰、攻丝等多种加工。
上海拓璞数控科技有限公司首次展出的XK1445-5C五轴龙门加工中心,是为航空航天领域各种壁板、型腔、框架类复杂零件的精密加工而研发的新品。整机采用高架桥龙门布局,并经有限元分析优化,具有很高的动静态特性,五轴全闭环控制,装有自主知识产权的高速高精A/C双摆角铣头,主轴最高转速20000r/min,配HSK刀柄,工作台宽1000mm。
南通麦斯铁数控机床有限公司展出的MPFMS1212柔性加工生产线,是专为汽车的纵/横梁平板梁或U型梁冲孔加工而研发的一种高效高精度的自动化加工设备。上下料、板料送进与定位、模具的选择与交换、冲压成形等全部自动完成,还具有等离子切割、漏孔检测、二维CAD图自动识别、图形显示、自动编程、浮动夹钳无加工死区、断点续冲等多种功能。
南京彩云机械电子制造集团有限公司展出的CY-126CNC数控蜗杆旋风铣床,是针对小模数蜗杆轴加工而开发的专用高效设备。机床采用成型刀具高速旋风铣削方式,切削力小,零件变形小,精度和光洁度高,加工效率较传统加工方式提高5-10倍以上,加工精度7级,表面粗糙度Ra0.8,适用于汽车、医疗器械、微电机、电动工具等多领域左右旋蜗杆和螺纹的批量加工。
刀具行业在为各行各业提供专用高效刀具方面表现突出,如株洲钻石切削刀具有限公司,长期致力于汽车制造业金切刀具的研发和生产,其为汽车发动机缸盖、缸体、活塞、连杆、曲轴加工提供的成套刀具解决方案,深受用户好评与青睐。

此外,湖北九洲数控机床有限责任公司的XGR-800全自动曲轴滚压机床、青海华鼎装备制造有限公司的FCMK8311数控(轨道轮轴)轴颈车磨复合机床等一批高效专用机床也参加了展示。
现代机床专业化趋势的另一重要表现形式,是应用和控制软件的专业化。事实上全球有实力的企业都在将自己的专业技术融入到应用和控制软件中,借以提升产品的技术含量,强化竞争的技术优势。例如全球著名品牌瑞士百超(Bystronic)公司展品所采用的BySoft7软件,是一款功能强大的软件解决方案,以大型数据库为基础,能够帮助用户处理所有切割折弯相关的钣金加工任务。“让工作变得更轻松”是BySoft7的基本宗旨,其含义之一是结构缜密,对新用户操作十分便利和直观。其次是简化了公司内部流程,使得设计、计划、工艺方案、加工模拟等全套工作流程变得非常便捷顺畅。BySoft7由平面切割、管切割、折弯和工厂管理四个模块组成。其中的工厂管理软件可以为客户计划并监控所有工作流程,可以关联所有相关机床和生产数据,确保了工作流程的高度透明和协调一致。从这个角度上说,BySoft7同样是一款非常优秀的适应数字化制造的产品。 
三、自动化技术日新月异,无人化生产技术深入发展
实施“中国制造2025”未来发展战略,或是达成近期经济提质增效、产业转型升级目标,都需要高度自动化的技术与装备做支撑。现代科技和自控理论的发展,为自动化技术提供了坚实的基础,人们对自动化的不懈追求,源源不断创生新的技术与产品。自动化技术与产品是展会最活跃的因素,单机自动化、柔性制造单元、自动生产线、工业机器人、自动化元器件等展品,代表了这方面的最新发展成果。
在单机自动化方面,装载自动化得到更广泛的应用,工业机器人和机械臂与机床的结合,是继自动换台(APC)之后更具普遍意义的一种自动装载方式。这类展品很多,且应用的范围更加扩大,如阿戈通贸易(上海)有限公司的Leo Peri可转位刀片磨削中心,嘉尼赫的JHP-2003CNC外圆磨床+关节机器人,江西杰克的MK1320外圆磨床+桁架式机械手、哈尔滨金量的智能机器人齿轮分选机、上海瑞铁数控折弯机+机械手、江苏金方圆MT电伺服数控转塔冲床+自动上下料系统等。
具有“一次装卡,全部完成”功能的高自动化展品占有较大比例。这类展品包括对置双主轴、平行双主轴车床、走心车床、自动车床、五轴加工中心、复合加工中心等。大连三垒机器股份有限公司展出的SVW45C-F立式五轴联动车铣复合加工中心,是国产同类高自动化多任务机床的优秀代表。三个直线轴4导轨支撑导向、X/Y轴双电机双丝杠驱动、可倾式转台A轴双面力矩电机驱动、门式箱中箱结构等先进结构与技术的综合运用,大幅提升了机床工作性能。

自动生产线、柔性制造单元为批量生产模式和基于成组工艺生产模式提供了高效装备。重庆机床(集团)有限责任公司展出的汽车变速箱齿轮加工自动生产线,是国产自动生产线的最新杰作,是国产自动生产线水平的最新代表,整线全部由国产装备集成,包括新一代高速干切滚倒复合机床和剃齿后工件表面去油回收装置,网络化现场生产管理与监控系统可与企业其他信息化系统无缝集成,实现高效柔性运行,加工精度达国标6级,工序能力指数大于1.67,整线无故障运行时间(MTBF)大于900小时。山善(上海)贸易有限公司展出的全新生产线,代表了山善在自动化方面的最新成果。整线由2台立加、1台车削中心、安川关节机器人以及山善集团自主研发的工件自动转向驳接装置等组成,可实现工件无时间和距离损失的最短路径的转向与输送,并将在现场进行1分钟完成弧面烟灰缸加工的实物演示。宁波海天精工股份有限公司的HPC650-FMS柔性制造系统,由HPC650高速卧加、三层立体库、、全新自主研发的堆垛机以及信息处理和控制系统组成,主机数量与库位可以根据客户需求拓展。浙江海德曼机床制造有限公司全球首发的HTD450柔性制造单元,主机为卧式对置双主轴车床、双8工位刀塔,内置双机械手、双料仓、自动翻转装置,并具有高压水断屑功能,是中等规格盘类零件实现无人化加工的理想选择。此外,宇环数控机床股份有限公司的YN07W55智能手机金属外壳磨削自动化生产线、山东威达重工股份有限公司的箱体类零件生产线、巨轮智能装备股份有限公司展出的ODG-3C1R-V520柔性制造单元、扬州锻压机床股份有限公司的闭式双点连续模冲压生产线、天津市天大精益科技有限公司的柔性制造单元等也参加了展示。
工业机器人、自动化功能部件、测量系统、仪器仪表和元器件展品丰富多彩,自动化水平有新的提高。多家多种用途的机器人参加本届展会,显示出机器人在现代工业中的地位和作用在不断提升。FANUC展示的2015年新推出的Robot CR-35iA协作机器人,最大的特点是能与人在同一空间共同作业,并具有内置视觉等多种智能功能。RENISHAW公司展出的并联结构Equator 机器人,结构轻巧,动作准确敏捷,能与测头一起胜任高重复性测量工作。雄克精密机械贸易(上海)有限公司展出的SVH雄克机械手,具有仿真且灵活性很高的五指结构,整套电子装置都集成在腕关节中,结构紧凑。广州数控设备有限公司展出的GSK RB08六轴工业机器人,具有完全的自主知识产权和最佳的性价比,有效负载8kg,运动半径1389mm, 重复定位精度±0.05mm。巨轮智能装备股份有限公司展出的焊接机器人、打磨机器人和具有示教功能的喷涂机器人。大连光洋科技集团有限公司展出的焊接机器人、打磨抛光机器人、折弯机器人以及在第五轴上安装了电主轴的铣削/磨削抛光机器人,并且配有刀库和具备自动换刀功能。青岛力鼎自动化设备有限公司展出的两款新颖的机械手和工业机器人,无线桁架机械手实现了沿横梁长度方向非接触式的无线供电和机械臂控制信号的无线收发。侧挂行走机器人将6关节机器人和桁架式机械手相结合,优势互补,具有更大的柔性和活动空间。在测量自动化方面,海克斯康测量技术(青岛)有限公司展出的360°SIMS智能在线测量系统,可为车身分总成、覆盖件、支架、钣金件和整车提供100%的特征检测并实现生产现场360°全视角尺寸品质监控。该系统采用工业级机器人作为传感器定位平台,白光传感器进行曲面测量,360°SIMS软件包提供可操作的测量结果和大数据组合色差图的可视化报告。该系统可纳入整合到自动化生产线、自动装置、工厂控制系统及IT系统,实现统计分析、报告以及质量数据的集中管理。
带有专业特长的单元自动化技术有进一步发展。如日本发那科(FANUC)展出的ROBOCUT慢走丝线切割机,能够在200mm水深和150mm高的断线点环境下实现高速和高成功率的自动穿线;探针自动测量功能,可在线测量工件要素的位置和尺寸、形状精度;三坐标旋转功能,通过对工件平面的三点测量自动判断工件空间位置,对程序坐标系进行三维自动补偿。
四、智能化硕果累累,高端技术再攀新高峰
人工智能做为自动化技术的高级形态,日益成为高技术的象征和标志。具有人类式的感官,能够对复杂变化的因素做出适应性调整与决策优化,是人类寄托于机器的终极梦想。借助现代科技,全球机床制造业在产品智能化方面取得的快速发展,机床正变得越来越聪明,参谋助手作用越来越强,对工艺的把握,对制造过程随机因素的处置与优化,使机床对操作技能的依赖也日趋减少,人机之间的沟通变得日益友好、便捷和通畅。
日本马扎克(MAZAK)的智能技术与产品广受瞩目,自身也在不断发展。自2005年成套推出引发轰动效应的7项智能技术以来,如今已扩展到12项。新增的5项智能技术中,智能机床校准、平滑拐角控制、智能棒料调度用于金切机床,智能设置和智能检测用于激光加工。以用于激光加工的智能检测技术为例,能够在中厚板加工中自动进行穿透检测;也能够在加工中厚度不锈钢板时自动检测等离子云的发生,并自动调整最佳切割速度,减少背面钢渣附着,改善断面质量,降低废品的产生;还能够对过烧进行自动监测并以最佳切割速度给予调整,避免停机清渣,有利于镜头和喷嘴的保护;最后是镜头污染监测,发现问题立即自动停车。
日本大隈(OKUMA)公司的热亲和、加工导航、防碰撞和5轴自动调整4项智能技术及产品,堪称智能技术经典,本次参展的MULTUS U3000车铣复合中心、MCR-A5CⅡ25*50龙门五面加工中心等都带有与机型相配的相关智能技术。该公司最新的第五项伺服控制智能技术(Servo Navi),包括两类四个子智能功能。第一类功能可自动实现伺服驱动最佳设置,包括工件重量自动设定和惯性自动设定两个子功能。工件重量自动设定指通过对工件和夹具重量的测定,自动设定最佳伺服参数,在维持加工精度条件下,以最佳的加速度缩短加工时间。惯性自动设定指通过对工件和夹具对加速转矩大小变化的测定,自动设定最佳伺服参数,维持机床高精度的稳定运行。第二类功能可保持机床长期工作的稳定性,包括反转突起自动调整和振动自动调整两个子功能。反转突起自动调整指能够在机床不同寿命阶段自动调整伺服参数的变化,防止和改善加工过程中换象限处的过切、欠切、粗糙度变化情况的发生,长期维持加工精度的一致性。振动自动调整指振动发生时可以用之消除震颤和噪声,为操作者提供了自行决定的空间,同时由于因此可延长滚珠丝杠的寿命,也就同时延长了机床的使用寿命。

英国海德汉(HEIDENHAIN)展出的最新TNC640数控系统,不仅延续了公司35年来对卓越品质的追求,且在系统的智能方面也获得新的进展。高级预测功能(ADP)能够提前计算加工要素相关数据,并对控制轴运动的加减速运动进行精确、高速、高效、平滑的优化控制。动态高效智能技术包括三个智能功能,有效振颤控制(ACC)对重切削工况具有明显的增效作用;自适应进给控制(AFC)可根据主轴功率和其它工艺参数优化进给速度,保证最大可能进给速度的同时监测刀具并保护机械机构;摆线铣削功能能够以一个圆弧与直线运动的叠加同一种方式完成所有槽类或型腔的粗加工和半精加工,可减小刀具和机床受力。动态高精智能技术中的关联轴补偿(CTC)可补偿加减速导致的刀具中心点处的位置误差;动态减振(AVD)可对大量的低频振动进行有效抑制;位置自适应控制(PAC)可保证机床在加工区内的任何位置都达到最佳的加工精度,特别是最重位置处的动态精度;负载自适应控制(LAC)可根据直线轴、转动轴的载荷,通过连续优化调整自适应前馈参数对机床实施最佳控制,并与机床受力及机龄无关。运动自适应控制(MAC)可对运动参数进行自适应控制,在加工时间、表面质量和加工精度之间提供最优平衡选择,并能够显著降低加工期间刀具中心点(TCP)的动态误差,获得更高的效益和加工质量。
日本发那科(FANUC)展出的FANUC ROBOCUT慢走丝线切割机,其具有的A1P2智能放电控制功能,能够根据参与加工的有效脉冲数量掌握线长方向工件厚度尺寸的变化,并据此进行最佳放电控制而获得高精度的阶梯形面。具有的热补偿功能,即使在温差波动下仍能获得严格一致的精度。智能拐角功能在保证加工精度前提下能节省20%的时间,锥度加工补偿功能能够对锥度的不同加工量进行自动补偿。
日本沙迪克(Sodick)展出的AP250线切割机床,性能优越,拥有的Q3vic智能技术提供了许多实用方便的操控功能。通过直接导入3D模型,可对具有复杂形状和高度差别的零件在秒级时间内自动提取加工要素轮廓,然后自动生成包括全部切削参数在内的程序,该项智能功能还能自动计算出工件的重心位置,提供最佳的夹持位置。
深圳吉兰丁智能科技有限公司展出的智能制造监控系统,将技术和先进的测试方法运用于各类制造过程中,为客户提供效率、品质、安全和数据化管理等方面的解决方案,助推企业制造过程的数据化、网络化和智能化。该套智能制造监控系统包括消空程/防碰撞系统 、在线品质管控系统、工具状态监控系统、智能制造监测系统、制造过程离线分析软件、工厂数字化管理系统、创新性磨具与磨削解决方案、自适应加工系统。

五、创新引领发展,新品新技术生机盎然
创新是进步与发展的动力之源。本届展会集萃了全球众多的创新技术与产品,包括新技术、新工艺、新产品和新的服务模式,与我们面临的需求和任务紧密相关,与性能、功能、效率、效能、精度、环保等企业追求的目标环环相扣,新品新技术创生了新的装备,也为企业创生了新的发展基础和条件,其中肯定有许多是您曾经苦苦盼求、期待、寻觅的结果。
3D打印是近年来广被关注的工艺创新技术,本届展会我们将会看到这一技术又有了新的传承和发展。山善(上海)贸易有限公司展出的松浦Lumex Avance-25金属3D打印与切削复合机床,3D打印采用铺粉激光烧结方式,此机床是“单机单工序”的开创者,其杰出的构想与出色的性能将给人留下深刻的记忆。雷尼绍(上海)贸易有限公司展出的去年末全球推出的RenAM 500M金属3D打印机及其QuantAM准备软件,具有动态调焦、自动粉末筛分和再循环等多种功能,采用19寸触屏和500W掺镱光纤激光器,专利的SafeChange过滤器保证设备在任何地方都能安全使用。QuantAM软件是专为Renishaw AM平台设计的,可以更加紧密地集成到机器控制软件中,而且能够在Renishaw AM系统中准确、快速地预览所有生成文件,包括那些来自第三方软件包的文件。大连三垒机器股份有限公司首次推出的SVW80C-3D五轴联动增减混合3D打印机床,是我国此类技术和产品的最新典型代表。此外青海华鼎装备制造有限公司也将展出XF1200激光增减材五轴复合加工中心
很多企业在本届展会上推出了世界首秀、亚洲首秀、中国首秀的创新知之作。瑞士斯达拉格(STARRAG)旗下宝美(BUMOTEC)亚洲首秀的S181九轴五联动车铣复合加工中心,集成了公司10年来从畅销的S191中获得的知识和经验,承载了瑞士精湛的专业制造技术和强烈的创新意识,是一台功能强大、结构紧凑、高精高效高性价比的经典之作。
吉林省金沙数控机床股份有限公司展出的汽车制动盘自动生产线,是创新驱动发展的一个典型。公司的成功之处在于创新性的解决了超硬材质带来刀具磨损、震颤、表面粗糙度差等一系列问题,包括增强机床刚性、采用新型刀具、研发抑制振动程序、自动优化切削参数等,并具有自行研发的具有视觉识别和自动定位功能的上下料机械手、在线测量、误差补偿等多项实用功能。凭借此产品,名不见经传的公司迅速崛起,销售收入近几年逆市快速增长,产品应用已从汽配领域进入主机配套体系,并出口到国外。
南京建克机械有限公司展出的WR20-9九轴走心车,是我国走心车床目前技术水平的典型代表。机床由正主轴/背主轴、前后刀架组、背面加工单元等组成,11个控制轴中包括双Z轴、双Y轴、双X轴,实现主/背主轴工件的同步交接与两把刀具的同时切削。背面加工单元支持动力头和内外径车刀快速方便更换,各刀架组可根据工艺需求灵活布置刀具组合,平衡加工时间。
德国埃斯维机床(苏州)有限公司中国首发的BA W06卧式多主轴加工中心,整机结构新颖独特,性能先进,配置高端,具有现代加工中心典型的品质和特点。主轴的X、Y、Z向运动由直线电机驱动,闭环控制,加速度3G,并安置在专利的整体框架式结构内,主轴数量有1、2、4可选,主轴最高转速17500r/min,摇篮式双横梁交换工作台由力矩电机驱动,上面可安装2个或4个子台。

天津第一机床总厂在完成公司制改制后,以崭新的面貌首次展出的YKH2035数控螺旋锥齿轮磨齿机,七轴五联动,全闭环控制,工件主轴力矩电机直接驱动,具有在线测量、齿面修正、加工误差补偿、自动对刀、自动加工余量分配等多种自动化功能,磨削软件功能丰富实用,加工精度稳定达到GB5级。同时首次推出的YKS2250A数控螺旋锥齿轮铣齿机,既能用单分度铣齿法加工格里森制渐缩齿,也能用连续分度滚齿法加工奥利康制及克林贝格制等高齿,且每种齿制都能使用多种加工方法,加工精度等级达GB6级。
苏州领创展示的Excalibur 光纤激光切割机,是一台以欧洲标准和设计理念为指导而全新研发的高端机型,具备多项创新研发成果,如专为激光切割加工开发的高性能开放式数控系统、双屏高分辨率多点触摸操作屏、全新易用的图形化界面、符合欧洲标准的全封闭防护系统、高动态特性的一体式机电驱动系统、全电动前置机械同步式交换工作台、镜片过热监控、自动变焦、自动寻边以及快速自动穿孔等功能。
阿格顿(上海)有限公司亚洲首发的Leo Peri数控高精度可转位刀片磨削中心,是该公司曾经活跃于世界各地四十年并至今仍广受青睐的250PA家族的最新最小后继产品,机床结构紧凑,采用直驱技术并配有桁架机械手和4个料盘,并由经过长期验证的阿格顿控制系统控制,适用于硬质合金、CBN、金属陶瓷、陶瓷等多种材质的磨削加工。
百超(上海)精密机床有限公司中国首发的Xcite 80 E电动折弯机,具有现代化的驱动系统、液压快速夹紧系统、灵活快速的后挡规系统以及简捷的操作系统,与传统折弯机相比,具有更高的效率,其特有的动态力驱动技术(Force Dynamic Drive),能够将速度、折弯力和恒定的压力分配到整个折弯长度上,确保工作中上下工作台板不变形。同时中国首发的还有Xact Smart 100-3100折弯机、BySprint Fiber 4020 6kw光纤激光切割机。
CCMT2016将是机床业界和制造业界的又一次盛会。其宏大的规模、先进的技术、精彩的展品、创新的氛围、探索进取的精神,将再一次引发业内外广大的观众的高度关注。

文章来源:中国机床工具工业协会 周敏森

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线切割常见问题和解决方案

 

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一、X、Y运动的直线度是怎么保证的?

首先应明确,某一轴的直线度是指它在两个平面的直线度。如X轴的直线度是指在X、Y平面上和X、Z平面上直线度,这如同一条路—即不左右弯曲也不得上下起伏。

机床的托板是承载在导轨上的,所以导轨的平直度就决定运动的直线度。丢失直线度的原因有二,一是导轨本身状态的平直度,二是导轨安装基准面的平直度。高精度且状态稳定的导轨,托板和床身组合在一起才是保证直线度的根本条件。导轨,托板和床身的高低温和时效处理,目的也在于此。

滚柱(钢珠)的不一致将导致受力点少或撬撬板现象也是显而易见的。

要注意到,因丝杠的不规范的运动也会牵动导轨,比如丝杠的轴向与导轨不平行,丝杠与丝母的中心高不一致,丝杠与丝母间承受一个扭转力以及丝杠的弯曲等,都会在丝杠运动的同时,强推硬扛地干扰破坏了导轨的直线运动,这就是我们强调的要把丝杠、丝母、丝杠座和丝母座都做得精确规范的基本原因。

不管是“V”形还是“一”形,导轨和滚道上均不得沾染任何污物杂质,它不但影响导轨的运动的平直度,而且导致导轨的损毁和变形。导轨要求是一尘不染的,这是保养和维护机床,保持长久精度的守则之一。

二、X、Y运动的垂直度是怎么保证的?

两轴的垂直度是建立在各自的直线度的基础上的,直线的误差会在垂直度测量时反映出来,数值叠加的结果使垂直度测量失实失准,所以是首先保证各自的直线度,再保证互相的垂直度。

两轴的垂直度完全取决于中托板上的两组导轨的垂直度,装配时是把一组导轨固定在基准上,测量并调整待另一组导轨与基准垂直后,再行固定并配打销钉孔,从而把中托板上两组导轨的垂直度固定下来。这个装配和测量过程,即要追求操作的稳妥有效,还应该有意把精度提高一档,这个中间工艺指标的控制是非常重要的,因为不管是装机,修理或一段时间的实效,都会使这个精度变差,如果初始安装就把允许的误差值用足,那以后的精度就会超值失准了。比如某机床精度标准为0.02,则首次装配时的内控精度应是在0.012以下。重要部位的首装严控和销钉镙钉稳妥有效,加之导轨本身的平直精准,两轴的垂直度就有保证了。

如同直线度一样,丝杠的工作状态也是影响垂直度的重要因素。与导轨定位面成一定夹角的任何一个外力,都将造成导轨的异动,因为导轨只是导轨,并没有夹死。所以一旦发现X、Y轴的垂直度超标,要认真判断是导轨自身的形变或错位造成的还是丝杠的运动干扰的。如果是导轨的导向作用所致,分别在几个位置使丝杠和丝母重复松开再紧固的适配过程,其超标的方向和数值应大体稳定的。如果是丝杠和丝母运动的干扰所致,将失去方向和数值的规律性。千万不可盲目把导轨的固定松开,把销钉拨掉,失去判断的任何操作都是无益的。一旦导轨的固定松开销钉拨掉,就必须重复前面所述首次

装调的全过程。

任何测量调整都必须在导轨运动平稳之后再进行,如果突跳和无规律的扭摆,那是导轨太脏或异物,要坚决拭净润滑之后再进行调整,这是必须牢记的。

三、座标位移的误差是怎样产生的?

 

单轴直线度,XY垂直度和系统回差是造成误差的主要原因。

快走丝线切割机,都没实现闭环控制,机械传动系统的回差已成为整机精度的最重要的指标,回差大体来自如下5个方面。

齿轮间隙,主要是步进电机与丝杠间的传动齿轮。

连接键的间隙,特别是丝杠上的大齿轮,点滴的间隙在回差上的反应都是不可忽视的。电机轴键间隙的影响不仅有回差,还拌有噪音。

丝杠与丝母间的间隙,出厂后丝杠付的轴向传动间隙通常在0.003以下,质差的产品则不太有保证。

丝杠轴承间隙,这个间隙是靠轴承的内外环的轴向调整消除的,但如果轴承质量低劣,会在消除间隙后转动极不灵活,一旦转动轻快了就又有间隙了,所以该处的轴承是不可马虎的。

力矩传递的整体刚性较差,造成柔弱部位的挠性变形使运动变得迟钝滞后,也以间隙的方式体现出来。

以上5个方面,共同造成了系统回差,实际加工中,即使是最简单的封闭图形,也至少有两次排除回差,所以实际加工精度一般在不可消除的回差的两倍左右。如果系统回差是0.006,那么加工精度在0。012是有可能的。

两轴的垂直度和各轴的直线度是造成位移失真失准另一主要原因。位移失真失准就是误差。只是这个误差的量是随机的,难以估算的。

四、行业标准为什么用切八方来判定机床精度?

用切八方判定机床的精度,是一个很好的办法。它可以很全面地反映出机床座标位移精度,导轮运转的平稳性,X、Y的系统回差和进给与实际位移的保真度。机床存在的与精度相关的任何毛病在切八方时都被体现出来,是无法人为地掩饰的。

切得的八方应按如下几个方面来分析:

与X轴平行的两个直面,尺寸偏小且进给速度慢,说明导轮轴向偏摆抖晃比较大,切缝变大。

与Y轴平行的两个直面,尺寸偏小且进给速度慢,说明导轮径向偏摆抖晃幅度大,切逢度变大。

450两个平行斜面,尺寸偏小,说明Y轴系统回差大,差值约为两倍的回差。

1350两个平行斜面,尺寸偏小,说明X轴系统回差大,差值约为两倍的回差。

450和1350斜面上出现以丝杠螺距为周期的搓板纹,X或Y轴出现进给位移的失真度,说明X或Y轴丝杠推动托板的工作端面出现跳动或失真。这种纹理和周期的关系只能在450和1350斜面上发现。

450和1350斜面上以电机齿轮为周期的搓板纹,说明电机齿轮的不等分或偏心,这种毛病切直线看不见,切圆也辩不清它的周期关系。

与X轴平行的两直面搓板纹重,说明丝上下运行时在Y轴方向不走一条轨迹。(上下导轮“V”形槽的延长线不是一条线,所以丝换向为周期的搓板纹。)

与Y轴平行的两直面搓板纹重,说明的上下行时在X方向不走一条道,上下行时张力有较大的差异。(以丝换向为周期的搓板纹。)

450斜面与1350斜面所夹的角大于或小于900,说明X、Y导轨的垂直度差,它造成四个直面间不垂直但对面能平行,其差值约为该行程内垂直度误差的两倍。

切割面上下两头的不一致,说明上下导轮中有一个其“V”形槽对钼丝的定位作用明显变差。

如上所述,切其它任何形状,都很难把这些都清淅地暴露出来。故切八方确实是检验机床全面精度的好办法。但用八方来判定机床精度,一定要注意如下几点:

防止切割路线或材料本身的变形。

切割方向和上下面要作好标记。

八方中途不得再调任何一项工艺参数或变频速度。

一次完成,中途不得停机。

要校正钼丝,保证它的垂直度。

不得设置齿隙,间隙补偿。

五、切割效率还能再高吗?

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切割效率受两大因素的影响,一是丝的载流量(电流),二是切缝中的蚀除物不能及时清除,它的导电作用消耗掉了脉冲能量。总之,总能量,能量利用率都是切割效率的问题。?

业内就钼材料快速走丝机床的切割效率作过许多的典型试验,结果证明,钼丝载流量达到150A/mm2时,其抗拉强度将被降低到原有强度的1/3~1/4,这个电流值被视作钼丝载流供作切割的极限,以此算来,Ф0.12载流1.74A,Ф0.15载流2.65A, Ф0.18载流3.82A时即达到了切割钼丝的极限值。再加大载流量,无疑丝的寿命将是短暂的。在丝速 10米/秒,北京油脂化工厂的DX-1冷却液,切厚度为50的普通钢,脉宽32MS。脉间200MS时,用蚀除物的体积来计算切割效率则为5.8mm3/分.A。用此效率计算,不同粗细的钼丝工作在最大载流量时的面积切割效率为Ф0.12—70.43mm2/分,Ф0.15—90.41mm2/分,.如此算来,丝经加粗即可加大载流量,电流大了效率也可相应提高。但是,快速往复走丝的线切割是不允许(排丝,挠度,损耗等原因)把丝径加大到0.23以上的.,且因蚀除物排出速度所限,当电流加大到均值8A时,间隙将出现短路或电孤放电,免强维持的短时火花放电也将使钼丝损耗急剧增加,所以一味增粗丝加大电流的办法是不可取的。.

蚀除物在间隙中所呈现的是电阻负载的作用,它短路掉了 经钼丝向间隙提供的一部分能量,所以当切割料加厚,蚀除物排出更为困难的时候,能量损失的多,有效的加工脉冲会更少,放电电流变成了线性负载电流,形不成加工而只加热了钼丝,这是能量被损失和断丝的主要原因。

针对 影响加工效率的两大主要原因,提高加工速度则应在如下几个方面作相应的努力:

加大单个脉冲的能量,即脉冲幅值和峰值电流,为不使丝的载流量负担过大,则应相应加大脉冲间隔,使电流平均值不致增加太多。

保持冷却液的介电系数和绝缘强度,维持较高的火花爆炸力和清洗能力,使蚀除物对脉冲的短路作用减到最小。

提高运丝导丝系统的机械精度,因为窄缝总比宽缝走得快,直缝总比折线缝走得快。

适当地提高丝速,使丝向缝隙内带入的水速加快,水量加大,蚀除物更有效地排出。

增加水在缝隙外对丝的包络性,即让水在丝的带动下起速,起速的水对间隙的清洗作用是较强的。

改善变频跟踪灵敏度,增加脉冲利用率。

减少走丝电机的换向时间,启动更快,增加有效的加工时间。

经上述努力,把切割效率提高到100~120mm2/分钟是可能的,是有实际意的,至于把指标提得更高,则是以牺牲可靠性和连续加工时间作代价的。

六,换向条纹能完全去掉吗?

由电蚀原理决定,放电电离产生高温,液内的碳氢化合物被热分解产生大量的碳黑,在电场的作用下,镀覆于阳极。这一现象在电火花成型加工中被利用作电极的补偿。而线切割中,一部分被丝带出缝隙,也总有一部分镀覆于工件表面,其特点是丝的入口处少,而丝的出口处多。这就是产生犬牙状黑白交错条纹的原因。这种镀层的附着度随工件主体与放电通道间的温差变化,也与极间电场强度有关。就是说,镀覆碳黑的现象是电蚀加工的伴生物,只要有加工就会有条纹。碳黑附着层的厚度通常是0.01~2μ,因放电凹坑的峰谷间都有,所以擦掉是很困难的,要随着表面的抛光和凹坑的去除才能彻底打磨干净。只要不是伴随着切割面的搓板状,没有形状的凸凹仅仅是碳黑的附着,可不必大感烦脑。因为切割效率,尺寸精度,金属基体的光洁度才是我们所追求的。为使视觉效果好一些,设法使条纹浅一点,可以从以下几个方面同时着手,即冷却液稍稀些、稍旧一些,加工电压降低一点,变频跟踪更紧一点等。要彻底没有条纹,则要把产生条纹的条件全部铲除,即丝不换向,液内无乳化的碳氢物改用纯水,这样我们快走丝线切割的主要优越也就没了。目前去掉换向条纹最有效的办法仍然是多次切割,就沿轮廓线留量0.005~0.02,切割轨迹修正后再切一遍,不留量沿上次轨迹再重复一遍,这样的重复切割,伴随脉冲加工参数的调整,会把换向的条纹完全去除干净,且把加工精度和光洁度都提高一等。重复切割的最基本条件是机床有足购的重复定位精度和操作的可重复性。当然还要有操作者的明确思路和准确操作。

七、搓板纹是怎么产生的?

随着钼丝的一次换向,切割面产生一次凸凹,在切割面上出现富于规律的搓板状,通常直称为“搓板纹”。如果不仅仅是黑白颜色的换向条纹,产生有凸凹尺寸差异,这是不能允许的。应在如下几处找原因:

丝松或丝筒两端丝松紧有明显差异,这造成了运行中的丝大幅抖摆,换向瞬间明显的挠性弯曲。也必然出现超进给和短路停进给。

导轮轴承运转不够灵活、不够平稳,造成正反转时阻力不一或是轴向窜动。

导电块或一个导轮给丝的阻力太大,造成丝在工作区内正反张力出现严重差异。(两工作导轮间称工作区)。

导轮或是丝架造成的导轮工作位置不正,V型面不对称,两V型延长线的分离或交叉。

与走丝换向相关的进给不匀造成的超前或滞后会在斜线和圆弧上形成台阶状,也类似搓板纹。

总之,凡出现搓板纹,一个最主要原因是丝在工作区(两导轮间称工作区)上下走的不是一条道,两条道的差值就造成了搓板凸凹的幅度,机械原因是搓板纹的根本。导轮,轴承,导电块和丝运行轨迹是主要成因。进给不匀造成的超前或滞后当然也是成因之一。

还有一种搓板纹,它的周期规律不是按钼丝换向的,而是以X、Y丝杠的周期变化,成因是丝杠推动拖板运动的那个台阶或轴承运转不够稳定产生了端面跳动,或是间隙较大,存有异物出现了端面跳动的那种效果。总之,只要证实是以丝杠的周期而变化的切割缺陷,就应到那里去找一找原因)。断定这一成因的最好的办法是切450斜线,其周期和造成缺陷的原因可一目了然。

搓板纹造成光洁度差仅是其一,同时带来效率变低,频繁短路开路会断丝,瞬间的超进给会使短路短得很死以至停止加工。

八、大厚度切割应怎么办?

大厚度的切割是比较困难的,可不是丝架能升多高,就能切多厚。受放电加工蚀除条件的制约,后到一定程度,加工就很不稳定,直至有电流无放电的短路发生。伴随着拉孤烧伤很快会断丝,在很不稳定的加工中,切割面也会形成条条沟槽,表面质量严重破破坏。切缝里充塞着极粘稠的蚀除物,甚至是近乎于粉状的碳黑及蚀物微粒。

大厚度通常是指200mm以上的钢,至于电导率更高,导热系数更高或耐高温的其它材料还到不了200mm,如紫铜,硬质合金、纯钨、纯钼等,70mm厚就已非常困难了。

大厚度切割的主要矛盾有:

没有足够水的进入和交换,间隙内不能清除蚀物,不能恢复绝缘,也就无法形成放电。

间隙内的充塞物以电阻的形式分流了脉冲源的能量,使丝与工件间失去了足够的击穿电压和单个脉冲能量。

钼丝自身的载流量所限,不可能有更大的脉冲能量传递到间隙中去。

切缝中间部位排出蚀除物的路程太长,衰减了的火花放电已形不成足够的爆炸力,排污力。

材料原因,大厚度存在杂质和内应力的可能性就大为增强了。切缝的局部异常和形变机率也就大了。失去了切割冲击力,却增大了被短路的可能性。

解决大厚度切割的主要矛盾,可采取如下措施:

加大单个脉冲的能量(单个脉冲的电压、电流、脉宽,这三者的乘积就是单个脉冲的能量)。,加大脉冲间隔,目的是钼丝载流量的平均值不增大的前题下,形成火花放电的能力,火花的爆炸力被增强。

选用介电系数更高,恢复绝缘能力更强,流动性和排污解力更强的冷却液。

大幅度提高脉冲电压,使放电间隙加大,水进入和排出也就比较容易了。

事先作好被切材料的予处理,如以反复锻造的办法均匀组织,清除杂质,以退火和实效处理的办法清除材料的内应力。以去除大的余理的办法使材料应力得到充分释放。

提高丝速,更平稳的运丝,使携水和抗据短路的能力增强。

人为偏制折线进给或自动进二退一的进给方式,使间隙被有效扩大。

九、导轮和轴承怎么上?

在安装前,导轮和轴承、轴承座、镙塞及盖帽要在洁净的煤油里认真清洗,在保持安装工具和手都很干净的情况下,先将轴承和轴承座内涂低温润滑脂,而后将轴承和导轮分别压入,以适当的转力拧紧导轮两端的备母,旋紧镙塞,将丝架上的安装孔清洗干净后,把安装好的导轮和导轮座压入,要保证两端的盖帽能自如地调整导轮位置(这点非常重要,它说明轴承的工作状态),再顶紧顶丝(不宜大力,以能限制轴承座窜位为宜)。在整个过程中,没有任何需敲砸才能安装的部位,所有不砸就无法安装的现象都是不对的。要保持导轮运转平稳自如,始终有润滑脂填充轴承的运转空间,要注意导轮套的绝缘洁净有效,要保证导轮运转的灵活自如,不应有任何的卡阻和周期性松紧。这些都是导轮和轴承能长时间平稳运转的必备条件。

要注意导轮和轴承的安装,往往人的感觉不准,总觉得力不够大不够紧,这是很多人的通病。

十、锥度机床的最大锥度是怎样确定的?

锥度机床锥度切割靠增加了U、V且与X、Y轴能联动,构成了上下两个平面的协调运动。U、V和X、Y分别决定了上下平面两个端点,工件的上下两个平面上的轨迹点就在这两个端点的联线上,这就是锥度切割的基本原理。而U、V的行程就决定了上端点可以偏摆的幅度。

UV最大摆幅b和上下导轮的中心距的比值就决定了t角的大小,t即是切割的最大斜度。运算控制系统的相似形公式可以很准确的把工件上下平面的尺寸折算到UV,XY两平面上去,运算控制系统丢失的精度极小。但必须注意到,只有丝垂直的时候,导轮V形槽才处于理想状态,只要一发生偏摆,即只要b>0,V形槽对丝的运动就产生了干扰作用,这个干扰作用通常在t角小于1.50时,误差是很小的,1.5~30时,误差已明显存在;30~60时,误差已直接构成了对加工精度和切割效果的威胁,尚能维持正常切割;当大于60时,不但精度已严重丢失,正常切割也很难维持,甚至造成钼丝脱槽。所以通常在直线机床上加装锥度装置形成的简易锥度机床,一般把最大切割锥度限制在±60。这个锥度值对一些出模斜度加工任务的完成已绰绰有余了。更大锥度的切割则要依赖于专用锥度机床,这种机床要从结构上解决导轮与UV偏摆随动的问题。不存在偏摆后导轮槽的干扰作用,切割的锥度从原理上讲是准确的。伴生的负面影响是,为解决偏摆随动问题而使整体刚性降低,运动迟滞和回差凸现,运动保真度精确度也大打折扣。日常应用,直线切割的通用性,稳定性和方便灵活性也受到影响,直、锥已很难兼顾。

十一、线切割“花丝”现象分析与解决

一段时间的切割后,钼丝会出现一段一段的黑斑,黑斑通常有几到十几毫米长,黑斑的间隔通常有几到几十厘米。黑斑是经过了一段时间的连续电弧放电,烧伤并碳化。变细变脆和碳化后就很容易断。黑斑在丝筒上形成一个个黑点,有时还按一定规率排列形成花纹,故称为“花丝”。

十二、“花丝”现象的成因

因不能有效消电离造成连续电弧放电,电弧的电阻热析出大量碳结成炭精粒,钼丝自己也被碳化。工件较厚(放电间隙长)、水的介电系数低(恢复绝缘能力差)、脉冲源带有一个延迟灭弧的直流分量(大于10mA)这三者之一是“花丝”现象的基本条件。放电间隙内带进(或工件内固有)一个影响火花放电的“杂质”是“花丝”现象的诱因。 “花丝”与火花放电加工的拉弧烧伤是同一道理,间隙内的拉弧烧伤一旦形成,工件和电极同时会被烧出蚀坑并结成炭精粒,炭精粒不清除干净就无法继续加工。细小的炭精粒粘到那里,那里就要拉弧烧伤,面积越来越大,决无自行消除的可能性。如果工件和电极发生位移,各自与对面都会导致新的拉弧烧伤,一处变两处。唯一办法是人下手清理,而线切就无能为力了。

十三、“花丝”的发生和发展

在放电间隙长、蚀除物排出困难、恢复绝缘能力差、火花爆炸无力时,“杂质”很容易产生,电阻热迅速变拉弧烧伤,炭精粒也相拌而成,这个拉弧点随丝运动,其间每个脉冲能量都通过这个拉弧点释放,直到这个拉弧点走出工件,绝缘才有可能恢复,才有可能产生新的火花放电。钼丝这个点的烧伤炭化(即黑斑)就形成了。如果间隙内刚才诱发拉弧烧伤的那个点仍顽强存在,极容易与现在接触的钼丝点重复电弧放电,第二个烧伤炭化(即黑斑)点就又形成了。所以那个点与工件出口的距离往往等于两黑斑间的距离。自第一个烧伤炭化以后,丝上留了一个炭化点,工件间隙留了一串炭化点,极细的炭精粒播散到水里随时会进入间隙,它们都成了“花丝”的诱发因素。成了“交叉感染”,到这时,丝、水、工件换了哪个都不管用,以至统统换了都无济于事。一段时间过后,“交叉感染”的那些诱发因素没了,同等条件,甚至还是那块料,又能切了。

十四、“花丝”的表象和观察

因电弧放电、短路、开路和碳精粒生成,脉冲源电流表会大幅摆动。放电火花会相间出现发红、发黄、发白。初形成的黑斑因热烧和碳化而变粗些,从间隙通过并烧蚀几次后又变细。一段时间加热和张力作用当然也使黑斑处变细。变脆是因为烧红又冷却,严重炭化造成的。因“花丝”在丝筒上形成的花斑很容易规律排列,所以很多人试图发现规律,结果与丝筒周长、导轮周长、导电块与谁的距离都不对。如果有规律,就是烧伤发生点到工件出口的距离。

十五、“花丝”的解决和分析

“花丝”现象一旦发生,要从成因的三个要素入手。首先要确认脉冲发生器的质量,只要没有那个阻止灭弧的直流分量,通常不会导致花丝断丝。其次要注意水,污、稀、有效成分少肯定不行;内含一定量的盐、碱等有碍介电绝缘的成分更不行。再次要注意料,薄怎么都好,即便出现拉弧烧伤的诱因,水的交换快,蚀除物和杂质排除容易,瞬间“闯”过去了。厚了,拉弧烧伤的诱因则很容易产生而极不容易排出。特别带氧化黑皮、锻轧夹层、原料未经锻造调质就淬了火的,造成“花丝”的几率是很高的。“花丝”后的料、丝、水只要保留其一,再次“花丝”的可能性仍很大。

如果无可奈何,只能还切这块料,那就彻底换丝、换水、擦机床;料的夹层、淬火已没办法,起码把表层氧化黑皮祛除干净;避开已切过的那个缝。用大脉间、大脉宽、小电流、高电压开始,待加工稳定仅是慢时,可逐渐加大电流,但仍以2.5A为限。

“花丝”的最初会有一个主要因素,但因“交叉感染”,导致改变谁都不管用。急于换一样,试一次,再换一样,再试一次,都不灵了,败坏了心情,浪费了东西,没解决问题。解决“花丝”的关键到是“冷静分析,找准产生第一处黑斑的原因,尽可能好的改变三个基本条件,尽可能好的避开诱因,不怕费事,不贪快,从头开始”。

“花丝”现象很多时侯并不是机床原因。确定脉冲源无毛病,间隙跟踪无异常后,应转按三个基本条件、一个诱因去找。一味去调床子,无助问题解决,还会误导用户,失去思路,不知原由。

如上解释,希望能帮助“花丝”问题的解决。

十六、电极丝换向条纹的减弱和消除

高速走丝换向条纹的产生主要原因是切缝里冷却状态不均匀所致,换句话说就是凡是可以改善切缝里冷却状态的措施都可以减少条纹的产生,如果仅仅*钼丝短而频繁换向来掩盖条纹就会大大降低生产率,是一种视觉的感受,实际并没有解决问题。解决问题的办法有:增加冷却液的浓度来提高洗涤性;增加脉冲间隔来使液体尽量多的被带入;适当增加脉冲宽度,主要是建设波形的奇变,调整好跟踪等,但最主要的办法是选择好工作液,我试验过多种工作液,凡是切割面呈现油性的液体说明表面得到较好的冷却,而其中以南光-1混DX-1和佳润系列产品最为明显,此外DX-4也还可以,但表面有发黄的现象,大家可以使用一下。当然最好的情况是在切割Cr12料时,几乎没有换向纹。

十七、切割过程中突然断丝

原因:

(1)选择电参数不当,电流过大;

(2)进给调节不当,忽快忽慢,开路短路频繁;

(3)工作液使用不当(如错误使用普通机床乳化液),乳化液太稀,使用时间长,太脏;

(4)管道堵塞,工作液流量大减;

(5)导电块未能与钼丝接触或已被钼丝拉出凹痕,造成接触不良;

(6)切割厚件时,间歇过小或使用不适合切厚件的工作液;

(7)脉冲电源削波二极管性能变差,加工中负波较大,使钼丝短时间内损耗加大;

(8)钼丝质量差或保管不善,产生氧化,或上丝时用小铁棒等不恰当工具张丝,使丝产生损伤;

(9)贮丝筒转速太慢,使钼丝在工作区停留时间过长;

(10)切割工件时钼丝直径选择不当。

解决方法:

(1)将脉宽档调小,将间歇檔调大,或减少功率管个数;

(2)提高操作水平,进给调节合适,调节进给电位器,使进给稳定;

(3)使用线切割专用工作液;

(4)清洗管道;

(5)更换或将导电块移一个位置;

(6)选择合适的间歇,使用适合厚件切割的工作液;

(7)更换削波二极管;

(8)更换钼丝,使用上丝轮上丝;

(9)合理选择丝速檔;

(10)按使用说明书的推荐选择钼丝直径。

十八、工件接近切割完时断丝:

原因:

(1)工件材料变形,夹断钼丝;

(2)工件跌落时,撞断钼丝。

解决方法:

(1)选择合适的切割路线、材料及热处理工艺,使变形尽量小;

(2)快割完时,用小磁铁吸往工件或用工具托住工件不致下落

十九、在线切加工中遇到一些问题,经过分析,现总结如下:

1.找中心时,总是早不准,这有可能是孔内有杂质或者孔本身就没打直。要是孔内有杂质可以清理一下;要是孔本身加工的原因只能另外重新加工,再找中心。

2.在以圆点为起点将程序写好时,在图形显示时很正常,但在空运转时,显示出与所编图形不符。这是因为没将参数设置中的起点选项设为0的缘故,改过就好了。

二十、脉冲参数中的电压、电流、脉宽、脉间四者之间的规律

是 1)适当提高电压,有助于提高稳定性和加工速度,提高加工精度;(2)增大脉冲电流,也有助于提高稳定性和切削速度,但表面粗糙度值增大,电极丝损耗也会增加;(3)增大脉冲宽度,不仅有助于提高稳定性和切削速度,而且也有助于降低电极丝损耗,但表面粗糙度值增加;(4)缩小脉间,可增大加工电流和切削速度,表面粗糙度值也会增大。

二十一、走丝系统异响怎么办?

走丝系统的异响会出现在如下五个部位:

1、换向瞬间,联轴节或键:这时要仔细察清原因,更换已松动有旷量的键,使之恢复大面积的严密配合;联轴节要恢复缓冲垫的功能,使柔性缓冲确实有效,这些部位不可长期带病工作,否则造成无法修复的后果。

2、丝筒内的异物声响,原因大多因为小的金属颗粒或钼丝头进入丝筒,只要不是丝筒内的动平衡调整镙钉脱落,可以照常运转,很快小的金属颗粒或钼丝头会消磨怠尽。

3、齿带或齿轮的异响,要检查齿带或齿轮是否已过度磨损,要及时更换,如因咬合间隙不当,要及时调整其咬合间隙。

4、 丝筒到走丝丝杠承担过大的负载力造成磨擦或撞击声,很快会将相关机件损毁,该部位的异常现象要停机认真查找,直到排除为止。

5、 走丝电机的扇叶或自身动平衡。

二十二、怎么判定断丝保护灵不灵

断丝保护功能是*KA2小继电器实现的,12V直流电源经上丝架上两个进电块间的钼丝加在KA2上使KA2吸合,一旦两进电块间没有钼丝,KA2就断开。两进电块同时与按扭盘上的“断丝保护”开关上的一对触点并联,“断丝保护”开关就起到是否代替这段钼丝的作用。两进电块间的钼丝或“断丝保护”的开关都起到保证KA2吸合的作用,KA2的一对常开触点则串在总开关接触器KMI的控制回路内,KA2失电,则KMI断电,切断整机电源。没上钼丝时,“断丝保护“开关就决定了KMI能否吸合,当两个进电块被钼丝短路时,“断丝保护”开关即使断开,KA2也可吸合,这时如果人为地使钼丝脱离与一个进电块的接触,则整机立即断电。这里应说明一下,因运动着的钼丝与固定的进电块间的接触不是一个很稳定的连接,进电块上会有火花甚至是KA2误动作的现象。这就*调整钼丝在进电块上勒紧的接触程度,做到即有良好的电接触又不至造成过大的阻力。同时进电块与床身间的绝缘和进电块的清洗稳定也是至关重要的,为达到断丝保护的灵敏有效,这一部位的调整和保洁当然是非常重要的。

二十三、步进电机

线切割机床拖板驱动方式有直拖方式及差速齿轮方式:直拖方式电机的选择可以是伺服电机,差速齿轮方式则选用步进电机,步进电机三相和五相是比较常用的。

步进电机每相的驱动电流必须平衡,才能保证电机按正常的相序来驱动拖板,控制面板上的X,Y相序指示LED,即是一种对步进电机运行状态的监视,如果某个状态LED不亮或不闪动,则表示该相未工作,有些情况状态LED指示正常,但步进电机表现出原地抖动,不正常运转,则说明步进电机缺相,简单的判断方法,可以用表测量,电机的各相电压是否正常(一致)-------即可找出故障点.

二十四、丝筒开不出

检查方法:

  1. 首先查看是否有继电器吸合,若有继电器随丝筒开关吸合释放,则应检查三相电源线路,丝筒马达是否二相,保险丝是否坏,继电器触点是否完好等。
  2. 若没有继电器吸合,说明继电器控制回路有问题,相关的元件有a.丝筒开关按钮b.机床紧停按钮c.丝筒行程开关等。特别要注意的是我公司产品在控制器上也有一只紧停按钮,若此按钮按下,机床丝筒也是开不出的,另外在机床电器板上有一限位开关,只有机床电器板推到底,开关才接通,机床才能工作。

二十五、丝筒不换向

检查方法:丝筒换向涉及丝筒行程开关及机床电器里二只(或一只)继电器,一般情况行程开关坏的可能性较大,只要行程开关即可,注意,行程开关最上面二只为丝筒换向用,第三只为换向高频用(有的机种没有),第四只为停机开关

二十六、按水泵开关(或按高频开关)机床全停

检查方法:

1. 我公司机床上接有断丝停机功能,要按水泵开关(或高频开关),必须先穿好钼丝,没穿钼丝机床以为断丝,即马上停机。

2. 断丝停机线接在某一导论座上,该导论必须为金属导论,若线断了或导轮换成陶瓷导轮就不行了.

3. 断丝停机板在机床电器板上,板上有二只三极管,一般比较容易坏,按型号换掉即可

二十七、机床X、Y拖板(或U、V拖板)均有失步现象

检查方法:

1. 此情况一般为步进电机24V电源偏低引起,检查10000uf电解电容是否已失效,24V桥堆整流是否有问题。

2. 若外部电源偏低也会引起失步,检查控制器进电是否正常,可考虑配220V稳压器。

二十八、机床某一拖板失步或抖动不走检查方法:

1. 对换环形驱动板以判断是否为驱动板的问题,若驱动板有问题,一般为板上3DD 15A或3DK106B坏了。

2. 观察单板机上步进电机指示灯,一个方向有三只灯,运行时交替闪,若有一灯常亮或常暗,说明单板机有问题,检查接口板3DK2B或74LS08片或单板机PIO片是否损坏。

3. 控制器底部有一排法琅电阻,为步进电机限流电阻,若某一只电阻坏了或接线头接触不好,也会引起失步或不走。

4. 步进电机也有可能出问题,可对换来判断。

二十九、没有高频

检查方法:

1. 高频电源是否已通电,高频内有一继电器随着丝筒换向动作,或有的机床高频电源上有一个检查键,可检查高频是否有问题,首先检查振荡板,驱动板上工作电压是否正常,不正常则电源板有问题,高频驱动板一般有几组可对换来判断好坏。

2. 换向继电器有一组常闭触点串连在高频控制回路中,若不好则无高频,有的机床专门有一个换向断高频开关,检查一下。

3. 单板机接口板上有一个3DK106 B是高频输出控制,检查一下是否损坏。

三十、手动走自动不走

检查方法:

1. 首先判断是否有高频,可让工件与钼丝碰一下,有火花说明高频没问题,无火花则属没有高频,参见上述解决。

2. 夹工件处有二根引线,粗的为高压(即高频输出),细的为取样输入线,此线断了则自动

三十一、线切割加工中短路处理简法

在线切割机床加工过程中,而因排屑不畅造成短路的现象时有发生,特别在加工较厚工件时更为突出。

在操作中,可用溶济渗透清洗的方法消除短路,具体方法是:当短路发生时,先关断自动、高频开关,关掉工作液泵,用刷子蘸上渗透性较强的汽油、煤油、乙醇等溶剂,反复在工件两面随着运动的钼丝向切缝中渗透(要注意钼丝运动的方向)。直至用改锥等工具在工件下端轻轻地沿着加工的反方向触动钼丝,工件上端的钼丝能随着移动即可。然后,开启工作液泵和高频电源,依靠钼丝自身的颤动,恢复放电,继续加工。

三十二、断丝后原地穿丝处理

断丝后步进电机应仍保持在“吸合”状态。去掉较少一边废丝,把剩余钼丝调整到贮丝筒上的适当位置继续使用。因为工件的切缝中充满了乳化液杂质和电蚀物,所以一定要先把工件表面擦干净,并在切缝中先用毛刷滴入煤油,使其润湿切缝,然后再在断点处滴一点润滑油──这一点很重要。选一段比较平直的钼丝,剪成尖头,并用打火机火焰烧烤这段钼丝,使其发硬,用医用镊子捏着钼丝上部,悠着劲在断丝点顺着切缝慢慢地每次2-3mm地往下送,直至穿过工件。如果原来的钼丝实在不能再用的话,可更换新丝。新丝在断丝点往下穿,要看原丝的损耗程度,(注意不能损耗太大)如果损耗较大,切缝也随之变小,新丝则穿不过去,这时可用一小片细纱纸把要穿过工件的那部分丝打磨光滑,再穿就可以了。使用该方法可使机床的使用效率大为提高

三十三、解决大厚度“紫铜件”切割断丝问题

由于紫铜件不同于其它钢材料,当厚度超过50mm时,操作者如仍按加工钢材料工件时使用的电参数来加工,就会发生切割速度慢、电流不稳定、短路频繁、断丝等现象。要正常加工采取的相应措施主要有:

(1)不能使用已经用过较长时间的乳化液,尽量使用新乳化液。并且最好采用 JR-1A、JR-3A、JR-4、南光-I工作液。因为铜材料粘,旧乳化液中的杂质较难冲掉,还会使紫铜加工时的导电性能受到影响。使用新乳化液就能避免以上现象的发生。并且上述推荐的工作液由于电解性较好,切缝较宽,可以改善切缝中的排屑状况。同时采用较高的走丝速度有利排屑。

(2)消除电流短路现象,当紫铜夹杂物出现在切割线路中时,加工电流稳定性就会受到影响,使短路现象经常发生,如不正确处理会断丝。采用大电流大脉宽加工的方法,使功率增强。靠脉冲的能量击穿比较小的夹杂物,可使加工正常进行。此时,应特别注意脉间也要增大,使停歇时间增长。同时大脉宽可保证放电能量不会因紫铜的良好传热性而会损耗掉。

(3) 由于紫铜材料具有良好的导热性能,因此如果采用窄脉宽加工,则由于在窄脉宽作用期间,电源所发出的能量很快就被热传递走,因此就会出现割不动的现象,所以紫铜切割时必须采用较大的脉宽进行切割,一般需要采用40μs以上的脉宽。

(4)注意装卡方向。应该把切割路线最短的一面装卡在第三向限,也就是X负方向,使钼丝尽量少走X负方向,这样可以减少断丝几率。

(5)停止工作时,用煤油把丝筒上的丝清洗一遍,使反沾在钼丝上紫铜沫大量减少,等下次开机继续使用时,效果就会更好。

三十四、如何判断所使用工作液的优劣及是否已到了使用寿命

目前线切割专用乳化油的使用仍然占据了绝大多数市场,线切割专用乳化油实际上是由普通乳化油经改进后的产品,在一般切割要求不高的条件下,它体现出较强的通用性,但随着工件切割厚度的增加、切割锥度的加大、单位面积切割收费的降低、难加工材料(硬质合金、磁钢、紫铜)比例的增多,原来一般的线切割专用乳化油已经不能完全满足切割的要求。一般性能较好的工作液应该具有以下几个特征:

★可以用较大的能量进行稳定的加工,机床正常条件下,一般对于 100mm 以内的工件,如 60mm 的工件平均加工电流可以达到甚至超过2.5- 3A (安培),在此条件下单位电流的加工效率应该大于 25mm2 /min.A, 即在加工电流 3A 时,加工效率应该达到 75 - 80 mm2 /min 。并且可以用较小的占空比对较大厚度( 200 - 300mm )的工件进行稳定切割。

★加工时在工件的出丝口会有较多的电蚀产物(黑墨状)被电极丝带出,甚至有气泡产生,说明工作液对切缝里的清洗性能良好,冷却均匀、充分。

★切割工件应容易取下,表面色泽均匀、银白,换向条纹较浅或基本没有。

工作液使用寿命的概念不一定有明确的概念,因为大多数操作人员是采用不断补充水和原液的方法进行加工的。这种方法会缩短工作液的使用寿命,增加成本。

一般一箱工作液(按 40 升计)它的正常使用寿命在 80 - 100 小时左右(即大约一个星期)。超过这个时间,切割效率就可能会大幅度下降,即工作液寿命的判据就是加工效率情况,一般将加工效率降低了 20% 以上作为是否应更换工作液的依据。

性能良好的工作液因为排屑性能良好,切割速度快,自然就比较容易变黑,但变黑的工作液并不一定就到了使用寿命了,因此以工作液的颜色作为使用寿命的判据是不准确的。

三十五、关于线切割换水的经验

加%20的乳华液。加%76的水。加%2的机油。加%1的洗涤剂。加%1的肥皂水`。排除非常好。光洁度好

三十六、快走丝线切割工作液的配制

线切割工作液由专用乳化油与自来水配制而成,有条件采用蒸馏水或磁化水与乳化油配制效果更好,工作液配制的浓度取决于加工工件的厚度、材质及加工精度要求。

从工件厚度来看,厚度小于30mm的薄型工件,工作液浓度在1O%~15%之间;30~lOOmm的中厚型工件,浓度大约在5%~1O%之间;大于1OOmm的厚型工件,浓度大约在3%~5%之间。

从工件材质来看,易于蚀除的材料,如铜、铝等熔点和气化潜热低的材料,可以适当提高工作液浓度,以充分利用放电能量,提高加工效率,但同时也应选较大直径的电极丝进行切割,以利于排屑充分。

从加工精度来看,工作液浓度高,放电间隙小,工件表面粗糙度较好,但不利于排屑,易造成短路。工作液浓度低时,工件表面粗糙度较差,但利于排屑。

总之,在配制线切割工作液时应根据实际加工的情况,综合考虑以上因素,在保证排屑顺利、加工稳定的前提下,尽量提高加工表面质量。

三十七、线切割机操作的注意事项

1、操作者必须熟悉机床结构和性能,经培训合格后方可上岗。严禁非线切割人员擅自动用线切割设备。严禁超性能使用线切割设备。

2、操作前的准备和确认工作

1)清理干净工作台面和工作箱内的废料、杂质,搞好机床及周围的“5S”工作。

2)检查确认工作液是否足够,不足时应及时添加。

3)无人加工或精密加工时,应检查确认电极丝余量是否充分、足够,若不足时应更换。

4)检查确认废丝桶内废丝量有多少,超过1/2时必须及时清理。

5)检查过滤器入口压力是否正常,压缩空气供给压力是否正常。

6)检查极间线是否有污损,松脱或断裂,并确认移动工作台时,极间线是否有干涉现象。

7)检查导电块磨损情况,磨损时应改变导电块位置,有脏污时要清洗干净。

8)检查滑轮运转是否平稳、电极丝的运转是否平稳,有跳动时应检查调整。

9)检查电极丝是否垂直,加工前应先校直电极丝的垂直度。

10)检查下导向装置是否松动、上侧导向装置开合是否顺畅到位。

11)检查喷嘴有无缺损;下喷嘴是否低于工作台面0.05~0.1mm。

12)检查确认相关开关、按键是否灵敏有效。

13)检查确认机床运作是否正常。

14)发现机床有异常现象时,必须及时上报,等待处理。

3、工件装夹的注意事项

1)工件装夹前必须先清理干净锈渣、杂质。

2)模板、型板等切割工件的安装表面在装夹前要用油石打磨修整,防止表面凹凸不平,影响装夹精度或与下喷嘴干涉。

3)工件的装夹方法必须正确,确保工件平直紧固。

4)严禁使用滑牙螺钉。螺丝钉锁入深度要在8mm以上,锁紧力要适中,不能过紧或过松。

5)压块要持平装夹,保证装夹件受力均匀平衡。

6)装夹过程要小心谨慎,防止工件(板材)失稳掉落。

7)工件装夹的位置应有利于工件找正,并与机床行程相适应,利于编程切割。

8)工件(板材)装夹好后,必须再次检查确认与机头,极间线等是否干涉现象。

4、加工时的注意事项

1)移动工作台或主轴时,要根据与工件的远近距离,正确选定移动速度,严防移动过快时发生碰撞。

2)编程时要根据实际情况确定正确的加工工艺和加工路线,杜绝因加工位置不足或搭边强度不够而造成的工件报废或提前切断掉落。

3)线切前必须确认程序和补偿量是否正确无误。

4)检查电极丝张力是否足够。在切割锥度时,张力应调小至通常的一半。

5)检查电极丝的送进速度是否恰当。

6)根据被加工件的实际情况选择敞开式加工或密着加工,在避免干涉的前提下尽量缩短喷嘴与工件的距离。密着加工时,喷嘴与工件的距离一般取0.05~0.1mm。

7)检查喷流选择是否合理,粗加工时用高压喷流,精加工时用低压喷流。

8)起切时应注意观察判断加工稳定性,发现不良时及时调整。

9)加工过程中,要经常对切割工况进行检查监督,发现问题立即处理。

10)加工中机床发生异常短路或异常停机时,必须查出真实原因并作出正确处理后,方可继续加工。

11)加工中因断线等原因暂停时,经过处理后必须确认没有任何干涉,方可继续加工。

12)修改加工条件参数必须在机床允许的范围内进行。

13)加工中严禁触摸电极丝和被切割物,防止触电。

14)加工时要做好防止加工液溅射出工作箱的工作。

15)加工中严禁靠扶机床工作箱,以免影响加工精度。

16)废料或工件切断前,应守候机床观察,切断时立即暂停加工,注意必须先取出废料或工件,方可移动工件台。

5、其它注意事项

1)机床的开、关机必须按机床相关规定进行,严禁违章操作,防止损坏电气元件和系统文件。

2)开机后必须执行回机床原点动作(应先剪断电极丝),使机床校正一致。

3)拆卸工件(板材)时,要注意防止工件(板材)失稳掉落。

4)加工完毕后要及时清理工件台面和工作箱内的杂物,搞好机床及周围的“5S”工作。

5)工装夹具和工件(板材)要注意做好防锈工作并放置在指定位置。

6)加工完毕后要做好必要的记录工作。

三十八、线切割电脑联机光电隔离传送器(永远不再烧打印口与主板:稳定传送100%)

解决了传统联机容易受干扰出错、经常损坏电脑和机床控制台、不能远距离送数等各种问题。

应答传送方式存在的弊端:

线切割控制器与线切割软件用电脑进行联机传送时,分为同步传送与应答传送,即对单板机来说是同步接收与应答接收。

光电隔离器主要是针对于应答传送与接收的,因为只有应答式的单板机存在这问题(原因在于应答式的单板机中没有进行光电耦合与限流措施)。现在国内生产应答式的单板机厂家大部分是在上海,宁波,江苏(因为它们是比较早的线切割生产基地,虽然是生产基地,但应答式的技术是源于电报头输入原理,这是非常落后的,过时的技术,随着电子与电脑硬件不断地升级,但线切割控制器系统单板机却没有随之更新,也许是它们根本解决不了这问题,所以在传送程序过程中出现了:烧电脑打印口,联机有困难等问题)

在应答传送与接收时,单板机都需要一定值的电流输出到电脑打印口上以表示通讯握手信号,这样电脑打印口就会存在被烧坏的可能性(烧掉后,就不能传送3B程序),有些用户还经常进行单板与电脑联机传送线的热插拔,还有在打雷的时,这些都是导致烧打印口。

光电隔离器:

为了解决应答传送时:“烧打印口或主板,不稳定传送完毕”问题,我们设计了线切割电脑联机光电隔离传送器,进行光电耦合与限流,从而安全稳定的直接与电脑打印口连接传送3B程序(现在我们增加了串口传送功能:直接用串口来代替电脑打印口,这样来增加传送的稳定性,稳定性保证100%)。光电隔离器的原理:与”只进不能出”的阀门一样(单向止回阀),就是由电脑向单板机输出3B程序,而当单板机向电脑输出电流时,就由光耦进行隔离,用电阻进行限流,从而彻底起到保护电脑打印口,如果用串口通过光电隔离器传送到单板机,那就可以做到永远会烧电脑主板及100%稳当传送,单板机100%的接收:这是我们向每位客户的永久保证。

串口+光电隔离器à单板机通讯口:

1. 稳定性提高到100%,高效智能,保证您的代码传输之路畅通无阻。

2. 通讯线路不再受长度限制,可随意向美观方面安装,使生产现场简洁明亮,传送线缆的长度可以增加到50米至100米。长距离传送程序稳定准确,电脑因此可放在合适的工作环境中使用(例如放在办公室,便于生产上的管理);

3. 大大减少传送过程中存在的干扰性,几乎为零,确保传送100%。

4. 分低电平,高电平有效电压传送,同步及应答式通讯口兼容,适合多种不现的控制器,不同厂家和型号的机床都可同时联机,不需改动机床的任何线路。

5. 放弃使用传统的屏蔽线理论,避免因接地不良或设备绝缘问题所潜在地回路引起的设备安全;

6. 安全、耐用、稳定。消除了因电磁干扰、机床故障、电源不稳定等外因而造成烧毁电脑并行口和控制台接口电路的危险因素;

型号与规格:

1、A型–直接传送器——1个端口(直接可连接1台机床,加转换器可增加到4台)

2、B型–直接传送器——8个端口(可同时连接8台机床)

三十九、专业小知识:

使用传统的应答联机,等于电脑与机床电气相通,其缺点表现在:

1、送数时经常出错停机,程序段数较多时根本无法完成传送;

这是因为电脑和机床控制台是由集成电路和电子电路组成,内阻较高,极容易感应到干扰信号,生产现场各种各样的机床在运转时本身也是一个干扰源,

通过电网回路进行干扰,影响了程序的传送。

2、经常烧毁电脑并行口和控制台接口电路;

当干扰能量足够大,或者经常带电拔插通讯插头,或机械转换器开关不良,就会形成瞬间高压,攻击设备;机床数量越多,损害程度越高;最后的结果:

就是要更换电脑和机床控制台。

3、由于干扰的缘故,电脑必须与机床最近的距离使用;

生产场地环境较差,而家用电脑并无防尘、防湿、防干扰等措施,所以造成电脑的故障大增。调查发现,上述的情况在用户中很常见。

—周文勇文

 

 

 

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三、专用数控电火花加工机床

1.境外专用数控电火花加工机床

瑞士GF加工方案展出了DRILL 300五轴电火花钻孔机床(见图6),吸引了众多探寻者的目光。该机床有以下特点:①独有的全数字控制脉冲电源和实时穿透检测功能;②有多种自动化方案和附加轴选择;③可以对不同直径的孔进行自动编程加工;④加工孔径范围大,特别适合航天航空零件加工;⑤加工效率高。

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图6 DRILL300机床

德国斯来福临集团展出了Helitronic Power Diamond电火花和磨削加工二合一机床(见图7),用于加工PCD、PCBN、硬质合金、金属陶瓷等超硬材料的刀具。机床具有两个主轴端,可分别安装3片电极轮和砂轮,这就相当于具有多个电极或磨削工位,使更复杂几何形状的刀具加工简单化,使加工效率和生产力达到更高水平。

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图7 电火花/磨削加工二合一机床

2.境内专用数控电火花加工机床

随着聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具从简单的车刀、直刃铣刀、铰刀,向高精度、复杂刃口方向快速发展,机械磨削难度加大,因此电火花磨削加工在这些超硬刀具的加工方面获得了广泛应用。

北京迪蒙特佳工模具技术有限公司展出的BDM-902磨床(见图8)适于加工PCD、PCBN等超硬刀具,机床稳定性好、精确度高、操控性好,不仅具备立轴自动运转、金刚石砂轮在线修整等先进功能,还可轻松实现精度3 μm以内高档PCD活塞刀、铰刀的高效率加工,并确保刀具刃口表面粗糙度Ra≤0.05 μm。

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图8 BDM902精密数控电火花超硬刀具磨床

北京凝华科技有限公司展出的MD25i型磨刀机是为PCD超硬导电材料刀具的加工和重磨设计制造的专用高精、高效电火花刃磨机床。开发的高效等能量脉冲电源,配合放电状态自动检测等功能,实现了生产效率高、尺寸精度好、表面粗糙度低。该公司展出的MF301双侧面刃磨机床是为加工PCD超硬导电材料锯片设计制造的,该刃磨机床具有八轴数控系统。

北京机床所精密机电公司展出的AG400型磨床配备了针对PCD加工的高效率、低表面粗糙度的专用电源,配备了刀具刃磨专用软件,盘类刀具自动测量定位、自动补偿和自动加工等功能。

本次展会中用于航空航天小群孔加工的数控电火花高速小孔加工机床仍是一个亮点。苏州电加工机床研究所展出的八轴数控电火花高速小孔加工机床,主要用于航空航天发动机叶片涡轮外环、火焰筒的微小群孔加工。通过数控系统在线自动检测工件形位,自动对加工孔位进行补偏,可有效提高工件孔加工的整体质量。

北京迪蒙卡特机床有限公司展出的MD6电火花小孔加工机床,是专为航空发动机叶片上三维分布的大批量、多种类小孔加工而设计的,配备了4个数控直线轴、2个数控旋转轴、12工位自动电极库、三维在线自动检测系统,能在线自动检测工件形位,并对孔位进行自动补偏。机床还配以基于触摸屏的专业控制软件与复合加工工艺,是难加工材料复杂空间位置小孔加工的专用设备。

四、激光加工机床

经过40年多年的发展,激光加工技术不断拓展。本届展会在W2馆设立了成形和激光加工机床专馆,集中了30多家激光加工企业,实现境内外展商同台竞技,汇聚了当前世界激光加工产业的最新技术发展成果及未来发展趋势。境内外著名企业德国通快(TRUMPF)、德马吉森精机、瑞士百超(Bystronic)、意大利普瑞玛(PRIMA INDUSTRIE)、日本天田(AMADA)、日本三菱电机(MITSUBISHI ELECTRIC)、日本山崎马扎克(MAZAK)、法国萨瓦尼尼(salvagnini)及德国耶拿(JENOPTIK)、武汉法利莱、上海团结普瑞玛、深圳大族激光、武汉奔腾楚天、济南铸锻研究所、江苏金方圆、江苏亚威等都悉数参展。

据不完全统计,本届展会现场展出的激光加工机床超过50台套,与CIMT2013相比几乎翻了一番。其中,CO2激光平面切割机5台、光纤激光平面切割机26台、光纤激光平面切割-冲压复合加工机床1台、光纤激光三维加工机床5台、激光增材制造5轴铣削组合机床1台、金属3D打印机1台、三维光纤激光电弧复合焊接系统1套、YAG激光焊接机2台以及其他激光加工专机等。

本届展出的激光加工机床呈现以下特点:

(1)CO2激光加工机床逐步萎缩,光纤激光一枝独秀。通快公司全球首发了其最新的TruLaser 3030 Prime Edition fiber超高速光纤型激光切割机(见图9);瑞士百超推出了代表当今顶尖水平的搭载4kW光纤激光器的ByJin Fiber4020。

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图9 TruLaser 3030 Prime Edition fiber激光切割机

(2)组合、复合机床以巨大的综合优势将引领未来发展趋势。日本AMADA公司以“金属加工机械综合制造商的全方位解决方案”为主题,推出了基于新概念的数字化钣金加工冲切解决方案——冲床与光纤激光复合设备LC2515C1AJ(见图10)。德马吉森精机推出了革命性的LASERTEC 65 3D(见图11),提供集激光堆焊技术与5轴铣削技术于一体的复合加工解决方案,可生产十分复杂的几何形状大型工件。

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图10 LC2515C1AJ冲床与光纤激光复合设备

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图11 LASERTEC 65 3D 机床

(3)加工速度不断向高速化方向发展。为了缩短切割机的非加工时间,提高生产效率,除了采用交换式双工作台外,提高机床的动态性能,实现高速定位是目前各个厂商普遍采取的策略,采用先进的直线电机或直启盘式马达驱动技术是主要的实现途径。AMADA的光纤激光加工机LCG3015AJ,其轴移动速度为170 mm/min(XY合成),实现了同级设备中的最高速。江苏金方圆数控机床有限公司TFC3015激光切割机配置的碟片式(Disk Laser)光纤激光器,最大定位速度达到169 m/min,代表了国内激光切割机的最高水平。

(4)激光加工机柔性化、智能化不断发展。柔性制造单元和生产线在更大程度和范围内展示了自动化集成方面所取得的进展,智能化水平不断提高。萨瓦尼尼推出了新一代高动态光纤激光切割机L5,融入了萨瓦尼尼多年在自动化和提高效率方面的经验,很容易和FMS系统或AJS系统实现集成。日本三菱电机公司的ML3015eX-45CF-R激光加工机(见图12),在薄板切割中配备了超高速切割功能,在厚板切割中配备了穿孔功能,在轨迹控制上导入了最新控制方式,使之成为三菱电机标志性产品。德国TRUMPF的TruLaser 3030 Prime Edition fiber秉承通快机床一贯的高智能性,拥有智能型切割头,能实现自动变焦、碰撞保护、穿刺监控,安全而高效。日本MAZAK的OPTIPLEX NEXUS 3015集成了最先进的智能准备和智能监测功能,可方便实现从薄板切割到厚板切割的自动转换。

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图12 ML3015eX-45CF-R激光切割机

(5)激光三维柔性加工系统成为发展方向。TRUMPF 展出的TruLaser Cell 3000通用固体激光加工机床,可以搭配TRUMPF的全系列固体激光器,实现二维和三维结构的焊接、切割。德国耶拿(Jenoptik)继续展示了其3D激光切割系统,该系统使用的机器手臂为空心结构,在每个手臂的关节处都安装了反射镜,避免了在加工过程中因光纤反复被缠绕造成损坏。大族激光也展示了三维光纤激光电弧复合焊接系统。

五、增材制造(3D打印)机床

本届展会的亮点之一,就是增材制造(3D打印)机床展品大幅增加,特别是金属材料3D打印设备得以集中展示。

1 . 金属材料增材制造机床

中科院南京先进激光技术研究院和南京中科煜宸激光技术有限公司推出了LDM系列激光选区熔化/烧结增材制造机床,以金属粉末为原料,制造出的结构件综合力学性能优异、材料利用率高、加工余量小。从展出的成形件来看,精度和表面质量比较好,符合达到中等精度的要求。

武汉华科三维科技有限公司开发了两款金属材料增材制造机床:HK M100和HK M250。它们利用较小功率的激光器直接熔化单质或合金金属粉末材料,逐层熔化沉积成形出任意复杂结构和接近100%致密度的金属零件。该技术的粉末材料利用率超过了90 %,特别适合于钛合金、镍合金等贵重和难加工金属零部件的成形制造。

清华大学开发了电子束选区熔化(EBSM)增材制造机床,成形零件最大尺寸(长×宽×高)为200 mm×200 mm×200 mm,适用的金属材料有钛合金、铝合金、镍基合金、高强钢及其他性能活泼的金属与合金等。

北京航空制造工程研究所开发了电子束熔丝沉积增材制造机床,其原理是利用电子束作为热源,熔化送进的金属丝材,按照预定路径逐层堆积,并与前一层面形成冶金结合,直至形成致密的金属零件。

英国雷尼绍(Renishaw)公司推出了AM250和AM125金属材料增材制造机床,主要用于医疗、航空航天、高科技工程及电子领域。适用粉末材料包括不锈钢、模具钢、钴铬合金、钛合金、镍基高温合金和铝合金等。

北京上拓科技有限公司展出了其代理的金属材料增材制造机床ProX200,主要应用领域包括:航空航天、发动机/组件制造、医疗、工模具中的随形冷却镶件、珠宝和首饰业等。该公司展出的M2 Cusing是世界首套能应付钛合金、铝合金等反射性金属材料的激光3D打印的设备。

北京恒尚科技有限公司展出了代理的EOS M400,主要用于精密金属部件、防火部件直接制造,产品外观设计认证,人体植入物、牙齿、颅骨修复物、假肢等。

  1. 非金属材料增材制造机床

本届展览会上,更多的参展商展出的是非金属材料增材制造机床。

武汉华科三维科技有限公司推出了HK各类系列设备。

杭州先临三维科技股份有限公司展出了Einstart-S和Einstart-L桌面3D打印机。

香港宝力公司展出了代理的FDM系列设备和Polyjet系列设备。

北京上拓公司展出了代理的多款非金属材料增材制造机床。

CIMT2015特种加工机床评述专家组来源:中国机床工具工业协会   
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CIMT2015特种加工机床评述(上) http://www.wedm.net.cn/html/post1736.html http://www.wedm.net.cn/html/post1736.html#respond Wed, 07 Oct 2015 01:47:35 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=1736 CIMT2015特种加工机床展品评述(上)

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摘要:通过对第十四届中国国际机床展览会(CIMT2015)展出的各类特种加工机床的现场调研、资料收集及与参展厂商的座谈交流,对国内外电火花加工机床、激光加工机床、增材制造设备等新产品、新技术、新工艺及其发展趋势进行了比较深入和系统的评述,并对市场需求进行了分析。
第十四届中国国际床展览会(CIMT2015)于2015年4月20-25日在北京举行,展出面积达13.1万平方米,创历届规模之最,包括世界机床制造业百强企业在内的28个国家和地区的1554家知名机床工具制造厂商参加了展会,其中境内展商780家、境外展商774家。
特种加工机床国内外展商共65家,其中境内(包括中外合资)44家、境外21家,共展出机床129台。其中境内参展机床89台,境外参展机床40台,主要产品仍是各类电加工机床和激光加工机床。
一、数控电火花成形机床
本届展会展出的数控电火花成形机床(NCSEDM),不论在技术性能还是工艺指标方面都有一定进步。
1.从单机自动化向成套加工技术和初步柔性制造系统发展
从单机自动化到成套加工技术再到成套自动化加工系统,瑞士阿奇夏米尔公司15年前就有所准备。它先后并购了以HSM生产为主的瑞士米克朗公司,以精密工装夹具和机器人(机械手)生产为主的system 3R公司,经过多年的磨合,才使成套加工技术水到渠成。2015年干脆将公司名称改为“GF加工方案”。
从单机自动化到成套自动化加工系统有个发展过程。即开始是“开式”的,是针对某一工件(模具)需要由NCSEDM、HSM或精密电火花线切割等加工来完成,为此由供应商统一提供成套加工设备(机床)、成套加工工艺以及这些机床通用精密夹具等,以完成全部的加工。例如,2014年GF在LED生产线上有上百台大订单,就是NCSED、HSM、电火花线切割机床(WEDM)组成的成套设备及成套加工工艺技术;日本牧野公司一年捆绑销售NCSEDM、HSM达400台之多,足以说明这种销售方式是从单机销售向成套销售发展,具有交钥匙工程要素,也是技术服务日益成为制造企业的重心的发展趋势。
成套加工技术的进一步发展成为由NCSEDM、HSM和system 3R系统组成的成套自动化加工系统。这次展会展出的成套自动化加工系统已发展到更高阶段,GF称之为自动化的柔性加工系统(见图1)。t01b40f8175f9485cb6

图1 GF加工方案的柔性加工系统

GF加工方案展出的柔性加工系统是由一台移动的system 3R TRANSFORMER(机械手)将高速铣HSM400LP和FORM200精密NCSEDM联接,system3R进行工件/电极库中的工件/电极自动交换,并通过小车与海克斯康三坐标测量机的电极测量和自动补偿系统连接起来,整个系统GF称之为自动化柔性加工系统。
这种自动化柔性系统,可大大缩短机床待机时间,避免操作人员对加工过程的干预,使零部件不间断加工制造成为现实,并可保证加工工艺参数的一致性。这种加工制造系统,特别适用于批量零部件的加工制造,而对于模具制造基本不存在批量问题,所以增加了复杂性。
2.NCSEDM在航空航天领域具有良好市场前景

(1)在航空航天领域具巨大市场潜力
从本届展会看,航空航天发动机的需求受到了业界重点关注。航空航天发动机制造的特点主要是材料和结构难加工,而这些正是NCSEDM的优势所在。
(2)NCSEDM在航空航天领域的应用
这次展会上,瑞士GF以飞机舱形式布置了航空航天室,召开了航空航天小型研讨会,现场演示了航空发动机叶盘、支架零件以及叶片冷却孔的加工过程,还展示了专为加工叶片冷却孔的DRILL300五轴电火花钻孔机床。
西班牙欧纳公司在展台的背景墙和样本中重点介绍了在航空航天领域的应用,给出了用于航空航天叶片型面、密封圈、密封槽、前缘、后缘等关键件的加工实例。
通过国家科技重大专项的支持,国内NCSEDM在航空航天的应用取得了明显进展。
苏州电加工机床研究所展出的DK7140精密NCSEDM(见图2),可实现X、Y、Z、A、C五轴联动,可对带冠整体涡轮盘扭曲叶形及其他复杂型面进行加工,可对高温耐热合金、钛合金等材料进行高效稳定加工,最佳表面粗糙度Ra0.1~0.2 μm。

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图2 DK7140五轴联动电火花成形机床

  北京迪蒙数控技术有限公司展出了A系列机床,北京迪蒙卡特机电设备有限公司展出了CTM系列机床等多款面向中、高端市场的产品。北京迪蒙数控的A30精密数控电火花成形机床(见图3),采用有限元技术,全面贯彻国家安全标准,精度高于国家标准。机床解决了大扭曲整体叶轮电火花加工问题,为航天航空相关重点企业解决了带叶冠整体涡轮盘、发动机整体闭式叶轮等加工难题。北京迪蒙卡特展出的CTM550-ABC机床,搭载了二维精密转台,六工位工具电极库,扩大了机床的应用范围,并具有多轴联动及在线监测功能,可实现空间任意角度的点位、沟槽及复杂曲面的加工,可应用于航空航天相关零件加工。

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图3 A30精密数控电火花成形机床

  北京安德建奇数字设备有限公司展出了AF1300四轴全功能数控电火花成形机床(见图4),X、Y、Z、C四轴都可以伺服加工,配备4工位电极自动交换装置,配合C轴的旋转功能,可以实现任意方向的圆形和方形平动,可进行扩孔加工、球形等三维平动加工。可应用于航空航天相关零件加工。

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图4 AF1300四轴数控电火花成形机床

  3.NCSEDM几个值得关注的问题
  我国NCSEDM的发展虽然已取得相当大的技术进步,但与国外先进水平和发展思路相比,还存在不小的差距,还有一些值得我们关注的问题。
(1)具有高速抬刀功能的机床结构技术:NCSEDM自从采用高速抬刀技术后,加速度和移动速度大幅提高。当前NCSEDM的机床结构形式更接近于HSM,今天的HSM已采用直线电机驱动,并已采用高低轨布局、同步双驱、重心导向等新技术,对NCSEDM来说都有参考价值。日本牧野公司的NCSEDM结构就是采用加工中心的结构形式。
(2)智能随形控制技术:一般来说,型腔加工在加工过程中的加工面积会产生变化,有的加工面积变化很大,要人工编制转换加工能量的程序,往往很复杂,而且不准确,搞不好会出现加工面积突变时的电极过度损耗,甚至发生烧弧等现象。由于以往对加工过程中面积的变化采用人工编制转换加工能量程序的方法存在的问题,因而采用工件型腔和电极的CAD建模技术,即使型腔在HSM预铣的情况下,也可利用预铣的CAD/CAM技术及电极的CAD技术,使在加工过程中两种模型(图形)不断“随形”,并不断改变加工参数及相应的伺服抬刀等参数,以保证加工的安全、高效。
(3)NCSEDM在航空航天领域的加工工艺技术:以带冠涡轮叶片加工为典型对象,对航空航天特殊零件、特殊材料的加工工艺需要进行系统研究。带冠涡轮叶片是一种变截面三维通道加工,需要五轴以上的NCSEDM,因此需对特定轨迹的坐标组合方式、加工余量的分配、加工效率及表面质量等加工工艺进行研究。特别是对加工表面完整性的研究,在航空航天工业中显得尤为重要。
(4)模具加工的Rsm:电火花成形加工可实现精密复杂型腔的直接加工,但对有些模具来说,不单是Ra的要求,还有Rsm(粗糙度的波峰与波谷宽度的算术平均值)的要求。研究表明,较大的Rsm值可以实现易脱模、少粘接以及塑压件的时尚纹理外观。对于半导体塑封模来说易脱模、少粘接具有重要意义。
本次展会中,日本沙迪克公司开发IC PIKA电源,与其他电源相比,在同样的Ra条件下,可实现较大的Rsm值(见图5),但这方面还没有引起我国厂商的重视。

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图5 标准条件加工面与IC PIKA加工面的比较

  (5)重视成套加工技术的研究:如前所述,国外已从开式的成套加工技术发展为成套自动加工系统,并进一步发展为初步的柔性制造系统,而我国还处于单机生产阶段。其实NCSEDM和HSM是相辅相成的加工技术,有很大的互补性,特别是型腔模具加工,往往需要NCSEDM和HSM共同完成。因此,在我国可以考虑NCSEDM与HSM的开发、生产企业进行合作,研究成套工艺技术,开发通用夹具,为用户提供成套解决方案,改变单机生产服务方式,并逐步向成套加工系统发展。
二、电火花线切割机床
1. 单向走丝电火花线切割机床
  本届展会共有15台单向走丝线切割机床参展,其中境外品牌8台,境内品牌7台。与上届展会比较,此类机床的主要加工指标未有重大突破,境外展机主要在一次切割的直线度、多次切割性能等细节方面有明显进步,境内线切割机床的总体性能有所提升。本届展会单向走丝线切割机技术性能指标从最佳表面粗糙度Ra0.6 μm到Ra0.008 μm,最大切割效率从200~500 mm2/min,产品销售价格从30万/台到200多万/台,各层次相关机床都有展示。
(1)提高性价比的市场竞争策略
日本和欧洲几大著名电加工厂家为了争夺中国大市场,纷纷采取不同的竞争策略,最大限度满足不同层次客户需求。同时在市场销量最大的中档机床上开发新的实用技术,提高切一修一、切一修二的零件表面粗糙度与零件加工精度,以吸引更多的客户购买这类产品。一些后起制造厂商只能采取价格与新技术应用相结合的策略,来分得一些市场份额。
(2)加工精度及综合加工效率的技术提升
本次展会展商更注重向用户宣传实用的加工性能指标,最突出的亮点在于一次切割时直线度的控制技术。不同厂家采取了不同的直线度控制策略,如日本牧野公司U6机床研发了GS-CUT(凸面精灵)技术,通过在切割路径的正交方向上控制电极丝的微振摆或微震动方法,实现了一次切割的高直线度。日本三菱电机公司MV系列机床的形状控制电源(Digital-AEⅡ),通过控制上下进电块进电能量的配比,实现了一次切割的高直线度。日本沙迪克公司SL400GS单向走丝线切割机床,采用TMP控制技术,一次切割直线度达到2 μm/100 mm(单侧)。
(3)基于油基工作液的电火花线切割机床
日本沙迪克公司的AP250L展机,采用油基工作液,X、Y、U、V四轴直线电机驱动,门式立柱结构,搭载“Super Pika Oil”精加工回路,最佳表面粗糙度达到Ra0.008 μm,细小模具加工形状精度控制在±1.5 μm,该机代表了本次展会同类展机最高技术水平。
(4)直线电机驱动技术更加普及
直线电机驱动在精密单向走丝线切割机床使用的趋势越来越强。本届展会除日本沙迪克和三菱电机公司4台展机全部使用直线电机以外,台湾庆鸿公司两台展机也使用了直线电机。日本沙迪克公司使用直线电机已有15年、3万台的历史,10年后的机床坐标精度仍然很好,10年的单向走丝机床残值也有原值的50 %。随着直线电机成本越来越低,这项技术将会在近几年内,在大部分单向走丝线切割机床上广泛使用。
(5)自动化加工技术
单向走丝线切割机床实现自动加工、无人化操作的主要技术就是自动穿丝技术和型芯废料保持技术。自动穿丝系统在不断提高小于0.1 mm丝径穿丝成功率,以及在曲面工件或中空工件上的穿丝成功率。日本三菱电机、日本牧野及日本西部电机公司重点向客户展示了直径0.2 mm电极丝在多级中空零件上的自动穿丝技术,同时结合型芯多点熔接技术,将切割下来的型芯与零件本体进行多点熔接,更易实现无人自动加工。
(6)变截面随形智能控制技术及双喷嘴加工技术
日本三菱电机公司、日本沙迪克公司等线切割机床3D图形的直接导入与处理,实现了变高度工件的电火花线切割加工过程中工艺参数的智能控制,减少加工中断丝,减轻变截面加工条纹的产生。日本牧野公司的机床上下两个喷水嘴分别由两个高压泵单独提供冲水,每个喷嘴可以提供更高的冲水压力,对提升切割效率有很大帮助。
(7)单向走丝线切割机的细分市场
单向走丝线切割机的应用也在向一些细分市场转移。日本FANUC公司的展机α-C400iA,安装英国Renishaw测头和德国高精度分度轴,实现棍状、盘状刀具的自动找正、自动加工。德国孚尔默PCD刀具加工专用单向走丝线切割机QDW760,具有五轴联动功能,配置刀具切割编程专用软件,提供多种刀具形状标准图形库,仅需找到对应的刀具形状,将必要的尺寸填写进去,就能够直接生成加工的图形文件。北京安德建奇数字设备公司展览的一台AE1100大型单向走丝线切割机床,最佳加工表面粗糙度:Ra<0.3 μm,最大切割效率:250 mm2/min,满足大型汽车模具高精度加工,是国内第一台大行程单向走丝线切割机床。
  2.往复走丝电火花线切割机床
  本届展会共有13家内资企业展出往复走丝电火花线切割机床,均为中走丝线切割机床。与上届展会相比,国内展品在整体外观质量和实用性加工指标方面取得较大进步。
(1)所有参展的中走丝线切割机床都采用了封闭液槽结构,增强了机床环保性能。
(2)引进工业设计技术,对机床的外观与色调进行较大改进。
(3)一体式结构已经逐步被制造企业所采纳,节省了占地面积。
(4)开始生产T型床身、C型结构的高档中走丝线切割机床,说明产业升级正在进行。
(5)加工速度等性能指标进一步提高。大部分中走丝线切割机床的最大加工效率已经>200 mm2/min,部分产品>300 mm2/min。最佳表面粗糙度一般为Ra0.8 μm,个别产品达到Ra0.6 μm。
(6)更加重视机床实用性的宣传,突出多次切割的平均效率、表面粗糙度、丝损耗等指标。
(7)随着各项技术的发展,与中走丝线切割机床相关配套的切割液、导轮、掩模等都有一定技术提升,制造厂家更加重视机床在细分市场的应用。
(8)借鉴单向走丝电火花线切割技术,寻求自身技术上的突破。更加突出中走丝线切割机床在加工大厚度、大锥度零件上的优势。
(9)中走丝线切割机床将向性能可靠、精度稳定、操作简单、维修方便的综合实力方向发展。 (未完待续)

CIMT2015特种加工机床评述专家组  来源:中国机床工具工业协会
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五轴加工机床 http://www.wedm.net.cn/html/post1703.html http://www.wedm.net.cn/html/post1703.html#respond Mon, 05 Oct 2015 06:55:43 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=1703

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   概述

随着航空航天、模具和汽车等工业的发展,产品零件的结构和形状越来越复杂,精度要求越来越高,对五轴加工机床的需求日益增长。五轴加工机床是指具有3个数控直线移动轴和2个数控回转轴的机床。五轴加工机床的配置多种多样,配置各异。从运动设计的角度,假定传动链从工件开始到刀具,直线运动以L表示,回转运动以R表示,具有3个移动轴和2个回转轴的五轴加工中心的运动组合共有7种:

RRLLL、LRRLL、LLRRL、LLLRR、RLRLL、RLLRL和RLLLR。其中最常见的运动组合有3种:LLLRR、RRLLL和RLLLR。这3种运动组合及其典型结构配置如图1所示。

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图1 五轴加工机床的运动组合和配置形式

  图1a所示是动梁式龙门加工中心,其运动组合为LLLRR。工件安装在固定工作台上不动,横梁在左右两侧立柱顶部的滑座上移动(Y轴),主轴滑座沿横梁运动(X轴),主轴滑枕上下移动(Z轴),双摆铣头作A轴和C轴偏转。

图1b是立式加工中心,其运动组合为RRLLL。工件固定在A轴和C轴双摆工作台上,横梁沿左右两侧立柱移动(X轴),主轴滑座沿Y轴移动,主轴滑枕沿Z轴上下移动。

图1c也是立式加工中心,但其运动组合为RLLLR。工件固定在C轴回转工作台上,工作台沿X轴移动。主轴滑座沿Y轴和Z轴移动,万能铣头可作B轴回转。

每种运动组合可有不同的结构配置方案。例如,动梁龙门式机床和动柱龙门式机床都属于LLLRR运动组合,车铣复合加工和铣车复合加工大多属于RLLLR运动组合,而RRLLL运动组合可包括A/C轴和B/C轴双摆工作台。

具有双摆工作台的4种不同工作台布局的五轴加工中心如图2所示。

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图2 不同双摆工作台布局的五轴加工机床

  综上所述,随着应用领域、加工零件的形状、尺寸和精度要求不同,五轴加工机床具有多种多样的结构和配置方案。

 典型案例分析

  1. 哈默C52加工中心

德国哈默(Hermle)公司的C52加工中心是摇篮式双摆工作台五轴加工机床,适用于航空航天、模具制造、能源和半导体工业,其外观和主要技术规格如图3所示。

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图3 哈默C52加工中心

  从图中可见,摇篮式双摆工作台采用纵向布局,回转工作台直径为f 1 000mm,由力矩电动机直接驱动,结构紧凑,最高转速为500r/min。摇篮采用伺服电动机和无背隙齿轮传动,摆动范围为+100°/-130°,可以进行五轴联动的立/卧式车削加工或五轴联动铣削加工和5面铣削加工。车削时工作台最大载荷为1 000kg,铣削时工作台最大载荷为2 000kg,可以从机床上方装卸较重的大型工件。

为了提高机床的动态性能,哈默公司研发了独特的总体结构配置:移动部件轻量化。框架式主轴十字滑座在高台式床身的顶部,完成X-Y方向移动,主轴滑枕作Z轴垂直方向移动,采用盘式刀库,如图4所示。

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图4 哈默C52加工中心的总体结构配置
1.线性导轨 2.刀库 3.滚珠丝杠 4.伺服驱动 5.双摆工作台

  从图中可见,主轴下层滑座由安装在床身左右两侧壁上的伺服电动机和滚珠丝杠沿3根线性导轨移动,以实现重心驱动,避免移动过程的偏斜,提高了机床的工作精度。

哈默C52加工中心在车铣复合加工时采用海德汉640数控系统,包括提高动态效率的主动颤振控制、自适应进给控制和提高动态加工精度的主动振动阻尼、载荷自适应控制等智能模块。

  2. 西田YMC430-II精密加工中心

日本西田(Yasda)公司的YMC430-II精密加工中心主要用于加工微小的高精度零件,在结构设计上特别注意提高刚度和减少热变形的影响,其总体结构配置如图5所示。

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图5 西田YMC430-II精密加工中心的总体结构配置

  从图中可见,横截面呈H形的、左右前后4个方向都对称和断面系数大的整体龙门式双立柱,保证了机床结构的高刚度、高精度和热稳定性。主轴滑座和主轴部件位于H形立柱的正前方,具有重量平衡系统,以保证Z轴移动的精度,结构对称,基本上抵消热变形所引起的刀具中心点相对工作台的偏移量。

YMC430-I I加工中心的X、Y、Z轴皆由相互对称配置2个直线电动机驱动,行程范围分别为420mm、300mm和250mm,快速进给20m/min,采用高刚度和高精度的线性导轨(小直径滚珠、8滚道循环、加长型滑块)导向,以提高移动精度和刚性,简化机械结构,避免反向背隙,保证机床的动态性能。

主轴转速范围2 0 0 ~ 4 0 0r/min,在主轴滑座下方配置有盘式刀库,标配容量32把刀,刀具最大直径f 50mm,刀具最大长度120mm,刀具最大重量500g。

该 机 床 的 平 移 工 作 台 面 积为600mm×350mm,其上安装R10型双摆工作台,B轴摆动范围-10°/+100°,C轴360°回转,从而构成五轴联动加工机床,最大加工直径250mm。主轴的定位精度在全行程范围内的实际测量值分别为0.508μm、0.356μm和0.316μm,X-Y运动轴的圆度为0.60μm。B、C回转轴的双向定位精度分别为0.95sec和1.19sec。在加工圆锥表面时圆度为1.24μm,皆明显高于同类机床。

完善的热管理系统是YMC430-I I机床的最大特点之一,是保证机床高精度的关键。机床的冷却部位循环原理如图6所示。

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图6 西田YMC430-II的冷却部位和循环系统

  从图中可见,机床在6个部位配置循环液冷却系统:①立柱的内冷却。②主轴头的内冷却。③主轴滑座的内冷却。④X轴直线电动机的冷却。⑤Y轴直线电动机的冷却。⑥Z轴直线电动机的冷却。制冷装置输出温度较低的冷却液进入各冷却部位,将热量带出,温度较高的冷却液再回到热交换器中再度进行制冷。

3. 米克朗 HSM 600U LP高速加工中心

GF加工方案集团旗下的米克朗公司生产多种型号的高速(HSM)、高性能(HPM)和高效率(HEM)加工中心。其中HSM 600U LP加工中心是在原有HSM系列的基础上改进设计而成,工作台直径600mm,最大载荷120kg,适合模具制造和其他中小批量精密制造企业加工高精度和高表面质量的零件,机床的外观和结构如图7所示。

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图7 HSM 600 ULP加工中心的外观和结构

  从图中可见,该机床的3个移动轴X、Y、Z和2个回转轴B、C皆采用直接驱动方式。机床的床身、立柱和横梁为一个整体封闭结构,上窄下宽,呈金字塔形,采用矿物铸件(树脂混凝土),具有良好的阻尼特性,保证了机床的刚度和稳定性。中间有O形孔道,以便与托板交换装置或刀库联结。线性导轨布置在直线电动机的两侧,使两线性导轨之间的有较大的距离,驱动力尽可能在移动部件的重心。

机床采用STEP TEC智能电主轴,最高转速30 000/36 000/42 000r/min可选。其intelliSTEP智能化系统可以控制和优化电主轴的工况。例如,主轴端轴向位移、温度、振动和刀具拉杆位置等,预测主轴在不同工况下的工作寿命。

该机床的另一重要特点是“聪明机床”软件。包括机床保护、提高加工精度和提高生产力3个方面。例如,智能温度控制、操作支持系统、高级加工过程和远距短信通知等。

 数控系统的新趋势

数控机床不仅延伸人的体力, 更延伸人的智力, 变得越来越聪明。高端数控机床正在向智能化、集成化、网络化和绿色化发展,起主导作用的不是机械和电气部分的硬件,而是知识和软件。数控系统已经从单纯的运动控制发展到参与生产管理和调度。随着与信息和通讯技术的深度融合,现代数控机床已经不仅是一台加工设备,而是工厂网络, 甚至智慧城市中的一个节点。

智能手机的出现改变了人们的生活和工作方式,多点触摸屏、各种APP应用和微信正在改变人的观念和习惯。若将智能手机的某些功能和特征移植到机床数控系统,无疑会大大拓展数控系统的功能,使机床操作更加符合人们的生活习惯,变得简单和方便。因此, 采用图形化的信息提示、图形化的软件的人机界面已成为新一代数控系统重要特征。

德马吉森精机公司在西门子和三菱数控系统的基础上推出新一代数控系统的人机界面和操作系统CELOS,它打破了传统数控系统人机界面的模式,采用多点触控显示屏幕和类似智能手机的图形化操作界面,拉近了机床操作和生活习惯的距离。

CELOS简单易用,就像使用智能手机一样。CELOS简化和加快从构思到成品过程,并且还奠定无纸化生产基础。此外,CELOS应用程序为用户提供一体化和数字化管理、文档查看和加工任务单、加工过程和机床数据显示功能,而且CELOS还兼容PPS和ERP系统,能连接CAD/CAM应用软件并可使用其他未来CELOS应用程序。

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目前,CELOS 有12种APP应用,从CAD/CAM浏览、加工任务管理直到数控加工, 功能齐全,各种APP应用皆可一键直达,操作非常方便,如图8所示。从图中可见,这些应用的图标可分为5种类型,第1类图标是与生产相关的APP应用,包括数控程序、加工任务管理、任务助手。第2类图标是辅助功能APP应用,包括CADF/CAM浏览、工艺参数计算器、工艺文档管理。第3类图标是技术支持APP应用,包括网络服务和机床检查。第4类图标是有关配置的APP应用,包括节能降耗和机床调整。第5类图标是机床状态监控的APP应用。

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图8 CELOS的APP应用菜单

  CELOS力求通过这些APP应用,实现无图样化的加工,使用户实现对订单、工艺流程数据、机床数据的一体化数字管理、记录存档和可视化处理。例如,任务管理和任务助手APP,能够实现对加工任务的管理,帮助机床操作人员通过网络进行计划、准备、优化和系统化处理加工任务。

首先, 所有与生产相关信息,如数控程序、工件、刀具和夹具等,都集中在一个加工任务中, 并立即显示在“ 任务管理器”中。加工任务单所需的所有文档、数据和信息都用结构化方式管理。例如,这些数据可在以后的加工中或重复订单中被快速访问。

通过“ 任务助手” , 经过数字化准备的加工任务单可在以后被系统地执行。在此过程中,首先对加工所需的所有数控程序和设备(刀具、夹具等)进行检查。然后,通过对话框指导操作人员进行装夹和准备加工任务。

给出适当提示和要求必要的确认,确保机床操作人员的操作无差错。只有完成这些步骤后才能开始加工。因此,即使是复杂加工任务或复杂工件,也能确保加工的高可靠性。

工艺计算器APP实现对工艺切削参数的计算, 通过选定刀具、工件材料和背吃刀量等信息,计算出数控编程所需的进给速度、主轴转速、切除率和切削功率等信息。节能降耗APP用于对机床启动、待机、加工以及润滑和冷却进行优化配置,实现机床的用能管理。

状态监控APP对机床状态信息进行可视化的显示,其界面如图9所示。

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图9 CELOS机床状态监控界面

  左侧圆图是主轴负载大小和是否有振动,右侧圆图是3个直线和3个回转驱动轴的负载。下方是零件加工任务和加工批量的进度完成情况及剩余时间。中间是有关机床的其他信息。“状态监测”功能是操作人员与机床间联系的起点。它提供有关当前订单和订单进度的重要绩效指标,而且通过特殊图标以及文字向操作人员显示出现的任何错误、故障或所需的维护。

CELOS的APPs应用给数控机床的人机界面带来了全新的变化,将机床的数控系统拓展成为数控加工的管理系统,揭示了数控系统人机界面开发的潜力,必将对数控系统设计和数控加工流程的数字化管理产生巨大的影响。

  五轴加工机床的智能化

智能装备的控制模式和人机界面将会有很大的变化,WiFi宽带、蓝牙近距通信等网络性能的提高,基于平板电脑、手机和穿戴设备等基于网络的移动控制方式会越来越普及。与时俱进的触摸屏和多点触控的图形化人机界面将逐步取代按钮、开关、鼠标和键盘。人们,特别是年轻人已经习惯智能电子消费产品的操作方式,能够快速做出反应,切换屏幕,上传或下载数据,从而大大丰富了人机交互的内容,同时明显降低误操作率。例如,对数控机床的操作可以通过笔记本、平板电脑和智能手机在WiFi环境下进行,如图10所示。

从图中可见,不仅人机的交互方式从控制面板延伸到移动终端,设备和工具之间也可以进行物与物的通信。机床的加工精度和效率在很大程度上取决于刀具的状态,如果在刀具或刀柄上嵌入芯片,就成为智能刀具。芯片不仅可以记录在刀具预调仪上进行调整时的数据,还可以记录刀具在机床的进行了多长的切削时间,还有多少剩余寿命,可以加工几个零件等都可以让操作者和有关部门了如指掌,减少停机和更换刀具的时间。智能刀具及其管理的概念如图10所示。

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图10 在WiFi环境下的人-机和机-机通信

  在不同的加工情况下,往往需要设备具有不同的性能,可以根据设备工况的统计分析,可从设备供应商或第三方APP应用软件商店购买和下载不同的软件,以提高设备精度、加工速度或节能等,如图11所示。20150827081558_97247

图11 提高设备性能的APP应用软件商店

  智能工厂的数控机床和机器人等智能装备的未来发展重点已经不在硬件,感知外部环境和工况变化需要更加强大的计算能力、通信带宽和速度,才能进行实时控制,形成真正的信息物理融合系统。它的特点是将设备的控制分为计算和过程两部分,把运动控制保留在本地,而将计算移到云端,在云端“克隆”相应的虚拟设备,在云端进行虚拟制造,如图12所示。

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图12 过程和计算分离的云数控系统

从图中可见,需要计算能力的数控核心、可编程控制、图形人机界面和通信等模块构成设备群的云端控制系统,通过中间件控制虚拟机床1、虚拟机床2、虚拟机床n,同时通过以太网接口下传至车间的路由器,连接不同机床的控制器,控制相应机床的运动,从而将虚拟机床与实体机床构成一对一的仿真和监控系统。

2015-08-13 同济大学教授张曙       《 金属加工在线》

 

 

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线切割加工铝件 http://www.wedm.net.cn/html/post1675.html http://www.wedm.net.cn/html/post1675.html#respond Thu, 01 Oct 2015 08:04:28 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=1675  

数控线切割加工铝件时经常出现馈电块磨损严重、短路、断丝、加工轨迹畸变及工件变形等问题,有的直接造成加工产品报废。根据多年加工积累的经验,对加工实践中关键性的技术问题进行了归纳总结。

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铝件线切割加工

一、线切割铝件易断丝的问题
1. 线切割铝件易断丝的原因
线切割铝件时,由于材料比较软,排屑困难,且铝在高温下极易形成硬质氧化膜,加工产生大量氧化铝或铝屑易粘在钼丝上,使钼丝与馈电块接触部位很快就会磨出深沟。软的铝和硬的磨粒夹杂在一起,充塞在沟槽处,一旦被带进去,就会把沟槽挤死,丝也就被卡断了。
2. 解决方法
针对钼丝卡在馈电块里夹断钼丝的问题,调整一下上、下丝架馈电块的位置,以防馈电块磨损的沟槽引起夹丝断丝造成效率低、加工表面多次切割引起的质量下降和材料浪费。
加工材料的厚度超过40mm,一般加工3~4h后就把馈电块稍微旋转一个角度,如图1b所示,先旋转到图1a所示方向,加工8h后再旋转图1b所示方向,这样每加工8h后旋转调整一次馈电块的位置来减少断丝的几率。实际加工表明,通过这种方法大大降低了加工成本,提高了经济效益。注意馈电块与电极丝过压量一般在0.5~1mm。当一个面的三个点都有切割沟槽后,再旋转馈电块90°,依次类推直到四个面都有切割沟槽。然后在靠近采样线的一边垫一个1~2mm的垫片,就可以向左调整馈电块的位置,就相当于换了一个新的馈电块,节约了生产成本。

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图1 导电块安装方位示意图

例如:每块铝件的厚度为2mm,共8块叠在一起同时加工,每隔大约8h调整一下馈电块的接触面,每天连续加工8h,到第6天出现断丝。然后用千分尺测量钼丝的直径只有0.125mm(原钼丝直径为0.18mm)。通过调整馈电块的位置大大避免了馈电块夹丝断丝的问题。
当然还必须注意,当工件尺寸精度要求比较高时,必须要测量钼丝的直径,及时修改补偿量,保证尺寸精度要求。金属加工微信,内容不错,值得关注。
二、工件产生变形的问题
1. 工件产生变形的原因
由于工件毛坯制造、切削加工、热处理时,其受热不均、内部组织相变、受力变形等作用使工件内部产生了残余应力,一段时间内在不受外界影响的情况下应力分布相对平衡,但在线切割加工过程中,由于工件材料被大量切去和切断,又会改变其应力分布,随着时间的推移而逐渐趋于平衡,从而使工件发生变形。对于铝合金零件这种变形现象更明显。
2. 解决方法

1)切割加工前去应力 零件在切割加工前首先进行热处理消除材料内应力,这样切割时就不会出现大的应力变形,以稳定尺寸。当然不同的材质,进行处理的方法各不相同。
(2)外轮廓加工方法 外轮廓加工时通常可以不用打穿丝孔从毛坯外侧切入即可,如图2a所示,这种方法极易由于毛坯破口后造成材料内应力释放产生较大变形,造成零件加工精度下降。为了避免和减少这种变形的产生,可以采用打穿丝孔加工的方法,保持毛坯轮廓的封闭性,如图2b所示,可最大限度地减少加工过程中的应力变形。

  • 外侧切入 (b)打穿丝孔加工
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图2 外轮廓加工方法示意图

(3)采用二次切割法 对于加工精度要求比较高的零件,最好采用二次切割法。

如在加工图3所示某子弹尾翼时,采用V形铁装夹φ8mm这一端,而另一端悬空。按正常的加工工艺加工结束后,用千分尺测量,靠近V形铁处加工尺寸为2.00mm,而另一端加工尺寸仅为1.86mm。这是在线切割加工过程中,由于工件材料被大量切去改变其应力场分布,从而使工件发生变形。

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图3 某子弹尾翼图

  加工改进的方法是第一次加工中间留的厚度由2mm增加到2.4mm,在第一次切割时单边留0.2余量,(使用φ0.18mm钼丝时)粗加工以快速进行。第一次切割完后毛坯由内部原来应力平衡状态受到破坏后,又达到新的平衡,然后进行第二次精加工,加工结束测量尺寸为1.99mm,达到了试验要求的尺寸。
三、铝件切割易短路及切割轨迹畸变的问题
 1. 问题原因分析
在日常加工中,大厚度工件的切割比较困难,因为受放电加工蚀除条件的制约,工件厚到一定程度,没有足够的冷却液进入工件,间隙内电蚀产物无法正常排除,加工很不稳定,直至有电流无放电的短路发生,在切割加工铝件时这种现象更易发生。

通常情况下线切割加工机床具有短路保护功能,一旦出现短路,机床工作台即刻停止移动,保持原位不动等待处理。然而在加工铝件时,由于铝材轻、质软及排屑困难等,有时短路后放电点由加工区转移至馈电块处,造成馈电块与钼丝有火花放电,因此尽管工件和电极丝之间处于短路状态,但机床放电状态正常,因此机床不会因工件与钼丝间短路而实现短路保护,此时机床仍按正常程序切割加工,加工处因不放电故工件不能加工出正常形状和尺寸,仅靠钼丝在较软的铝质工件上拉出沟槽,造成切割轨迹畸变,导致工件报废。如图4所示加工齿轮时,前两个件加工均出现了切割轨迹畸变而工件报废的情况。金属加工微信,内容不错,值得关注。

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图4 铝齿轮加工情况

  2. 解决的方法
(1)首先是优化工艺参数 根据不同的厚度设置不同的线切割参数。通过多次试验发现,加工铝合金材料可适当减小脉冲宽度,这是因为脉冲宽度减小,使单个脉冲放电能量减小,则放电痕也小,还可以减小氧化铝颗粒的大小和数量,有效减小馈电块磨损。相对增加脉冲间隙,有利于排屑,减少粘丝,提高切割稳定性,并改善工件表面粗糙度。如果脉冲间隙太小,放电产物来不及排除,放电间隙来不及消电离,这将使加工变得不稳定,易造成断丝或切割轨迹畸变。
设置的进给速度小于工件实际可能的蚀除速度,则加工状态便开路,切割速度慢。且由于铝合金熔点和汽化点低,使同等放电能量的加工蚀除量增大,从而使放电间隙大。由于放电间隙大,脉冲电压不能及时击穿极间的液体介质,大大地降低了脉冲的利用率,同时极间距离太大会导致电极丝振幅增大,使加工变得不稳定,甚至引起断丝。当设置的进给速度大于工件实际可能的蚀除速度(称过跟踪或过进给),则加工时易短路,实际进给和切割速度反而也下降,而且不利用排除铝材的电蚀物,造成断丝和短路闷死。因此,合理调节变频进给,使其达到较好的加工状态。整个变频进给控制电路有多个调整环节,其中大都安装在机床控制柜内部,一般不应变动。另有一个调节旋钮安装在控制台操作面板上,加工时可根据具体情况将此旋钮定在合适位置,以保证电流表、电压表读数稳定,钼丝抖动小,加工处于最佳跟踪状态。
如加工厚工件时,一般情况刚开始(5mm)加工时,由于电极丝易抖动,冷却液浓度高,应加大单个脉冲的能量,增加脉冲的间隔,至少脉冲宽度与脉冲间隔比为(1∶8),这主要是保证有足够的单个脉冲能量和足够排除电蚀产物的间隔时间,同时降低加工电流,一般取2A以下。当加工稳定后,再相应缩小脉冲间隔,将加工电流提高3A左右,电压75V左右。目的是钼丝载流量的平均值在不增大的前提下,形成火花放电的能力,火花的爆炸力被增强。因此电参数应适当取大些,否则会使加工不稳定,加工零件的质量下降。
切割速度和表面粗糙度的要求是相互矛盾的两个工艺指标,所以,必须在满足表面粗糙度的前提下再追求高的切割速度。
(2)根据工件厚度选择合适的放电间隙 放电间隙不能太小,否则容易产生短路,也不利于冷却和电蚀物的排出;放电间隙过大,将影响表面粗糙度及加工速度。当切割厚度较大的工件时,应尽量选用直径较大的钼丝、大脉宽电流,使放电间隙增大,增强排屑效果,提高切割的稳定性。
(3)保持冷却液的清洁度 及时更换新的冷却液,并可在工作台冷却液的回流口用过滤网来过滤冷却液的杂质,再在冷却液的出口放一层海绵来吸附冷却液的杂质,效果就很好。为了提高排屑能力,防止出现加工轨迹畸形,还可在冷却液中加入洗涤剂和肥皂块,这样洗涤性能变好,排屑能力增大,改善了排屑状态。同时要及时地旋转调整馈电块的位置或重新换一块新的馈电块,经常清理馈电块处的切屑颗粒,保持钼丝与馈电块间的良好接触状态,避免该处出现放电现象,可有效避免切割轨迹畸变而造成工件报废。
四、结语
从线切割加工实际操作出发,分析了在加工铝件时,极易产生氧化铝颗粒,造成导电性下降,馈电块磨损,产生断丝和短路等现象,严重影响加工质量和效率的问题,总结了实践中经常出现的问题与解决办法。这些方法和措施切实可行,对提高线切割加工质量,降低断丝、短路及加工铝件切割轨迹畸变现象具有良好的效果。

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《金属加工(冷加工)》

 

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提高电火花加工质量的对策 http://www.wedm.net.cn/html/post1666.html http://www.wedm.net.cn/html/post1666.html#respond Thu, 24 Sep 2015 08:02:19 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=1666  

1 引 言

电火花加工在模具制造中是十分重要的工艺环节,尤其在塑料模制造中更为重要。大多塑料模零件通常采用电火花加工来完成最终精加工,加工完成的质量直接影响模具零件的装配性能或成型精度。加工出现的异常问题轻则造成一些不必要的处理方法,重则造成工件整体报废,延长了模具制造周期,增加了模具制造成本,降低了模具质量,因此防范发生加工异常问题具有重要意义。加工质量问题包括加工中的不正常现象和加工后的质量问题。

2 电火花加工常见的异常问题

(1)模具零件加工完成后加工部位实测尺寸不合格。

用电火花加工完成的部位通常能达到的精度为0.005mm左右。模具零件中不同部位的加工精度要求是不一样的,有一些精度要求高的部位尺寸公差控制很严格。如果加工尺寸不在公差允许范围内,即为不合格尺寸。不合格尺寸有大于最大极限尺寸和小于最小极限尺寸。影响加工尺寸大小的因素有以下几种:

  1. 电极尺寸缩放量的影响。

电火花加工时两极间存在火花间隙,为了加工出符合要求的尺寸,对电极缩放适当尺寸来加工。电极的缩放尺寸在生产中称为电极缩放量。在加工时,实际产生的火花间隙与电极缩放量的不匹配将直接影响加工尺寸的精度。在不采用电极平动加工时,如果所产生的火花间隙小于电极缩放量,加工出来的尺寸将小于标准值。相反,电极缩放量比实际火花间隙要小时会使加工后的尺寸大于标准值。因此正确确定电极缩放量的大小是保证加工尺寸合格的前提。确定电极缩放量大小时要视加工部位的不同而合理选用。塑胶模具加工部位一般分为结构性部位和成型部位。结构性部位在模具中起配合、定位等作用。这些部位的加工表面粗糙度无严格要求,但要求尺寸一次加工到位,保证加工后的尺寸符合要求。在确定这些部位火花位大小时取加工时实际产生的火花间隙的大小。成型部位是用来直接成型塑件的部位。此类部位的加工尺寸和表面粗糙度都有相应的要求。电火花加工的成型部位一般在加工完成后采用抛光的方法去除火花纹迹达到预定表面粗糙度要求,所以在确定这类成型部位电极缩放量时应准确确定抛光余量。一般抛光余量取4Ra+0.005mm左右(Ra:电火花加工完成的表面粗糙度值),在计算电极缩放量时取实际火花间隙和抛光余量之和。电火花加工工艺一般是用不同尺寸的电极采用不同的电规准由粗到精完成加工。加工后的尺寸主要决定于精加工的控制。在不采用电极平动加工时,确定精加工火花位大小时应先考虑好为达到预定表面粗糙度要选用的电参数条件,明确该条件火花间1隙的大小再确定电极火花位的大小。成型部位精加工的火花位一般为单侧0.04—0.08mm,结构部位为单侧0.02—0.06mm。确定粗加工火花位大小时以考虑加工速度和为精加工预留适当余量为标准,一般取单侧0.15—0.25mm。在采用电极平动加工时,火花位取标准值减去火花间隙和平动量,精加工中电极火花位一般取单侧0.12mm左右。确定电极火花位大小时还应详细考虑加工部位的加工性能。如在通孔类排渣良好的情况下,不容易形成二次放电,产生的火花间隙相对比较小,而盲孔类加工因排渣不是很顺,二次放电的机会比较多,而使火花间隙变大。大电极缩放量较小电极缩放量相对小一些。因为大电极放电时放电能量分布均匀,小电极放电时能量集中。

b.电极实际尺寸、平动量控制的影响。

在不采用电极平动加工时,电极的实际尺寸对加工部位完成的尺寸起决定性的作用。在正确确定电极火花位以后,应该采用合理的加工方法保证制造电极的精度。在采用电极平动加工时,平动量的控制对加工尺寸起决定性的作用。应根据电极实测尺寸的大小,确定正确的平动量来保证加工尺寸符合要求。

c.电极校正精度的影响。

加工后的尺寸与电极的校正精度有很大的关系。电极的校正偏差会使其在加工进给方向的垂直平面投影面积增大,使其加工部位的尺寸大于正常值。因此一般存在用小电极加工后的侧面间隙比用大电极加工后的侧面间隙稍大的情况。因为小电极的校正精度不可能有大电极那样高。保证好电极的校正精度是电火花加工开始阶段最重要的环节,是保证加工尺寸合格的重要条件之一。

d.电参数调节因素的影响。

电参数调节直接关系到加工中实际火花位的大小。更改电参数条件的各项均会影响火花间隙的大小。对火花间隙影响最明显的是电流,随着电流的增大火花间隙也相应增大。脉冲宽度的影响也是如此。脉冲间隙的增大会使火花间隙变小,但作用不是很明显。其它相关参数也在间接地影响火花位的大小。因此在调节电参数时一定要选用合理,更改电参数时要弄清楚会对加工尺寸产生的影响。

e.加工中电极损耗的影响。

在加工过程中不可避免的存在电极损耗,电极损耗使加工完成的尺寸小于标准值。(不正常的过大电极损耗原因在下面详述)一定要正确控制好电极损耗来保证加工的尺寸符合标准。

f.加工深度控制的影响。

在加工尺寸中加工进给方向的深度是一个特别重要的尺寸。深度的控制精度关系着加工尺寸是否合格。影响深度控制精度的因素首先是加工前对刀精度的影响。在对刀时如果电极和工件间存在杂物,会使对刀产生偏差,通常会使加工完成的深度小于标准值。所以在对刀时一定要保证两极间的干净。其次是预留的加工余量的影响。加工部位侧面的尺寸控制决定于电极的火花位。而深度控制则决定于加工时对所要加工的深度尺寸的预留。预留量的选取同电极火花位选取原则相同。再次是对刀基准的精度的影响。电极用来对刀的部位必须是明确的基准,基准面应光洁平整。最后还要注意在粗加工中电极热膨胀的影响,使其变长而超过为精加工预留的余量,使加工深度偏深,出现精加工时修不光的现象。

(2)加工完成部位表面质量不合格

表面质量异常问题一般有积炭、粗糙度不符合要求、表面变质层过厚。下面针对这三种问题具体分析。

a. 积炭。

积炭是表面质量异常最严重的问题,对模具零件产生破坏性的效果。它是电火花加工中放电异常的产物。引起放电异常的主要原因是电规则选择不当。一般积炭发生在精加工中,因为精加工时放电间隙小,排渣不容易。因此在调节电参数时要以观察到放电状态稳定为标准,在放电不稳定的情况下,应该将放电时间减短,抬刀高度增大,脉冲宽度减小,脉冲间隙增大,伺服压力减小等。粗加工中,在加工面积小时注意峰值电流不要过大。其次冲油也有很大影响。不适当的冲油方式、冲油压力使电蚀物无法顺利排出,使放电状态很不稳定而引起电弧放电。一般采用的冲油方式是下冲油,朝开口部位冲油,淋油等。冲油压力控制在接近加工的临界压力范围内,采用的火花油应该较清洁。整个加工过程中要随时监控加工稳定状况,通过看火花、听声音、观察电流、电压表来评定。对加工中的不正常现象及时采取相应措施。

b.粗糙度不符合要求。

加工完成的表面粗糙度不符合要求是表面质量异常的常见问题。一些精密部位通常要求加工出很细微的表面再采用抛光处理,如果加工得粗将会增大抛光量,影响加工形状、尺寸精度。还有一些产品是要求表面火花纹的,这就要求加工出来的表面粗糙度符合要求,整体均匀。上述的电规准选择不当和冲油因素也是产生表面粗糙度不符合要求的重要原因。另外还有电极表面粗糙度、电极材料、加工留量等因素的影响。电极表面粗糙度直接影响加工表面的粗糙度。加工时是将电极的表面复制到工件表面,因此精加工的电极通常都要抛光处理。电极材料质量差,组织不均匀,含杂质等会使加工出来的工件表面粗糙度不均匀,达不到预定要求,选择电极材料时应该根据加工部位的要求合理选用。粗加工的加工留量对精加工效果的影响很大。如果留的太少,会产生精加工修不光的现象。一般粗加工为精加工留0.15mm进行修光。大电极比小电极可适当少留一些。一些同样的型腔多个数目加工时应该及时更换电极,因为电极在加工多个部位以后,其表面质量会变差,使加工的工件表面粗糙度不一样。

c.表面变质层过厚

放电时产生的瞬时高温高压,以及工作液快速冷却作用,使工件表面在放电结束后产生与原材料工件性能不同的变质层。一般情况下,表面变质层对加工结果的影响是不利的。尤其是表面变质层过厚,会使加工表面耐磨性、耐疲劳性大大降低,对工件使用寿命产生不利的影响。表面变质层过厚的情况一般发生在加工部位比较小的地方,因为这些加工部位放电能量很大。像加工出的部位有小的凸形的话,在粗加工中也不能使用大的电流,过大放电能量的热影响会影响工件的表面质量。

(3)加工位置偏差。

加工完成后发现电极打偏了是加工异常的常见问题。装夹工件、电极的方式要牢靠,不会在加工中发生松动。保证好电极和工件的校正精度。在定位时要选用准确的基准,准确的定位方式来进行。确保定位基准无毛刺、无杂物。在操作过程中要精心控制定位精度。在加工开始时要仔细观察加工部位有无偏差,加工中要及时检查加工部位位置有无差别。细心做好这些要点可防止加工位置偏差异常现象的发生。

(4)加工中的异常。

电火花加工中的异常现象使整个加工过程不能正常进行,一般在加工中常出现的异常问题有:

a.加工效率很低。

电火花加工的效率直接影响模具加工效率,应该正确控制。电参数是影响加工速度的主要原因。加工电流的大小是电参数中影响最明显的条件。一般在粗加工中,应该在保证为精加工预留适当余量的原则上选用最大电流,这样既提高了加工效率,也更便于精加工的进行。如果在粗加工中电流选用过小,首先影响了粗加工的效率,同时因为精加工的余量比较多,也降低了精加工的效率。提高脉冲频率即加大脉冲宽度,减小脉冲间隙也是提高加工效率的方法。其它辅助电参数同样也很重要,如可以增长放电时间,减少抬刀次数。但要以加工稳定为前提,否则加工区工作液不能及时消电离,电蚀产物不能及时排出,反而导致加工效率的下降。比如在大面积精加工时应该将放电时间长度设为很短,勤抬刀。只有这样才能保证加工的顺利进行,在放电稳定的情况下,实质上提高了加工效率。工作液的质量,冲油方式的影响也很明显。应该选用优质电火花加工液,在冲油时采用合理的冲油方式保证排屑顺利,大电极加工时建议浸油加工。加工部位应先进行预加工,留适当余量。加工余量过多会增多加工时间而大大降低加工效率。粗加工为精加工预留的深度余量不宜太多,尤其在大面积的情况下,因为精加工规则的电蚀能力很低,当余量过多时会提高加工难度而影响加工效率。

b电极损耗很大。

电极损耗过大时会严重影响加工部位的仿形精度、尺寸精度。应正确分析引起电极损耗很大的原因。电规准中脉冲宽度是控制电极损耗的主要参数,在电极损耗大的情况下应该考虑选用的脉冲宽度值是否太小。在精度要求很高的情况下应考虑选用的电极材料能否达到低损耗加工要求。检查加工的正负极性是否接反。在小电极加工时是否因为加工电流过大引起损耗过大。冲油压力,流速过大也会引起电极局部损耗过大,应适当调整。

c放电状态不稳定。

放电状态不稳定这种情况是在加工过程中能够发现的异常现象,应该及时处理,以免造成影响加工质量的后果。放电状态不稳定时会有一系列相应表现,如火花颜色红亮,冒白烟,声音低而闷,放电集中于一处,电流、电压表表针不均匀急速摆动,伺服百分表指针来回摆动等。发现这些情况时,应先考虑电参数的影响,如放电时间是否过长,排渣高度是否不够,电流、脉冲宽度是否过大,脉冲间隙是否过小等。其次应考虑加工部位是否存在杂物、毛刺。再次应考虑冲油压力和方式的选用是否合理。

d电极发生变形。

电极发生变形多见于薄小电极的加工中。这种变形主要是热变形。其次是伺服压力过大。对于这类电极的加工,放电能量不能太大,加工过程中热量持续的时间不能太长。故电流不能选太大,放电时间要短,冲油要充分。在设计电极时,除结构本身薄小的部位外,其它加工部位的电极应具有足够的强度。

  1. 型孔加工中产生“放炮” 。

在加工过程中产生的气体,集聚在电极下端或油杯内部,当气体受到电火花引燃时,就会象“放炮”一样冲破阻力而排出,这时很容易使电极与凹模错位,这种情况在抽油加工时更易发生。因此,在使用油杯进行型孔加工时,要特别注意排气,适当抬刀或者在油杯顶部周围开出气槽、排气孔,以利排出积聚的气体。

(5)人为的不小心造成的加工异常。

由于人为的不小心而导致加工质量异常在生产中时会发生。这些现象主要发生在电火花操作员身上,如将坐标数字设置错误,深度设错,电极装夹方向弄反,拿错电极,看错图纸,数控程序编错等,还有设计给数出错等,这些问题不是犯在技术性上,而是最低级的人为错误。但有时一些小错误造成的后果却是很严重的。应该尽量避免犯错误,不断的提高自身的技术水平。

3 结束语

防止电火花加工中异常问题的发生对提高模具质量有着重要的意义。应该正确分析加工中各环节对加工质量的影响,把握好每一个环节,注重每一个加工细节,保证最终的加工质量。

 

 

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特 种 加 工 http://www.wedm.net.cn/html/post1662.html http://www.wedm.net.cn/html/post1662.html#respond Fri, 18 Sep 2015 10:05:06 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=1662 特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”,泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法,从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。

一、 特种加工的发展和定义

传统的机械加工已有很久的历史,它对人类的生产和物质文明起了极大的作用。目前我们的大部分产品还是依靠传统的方法加工和装配得到的,如我们的家用电器:电冰箱、洗衣机、空调等;我们的交通工具:如汽车、火车、飞机等,以及各种武器装备:枪、炮、坦克、火箭等。

传统的机械加工方法是用机械能量和切削力切除多余的金属,使零件具有一定的几何形状、尺寸和表面粗糙度。它要求刀具材料比工件材料硬。

随着科学技术的发展,特别是上个世纪50年代以来,随着生产发展和科学实验的需要,很多工业部门,尤其是国防工业部门的要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、高温、高压、大功率、小型化等方向发展,它们使用的材料越来越难加工,零件的形状越来越复杂,尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求也越来越高,因而对机械制造部门提出一些新的要求:

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解决各种难切削材料的加工问题。如硬质合金、钛合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石、宝玉石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工。

解决各种特殊复杂表面的加工问题。如喷汽涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣、锻压模和注射模的立体成型表面,各种冲模、冷拔模上特殊断面的型孔,炮管内膛线,喷油咀、栅网、喷丝头上的小孔、窄缝等的加工。

解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题。如对表面质量和精度要求很高的航天、航空陀螺仪、伺服阀,以及细长轴、薄壁零件、弹性元件等低刚度零件的加工。

要解决上述一系列工艺问题,仅仅依靠传统的切削加工方法就很难实现,甚至根本无法实现。人们相继探索研究新的加工方法,特种加工就是在这种前提条件下产生和发展起来的。

特种加工,国外称作非传统加工(Non – Traditional Machining, NTM)或非常规加工(Non – Conventional Machining, NCM),是一种采用不同于传统切削磨削加工工艺及装备的加工技术,是将电、磁、声、光、热等物理能量及化学能量或其组合乃至与机械能组合直接施加在被加工的部位上,从而使材料被去除、变形及改变性能等。

特种加工具有下列特点:

工具材料的硬度可以大大低于工件材料的硬度;

可直接利用电能、电化学能、声能或光能等能量对材料进行加工;

加工过程中机械力不明显,工件很少产生机械变形和热变形,有助于提高工件的加工精度和表面质量;

各种方法可以有选择地复合成新的工艺方法,使生产效率成倍地增长,加工精度也相应提高;

几乎每产生一种新的能源,就有可能产生一种新的特种加工方法。

正因为特种加工工艺具有上述特点,所以就总体而言,特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料,且专长于加工复杂、微细表面和低刚度零件,同时,有些方法还可用以进行超精加工、镜面光整加工和纳米级(原子级)加工。

二、 特种加工的分类

特种加工的分类还没有明确的规定,一般按能量来源和作用形式以及加工原理可分为下表所示的形式。

加工方法 主要能量形式 作用形式
电火花加工 电火花成形加工 电、热能 熔化、气化
电火花线切割加工 电、热能 熔化、气化
电化学加工 电解加工 电化学能 离子转移
电铸加工 电化学能 离子转移
涂镀加工 电化学能 离子转移
高能束加工 激光束加工 光、热能 熔化、气化
电子束加工 电、热能 熔化、气化
离子束加工 电、机械能 切蚀
 

等离子弧加工

电、热能 熔化、气化
物料切蚀加工 超声加工 声、机械能 切蚀
磨料流加工 机械能 切蚀
液体喷射加工 机械能 切蚀
 

化学加工

化学铣切加工 化学能 腐蚀
照相制版加工 化学、光能 腐蚀
光刻加工 光、化学能 光化学、腐蚀
光电成形电镀 光、化学能 光化学、腐蚀
刻蚀加工 化学能 腐蚀
粘接 化学能 化学键
爆炸加工 化学能、机械能 爆炸
成形加工 粉末冶金 热能、机械能 热压成形
超塑成形 机械能 超塑性
快速成形 热能、机械能 热熔化成形
 

复合加工

电化学电弧加工 电化学能 熔化、气化腐蚀
电解电火花机械磨削 电、热能 离子转移、熔化、切削
电化学腐蚀加工 电化学能、热能 熔化、气化腐蚀
超声放电加工 声、热、电能 熔化、切蚀
复合电解加工 电化学、机械能 切蚀
复合切削加工 机械、声、磁能 切削

三、 常用的特种加工方法

1、电火花加工

基本原理:电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法,又称放电加工或电蚀加工,英文简称EDM。

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电火花加工机床原理

主要特点:

能加工普通切削加工方法难以切削的材料和复杂形状工件;

加工时无切削力;

不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷;

工具电极材料无须比工件材料硬;

直接使用电能加工,便于实现自动化;

加工后表面产生变质层,在某些应用中须进一步去除;

工作液的净化和加工中产生的烟雾污染处理比较麻烦

使用范围:

加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件;

加工各种硬、脆材料如硬质合金和淬火钢等;

加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等;

加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具。

2、电解加工:

基本原理:基于电解过程中的阳极溶解原理并借助于成型的阴极,将工件按一定形状和尺寸加工成型的一种工艺方法,称为电解加工。

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使用范围:电解加工对于难加工材料、形状复杂或薄壁零件的加工具有显著优势。电解加工

电解加工原理

已获得广泛应用,如炮管膛线,叶片,整体叶轮,模具,异型孔及异型零件,倒角和去毛刺等加工。并且在许多零件的加工中,电解加工工艺已占有重要甚至不可替代的地位。

优点:

加工范围广。电解加工几乎可以加工所有的导电材料,并且不受材料的强度、硬度、韧性等机械、物理性能的限制,加工后材料的金相组织基本上不发生变化。它常用于加工硬质合金、高温合金、淬火钢、不锈钢等难加工材料。生产率高,加工质量好,尤其是表面质量。

可用于加工薄壁和易变形零件。电解加工过程中工具和工件不接触,不存在机械切削力,不产生残余应力和变形,没有飞边毛刺。

工具阴极无损耗。

局限性:

加工精度和加工稳定性不高。

加工成本较高,且批量越小,单件附加成本越高。

3、激光加工:

基本原理:激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度,在极小时间内使材料熔化或气化而被蚀除下来,实现加工。

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激光加工原理

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主要特点:激光加工技术具有材料浪费少、在规模化生产中成本效应明显、对加工对象具有很强的适应性等优势特点。在欧洲,对高档汽车车壳与底座、飞机机翼以及航天器机身等特种材料的焊接,基本采用的是激光技术。

使用范围:激光加工作为激光系统最常用的应用,主要技术包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔、微加工及光化学沉积、立体光刻、激光刻蚀等。

4、电子束加工:

基本原理:电子束加工是利用高能量的会聚电子束的热效应或电离效应对材料进行的加工。

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主要特点:能量密度高,穿透能力强,一次熔深范围广,焊缝宽比大,焊接速度快,热影响区小,工作变形小。

使用范围:电子束加工的材料范围广,加工面积可以极小;加工精度可以达到纳米级,实现分子或原子加工;生产率高;加工所产生的污染小,但加工设备成本高。可以加工微孔、窄缝等,还可用来进行焊接和细微的光刻。真空电子束焊接桥壳技术是电子束加工在汽车制造业中的主要应用。

5、离子束加工:

基本原理:离子束加工是在真空状态下,将离子源产生的离子流,经加速、聚焦达到工件表面上而实现加工的。

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主要特点:由于离子流密度及离子能量可以精确控制,因而能精确控制加工效果,实现纳米级乃至分子、原子级的超精密加工。离子束加工时所产生的污染小,加工应力变形极小,对被加工材料的适应性强,但加工成本高。

使用范围:离子束加工依其目的可以分为蚀刻及镀膜两种。

1.蚀刻加工:离子蚀刻用于加工陀螺仪空气轴承和动压马达上的沟槽,分辨率高,精度、重复一致性好。离子束蚀刻应用的另一个方面是蚀刻高精度图形,如集成电路、光电器件和光集成器件等征电子学构件。离子束蚀刻还应用于减薄材料,制作穿透式电子显微镜试片。

2.离子束镀膜加工:离子束镀膜加工有溅射沉积和离子镀两种形式。离子镀可镀材料范围广泛,不论金属、非金属表面上均可镀制金属或非金属薄膜,各种合金、化合物、或某些合成材料、半导体材料、高熔点材料亦均可镀覆。离子束镀膜技术可用于镀制润滑膜、耐热膜、耐磨膜、装饰膜和电气膜等。

6、等离子弧加工:

基本原理:等离子弧加工是利用等离子弧的热能对金属或非金属进行切割、焊接和喷涂等的特种加工方法。

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主要特点:

微束等离子弧焊可以焊接箔材和薄板。

具有小孔效应,能较好实现单面焊双面自由成形。

等离子弧能量密度大,弧柱温度高,穿透能力强,10~12mm厚度钢材可不开坡口,能一次焊透双面成形,焊接速度快,生产率高,应力变形小。

设备比较复杂,气体耗量大,只宜于室内焊接。

使用范围:广泛用于工业生产,特别是航空航天等军工和尖端工业技术所用的铜及铜合金、钛及钛合金、合金钢、不锈钢、钼等金属的焊接,如钛合金的导弹壳体,飞机上的一些薄壁容器等。

7、超声加工:

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基本原理:超声加工是利用超声频作小振幅振动的工具,并通过它与工件之间游离于液体中的磨料对被加工表面的捶击作用,使工件材料表面逐步破碎的特种加工,英文简称为 USM。超声加工常用于穿孔、切割、焊接、套料和抛光。

主要特点:可以加工任何材料,特别适用于各种硬、脆的非导电材料的加工,对工件的加工精度高,表面质量好,但生产率低。

使用范围:超声加工主要用于各种硬脆材料,如玻璃、石英、陶瓷、硅、锗、铁氧体、宝石和玉器等的打孔(包括圆孔、异形孔和弯曲孔等)、切割、开槽、套料、雕刻、成批小型零件去毛刺、模具表面抛光和砂轮修整等方面。

8、化学加工:

基本原理:化学加工(chemical etching) 化学加工是利用酸、碱或盐的溶液对工件材料的腐蚀溶解作用,以获得所需形状、尺寸或表面状态的工件的特种加工。

832990

主要特点:

能加工任意能切削金属材料,不受硬度、强度等性能的限制。

适合大面积加工,并可同时加工多件。

不产生应力、裂纹、毛刺,表面粗糙度达Ra1.25~2.5μm。

操作简便。

不适宜加工对窄狭槽、孔。

不宜消除表面不平、划痕等缺陷

使用范围:

适于大面积厚度减薄加工;

适于在薄壁件上加工复杂型孔

10、快速成型:(3D打印)

98048088

RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成 形材料不同,成形原理和系统特点也各有不同。但是,其基本原理都是一样的,那就是”分层制造,逐层叠加”, 类似于数学上的积分过程。形象地讲,快速成形系统就像是一台”立体打印机”。

基本原理:它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下,直接接受产品设计(CAD)数据,快速制造出新产品的样件、模具或模型。因此,RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。由传统的”去除法”到今天的”增长法”,由有模制造到无模制造,这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。

主要特点:RP技术将一个实体的复杂的三维加工离散成一系列层片的加工,大大降低了加工难度,具有如下特点:

成型全过程的快速性,适合现代激烈的产品市场;

可以制造任意复杂形状的三维实体;

用CAD模型直接驱动,实现设计与制造高度一体化,其直观性和易改性为产品的完美设计提供了优良的设计环境;

成型过程无需专用夹具、模具、刀具,既节省了费用,又缩短了制作周期。

技术的高度集成性,既是现代科学技术发展的必然产物,也是对它们的综合应用,带有鲜明的高新技术特征。

以上特点决定了RP技术主要适合于新产品开发,快速单件及小批量零件制造,复杂形状零件的制造,模具与模型设计与制造,也适合于难加工材料的制造,外形设计检查,装配检验和快速反求工程等。

使用范围:快速成形技术可应用于航空、航天、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型(雕刻)、建筑模型、机械行业等领域。

来源:新材料在线

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电火花线切割基本知识测试题 http://www.wedm.net.cn/html/post1609.html http://www.wedm.net.cn/html/post1609.html#respond Sat, 05 Sep 2015 01:07:16 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=1609 下面为100道电火花线切割基本知识测试题,试试你能答对多少

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选择题(共100题)

1 .零件渗碳后,一般需要经( )处理,才能达到表面硬而耐磨的要求。  A 、淬火+低温回火  B 、正火  C 、调质  D 、时效

2 .第一台实用的电火花加工装置的发明时间是( )

A 、1952 年   B、1943 年  C 、1940 年  D 、1963 年

3.电火花线切割加工属于( )。

A 、放电加工 B 、特种加工 C 、电弧加工 D 、切削加工

4.在快走丝线切割加工中,当其他工艺条件不变时,增大开路电压,可以( )  A 、提高切割速度 B 、表面粗糙度变差  C 、增大加工间隙 D 、降低电极丝的损耗

5 .在线切割加工中,加工穿丝孔的目的有( )  A 、保证零件的完整性 B 、减小零件在切割中的变形  C 、容易找到加工起点 D 、提高加工速度

6 .在电火花线切割加工过程中如果产生的电蚀产物如金属微粒、气泡等来不及排除、扩散出去,可能产生的影响有( )

A 、改变间隙介质的成分,并降低绝缘强度B 、使放电时产生的热量不能及时传出,消电离过程不能充分  C 、使金属局部表面过热而使毛坯产生变形  D 、使火花放电转变为电弧放电

7.线切割加工时,工件的装夹方式一般采用( )

A 悬臂式支撑 B 、V 形夹具装夹  C桥式支撑 D 分度夹具装夹

8 .关于电火花线切割加工,下列说法中正确的是( )

A 、快走丝线切割由于电极丝反复使用,电极丝损耗大,所以和慢走丝相比加工精度低  B 、快走丝线切割电极丝运行速度快,丝运行不平稳,所以和慢走丝相比加工精度低  C ,快走丝线切割使用的电极丝直径比慢走丝线切割大,所以加工精度比慢走丝低  D ,快走丝线切割使用的电极丝材料比慢走丝线切割差,所以加工精度比慢走丝低

9 .电火花线切割机床使用的脉冲电源输出的是( )  A 、固定频率的单向直流脉冲 B 、固定频率的交变脉冲电源  C 、频率可变的单向直流脉冲 D 、频率可变的交变脉冲电源

10.在快走丝线切割加工中,当其他工艺条件不变时,增大短路峰值电流,可以( )  A 、提高切割速度 B 、表面粗糙度会变好  C 、降低电极丝的损耗 D 、增大单个脉冲能量

11 .在快走丝线切割加工中,当其他工艺条件不变时,增大脉冲宽度,可以( )  A 、提高切割速度 B 、表面粗糙度会变好  C 、增大电极丝的损耗 D 、增大单个脉冲能量

12 .电火花线切割加工过程中,电极丝与工件间存在的状态有( )  A 、开路 B 、短路 C 、火花放电 D 、电弧放电

13 .有关线切割机床安全操作方面,下列说法正确的是( )  A 、当机床电器发生火灾时,可以用水对其进行灭火  B 、当机床电器发生火灾时,应用四氯化碳灭火器灭火C 、线切割机床在加工过程中产生的气体对操作者的健康没有影响 D 、由于线切割机床在加工过程中的放电电压不高,所以加工中可以用手接触工件或机床工作台

14 .电火花线切割机床使用的脉冲电源输出的是( )  A 、固定频率的单向直流脉冲 B 、固定频率的交变脉冲电源  C 、频率可变的单向直流脉冲 D 、频率可变的交变脉冲电源  15 . 在电火花线切割加工中,采用正极性接法的目的有( )  A 、提高加工速度 B 、减少电极丝的损耗  C 、提高加工精度 D 、表面粗糙度变好

16 .在快走丝线切割加工中,电极丝张紧力的大小应根据(   )况来确定。  A 、电极丝的直径 B 、加工工件的厚度  C 、电极丝的材料 D 、加工工件的精度要求

17 ,对于快走丝线切割机床,在切割加工过程中电极丝运行速度一般为( )。  A 、3~5m/s B 、8~10m/s  C 、11~15m/s D 、4~8m/s

18.线切割加工中,在工件装夹时一般要对工件进行找正,常用的找正方法有(   )  A 、拉表法 B 、划线法 C 、电极丝找正法 D 、固定基面找正法

19 .在利用3B 代码编程加工斜线时,如果斜线的加工指令为L3 ,则该斜线与X 轴正方向的夹角为( C)。

A 、180º < a < 270º B 、180º < a ≤270º  C 、180º≤ a < 270º D 、180º≤a ≤270º

20 .切割玻璃、石英、宝石等硬而脆的材料,最适宜的加工方法是(  )。  A 、电火花线切割 B 、超声加工 C 、激光加工 D 、电子束加工

21 .利用3B 代码编程加工斜线OA ,设起点O 在切割坐标原点,终点A 的坐标为Xe =17mm , Ye = 5mm ,其加工程序为(  )。  A 、Bl7 B5 B17 Gx L1

B 、B17000 B5000 B017000 Gx L1 C 、Bl7000 B5000 B017000 GY L1 D 、B17000 B50O0 B0050O0 GY L1 E 、B17 B5 BO17000 Gx L1

22 .利用3B 代码编程加工半圆AB ,切割方向从A 到B ,起点坐标A (-5 , 0 ) ,终点坐标B ( 5 , 0 ) ,其加工程序为(  )。

A 、B5000 BBO10O00 GX SR2   B 、B5 BBO10O00 GY SR2 C 、B500O BBO10O00 GY SR2   D 、BB5000 BO10O00 GY SR2

23 .电火花线切割加工机床脉冲电源的脉冲宽度与电火花成形加工机床脉冲电源的脉冲宽度相比(  )。

A 、差不多 B 、小得很多  C 、大很多 D 、不确定。

24 .用线切割机床加工直径为10 mm的圆孔,在加工中当电极丝的补偿量设置为0.12 mm时,加工孔的实际直径为10.02mm。如果要使加工的孔径为10 mm,则采用的补偿量应为(  )。  A 、0.10mm  B 、0.11mm  C 、0.12mm  D 、0.13mm  25 .对于线切割加工,下列说法正确的有(  )

A 、使用步进电机驱动的线切割机床在线切割加工圆弧时,其运动轨迹是折线  B.使用步进电机驱动的线切割机床在线切割加工斜线时,其运动轨迹是一条斜线  C 、在利用3B 代码编程加工斜线时,取加工的终点为编程坐标系的原点  D 、在利用3B 代码编程加工圆弧时,取圆心为线切割加工坐标系的原点

26 .线切割加工中,当使用3B 代码进行数控程序编制时,下列关于计数方向的说法正确的有(  )  A 、斜线终点坐标(Xe , Ye ) ,当︱Ye︱>︱Xe︱时,计数方向取GY  B 、斜线终点坐标(Xe , Ye ) ,当︱Xe︱>︱Ye︱时,计数方向取GY  C 、圆弧终点坐标(Xe , Ye ) ,当︱Xe︱>︱Ye︱时,计数方向取GY  D 、圆弧终点坐标(Xe , Ye ) ,当︱Xe︱<︱Ye︱时,计数方向取GY

27 .电火花线切割加工过程中,工作液必须具有的性能是( )  A 、绝缘性能 B 、洗涤性能  C 、冷却性能 D 、润滑性能

28 .六西格玛的表示符号是(  )。  A、6σ B、6Σ C、6δ D、6α

29 .电火花线切割加工称为(  )。

A 、EDMB B、WEDM C 、ECM D 、EBM

30 .在电火花线切割加工过程中,放电通道中心温度最高可达(  )℃ 左右。  A 、1000 B 、10O00 C 、100000 D 、5000

31.发明了世界上第一台实用的电火花加工装置的是(  )  A 、美国的爱迪生 B 、中国科学院电工研究所   C 、美国的麻省理工学院 D 、苏联的拉扎连柯夫妇

32 .第一台高速走丝简易数控线切割样机是由(  )研制出来。   A 、中国的张维良 B 、复旦大学与上海交通电器厂联合  C 、苏联的拉扎连柯夫妇 D 、瑞士阿奇公司

33 .快走丝线切割最常用的加工波形是(  )

A 、锯齿波 B 、矩形波  C 、分组脉冲波 D 、前阶梯波

34 .在电火花线切割加工过程中,下列参数中属于不稳定的参数是(  )。  A 、脉冲宽度 B 、脉冲间隔 C 、加工速度 D 、短路峰值电流

35.线切割机床使用照明灯的工作电压为(   )。  A、6V B、36V C、 22OV D 、llOV

36,在线切割加工中,当穿丝孔靠近装夹位置时,开始切割时电极丝的走向应(   )。  A 、沿离开夹具的方向进行加工 B 、沿与夹具平行的方向进行加工  C 、沿离开夹具的方向或与夹具平行的方向 D 、无特殊要求

37.下列关于电极丝的张紧力对线切割加工的影响,说法正确的有(   )

A 、电极丝张紧力越大,其切割速度越大  B 、电极丝张紧力越小,其切割速度越大

C 、电极丝的张紧力过大,电极丝有可能发生疲劳而造成断丝

D 、在一定范围内,电极丝的张紧力增大,切割速度增大;当电极丝张紧力增加到一定程度后,其切割速度随张紧力增大而减小

38.电火花线切割的微观过程可分为四个连续阶段:a )电极材料的抛出;b )极间介质的电离、击穿,形成放电通道;c )极1间介质的消电离;d )介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀;这四个阶段的排列顺序为(    )  A 、abcd B 、bdac  C 、acdb D 、cbad

39 .在线切割加工中,工件一般接电源的(    )。  A 、正极,称为正极性接法 B 、负极,称为负极性接法  C 、正极,称为负极性接法 D 、负极,称为正极性接法

40 .电火花线切割加工一般安排在(   )。  A 、淬火之前,磨削之后 B、淬火之后,磨削之前   C 、淬火与磨削之后 D 、淬火与磨削之前

41 .电火花线切割机床使用的脉冲电源输出的是(   )  A 、固定频率的单向直流脉冲 B 、固定频率的交变脉冲电源  C 、频率可变的单向直流脉冲 D、频率可变的交变脉冲电源

42.电火花线切割机床一般的维护保养方法是(    )  A 、定期润滑 B、定期调整C 、定期更换 D、定期检杳

43 . M00是线切割机床使用ISO代码编程时经常使用的辅助功能字,其含义是(    )  A 、启动丝筒电动机 B 、关闭丝筒电动机C 、启动工作液泵 D 、程序暂停  44 .不能使用电火花线切割加工的材料为(    )。  A 、石墨 B 、铝 C 、硬质合金 D 、大理石

45 .在线切割加工过程中,电极丝的进给为(    )。  A 、等速进给 B 、加速加工C 、减速进给 D 、伺服进给

46 .在快走丝线切割加工过程中,如果电极丝的位置精度较低,电极丝就会发生抖动,从而导致(    )  A 、电极丝与工件间瞬时短路,开路次数增多

B 、切缝变宽 C 、切割速度降低  D 、提高了加工精度

47 .测量与反馈装置的作用是为了(    )。  A 、提高机床的安全性 B 、提高机床的使用寿命

C 、提高机床的定位精度、加工精度 D 、提高机床的灵活性

48 .电火花线切割机床的脉冲电源与电火花成形加工机床的脉冲电源(    )。  A 、原理和性能要求都相同 B 、原理不同,性能要求相同  C 、原理相同,性能要求不相同 D 、原理和性能要求都不相同

49 .在使用线切割加工较厚的工件时,电极丝的进口宽度与出口宽度相比(    )。  A 、相同 B 、进口宽度大 C 、出口宽度大 D 、不一定

50 .快走丝线切割加工厚度较大工件时,对于工作液的使用下列说法正确的是(   )  A ,工作液的浓度要大些,流量要略小B ,工作液的浓度要大些,流量也要大些 C ,工作液的浓度要小些,流量也要略小D ,工作液的浓度要小些,流量要大些

51.程序原点是编程人员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点,加工开始时要以当前电极丝位置为参考点,设置工件坐标系,所用的G 指令是(   )。  A 、G90 B 、G91 C 、G92 D 、G94

52.快走丝线切割在加工钢件时,在切割出表面的进出口两端附近,往往有黑白相间交错的条纹,关于这些条纹下列说法中正确的是(    )。

A 、黑色条纹微凹,白色条纹微凸;黑色条纹处为入口,白色条纹处为出口  B 、黑色条纹微凸,白色条纹微凹;黑色条纹处为入口,白色条纹处为出口  C 、黑色条纹微凹,白色条纹微凸;黑色条纹处为出口,白色条纹处为入口

D 、黑色条纹微凸,白色条纹微凹;黑色条纹处为出口,白色条纹处为入口

53.数控系统的报警大体可以分为操作报警、程序错误报警、驱动报警及系统错误报警,某个程序在运行过程中出现“圆弧端点错误”,这属于(    )。

A 、程序错误报警 B 、操作报警 C 、驱动报警 D 、系统错误报警

54.在快走丝线切割加工中,关于工作液的陈述正确的有(    )。  A 、纯净工作液的加工效果最好 B 、煤油工作液切割速度低,但不易断丝 C 、乳化型工作液比非乳化型工作液的切割速度高

D 、水类工作液冷却效果好,所以切割速度高,同时使用水类工作液不易断丝

55.只读存储器只允许用户读取信息,不允许用户写人信息。对一些常需读取且不希望改动的信息或程序,就可存储在只读存储器中,只读存储器的英语缩写为(    )。  A 、CRT B 、PIO C 、ROM D 、RAM

56.通过电火花线切割的微观过程,可以发现在放电间隙中存在的作用力有(     )  A 、电场力 B 、磁力C 、热力 D 、流体动力

57.在加工较厚的工件时,要保证加工的稳定,放电间隙要大,所以(   )  A,脉冲宽度和脉冲间隔都取较大值 C,脉冲宽度取较大值,脉冲间隔取较小值 B,脉冲宽度和脉冲间隔都取较小值 D,脉冲宽度取较小值,脉冲间隔取较大值

58.目前已有的慢走丝电火花线切割加工中心,它可以实现(    )。  A 、自动搬运工件 B 、自动穿电极丝  C 、自动卸除加工废料 D 、无人操作的加工

59.目前数控电火花线切割机床一般采用(     )微机数控系统。  A 、单片机 B 、单板机 C 、微型计算机 D 、大型计算机

60.电火花线切割加工的微观过程可以分为极间介质的电离、击穿,形成放电通道;介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀;电极材料的抛出;极间介质的消电离四个连续阶段。在这四个阶段中,间隙电压最高的在(    )。

A 、极间介质的电离、击穿,形成放电通道  B 、电极材料的抛出 C 、介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀 D 、极间介质的消电离

61.步进电动机在“单拍”控制过程中,因为每次只有一相通电,所以在绕组通电切换的瞬间,步进电动机将会(    )。

A 、失去自锁力矩 B 、容易造成丢步 C 、容易损坏 D 、发生飞车

62.使用步进电动机控制的数控机床具有(ABC )优点。  A 、结构简单 B 、控制方便C 、成本低 D 、控制精度高

63.步进电动机驱动器是由(   )组成。

A 、环形分配器 B 、功率放大器 C 、频率转换器 D 、多谐振荡器

64.25 mm  一般加工条件下,性能较好的脉冲电源,加工1000mm2 的面积时,电极丝的损耗应小于( C)。

A 、0.01mm B 、0.1mm C 、0.001mm D 、0.0001mm

65.电火花线切割加工中,当工作液的绝缘性能太高时会(    )。  A 、产生电解 B 、放电间隙小 C 、排屑困难 D 、切割速度缓慢

66.机床夹具,按(   )分类,可分为通用夹具、专用夹具、组合夹具等。  A 、使用机床类型 B 、驱动夹具工作的动力源C 、夹紧方式 D 、专门化程度

67.在电火花线切割加工中,采用正极性接法的目的有(    )。  A 、提高加工速度 B 、减少电极丝的损耗  C 、提高加工精度 D 、提高表面质量

68.电火花加工表层包括(   )

A 、熔化层 B 、热影响层 C 、基体金属层 D 、气化层

69.下列关于滚珠丝杠螺母说法不正确的是(    )。

A 、按滚珠返回方式的不同,滚珠丝杠螺母副分内循环和外循环两种  B 、内循环的滚珠丝杠螺母副由丝杠、螺母、滚珠、回珠管等组成

C 、滚珠丝杠螺母副的优点是传动效率高,摩擦力小,使用寿命长  D 、滚珠丝杠螺母副的缺点是制造成本高,不能实现自锁

70.人机交互式图形编程的实现是以(   )技术为前提。  A 、CAD B 、CAM C 、APT D 、CAD/CAM

71.同步齿形带传动的特点是(    )。

A 、无滑动,传动比准确 B 、传动效率高C 、不需要润滑 D 、过载保护

72.快走丝机床的走丝机构中电动机轴与储丝筒中心轴一般利用联轴器将二者联在一起,这个联轴器可以采用(    )。

A 、刚性联轴器 B 、弹性联轴器C 、摩擦锥式联轴器 D 、它们都可以用

73.某个程序在运行过程中出现“圆弧端点错误”,这属于(   )。  A.程序错误报警 B.操作报警 C.驱动报警 D.系统错误报警

74.数控机床系统参数一般最终由(   )设置完成的。  A.系统厂家 B.机床厂家 C.用户 D.销售人员

75.将钢加热到邻界温度以上20~50ºC,保温一定时间,然后放在空气中冷却的热处理叫(   )。  A 、退火 B 、回火 C 、正火 D 、调质

76.内循环式结构的滚珠丝杠螺母副有(    )  A 、丝杠 B 、螺母与滚珠C 、反向器 D 、回珠管

77.使用ISO代码编程时,在下列有关圆弧插补中利用半径R 编程说法正确的是(   )  A 、因为R 代表圆弧半径,所以R 一定为非负数  B 、R 可以取正数,也可以取负数,它们的作用相同  C 、R 可以取正数,也可以取负数,但它们的作用不同  D 、利用半径R 编程比利用圆心坐标编程方便

78.关于建立和取消电极丝半径补偿功能,下列说法中正确的是(   )

A 、在用G41 、G42 建立电极丝补偿时,该程序段可以使用G00 、G01 和G02 、G03 四个指令来建立

B 、在用以G40 取消电极丝补偿时,该程序段可以使用GOO 、G01 和G02 、G03 四个指令来取消

C 、在用G41 、G42 建立电极丝补偿时,该程序段必须使用G00 和G01 两个指令来建立  D 、在用G40取消电极丝补偿时,该程序段必须使用G00和G01两个指令来取消

79,下列关于使用G41,G42指令建立电极丝补偿功能的有关叙述,正确的有(   )  A 、当电极丝位于工件的左边时,使用G41 指令  B 、当电极丝位于工件的右边时,使用G42 指令

C 、G41 为电极丝右补偿指令,G42 为电极丝左补偿指令

D 、沿着电极丝前进方向看,当电极丝位于工件的左边时,使用G41 左补偿指令;当电极丝位于工件的右边时,使用G42 右补偿指令

80 .包容原则是要求实际要素处处位于具有理想形状的包容面内的一种公差原则,而该理想形状的尺寸为(    )

A 、最大极限尺寸 B 、最大实体尺寸 C、实效尺寸 D、名义尺寸

81.电火花线切割加工,工件材料的(     )量少 A.精加工     B.预加工     C.电加工

82.电火花线切割加工,由于电极是运动着的长金属丝,单位(   )电极丝损耗较小 A.半径     B.面积     C.长度

83.放电间隙是指放电时(   )间的距离 A.电流     B.电压     C.电极

84.模拟切割加工又叫(   )

A.调试加工     B.轨迹仿真     C.虚拟加工

85.编出数控程序根据需要,使用生成的线切割加工轨迹可以编出(   )的代码程序 A.不同     B.相同     C.高级

86.命令与数据输人区,用于(   )输入命令或数据 A.鼠标     B.键盘     C.纸带

87.(   )的输人是在执行其它功能时进行的 A.点     B.线     C.圆

88.输人相对坐标时必须在所输入的坐标值前加一个符号(   ),与坐标原点无关。 A.x     B.y     C.@

89.在绘图及编程序时,(   )菜单使用起来简便一些 A.下拉     B.图标     C.绘制

90.双折线在(   )菜单中

A.绘制     B.线切割     C.高级曲线

91.轨迹跳步在(   )菜单中

A.绘制     B.线切割     C.高级曲线

92.箭头在(   )菜单中

A .绘制     B.线切割     C.高级曲线

93.轮廓文字在(   )菜单中

A.绘制     B.线切割     C.高级曲线

94.花键(   )菜单中

A.绘制     B.线切割     C.高级曲线

95.ISO代码程序中T84的含义是(   ) A.开冷却液     B.开走丝     C.关冷却液

96.ISO代码程序中T85的含义是(   ) A.开冷却液     B.开走丝     C.关冷却液

97.ISO代码程序中T86的含义是(   ) A.开冷却液     B.开走丝     C.关冷却

98.ISO代码程序中T87的含义是(   ) A.开冷却液     B.开走丝     C.关冷却液

99.ISO代码程序中N12  G01  X-0.100 Y5.000;的含义是(   ) A.线终点(-0.1,5)     B.线起点(-0.1,5)     C.圆终点(-0.1,5)

100.ISO代码程序中N12  G01  X10.000 Y-0.100 J-0.100;的含义是(   ) A.线终点(10,-0.1)     B.线起点(10,-0.1)     C.顺圆终点(-0.1,0)

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测试一下,看你能答对多少 http://www.wedm.net.cn/html/post1552.html http://www.wedm.net.cn/html/post1552.html#respond Mon, 24 Aug 2015 01:15:39 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=1552 这里有100道有关电火花线切割方面的基本知识题目,你不妨测试一下,看你能答对多少?

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判断题

(共100题,每题一分,答案附后)

1.利用电火花线切割机床不仅可以加工导电材料,还可以加工不导电材料。 (    )

  1. 如果线切割单边放电间隙为0.01mm, 钼丝直径为0.18mm,则加工圆孔时的电极丝补偿量为0.19mm。(    )

3.电火花线切割加工通常采用正极性加工。(    )

4.脉冲宽度及脉冲能量越大,则放电间隙越小(    )。

5.在慢走丝线切割加工中,由于电极丝不存在损耗,所以加工精度高。 (    )

6.在设备维修中,利用电火花线切割加工齿轮,其主要目的是为了节省材料,提高材料的利用率。 (    )

7.电火花线切割加工属于特种加工(    )。

8.苏联的拉扎连柯夫妇发明了世界上第一台实用的电火花加工装置。(    )

9.目前我国主要生产的电火花线切割机床是慢走丝电火花线切割机床。  (    )

10.由于电火花线切割加工速度比电火花成形加工要快许多,所以电火花线切割加工零件的周期就比较短。 (    )

11.在电火花线切割加工中,用水基液作为工作液时,在开路状态下,加工间隙的工作液中不存在电流。  (    )

12.在快走丝线切割加工中,由于电极丝走丝速度比较快,所以电极丝和工件间不会发生电弧放电。  (    )

13.电火花线切割不能加工半导体材料。 (    )

14.在型号为DK7732 的数控电火花线切割机床中,其字母K 属于机床特性代号,是数控的意思。 (    )

15,在加工落料模具时,为了保证冲下零件的尺寸,应将配合间隙加在凹模上。 (    )

16,上一程序段中有了G02指令,下一程序段如果仍是G02 指令,则G02可略。 (    )

17,机床在执行G00指令时,电极丝所走的轨迹在宏观上一定是一条直线段。(    )

18 、机床数控精度的稳定性决定着加工零件质量的稳定性和误差的一致性  (    )

19.轴的定位误差可以反映机床的加工精度能力,是数控机床最关键的技术指标。(    )

20.工作台各坐标轴直线运动的失动量是坐标轴在进给传动链上的驱动元件反向死区和各机械传动副的反向间隙、弹性变形等误差的综合反映。(    )

21.在型号为DK7632 的数控电火花线切割机床中,数字32 是机床基本参数,它代表该线切割机床的工作台宽度为320mm。(    )

22.通常数控系统都具有失动量的补偿功能,这种功能又称为反向间隙补偿功能(    )。

23.在一定的工艺条件下,脉冲间隔的变化对切割速度的影响比较明显,对表面粗糙度的影响比较小。(    )

24.在线切割加工中,当电压表、电流表的表针稳定不动,此时进给速度均匀、平稳,是线切割加工速度和表面粗糙度均好的最佳状态。(    )

25.悬臂式式支撑是快走丝线切割最常用的装夹方法,其特点是通用性强,装夹方便,装夹后稳定,平面定位精度高,适用于装夹各类工件。(    )

26.电流波形的前沿上升比较缓慢时,加工中电极丝损耗较少;而电流波形的前沿上升比较快时,加工中电极丝损耗就比较大。(    )

27.透镜的中央部分比边缘部分厚的称凸透镜。(    )

28.冲模冲裁间隙太大,就会出现冲裁件剪切断面光亮带太宽的问题。(    )

29.六西格玛的质量水平是百万分之3、4个缺陷。(    )

30.线切割机床在加工过程中产生的气体对操作者的健康没有影响。(    )

31.低碳钢的硬度比较小,所以用线切割加工低碳钢的速度比较快(    )。

32.在电火花线切割加工中工件受到的作用力较大。(    )

33.线切割机床通常分为两大类,一类是快走丝,另一类是慢走丝。(    )

34.快走丝线切割加工速度快,慢走丝线切割加工速度慢。(    )

35.线切割加工工件时,电极丝的进口宽度与出口宽度相同(    )。

36.数控线切割机床的坐标系是采用右手直角笛卡儿坐标系(    )。

37.电火花线切割加工过程中,电极丝与工件间不会发生电弧放电。(    )

38.在电火花线切割加工过程中,可以不使用工作液。(    )

39 . 在使用3B 代码编程中,B 称为分隔符,它的作用是将X 、Y 、J 的数值分隔开,如果B 后的数字为0 ,则O 可以省略不写。(    )

40.在电火花线切割加工中,M02 的功能是关闭丝筒电动机。(    )

41.快走丝线切割机床的导轮要求使用硬度高、耐磨性好的材料制造,如高速钢、硬质合金、人造宝石或陶瓷等材料。(    )

42.上一程序段中有了G01 指令,下一程序段如果仍然是G01,则G01可省略。(    )

43.线切割加工中工件几乎不受力,所以加工中工件不需要夹紧。(    )

44.由于铝的导电性比铁好,所以在线切割加工中铝比铁好加工。(    )

45.在电火花线切割加工中,M00的功能是关闭丝筒电动机。(    )

46.快走丝线切割使用的电极丝材料比慢走丝差,所以加工精度比慢走丝低。(    )

47.线切割加工影响了零件的结构设计,不管什么形状的孔如方孔、小孔、阶梯孔、窄缝等,都可以加工。(    )

48.快走丝线切割加工中也可以使用铜丝作为电极丝。(    )

49.电火花线切割加工过程中,电极丝与工件间火花放电是比较理想的状态。(    )

50.电火花线切割加工过程中,电极丝与工件间只存在火花放电状态。(    )

51.在电火花线切割加工过程中,放电通道中心温度最高可达5000 ℃ 左右。(    )

52.在线切割编程中G01 、G00 的功能相同。(    )

53.只有当工件的六个自由度全部被限制,才能保证加工精度。(    )

54.上一程序段中有了G02 指令,下一程序段如果是顺圆切割,则G02 可省略。(    )

55.低碳钢的含碳量比较低、硬度较小,所以用线切割加工低碳钢的速度比较快。(    )

56.晶体管矩形波脉冲电源广泛用于快走丝线切割机床,它一般由脉冲发生器、推动级、功放级及直流电源四个部分组成。(    )

  1. RC 线路脉冲电源在工作时电容器时而充电,时而放电,所以又称这类电源为“弛张式”脉冲电源。(    )

58.慢走丝线切割机床,除了浇注式供液方式外,有些还采用浸泡式供液方式。(    )

59.由于滚珠丝杠螺母副的制造精度高,所以丝杠与螺母间不存在传动间隙。(    )

60.计算机辅助设计又称为CAD ,它是Computer aided design 的缩写。(    )

61.在慢走丝线切割加工中,由于采用单向连续供丝的方式,在加工区总是保持新电极丝加工,所以加工精度高。(    )

62.线切割加工中应用较普遍的工作液是乳化液,其成分和磨床使用的乳化液成分相同。(    )

63.电火花线切割加工机床脉冲电源的脉冲宽度一般在2~60μs。(    )

64.电火花线切割在加工厚度较大的工件时,脉冲宽度应选择较小值。 (    )

65.一般情况下,线切割加工的脉冲重复频率约在5~500kHZ 范围内。(    )

66.数控电火花线切割机床的控制系统不仅对轨迹进行控制,同时还对进给速度等进行控制。(    )

67.导向器是慢走丝线切割机床导丝机构中的主要部件,它的寿命要比快走丝机床的导轮长。(    )

68.我国以前生产的快走丝线切割机床中一般采用B 代码格式编程,B 代码格式又分为3B 格式、4B 格式、5B 格式等。(    )

69.传动齿轮间隙的消除可采用偏心调整法,它属于柔性调整。(    )

70.自封式滚动导轨具有运动不易受外力影响,防尘条件好等优点;其缺点是结构复杂,工艺性较差。这种结构的导轨通常用在小型线切割机床上。(    )

71.数控编程从起初的手工编程到后来的APT语言编程,发展到今天的人机交互式编程。(    )

74.脉冲宽度及脉冲能量越大,则放电间隙越小。(    )

75.在慢走丝线切割加工中,由于电极丝不存在损耗,所以加工精度高。(    )

76.在设备维修中,利用电火花线切割加工齿轮,其主要目的是为了节省材料,提高材料的利用率。(    )

77.电火花线切割加工属于特种加工。(    )

78.苏联的拉扎连柯夫妇发明了世界上第一台实用的电火花加工装置。(    )

79.目前我国主要生产的电火花线切割机床是慢走丝电火花线切割机床。(    )

80.由于电火花线切割加工速度比电火花成形加工要快许多,所以电火花线切割加工零件的周期就比较短。(    )

81.在电火花线切割加工中,用水基液作为工作液时,在开路状态下,加工间隙的工作液中不存在电流。(    )

82.在快走丝线切割加工中,由于电极丝走丝速度比较快,所以电极丝和工件间不会发生电弧放电。(    )

83.电火花线切割不能加工半导体材料。(    )

84.在型号为DK7732 的数控电火花线切割机床中,其字母K 属于机床特性代号,是数控的意思。(    )

85.在加工落料模具时,为了保证冲下零件的尺寸,应将配合间隙加在凹模上。(    )

86.上一程序段中有了G02 指令,下一程序段如果仍是G02 指令,则G02 可略。(    )

87.机床在执行G00 指令时,电极丝所走的轨迹在宏观上一定是一条直线段。(    )

88.机床数控精度的稳定性决定着加工零件质量的稳定性和误差的一致性。(    )

89.轴的定位误差可以反映机床的加工精度能力,是数控机床最关键的技术指标。(    )

90.工作台各坐标轴直线运动的失动量是坐标轴在进给传动链上的驱动元件反向死区和各机械传动副的反向间隙、弹性变形等误差的综合反映。(    )

91.尼龙齿轮先损坏,保护丝杠副与走丝电动机,还可减少振动和噪声。(    )

92.走丝机构的绝缘一般采用绝缘垫圈和绝缘垫块。 (    )

93.润滑方式有人工润滑和自动润滑两种(    )

93.润滑方式有人工润滑和自动润滑两种。(    )

94.人工润滑是操作者用加油机周期地相应运动副加油。(    )

95.自动润滑为采用灼‘芯润滑、油池润滑或油泵供油的集中润滑系统。(    )

96.采取润滑措施,能减少齿轮副、丝杠副、导轨副和滚动轴承等运动件的磨损,保持传动精度。(    )

97.中、小型线切割机床的丝架本体常采用单柱支撑、双臂悬梁式结构。(    )

98.丝架本体的刚度和强度,可使丝架的上卜悬臂在电极丝运动时不至振动和变形。(    )

99.大型线切割机床的丝架本体有的采用单柱式结构。(    )

100.在满足一定强度要求下,应尽量减轻导轮质量。(    )

 

答案(1~100)

1×      2×      3√      4×      5×      6×      7√      8√      9×     10×  11×     12×     13×     14√     15√     16√     17×     18√     19√     20√  21×     22√     23√     24√     25×     26√     27√     28×     29√     30×  31×     32√     33×     34×     35√     36×     37×     38×     39×     40√  41√     42×     43×     44×     45×     46×     47×     48×     49√     50×  51×     52×     53×     54√     55×     56√     57√     58√     59×     60√  61√     62×     63√     64×     65√     66√     67√     68√     69×     70√  71√     72×     73×     74×     75×     76×     77√     78√     79×     80×  81×     82×     83×     84√     85√     86√     87×     88√     89√     90√  91√     92√     93√     94×     95√     96√     97√     98√     99×    100√

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免费送书啦,八月让我们一起来读书吧!推荐9本数控模具行业的实用书籍! http://www.wedm.net.cn/html/post1532.html http://www.wedm.net.cn/html/post1532.html#respond Wed, 12 Aug 2015 02:33:54 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=1532 电加工行业的老牌企业北京凝华,最近发起了推荐电加工技术书籍,并免费赠送的活动,有兴趣的读者请依照文章内的指引获得。

1. 《电火花加工技术工人培训自学教材》

        0909 88888
该书由中国机械工程学会电加工学会主编,北京凝华参与修订编写的一本可以作为电火花加工工人提高技术等级的培训教材。本书主要包括电火花加工技术工人初级工、中级工、高级工所应掌握的应知、应会和加工实例内容,从电火花加工的基本原理、基本设备、基本工艺规律到加工实例和实际操作技能;从国内到国外的先进电火花加工技术,书中都做了较详细的阐述。本书取材丰富,图文并茂,深入浅出,联系实际。
好消息!
本书自出版以来一直受到广大电火花加工工人以及技术人员的好评,是一本不可多得的好教材。近年来市面一直很难找到,很多电火花操作人员也会经常找这本教材。8月,北京凝华将送出我们仅存的200本教材给有需要的专业人士,因库存数量有限,先到先得,送完为止。具体参与方法,关注北京凝华公众号,公众号:beijingninghua,将您的公司名称、姓名、电话以及地址微信留言给我们,我们将在第一时间把这本教材快递给您。

 

2. 《数控车床/加工中心编程方法、技巧与实例》

该书由一汽工会组织高级技术专家、全国五一劳动奖章获得者、劳动模范、大赛状元合力打造!根据数控机床加工的现场工作实践经验编写而成的。本书用独特的视角阐述了“工件坐标系的设定方法及对刀原理”“刀具长度补偿的两种使用方式和应用规则”和刀具半径补偿需特别注意的问题等,书中有40多个工件编程加工案例,全都是生产中使用的程序,具有实用、安全、可靠等特点。

 

3. 《数控电火花线切割加工实用教程》

该书作者是一线资深工程师,从事数控电加工相关工作多年,具有丰富的实践经验。全面介绍了当前先进的数控电火花线切割加工技术,包括应用普遍的中走丝线切割加工,以及高精度的慢走丝线切割加工。根据企业的实际应用,采用流程化的精讲方式,以阿奇夏米尔机床为例,帮助读者真正掌握数控电火花线切割加工这门技术,是模具企业、电加工技术人员的必备宝典。

 

4. 《老查做模一千零一招》

 

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该书系模具大师查鸿达先生40余年来做模经验的生动总结,是引人入胜的模具技术散文集。全书汇集查先生多年来遇到的各种模具难题和解决绝招,对模具行业和从业人员有极大的帮助,是模具设计制造人员不可多得的宝典。

 

5. 《精密注塑工艺与产品缺陷解决方案100例》

该书用100个工程实例剖析了注塑加工常见的工艺问题和制品缺陷问题,并提出解决方法,给出了成型工艺表。所有案例均配彩图,生动直观。还总结了注塑成型工艺参数的设置和制品缺陷的成因。

 

6. 《冲压工艺与模具设计实例分析》

该书的第一篇设计实例分析,介绍了近四百个冲裁、弯曲、拉深等冲压工艺的设计实例,从工艺分析入手,重点分析冲压工艺方案的选择,并辅以必要的设计计算,对选用的冲模设计结构特征进行分析,介绍有代表性的关键模具工作零件结构和加工工艺方案;第二篇工艺设计程序,简要介绍冲压工艺设计的程序,工艺规程的内容,冲模设计的程序。

 

7. 《机械设计手册单行本》

该系列图书是以曾荣获中国出版政府奖提名奖,中国机械工业科学技术奖一等奖等国家及行业重量级奖项的《机械设计手册第5版》为基础,本着方便读者查阅、降低读者购买成本为宗旨而出版的经典再版图书。本套丛书共37分册,内容涵盖机械常规设计、机电一体化设计与机电控制、现代设计方法及其应用等内容,具有系统全面、信息量大、内容现代、凸显创新、实用可靠、简明便查、便于携带和翻阅等特色。

 

8. 《UG NX 8.0完全自学手册》

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该书从入门到精通,是模具设计人员必备手册,数控加工权威指南,连续两年同类书籍总销量第一。以最新的UG NX 8.0版本为演示平台,系统介绍UG NX 8.0的全部知识。为了方便广大读者更加形象直观地学习,随书配增多媒体光盘。

 

9. 《3D打印:从想象到现实》

在中国,3D打印概念股横空出世,万众瞩目;各大媒体集中、热烈报道;工信部、科技部纷纷制定政策推动3D打印产业化。该书带你走进3D打印的世界,认识一下当下这个最酷的东西——它将从想象变成现实,并带来一场深刻的社会革命。

大家一起来学习、读书吧!8月,北京凝华将赠送《电火花加工技术工人培训自学教材》,爱读书的小伙伴们,快来关注北京凝华公众号,公众号:beijingninghua,将您的公司名称、姓名、电话以及地址微信留言给我们,我们将在第一时间把这本教材快递给您。数量有限,先到先得哦!!!

 

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加快推动我国制造业服务化 http://www.wedm.net.cn/html/post1522.html http://www.wedm.net.cn/html/post1522.html#respond Fri, 15 May 2015 02:14:19 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=1522 加快推动我国制造业服务化

制造业服务化是制造企业从满足客户需求、实现价值增值、提升企业竞争力等动因出发,由提供产品为中心向提供服务为中心转变的一种动态过程。制造业服务化是制造企业的战略转型和服务创新,它使企业的收入来源从有形的产品拓展到无形的服务,它延伸了制造业的价值链,促进了工业经济向服务经济的过渡。我国制造业长期处于国际价值链的中低端,亟须完善相关政策,加快服务化进程,为建设“制造强国”奠定坚实基础。

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一、对现阶段推动制造业服务化的几点认识

制造业服务化是引领我国制造业升级的重要途径。发达国家制造业服务化的实践始于上世纪60、70年代,进入90年代以来,随着生产过程自动化、智能化程度的提高以及大型装备复杂化程度的加深,制造环节在整个价值链中的比重日趋下降,产品的研发设计、交付、安装、维护和服务等各环节需求及所占价值愈加提升。相关资料表明,在发达的制造业市场上,产品生产所创造的价值仅占总价值的1/3左右,而基于产品的服务所创造的价值占到了2/3。我国制造业结构中一般加工制造业占较大比重,只有将中国创造和中国服务融入中国制造,向价值链“微笑曲线”两端延伸,才能实现中国制造的高端转型。

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产业微笑曲线

高度重视“互联网+”为制造业服务化发展带来的机遇。当前,在以互联网与制造业深度融合为代表的新工业革命推动下,全球制造业服务化进入加速发展新阶段。服务形态进一步创新,涌现出众包设计、网络协同研发、基于工业云的供应链管理、工业互联网等新型服务模式和服务业态。服务价值进一步倍增,比如巴西的戈尔航空公司利用GE提供的工业互联网远程管理平台跟踪和分析飞行路线和油耗,预计未来5年将节约成本9000万美元。服务主体更加多元化,众多中小企业凭借云计算、云服务平台开展面向客户需求的定制化服务,大幅提升了市场竞争力。基于互联网的制造和服务模式创新也造就出耐克、小米等一批无工厂化生产者,并重塑制造业竞争格局。

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制造业服务化

  从国家战略层面推动制造业服务创新。从经济绩效上讲,服务创新的价值往往不亚于技术创新,有时甚至高过技术创新。芬兰早在2005年就先后部署创新制造(SISU2010)、创新服务(Serve)、创新运营模式(Concept of Operations)等三项工作计划,并设立了每年一度的制造服务企业日。欧盟将发展“高附加值的欧洲制造”和“知识为基础的工厂”放在制造业创新的突出位置,并通过FP5—FP7等研究计划加以落实。日本重点完善制造业服务化发展环境,完善基础设施和相应的行业标准,制定了25种与企业相关的认证体系,以促进市场的规范化发展。

二、当前推动制造业服务化的重要着力点

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制造业服务化过程

把推动创新放在制造业服务化的核心位置

基于复杂产品系统的创新和管理创新、服务模式创新、商业模式创新是制造业服务化的重要源泉。在这一过程中,不可避免会涉及创新要素的投入,需要整合、汇集相应的知识、技术、信息和人才方面的资源,也需要一些创新服务的载体比如创新服务中心和平台的支持,政府应在创新要素投入、资源整合、营造创新环境方面给予大力支持。

把融合发展作为制造业服务化的重要突破口。一是促进两化深度融合,发展数字化设计、网络协同研发、现代化供应链管理、个性化定制、在线检测、远程诊断和维护等基于互联网和信息技术的服务功能创新。二是促进制造企业与生产性服务企业的资源整合和业务融合,通过深度合作,使制造企业能够进一步涉足设计、制造、运维、营销、培训等全产业链业务,实现从制造企业向制造服务企业的战略转型。

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产品远程故障诊断系统

发挥重点行业领域的示范引领作用

结合不同行业和领域的产品特征,大力推广应用不同的典型制造业服务模式。引导装备企业以服务产品全生命周期为目标,做好技术支持、故障诊断、检测、维护、保养等产业链延伸服务;鼓励汽车企业依托无线通信技术和卫星定位系统开展远程诊断、安全援助、定位导航等安全信息服务;支持节能环保企业开展系统设计、成套设备、工程实施、维护管理等环保总集成、总承包服务,发展合同能源管理等新型服务模式。鼓励企业开展面向客户需求的个性化产品定制、零部件定制服务;开展融资租赁、消费信贷、仓储物流、电子商务等便利交易过程的服务;不断提高制造企业产品设计、技术开发、信息服务等投入的比重,提高产品竞争力和附加值。

强化制造企业核心能力建设。

我国制造业服务化转型滞缓的一个重要原因就是企业核心能力的不足,在转型所需的技术、人才以及运营管理经验方面都远远不够。一要加强企业技术和专利建设,提高面向服务的技术开发能力;二要加强创新型人才队伍建设,培养具有制造业背景又能针对客户需求开展服务和商业模式创新的高端复合型人才;三要加强企业运营管理体系建设,为企业服务创新在投入产出、风险控制、运营管理等方面提供支持。

  三、相关政策建议

进一步放宽市场准入

打通现有条块分割的管理体制,放宽制造企业开展服务业务和涉足生产性服务领域的准入门槛,减少不必要的前置审批和资质认定条件,促进制造业与服务业融合发展。支持装备企业取得工程和设备总承包资质,积极拓展总集成总承包服务;支持制造企业开展融资租赁和消费信贷业务,涉足金融服务领域;支持汽车企业开展车载信息服务,获得互联网信息服务相关资质。

完善制造业服务化的财税政策。

设立制造业服务化专项资金,重点用于支持制造企业服务创新的研发投入,对制造业服务化功能区、公共服务平台等载体建设给予支持。政府采购大力支持服务型制造发展。进一步扩大营业税改征增值税的覆盖范围,鼓励制造企业加大服务创新相关投入。在高新技术企业认定和相关税收优惠政策中,进一步加大对技术研发、工业设计、检测认证、节能环保等科技型、创新型制造服务企业的支持。

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财税政策

强化制造业服务化的金融支持。

引导金融机构创新金融信贷产品和服务,为制造企业服务化转型提供有效的金融支持。支持有条件的制造企业通过债券融资、股权融资、项目融资等多种形式,通过并购重组等多种资本运作方式,获得服务化转型所需的资金支持。

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金融支持

加强公共服务平台建设

聚焦重点产业基地和园区建设一批制造业服务化示范功能区和公共服务平台,整合汇聚科技和服务资源,为园区内制造企业开展服务创新提供支撑。特别是面向广大中小企业产业集群,推动建设一批集基础研发、工业设计、试验检测、计量认证等于一体的综合性公共服务平台和服务功能区,从投入和产出两个方面推动制造业服务化转型。

健全制造业服务化标准体系

加强基于服务质量的制造业服务标准化管理。推动工业互联网、车载信息服务、制造业物流等制造服务标准的制(修)订。加强标准的运用,完善相关标准认证认可体系,促进制造业服务化市场健康规范发展。

来源: 中国经济时报 作者: 李燕
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陈惠仁:机床工具行业承压下行 需适应“新常态” http://www.wedm.net.cn/html/post1511.html http://www.wedm.net.cn/html/post1511.html#respond Fri, 08 May 2015 10:02:57 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=1511 李克强总理在今年的政府工作报告中提出,要实施“中国制造2025”,坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展,加快从制造大国转向制造强国。在部署加快推进实施“中国制造2025”,实现制造业升级的要求中提到:要以信息化与工业化深度融合为主线,发展“高档数控机床与机器人”等10大领域,强化工业基础能力,提高工艺水平和产品质量,推进智能制造、绿色制造。

新常态下的中国经济,告别了过去几十年的高速增长,步入了更加注重追求质量和效益的时代。机床行业作为工业的基础、制造业的基石,如今,也同中国经济一同步入了“新常态”。

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在国际机床工具信息发布会(IMTIC2015)上,中国机床工具工业协会常务副理事长兼秘书长陈惠仁对中国机床工具行业做出了全方位的生动解读。
行业承压下行

受市场环境和其他增长要素变化的影响,中国机床工具产业结束了连续10年左右的高速增长,自2011年下半年开始进入下行区间。对于机床行业的现状,陈惠仁表示,到2014年底,产业主体仍未走出下行区间。
根据中国机床工具工业协会的统计,2011年至2014年中国大陆金属加工机床产出连续下降,其中2014年同比下降1.1%。2014年1月至2015年2月中国大陆金属加工机床产出仍呈下降趋势。
与此同时,受市场需求变化的影响,在产出连续下行期间,中国机床产业的产出结构在不断优化。2011年至2014年中国大陆金属加工机床产出数控化率由2011年的64.2%迅速提升到2014年的75.3%,从侧面反映了中国机床工具产业发生的积极结构变化。
与行业总体呈下降态势形成鲜明反差的是出口在保持连续增长。数据显示,尽管2011年至2014年中国机床工具产业出口额的增长速度变化较大,但出口总额一直保持连续增长。2014年出口增速反弹至18.8%。对此,陈惠仁表示,出口增长的背后反映出全球市场格局和产业竞争格局的变化:一方面发达国家的再工业化进程已经明显见效,以美国市场最为典型;另一方面其他新兴经济体和发展中国家制造业的发展对中国制造业产生了分流,相关市场需求增长明显,以越南市场最为典型,我国去年对越南的机床出口实现了翻倍增长。
 需求结构加速升级
自2011年下半年开始,中国机床消费市场开始发生显著变化,表现为“需求总量明显减少,需求结构加速升级”。
在陈惠仁看来,中国机床消费市场的连续下降是与中国经济固定资产投资的变化密切相关的。中国固定资产投资增速连续下降,从2010年的24.5%下降至2014年的15.7%,2015年第一季度更是进一步放缓至13.5%。
在需求总量明显下降的同时,需求结构升级速度明显加快。陈惠仁总结其为三个方向:自动化,客户化与换挡升级。“对自动化的需求快速生长,这是全球的机床行业都能感受到的市场变化。一方面是制造业各领域都在升级,对质量效益都有新的要求。更重要的是中国劳动力供需关系发生拐点性变化。现在境内外制造商都在这方面采取应对措施。客户化方面,现在的用户提出更多个性化需求,而制造商却希望生产一样的东西,这是一对永恒的矛盾,对制造商来说更是一种挑战。至于换档升级,这是社会的普遍需求。”
除上述变化外,陈惠仁特别提出,中国经济结构变化对机床消费市场产生的影响。从2011年开始,消费对GDP增长的贡献率已经连续4年超过投资成为中国经济增长的第一拉动力。
而这种结构变化对中国机床消费市场的影响可以从中国机床产业两大主要品种(金切和成形)的增长变化情况中看出,数据显示,自2012年以来,两大品种形成明显分化,与固定资产投资密切相关的金切机床领域2014年1-11月新增订单同比下滑4%,而与消费类产品密切相关的成形机床则同比增长8.6%。“随着中国经济结构的逐步调整,消费品制造对中国机床消费市场的拉动力日益显著,相应地投资类产品制造对市场的拉动力则逐步减弱。”陈惠仁说。
  2015基本估计
陈惠仁对2015年中国机床工具产业与市场做出了一个基本估计。
一是中国机床消费市场将承受进一步的下行压力。陈惠仁列出2015年第一季度的经济数据作为支撑。“2015年第一季度GDP增长7%,这是2009年金融危机以来的最低数据。固定资产投资增速为13.5%,去年的数据为15.7%。工业增加值同比增长6.4%,是开始发布这个数据以来的最低数据。总的来说,第一季度的数据反应中国下行压力很大。”
二是中国机床消费市场的基本特征和最新变化趋势将更加明显。
三是政府和企业的积极作为将有效对冲下行压力。陈惠仁表示,政府正在发力。“从去年四季度以来,中国宏观经济政策已经进入新一轮调整,中国经济现在在小心把握稳增长。去年11月22日,央行降息,100天之内,第二次降息。今年2月5日,央行降准。4月19日,再次降准。这是从未有过的力度。政府的积极作用表现特别明显。”而企业也并不是完全被动的。企业的作为是调整自身来适应市场变化。“近几年我们的企业开始逐渐适应市场结构的变化,而适应了就能在一定程度上对冲下行压力。”
四是市场格局、企业竞争的结构性分化将进一步显现。现在市场在分化,企业的竞争也在分化。“今年一季度中央在总结中国经济的时候,说地区和行业之间分化,我们机床行业也是这样。市场份额在改变,市场格局在重塑,企业之间的竞争关系在分化。这种分化在2015年将进一步显现。有的企业往下走,有的往上升。”陈惠仁指出,在市场下滑中,长期占据行业主导地位的企业和处于产业价值链最低端的小企业受到冲击极大,已经倒闭了一批。与此同时,部分优秀的民营企业却在逆势上扬,非常活跃。

面对机床工具行业出现的新变化、新特点和新常态,行业企业应该如何应对?陈惠仁表示,当前机床行业最紧迫需要解决的问题就是同质化问题,宁可不高端,也必须要差异化。“新一轮的转型升级必须要避免战略趋同,低端、中端产品把差异化做好,同样大有可为。”

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逆向工程技术及应用 http://www.wedm.net.cn/html/post1504.html http://www.wedm.net.cn/html/post1504.html#respond Sat, 02 May 2015 03:35:45 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=1504 【编者按】逆向工程是根据已有的东西和结果,通过分析来推导出具体的实现方法。比如你看到别人写的某个exe程序能够做出某种漂亮的动画效果,你通过反汇编、反编译和动态跟踪等方法,分析出其动画效果的实现过程,这种行为就是逆向工程;不仅仅是反编译,而且还要推倒出设计,并且文档化,逆向软件工程的目的是使软件得以维护。

异向工程专门为制造业提供了一个全新、高效的重构手段,实现从实际物体到几何建模的直接转换。逆向工程技术涉及计算机图形学、计算机图像处理、微分几何、概率统计等学科,是CAD领域最活跃的分支之一。

 

为适应现代先进制造技术的发展,需将实物样件或手工模型转化为CAD数据,以便利用快速成形系统、计算机辅助系统等对其进行处理,并进行修改和优化设计。

逆向工程专门为制造业提供了一个全新、高效的重构手段,实现从实际物体到几何建模的直接转换。逆向工程技术涉及计算机图形学、计算机图像处理、微分几何、概率统计等学科,是CAD领域最活跃的分支之一。

一.逆向工程技术定义

逆向工程技术与传统的产品正向设计方法不同,它是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型,在此基础上对已有产品进行剖析、理解和改进,是对已有设计的再设计。其主要任务是将原始物理模型转化为工程设计概念或产品数字化模型,一方面为提高工程设计、加工分析的质量和效率提供充足的信息,另一方面为充分利用CAD/CAE/CAM技术对已有的产品进行设计服务。

二.逆向工程分类

1.实物逆向:顾名思义,它是在已有实物条件下,通过试验、测绘和分折,提出再创造的关键,其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质、精度、使用规范等多方面的逆向。实物逆向对象可以是整机、部件、组件和零件。

2.软件逆向:产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、有关规范和标准、管理规范和质量保证手册等均称为技术软件。软件逆向中有三类情况:1)既有实物,又有全套技术软件;2)有实物而无技术软件;3)无实物,仅有全套或部分技术软件。

3.影像逆向:无实物,无技术软件,仅有产品相片、图片、广告介绍、参观印象和影视画面等,要从其中去构思、想象来逆向,称为影像逆向,这是逆向对象中难度最大的。影像逆向本身就是创新过程,目前还未形成成熟的技术,一般要利用透视变换和透视投影,形成不同透视图,从外形、尺寸、比例和专业知识,去琢磨其功能和性能,进而分析其内部可能的结构。

三.逆向工程测量系统

1.接触式测量:根据测头的不同,可分为触发式和连续式。应用最为广泛的三坐标测量机是20世纪60年代发展起来的新型高效精密测量仪器,是有很强柔性的大型测量设备。

2.非接触式测量:根据原理的不同,可分为三角形法、结构光法、计算机视觉法、激光干涉法、激光衍射法、CT测量法、MRI测量法、超声波法和层析法等。

四.逆向工程技术流程

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1.逆向工程是以一个物理零件或模型作为开始,进而决定下游工程。

2.点处理过程:主要包括多视点云的拼合、点云过滤、数据精简和点云分块等。

3.曲线处理过程:决定所要创建的曲线类型。曲线可以设计得与点的片段相同,或让曲线更光滑些;由已存在的点创建出曲面;检查/修改曲线,检查曲线与点或其它曲线的精确度、平滑度与连续的相关性。

4.曲面处理过程:决定所要创建的曲面类型,可以选择创建的曲面以精确为主或以光滑为主,或两者居中;由点云或曲线创建曲面;检查/修改曲面,检查曲面与点或其它曲面或特征的精确度、平滑度与连续的相关性。

5.误差分析:应该考虑被测物对机构引起的综合轨迹误差、逆向工程设计所依据的数据值存在的测量误差、设计中的被测物存在的加工误差、设计中的曲线拟合存在的拟合误差等方面。

五.逆向工程技术的常用软件

  1. Geomagic(美国RainDrop公司的)逆向工程软件,具有丰富的数据处理手段,可以根据测量数据快速构造出多张连续的曲面模型。
  2. Imageware作为UG NX中提供的逆向工程造型软件,具有强大的测量数据处理、曲面造型、误差检测功能,可以处理几万至几百万的点云数据。根据这些点云数据构造的A级曲面(CLASS A)具有良好的品质和曲面连续性。Imageware的模型检测功能可以方便、直观地显示所构造的曲面模型与实际测量数据之间的误差以及平面度、真圆度等几何公差。
  3. CopyCAD(英国DELCAM公司系列产品),主要处理测量数据的曲面造型。DELCAM的产品涵盖了从设计到制造、检测的全过程;包括PowerSHAPE、PowerMILL、PowerINSPECT、ArtCAM、CopyCAD、PS-TEAM等诸多软件产品。CopyCAD系列中的其它软件可以很好地集成。
  4. RapidForm(韩国INUS公司开发)逆向工程软件,主要用于处理测量、扫描数据的曲面建模以及基于CT数据的医疗图像建模,还可以完成艺术品的测景建模以及高级图形生成。RapidForm提供一整套模型分割、曲面生成、曲面检测的工具,用户可以方便地利用以前构造的曲线网格,经过缩放处理后,应用到新的模型重构过程中。

六.逆向工程技术的应用领域

逆向工程已成为联系新产品开发过程中各种先进技术的纽带,并成为消化、吸收先进技术,实现新产品快速开发的重要技术手段。其主要应用领域如下:

1.对产品外形美学有特别要求的领域,由于设计师习惯于依赖3D实物模型对产品设计进行评估,因此产品几何外形通常不是应用CAD软件直接设计的,而是首先制作全尺寸的木质或粘土模型或比例模型,然后利用逆向工程技术重建产品数字化模型。

2.当设计需经实验才能定型的工件模型时,通常采用逆向工程的方法,例如航天航空、汽车等领域,为了满足产品对空气动力学等的要求,需进行风洞等实验,建立符合要求的产品模型。此类产品通常是由复杂的自由曲面拼接而成的,最终借助逆向工程,转换为产品的三维CAD模型及其模具。

3.在模具行业,常需通过反复修改原始设计的模具型面,这将实物通过数据测量与处理产生与实际相符的产品数字化模型,对模型修改后再进行加工,将显著提高生产效率。因此,逆向工程在改型设计方面,可发挥正向设计不可替代的作用。

4.逆向工程也广泛用于修复破损的文物、艺术品、或缺乏供应的损坏零件等。

5.借助于工业CT技术,逆向工程不仅可以产生物体的外部形状,而且可以快速发现、定位物体的内部缺陷。

 

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数控机床智能化关键技术 http://www.wedm.net.cn/html/post1499.html http://www.wedm.net.cn/html/post1499.html#respond Wed, 22 Apr 2015 02:32:49 +0000 http://www.wedm.net.cn/?p=1499 智能机床最早出现在赖特(P·K·Wright)与伯恩(D·A·Bourne)1998年出版的智能制造研究领域的首本专著《智能制造》(Manufacturing Intelligence)中 。由于对先进制造业具有重要作用,智能技术引起各个国家的重视。美

国推出了智能加工平台计划(SMPI);欧洲实施 “Next Generation Production System”研究;德国推出了“Industry 4.0”计划;中国中长期科技发展对“数字化智能化制造技术”提出了迫切需求,并制定了相应的“十二五”发展规划;在2006年美国芝加哥国际制造技术展览会(IMTS2006)上,日本Mazak公司推出的首次命名为“Intelligent Machine”的智能机床和日本Okuma公司推出的命名为“thinc”的智能数控系统,开启了数控机床智能化时代 。

本文从传感器出发,将数控机床的智能技术按层次划分为智能传感器、智能功能、智能部件、智能系统等部分,对智能技术进行了总结,指出不足,揭示了发展方向,并对未来进行了展望。

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智能传感器

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由机床、刀具、工件组成的数控机床制造系统在加工过程中,随着材料的切除,伴随着多种复杂的物理现象,隐含着丰富的信息 。在这种动态、非线性、时变、非确定性环境中,数控机床自身的感知技术是实现智能化的基本条件

数控机床要实现智能,需要各种传感器收集外部环境和内部状态信息,近似人类五官感知环境变化的功能,如表1所示。对人来讲,眼睛是五官中最重要的感觉器官,能获得90%以上的环境信息,但视觉传感器在数控机床中的应用还比较少。随着自动化和智能化水平的提高,视觉功能在数控机床中将发挥越来越重要的作用。

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       表1 数控机床可用传感器

       随着MEMS(微机电系统)技术、嵌入技术、智能材料与结构等技术的发展,传感器趋向小型化。MEMS微传感器、薄膜传感器以及光纤传感器等微型传感器的成熟应用,为传感器嵌入数控机床奠定了基础。

由于制造过程中存在不可预测或不能预料的复杂现象和奇怪问题,以及所监测到的信息存在时效性、精确性、完整性等问题,因此,要求传感器具有分析、推理、学习等智能,这要求传感器要有高性能智能处理器来充当“大脑”。美国高通公司正在研制能够模拟人脑工作的人工智能系统微处理器。将来可通过半导体集成技术,将高性能人工智能系统微处理器与传感器、信号处理电路、I/O接口等集成在同一芯片上,形成大规模集成电路式智能传感器,不但具有检测、识别、记忆、分析等功能,而且具有自学习甚至思维能力 。相信随着计算机技术、信号处理技术、MEMS技术、高新材料技术、无线通信技术等不断进步,智能传感器将会在数控机床智能感知方面带来全新变革。

智能功能

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数控机床向高速、高效、高精化发展,要求数控机床具有热补偿、振动监测、磨损监测、状态监测与故障诊断等智能功能。融合几个或几种智能传感器,采用人工智能方法,通过识别、分析、判断及推理,实现数控机床的智能功能,为智能部件的实现打下基础。

数控机床的误差包括几何误差、热(变形)误差、力(变形)误差、装配误差等。研究表明,几何误差、热误差占到机床总误差的50%以上,是影响机床加工精度的关键因素,如图1所示 。其中,几何误差是制造、装配过程中造成的与机床结构本身有关的误差,随时间变化不大,属于静态误差,误差预测模型相对简单,可以通过系统的补偿功能得到有效控制,而热误差随时间变化很大,属于动态误差,误差预测模型复杂,是国际研究的难点和热点。

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图1 数控机床加工误差来源(百分比)

       数控机床在加工过程中的热源包括轴承、滚珠丝杠、电机、齿轮箱、导轨、刀具等。这些部件的升温会引起主轴延伸、坐标变化、刀具伸长等变化,造成机床误差增大。由于温度敏感点多、分布广,温度测试点位置优化设计很重要,主要方法有遗传算法、神经网络、模糊聚类、粗糙集、信息论、灰色系统等 。在确定了温度测点的基础上,常用神经网络、遗传算法、模糊逻辑、灰色系统、支持向量机等来进行误差预测与补偿 。

在航空航天领域,随着钛合金、镍合金、高强度钢等难加工材料的广泛应用,以及高速切削条件下,切削量的不断增大,刀具、工件间很容易发生振动,严重影响工件的加工精度和表面质量。由于切削力是切削过程的原始特征信号,最能反映加工过程的动态特性,因此可以借助切削力监测与预报进行振动监测。借助测力仪、力传感器、进给电机的电流等,利用粒子群算法、模糊理论、遗传算法、灰色理论等对切削力进行建模和预测 。考虑到引起机床振动的原因主要有主轴、丝杠、轴承等部件,也可以采集这些部件的振动、切削力、声发射等信号,利用神经网络、模糊逻辑、支持向量机等智能方法直接进行振动监测 。

刀具安装在主轴前端,与加工工件接触,直接切削工件表面,对加工质量的影响是最直接和关键的。刀具磨损、破损等异常现象影响加工精度和工作安全。鉴于直接测量法需要离线检测的缺陷,常采集电流、切削力、振动、功率、温度等一种或多种间接信号,采用RBF神经网络、模糊神经网络、小波神经网络、支持向量机等智能算法对刀具磨损状态进行智能监测

随着自动化程度的提高,数控机床集成越来越多的功能,复杂程度不断提高。为了高效运行,对数控机床的内部状态进行监测与性能评价、对故障进行预警与诊断十分必要。由于故障模式再现性不强,样本采集困难,因此BP神经网络等要求样本多的智能方法不适合这种场合。状态监测与故障诊断常采用SOM神经网络、模糊逻辑、支持向量机、专家系统和多Agent等智能方法 。

研究人员不断探索和研究智能功能的新方法或多种方法的混合,但大部分集中在实验室环境下,缺少实时性高、在线功能强的方法,尚需深入发展简洁、快速、适应性强的智能方法。

智能部件

数控机床机械部分主要包括支撑结构件、主传动件、进给传动件、刀具等部分,涉及到床身、立柱、主轴、刀具、丝杠与导轨以及旋转轴等部件。这些部件可以集成智能传感器的一种或几种智能功能构成数控机床智能部件,如图2所示。

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图2 数控机床智能部件

主轴是主传动部件,作为核心部件,直接关系到工件加工精度。由于主轴转速较高,特别是电主轴,发热、磨损、振动对加工质量影响很大,因此,越来越多的智能传感器被集成到主轴中,实现对工作状态的监控、预警以及补偿等功能。日本山崎马扎克研制的“智能主轴”,装有温度、振动、位移及距离等多种传感器,不但具有温度、振动、夹具寿命监控和防护功能,而且能够根据温度、振动状态,智能协调加工参数 。瑞士Step-Tec、IBAG等制造的电主轴,装有温度、加速度、轴向位移等多种传感器[14],如图3所示,能够进行热补偿、振动监测等。

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图3 瑞士斯特普电主轴传感器分布

       丝杠、导轨是数控机床坐标运动和定位的关键部件,其性能直接影响坐标运动精度和动态特性,对工件加工质量影响很大,因此监测丝杠副、导轨副在加工中的性能变化及寿命预测对数控机床的智能化具有重要作用。通过电机驱动电流信号、功率、切削力、声音等传感器信号,结合进给速度、切削深度、丝杠转速等工艺参数,可对丝杠、导轨的磨损情况进行监控,对剩余寿命进行预测,及时报警,预防重大生产事故。

轴承是数控机床旋转轴的关键部件,起着支撑载荷、减小摩擦系数的作用,其运行状态直接影响机床的运转精度和可靠性。轴承在高转速下摩擦剧烈,发热量大,是最易损坏的部件,因此监测轴承运行状态,可避免因轴承问题而导致设备异常或损坏。瑞典SKF公司生产外挂式智能轴承如图4所示 ,利用应用环境自供电,对转速、温度、速度、振动以及载荷等关键参数进行测量,并利用无线网络发送自身状态信息,实现对轴承状态监测。

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图4 瑞典SKF公司外挂式智能轴承

       刀具直接与工件接触,切削工件表面发热量大,容易产生振动,对表面质量的影响很大,因此刀具中融合越来越多的传感器,实现对刀具的磨损监控、振动监测、断裂报警等功能。克里斯托弗、罗伯特等发明的智能刀具夹具如图5所示,集成有力/扭矩、温度、处理器、无线收发器等芯片,能够估计和预测颤动频率、建议稳定的主轴速度、磨损监视以及建议进给速率等[16]。瑞士ACTICUT公司的生产的智能刀具内部由机构、传感器和驱动器构成,用于精密数控车削,可对磨损、速度、温度等进行监控 。

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图5 智能刀具夹具智能系统

       数控机床一般由数控系统、驱动系统、辅助系统以及机床本体组成,如图6所示。随着人工智能技术的不断成熟,神经网络、模糊理论以及专家系统等方法逐渐应用到数控系统、驱动系统以及辅助系统中,实现工艺参数优化专家系统、自适应控制、加工过程监控、智能诊断等功能。

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       图6 数控机床组成

       航空制造领域需要加工的部件含有很多孔、沟、槽、腔等特征,加工工艺复杂,因此在数控机床中嵌入工艺参数优化专家系统成为必然。专家系统利用人工智能技术将某领域内一个或多个专家的知识和经验固化到程序中,模拟人类专家的决策过程,进行推理和判断,以便解决加工中的复杂问题。瑞士米克朗公司汇集了几十年铣削经验的结晶,开发了操作者支持模块OSS(Operator Support System),能够根据加工要求调整相关的工艺参数,优化加工程序,获得更理想的加工结果 。

随着数控系统的发展,主流数控系统厂家在产品中嵌入了自适应控制、加工过程监控、智能诊断等实用功能。西门子数控系统具有电机参数自适应运算、自动识别负载、刀具寿命监控、安全集成等功能,与以色列的OMATIVE优铣控制器OMAT-PRO相结合,可对主轴功率进行约束,通过学习和再学习掌握主轴功率的最佳状态,然后在加工过程中,实时监测主轴功率的变化,及时调整进给率[19]。奥地利WFL的Crash Guard防撞卫士系统,利用CNC系统的高速处理能力,实时监控机床的运动,确保机床在手动、自动等各种运动模式下均正常工作,降低运行过程机床突发事故的产生,提高机床工作的安全性和可靠性 。GE Fanuc公司的Proficy软件监控和分析机床设备复杂的基本数据,对机床的工作状态、健康状况进行远程诊断[20]。德国ARTIS监控系统是对工作状态进行监控的系统,通过学习,获取监控信号的特征,实现对加工过程中的断刀、刀具磨损、碰撞等异常行为的实时监控 。

展 望

智能化是数控机床发展的高级阶段,能够实现高度自动化,进一步解放人类的脑力智能。随着技术水平的发展和需求的提高,数控机床出现越来越多智能功能、智能部件以及智能系统。尽管其智能水平还处于发展阶段,但随着人工智能技术、计算机技术、传感器微型化与智能化以及微处理器技术等发展,实现真正意义上的 “自学习、自进化”的具有人类智能水平的数控机床将不再是“梦”。

 

来源: 北京航空制造工程研究所  作者: 邵泽明
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