激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，模具制造商必須盡可能地加速產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間、降低勞動(dòng)力成本，同時(shí)提高生產(chǎn)效率。EDM和能進(jìn)行硬質(zhì)材料高速磨削加工設(shè)備的進(jìn)步則有助于提高模具制造工廠的競(jìng)爭(zhēng)力。  
    為了在激烈的全球化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中謀得發(fā)展，制造商必須盡可能地加速產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間、降低他們的勞動(dòng)力成本，同時(shí)提高生產(chǎn)效率，模具制造商更不例外，這一點(diǎn)正是EDM和高速磨削加工設(shè)備的倡導(dǎo)者倡導(dǎo)“通過(guò)升級(jí)所得到收益”的目的，這種升級(jí)是指利用最新的技術(shù)、設(shè)備和生產(chǎn)方式。不斷發(fā)展的EDM方面的新技術(shù)和能進(jìn)行硬質(zhì)材料磨削加工的高速加工設(shè)備可以提高模具制造商的總體生產(chǎn)率。

EDM的創(chuàng)新發(fā)展

EDM制造商都在不斷研究或引進(jìn)新的先進(jìn)技術(shù)或早期在金屬絲和EDM系統(tǒng)方面積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)提高生產(chǎn)率并減少模具制造商創(chuàng)新模具投放市場(chǎng)的時(shí)間。另外，更多的制造商正在期望EDMs能夠成為高速加工和硬質(zhì)材料磨削加工設(shè)備的必要補(bǔ)充。

很多制造商認(rèn)為高速加工的出現(xiàn)對(duì)成形機(jī)的銷售產(chǎn)生了一些影響，但他們覺(jué)得高速加工和成形加工是真正的互補(bǔ)加工過(guò)程而不是互相排斥的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程，尤其是EDM取得了很多技術(shù)上的進(jìn)步之后。

EDM的進(jìn)步包括快速加工和在后續(xù)精加工中的電火花裂紋控制，這使得用戶能夠在金屬絲加工和成形加工中更精確地控制腐蝕過(guò)程并能更快、更有效地進(jìn)行模具加工。實(shí)際上，在某些情況下，有些模具制造的用戶已經(jīng)將高速加工和EDM技術(shù)一起應(yīng)用并將其作為一種“自動(dòng)化”的加工形式了。

Makino公司已經(jīng)發(fā)展了幾種能夠減小機(jī)械加工時(shí)間并達(dá)到更好表面光潔度的技術(shù)，如在探深鉛錘凹陷面的加工中，Makino公司提高了機(jī)器的跟蹤速度和快速進(jìn)給率。雖然他們應(yīng)用的是傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)而不是直線電機(jī)，但是其設(shè)備的快速進(jìn)給也已接近10m/min。

2004年的時(shí)候，Makino公司推出了幾個(gè)新系統(tǒng)，其中包括Edge2型探深鉛錘機(jī)和以占據(jù)沖壓模市場(chǎng)為目的的SP43線切割機(jī)，還有S56 VMC等機(jī)型。Makino公司已為其大多數(shù)的機(jī)器配置了直線電機(jī)，其中也包括高精度雙驅(qū)動(dòng)的大型加工系統(tǒng)，而這種形式一般在小型的機(jī)器中較為常見(jiàn)。

高速伺服系統(tǒng)和響應(yīng)周期對(duì)于加工非常深的肋、達(dá)到更高的加工精度和提供更優(yōu)質(zhì)的裂紋穩(wěn)定性都有巨大的影響。Makino的探深鉛錘EDMs在探深鉛錘面的HQSF（高質(zhì)量表面光潔度）增強(qiáng)技術(shù)上做得非常成功。在傳統(tǒng)的探深鉛錘EDM中，當(dāng)電極表面很大時(shí)，穩(wěn)定裂紋和制造一個(gè)大面積一致光潔表面的難度很大的，只要有殘片的存在就會(huì)出現(xiàn)加工缺陷。通過(guò)應(yīng)用一種“μSC增強(qiáng)劑”，Makino的探深鉛錘EDMs能夠在很大的面積上穩(wěn)定住裂紋，從而獲得格外光潔的模具表面。如果使用石墨，其表面粗糙度可以低于2μm。

圖1 來(lái)自于Makino的EDM可以改良零件的生產(chǎn)

在有些方面，硬質(zhì)材料的磨削加工在很大程度上已經(jīng)代替了電火花成形機(jī)，成為模具加工的首選方法。隨著線切割機(jī)的最新發(fā)展，探深鉛錘的應(yīng)用已經(jīng)逐漸減少。但三菱EDM公司卻認(rèn)為在過(guò)去的兩年里，探深鉛錘并沒(méi)有太大的變化。

三菱EDM公司的研發(fā)方向主要著重于兩個(gè)方面，一是以更快切削速度帶來(lái)更高的生產(chǎn)率，二是減少用于維護(hù)的停產(chǎn)時(shí)間。在三菱EDM公司的線切割加工機(jī)中，F(xiàn)A-V 系列的線切割機(jī)利用它的新型高速電機(jī)能夠達(dá)到303 cm2/h的切削速度，這比以前的樣式切削速度增長(zhǎng)了30%。

早在2002年，三菱EDM公司進(jìn)口了幾臺(tái)Roku-Roku硬質(zhì)材料磨削加工銑床，這些新設(shè)備既能進(jìn)行硬質(zhì)材料的磨削加工又能進(jìn)行石墨材料的磨削加工。三菱EDM公司在這臺(tái)機(jī)器上所作的最大努力就是使人們能夠清楚這樣的事實(shí)——這樣的機(jī)器是一個(gè)混合型的機(jī)床，它能對(duì)石墨和硬質(zhì)材料這兩種材料進(jìn)行磨削加工。

圖2 三菱EDM的Roku-Roku GR系列具有硬質(zhì)材料磨削加工和石墨磨削加工能力
的混合型機(jī)器能夠提高模具工廠的生產(chǎn)率

為了提升速度和生產(chǎn)率，三菱在它的FA-V線切割機(jī)系統(tǒng)上增加了幾種新技術(shù)，如系統(tǒng)的功率供給使用的是一個(gè)新型的高速電機(jī)，機(jī)器還應(yīng)用了一個(gè)新的刷洗系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)將水從高壓泵直接打入裂紋處，并在那一點(diǎn)增加壓力和流量。線切割系統(tǒng)用一種特殊的0.36mm銅裹V型金屬絲實(shí)現(xiàn)了303 cm2/h的切削。

宜人化的軟件

Agie公司的Agiesetup三維系統(tǒng)應(yīng)用了三維可視化程序，這將大大有助于EDM操作者調(diào)整加工過(guò)程。用可視化調(diào)整引導(dǎo)機(jī)械工程師完成零件流程，平均每個(gè)零件的加工可以節(jié)省20min。

快速的調(diào)整和更好的金屬絲的結(jié)合極大地增加了線切割機(jī)的生產(chǎn)力。Agie公司最近公布了他們對(duì)線切割機(jī)改進(jìn)及其結(jié)果——應(yīng)用涂層金屬絲進(jìn)行303m.2/h的運(yùn)行，應(yīng)用非涂層金屬絲能達(dá)到239 cm2/h的運(yùn)行。使用更先進(jìn)的調(diào)整系統(tǒng)和最新款的金屬絲，這使當(dāng)前的線切割機(jī)床的切削速度至少是幾年前加工速度的4倍。

圖3 三維 EDM軟件提供了加工工序的可視化，相對(duì)傳統(tǒng)的調(diào)整方法，
它在每一個(gè)零件的加工上平均可節(jié)約20min

Charmilles 技術(shù)公司也提供類似的三維軟件，相對(duì)于幾年以前獲得發(fā)展但較為復(fù)雜的調(diào)整系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，Charmilles 技術(shù)公司的三維軟件可以大大減少EDM機(jī)床的編程時(shí)間。

為了更具競(jìng)爭(zhēng)性，商家們最近推出的EDM軟件將使制模工程師在編制他們的生產(chǎn)工序上擁有更大的靈活性。用Charmilles公司最新的CT調(diào)整軟件，制模工程師能夠在流程中停止一項(xiàng)工作并且可以用被稱為“零件插入”的指令來(lái)中斷那項(xiàng)工作，這使得在重新啟動(dòng)優(yōu)先的加工工序前允許另一項(xiàng)工作的進(jìn)行，被重新啟動(dòng)的位置就在第一份工作停止的位置。

圖4 應(yīng)用Charmilles的零件調(diào)整軟件，
機(jī)械師能夠用其零件插入功能在不出現(xiàn)任何問(wèn)題的情況下就可以中斷工作

Charmilles 技術(shù)公司集中力量調(diào)查了CT調(diào)整軟件的用戶的工廠到底是怎樣運(yùn)轉(zhuǎn)的，特別是在歐洲。結(jié)果他們看到，操作者差不多像會(huì)計(jì)一樣組織他們的工作——我想要用什么樣的電極、什么樣的空穴，每一個(gè)空穴我們需要用多少個(gè)電極，我們將要做多少個(gè)空穴？

CT調(diào)整軟件的控制器由五個(gè)模塊建成。一個(gè)是調(diào)整模塊，它就像一個(gè)交互窗口，詢問(wèn)你有關(guān)的應(yīng)用或你所做的工作方面的某個(gè)問(wèn)題，它指導(dǎo)你完成某些步驟。每一個(gè)過(guò)程都有圖形界面作為引導(dǎo)，比如所有的測(cè)量循環(huán)——你如何布置電極，如何拾取部件，如何排列一個(gè)電極——所有的一切都可以在圖形界面中完成的。當(dāng)然，你也可以尋求在線幫助。

遙控切削的全過(guò)程

線性馬達(dá)給Sodick公司制造的EDM提供了巨大的推動(dòng)力，同時(shí)推動(dòng)了其它的自動(dòng)控制裝置，這有助于通過(guò)降低加工成本提高生產(chǎn)力。同樣，以線切割EDM自動(dòng)穿孔機(jī)和更新的遙控系統(tǒng)為特點(diǎn)的自動(dòng)穿孔線切割機(jī)系統(tǒng)也將有助于降低勞動(dòng)力費(fèi)用從而降低生產(chǎn)成本。

Sodick的遙控系統(tǒng)能使機(jī)械工程師不在工作現(xiàn)場(chǎng)就能進(jìn)行切削加工的工作。這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)直接撥號(hào)連接的系統(tǒng)，它使工程師能夠通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器查看到整個(gè)工作的進(jìn)程，但是出于安全的考慮，Sodick采用的是一個(gè)直接連接的電話連接方式而不是萬(wàn)維網(wǎng)?，F(xiàn)在，應(yīng)用工程師進(jìn)行試切的時(shí)候，他可以在電話當(dāng)中注視著零件的加工，他當(dāng)然也可協(xié)助用戶在他們的個(gè)人電腦上看到切削的全過(guò)程。