圖1在加工難加工材料時，在機(jī)械加工方式達(dá)到極*，如在模具和成型制造過程中電火花加工就開始得到應(yīng)用了
如果必須在難加工材料上加工精細(xì)輪廓或非常小的孔洞時，電火花線割機(jī)和沉降熔蝕機(jī)就可以大展身手了。更為*、性能更高的機(jī)床創(chuàng)造了新的應(yīng)用領(lǐng)域。
電火花加工機(jī)的下一步發(fā)展目標(biāo)是提高生產(chǎn)率、降低單件成本、根據(jù)訂單波動狀況調(diào)整生產(chǎn)能力以及縮短加工時間和供貨時間。在對生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化時，例如將電火花加工機(jī)與高速磨削聯(lián)合用于hsc（高速切削）加工時，那些精通這兩個領(lǐng)域技術(shù)的制造廠商可以提供完整的解決方案，在其中提供全面自動化和軟件概念，從而擁有優(yōu)勢。這一點也同樣適用于自動化電火花加工系統(tǒng)，此類系統(tǒng)通過集成額外的外部設(shè)備而具備突出的性能。對電極和托盤轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的自動化或?qū)⒍嗯_機(jī)床用工業(yè)機(jī)器人連接起來，這些措施都能夠大幅提升電火花加工的靈活性和效率。在制造沖壓工具和后續(xù)復(fù)合工具時，例如，可以采用油槽來防止對刀刃的電化學(xué)侵蝕，否則將在刀具上出現(xiàn)微銹斑和質(zhì)量損耗。在開發(fā)“油槽式電火花加工機(jī)”時，原先在經(jīng)濟(jì)上的考慮是以大幅減少切削性能損失為目標(biāo)的。為達(dá)到此目標(biāo)，開發(fā)出了特殊發(fā)電機(jī)以避免電火花熔蝕問題。配備了這種發(fā)電機(jī)的機(jī)床能夠加工出zui精細(xì)的表面光潔度和毫無瑕疵的刃口，從而可以顯著減少加工工作量。
圖2電火花線割機(jī)cut1000oiltech正在油槽中執(zhí)行加工作業(yè)，此款機(jī)床適于切割zui為精細(xì)的陶瓷部件
油槽式電火花加工機(jī)采用了特殊發(fā)電機(jī)
電火花熔蝕工藝本身也在不停地改進(jìn)著。通過微細(xì)電火花熔蝕可以加工出非常精細(xì)的結(jié)構(gòu)。在微細(xì)加工中采用電火花熔蝕的前提條件是，機(jī)床采用特別堅固和熱穩(wěn)定特別好的機(jī)架而且擁有高精密度的可定位軸以及路徑和角度測量系統(tǒng)。這種技術(shù)允許以深度/直徑比來加工出zui小的內(nèi)徑以及空腔。此外，微細(xì)加工還為加工材料也提供了極大的成型自由度。在機(jī)床加工時使用油槽而不是通常的水槽時，線割工藝的質(zhì)量就可以得到提升。例如，gfagiecharmilles公司已經(jīng)成功地以cut1000oiltech的名稱推出了一款帶有油槽的高精密電火花切割機(jī)cut1000。在agie進(jìn)行聯(lián)合研究和開發(fā)工作的同時，也努力將導(dǎo)電陶瓷工藝可靠地運用在這款機(jī)床上。
oximatec公司執(zhí)行合伙人wolfgangburger表示：“我們開發(fā)的置于陶瓷內(nèi)的電導(dǎo)體是一種樹脂材料，我們已將其體積百分比降到約20%~24%。采用這種陶瓷材料以及cut1000oiltech型機(jī)床后，與使用機(jī)加工加工金屬相比，我們采用電火花加工的效果令人驚訝。”據(jù)leonhardtgraveurbetrieb的所有者wolfgangleonhardt報告，此項評估的基礎(chǔ)是針對電火花線割和沉降熔蝕做出的試驗以及在加工一個陶瓷齒輪時所達(dá)到的驚人效果：“我們用電火花線割方式加工了這個齒輪以測試其在齒輪箱內(nèi)的功能，特別是此齒輪在干磨擦條件下的抗磨性。我們想要在沖壓和折彎作業(yè)中測試其用來切削沖壓的適用性。
圖3刀庫上的led指示燈：每種顏色都提供了有關(guān)工件或電極加工狀態(tài)的信息
油槽防止了微銹蝕
在制造沖壓工具和后續(xù)復(fù)合工具時，例如，可以采用油槽來防止對刀刃的電化學(xué)侵蝕，否則將在工具上出現(xiàn)微銹斑和質(zhì)量損耗。在開發(fā)“油槽機(jī)”時，原先在經(jīng)濟(jì)上的考慮是以大幅減少切削性能損失為目標(biāo)的。為達(dá)到此目標(biāo)，開發(fā)出特殊發(fā)電機(jī)以避免電火花侵蝕問題。配備了這種發(fā)電機(jī)的機(jī)床就因而能夠加工出zui精細(xì)的表面光潔度和毫無瑕疵的刃口，從而可以顯著減少加工工作量。
起始孔鉆孔方面的進(jìn)一步發(fā)展體現(xiàn)在新型起始孔鉆孔機(jī)drill20上。據(jù)gfagiecharmilles表示，這款機(jī)床將速度與精度以及用戶友好性結(jié)合在一起，使得刀具制造商獲得了更大的競爭優(yōu)勢。這款高速立式鉆床計劃用于加工導(dǎo)電性材料，包括硬化鋼、金屬碳化物、鋁、銅和黃銅。drill20擁有0.15~3.0mm直徑以及深度達(dá)200mm的鉆孔能力，成為了電火花線切割應(yīng)用這一寬廣陣營的一種通用型輔助設(shè)備。
這款鉆術(shù)達(dá)到高性能的決定性因素是配備了觸摸屏的新型高性能windows-cnc加工中心。據(jù)制造商表示，除了其他重要特性之外，這款產(chǎn)品擁有直觀和特別用戶友好的界面、網(wǎng)絡(luò)連接能力、快速作業(yè)設(shè)置、多次鉆孔作業(yè)快速執(zhí)行的拓展功能、用于定位的數(shù)據(jù)輸入、內(nèi)置式操作手冊以及用于自動識別邊緣和中心的功能。
電火花鉆床能夠加工高達(dá)2600mm深的鉆孔
“當(dāng)難加工材料的機(jī)械加工達(dá)到其極*，電火花熔蝕加工的應(yīng)用就開始了，”這就是位于kahl的heunwerkzeugmaschinen&industriebedarf公司ceorüdigerheun的經(jīng)驗之談。他補充說：“一次再一次地，創(chuàng)新和未來發(fā)展表明此項技術(shù)仍然存在著巨大的潛力，能夠進(jìn)入那些以前從未涉足的應(yīng)用領(lǐng)域。”在使用一臺電火花熔蝕鉆床時，這家企業(yè)以僅3mm的電極直徑達(dá)到了2600mm的鉆孔深度。
電火花熔蝕鉆孔用于生產(chǎn)質(zhì)量zui精細(xì)的鉆孔。只有在電火花熔蝕鉆孔的基礎(chǔ)上，刀具的微細(xì)加工、機(jī)床部件、外科針頭或植入物才成為可能。rüdigerheun繼續(xù)說：“采用0.08~6.0mm的管狀電極可以加工出柴油發(fā)動機(jī)和汽油發(fā)動機(jī)用的噴油噴嘴內(nèi)的鉆孔，而且沒有拋光和入口變形問題。渦輪機(jī)葉片內(nèi)的冷卻孔也可以在不對材料本身產(chǎn)生影響的情況下加工出來。進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域是加工用于輪胎花紋的通氣孔以及用于電火花線切割的起始孔鉆孔。
圖4在油槽內(nèi)對一個陶瓷齒輪進(jìn)行電火花線割加工
目前正在試圖加工深度2900mm的鉆孔
zui初的要求是在一個工件上鉆出一個1500mm深的盲孔以及深度為3000mm和直徑為300mm的通孔。這個孔用2~6mm直徑的電極加工完成。rüdigerheun表示：“通過大量的實驗工作以及與客戶合作進(jìn)行不斷的改進(jìn)，我們獲得了目前的成果。”目前，正在進(jìn)行用1mm直徑電極加工深度高達(dá)2900mm的孔。
據(jù)位于brensbach的zimmer&kreim公司的計劃，制造業(yè)至少在電火花加工領(lǐng)域會變得更加豐富，董事會主席wolfgangemert這樣宣布：“智能化執(zhí)行功能將使得本系統(tǒng)更加安全和有效。”位于chameleon輸送系統(tǒng)刀庫凸緣多達(dá)7種顏色數(shù)值的led指示燈甚至能從遠(yuǎn)距離給出有關(guān)加工過程的重要信號：刀庫空間已占用（綠燈）、刀具正在使用中，加工過程正在進(jìn)行中（黃燈閃爍）或“警告——過程中發(fā)生錯誤”（紅燈）。
這些led指示燈安裝在每個刀庫凸緣的背側(cè)。“這樣用戶即使在較遠(yuǎn)距離就可以檢查工件或電極的狀態(tài)并迅速做出相應(yīng)反應(yīng)，”emert這樣說明。這種信號語言通過用于chameleon輸送系統(tǒng)軟件的拓展編程實現(xiàn)。這樣指示燈顏色的組合類似于“作業(yè)管理器”或機(jī)床控制系統(tǒng)所使用的刀庫總覽圖。即使人為失誤也已經(jīng)計算在內(nèi)；如果用戶錯誤地想要占用一個已經(jīng)標(biāo)為黃色的刀庫位，程序就會自動通知此事并給出警告。然后，機(jī)器人將重新執(zhí)行識別程序，揀取那些要在此時重新安放的部件，然后將這些部件登記到當(dāng)前程序內(nèi)。當(dāng)前正在使用的電極將由操作者給出一個新的位置，程序?qū)⒂浵逻@個位置。
刀庫監(jiān)測系統(tǒng)控制刀具分配
在某個明顯空閑的位置被寬度過寬的工件或電極錯誤填充時，這套系統(tǒng)將通過一套特殊的警告系統(tǒng)做出反應(yīng)。“這種錯誤放置操作有可能導(dǎo)致代價高昂的后果，因為這樣有可能導(dǎo)致鉤掛、碰撞或甚至損傷鄰近工件，”wolfgangemert解釋說。程序允許提前阻塞鄰近空間的使用，從而阻止發(fā)生此類錯誤。用戶將立刻得到相關(guān)刀庫發(fā)出的錯誤信號的提醒，而且led指示燈將轉(zhuǎn)為紅色。這里有一項特別的功能，在觸摸某個按鈕時，所有分配給同一訂單的電極都將顯示出來，相關(guān)led指示燈轉(zhuǎn)為紫色。
刀庫凸緣本身得到了改進(jìn)。凸緣上安裝了額外的溢放管：滴落的電介質(zhì)材料將逐層通過一些薄層向下轉(zhuǎn)送并匯集到一個地板滴盤之內(nèi)，而不會與工件和電極發(fā)生任何接觸。這樣滴落的介質(zhì)材料就再不會弄臟工件或電極的接觸點，從而不會造成電火花加工過程中精度的損失。
（作者：lotharhandge）