CCMT2022部分展品综述之九：电加工类机床
2022-4-20 来源：机床协会 作者：-
九、电加工类机床
1．概况
电加工类机床是将电能施加在工件的被加工部位上而使材料被去除、变形、改变性能或被镀覆的特种加工机床，主要满足航空航天、模具、汽车等领域用户各种高硬度材料和复杂形状零件、模具，以及航空发动机和汽车发动机喷油嘴、叶轮、叶片、机匣等零件上的小孔、深孔和窄槽的加工需求。据已有资料，电加工类机床展商10余家，展品20余台。提供展品资料的展商有北京电加工所、通用技术集团、苏州中谷、苏州亚马森、上海伊阳、广东商鼎智能、牧野、埃马克等。
主要展品有线切割机床（中走丝、慢走丝）、电火花成形机床、电火花穿孔机床、电解加工机床等。
2．电加工类展品主要技术特色
（1）高精度与精度保持性。采用高刚性高稳定性结构设计，如牧野U6线切割机床采用将双电极存储器集成到床身铸件中，提高了机床的热稳定性；通用技术集团机床研究院的AF35P电火花成形机主机采用C型结构设计，T型铸件床身和花岗岩大理石工作台；苏州亚马森穿孔机、北京电加工所电火花成形机等展品的闭环控制；苏州中谷ZGM501采用直线电机驱动，提高机床传动精度。
（2）微精高效的脉冲电源。脉冲电源对提升加工速度、降低电极损耗、确保加工精度及提高表面质量起到极其重要的作用。如北京电加工所HS600小孔机床采用特色精密微细电源，具有电容增效、微精加工、低损耗加工回路等功能；通用技术集团机床研究院AF35P电火花成形机采用等能量控制复合脉冲电源，逐个脉冲检测控制，实现等能量脉冲放电，利于表面粗糙度均匀，前后沿可控的梯形波叠加高频锯齿波的独特复合电流脉冲，实现对超硬材料高效、低损耗加工的独特优势；泰州东方数控DK7732ZG中走丝线切割机采用等能量放电电源。
（3）可二次开发的开放式数控系统。电加工机床的数控系统因其独特的数学模型、控制模式和复杂多样的控制内容，必须实现加工状态控制与数控轴运动控制的高度耦合。电加工机床制造企业根据自己的专有技术及工艺专门研发配套形成开放式通用性、灵活性、可靠性较高的电加工机床数控系统，满足多轴联动、多任务、3D图形CAD文件导入及链接局域网，实现异地通讯和监控等要求。如牧野U6线切割机床应用Hyper-i控制系统；通用技术集团机床研究院AF35P采用模块化、开放式体系结构，基于SSB3工业现场总线技术，支持SSB3总线式远程I/O单元，支持USB、以太网等程序扩展和数据交换功能，最大可实现六轴联动控制，内嵌高速软PLC，可实现梯形图在线编程和实时监控，最小控制精度0.1µm。
（4）自动化。电加工机床自动化水平日益提高，有利于减少人工干预，降低对操作人员技术水平的依赖性和人力资源成本，加工性能和加工质量达到更好的水平。如北京电加工所HS600小孔机具有自动换丝、穿透检测等功能；苏州亚马森MS-DC430A电火花穿孔机具有一键加工、自动定深、自动分中、自动定端面、数字采样、自适应伺服跟踪、穿透检测等功能。
（5）绿色制造。使用高频脉冲电源，降低电能消耗；优化工艺参数，减少加工过程中的耗材；通过分离与解析，加强工作液的循环利用，达到零排放，实现绿色制造目的。如牧野公司U6线切割机床，搭载绿色节能新电源ES200A，容量更大，标配电流80A（峰值100A）；通过更精细的数字化控制技术对电压和电流进行控制，控制更精准，损耗小，工作状态更稳定，虽然电源容量增大，综合耗能却更低，与之前的系统电源相比，综合节能40%。同时开发出针对2400余种加工条件的理想工艺参数，达到降低线材消耗的目的。埃马克CI400电解加工机床带有集成的电解液管理过滤系统。通用技术集团机床研究院AF35P电火花成形机采用绿色等能量复合脉冲电源，采用电感储能元件，进行脉冲峰值电流闭环控制，放电部分的电能利用率达90%以上，电能消耗比电阻限流式减小一半以上，可同时获得效率、损耗指标的大幅优化。
3．典型展品
牧野机床（中国）有限公司U6高精密数控线切割机。新的PICO导丝系统，导丝嘴安装在精密的定位螺纹孔内以保证其垂直度，导线夹可以将倾斜的线进行断丝和穿丝，丝的直线度可达5µm，丝径可选择Φ0.1-0.3mm。双电极存储器集成到基础机床铸件中，固定式工作台，气动升降前门。配置Hyper-i控制系统，数据库支持包括工件材料、电极种类和尺寸设置功能，内设丰富的加工条件；良好的通用性，拥有多种智能工具和高效直观友好的人机界面，可以满足大中型模具、精密模具加工和零部件加工等需要，能够为客户提供加工解决方案。
埃马克（中国）机械有限公司太仓分公司CI400电解加工机床。适用于各种不同电解加工任务，电解加工、电解钻孔、电解拉削、电解去毛刺等。设计紧凑，带有集成的电解液管理过滤系统，可扩展的电源技术/脉冲技术，所有参数都由一个控制单元监控，可提供能够优化加工工艺和提高生产能力的选项，也可选择两个加工区域作为CI-DUO。
北京市电加工研究所ADV600多轴联动精密数控电火花成形机床。五轴五联动，专用浸入式精密数控回转工作台（B轴）和C轴（精密数控分度与高速旋转轴），一体化设计，自动升降油槽，可兼容机械手、电极工具库等。配置基于Windows的数控系统，内嵌CAD/CAM模块、EDM专家模块、微精加工模块。主要用于铝合金、钛合金、低膨胀合金及合金结构钢等材料的加工，可满足窄槽、窄缝、深腔、异型盲孔、内腔侧向盲孔等特殊形状加工的工艺要求。
北京市电加工研究所HS600精密数控小孔加工机床。具有电容增效、微精加工，低损耗加工回路等诸多功能的精密微细电源，配备高速旋转轴高压冲水、自动换丝、穿透检测等功能模块。配置基于Windows的数控系统，具备六轴五联动功能，可实现多姿态下的电火花微细加工。配有并线接口，可方便实现自动化及无人加工。可加工异形孔，加工孔直径Φ0.2-3.0mm，最大深径比160︰1，最大重熔层厚度≤0.03mm。
中国通用技术（集团）控股有限责任公司（机床研究院）AF35P高精度全闭环电火花成形机。采用C型单立柱结构，倒T型铸件床身，0.1µm分辨率高精度光栅尺，实现高精度及保持性。 X、Y、Z轴定位精度≤3µm，重复定位精度≤2µm；最佳加工表面粗糙度Ra≤0.08µm（模具钢），Ra≤0.15µm（硬质合金）；最小电极损耗≤0.1%（模具钢）；加工型腔位置精度≤3µm。搭载GJ302/EDM专用数控系统，能够完成自动更换电极、自动测量、自动上油、等待液位、自动多腔加工、自动泄油等连续过程。具有中断返回、多边形测量找正、三点圆心找正等高级特色功能，适应更多应用场景。
苏州中谷实业有限公司ZGDC506电火花穿孔机。采用滑枕式结构，六个伺服轴，其中S轴用于电极伺服放电加工。新一代微精超高频脉冲电源，纳秒级（200ns）的放电功率脉冲输出。Contra多轴电火花小孔专用数控软件，定制性强。可以加工模具钢、高温合金、钛合金、镍基合金、硬质合金等各种导电金属材料，适用于在平面、异形面、球形面上加工直径Φ0.2-3mm的盲孔或通孔。
苏州亚马森机床有限公司MS-DC435A多轴数控穿孔机。用于直径Φ0.1mm以上电极管细孔以及厚度300mm以内超厚工件、不同材料叠加及中空等特殊工件的加工，钨钢、铝、AK80等超硬、特殊材料加工。支持X、Y、Z、W、C五轴数控加工，一次可装夹500mm长电极，Z轴细分步进电机驱动，自主研发的控制系统内置专家数据库并具有多种自动功能，如一键加工、自动定深、自动分中、自动定端面、数字采样、自适应伺服跟踪、穿透检测、表面防护以及柔性高速控制等特点。
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