第十一屆中國(guó)國(guó)際模具技術(shù)和設(shè)備展覽會(huì)于2006年5月8日至12日在上海舉行。本屆模展面積達(dá)60 000 m2，與上屆相比有大幅度提高，其中模具加工設(shè)備展出面積約占60%，顯示了模具制造技術(shù)及設(shè)備的強(qiáng)大陣容。由于國(guó)內(nèi)外廠商踴躍參展，與上屆相比參展廠商明顯增加，特別是國(guó)內(nèi)外知名廠商都參加展出，展出的新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品精彩紛呈，水平和檔次與上屆相比有明顯提高，所以展會(huì)體現(xiàn)了模具制造技術(shù)及設(shè)備的當(dāng)代先進(jìn)水平。本屆模展是我國(guó)歷史上規(guī)模最大、水平最高的一次盛會(huì)，說明國(guó)際模展具有強(qiáng)大的生命力，將對(duì)我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。
“十一五”模具發(fā)展的目標(biāo)是：模具精度達(dá)到±0.001mm；模具生產(chǎn)周期將比現(xiàn)在縮短30%；機(jī)床數(shù)控化率將比現(xiàn)在提高1倍；大型、精密、復(fù)雜等中、高檔模具的比例將從現(xiàn)在的30%提高到40%。這一目標(biāo)推動(dòng)了模具制造設(shè)備水平的提高，同樣也推動(dòng)了電火花加工機(jī)床新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品的發(fā)展。
1 數(shù)控電火花成形機(jī)的新發(fā)展
數(shù)控電火花成形機(jī)（NCSEDM機(jī)床）各項(xiàng)工藝指標(biāo)雖然已達(dá)到了很高的水平，可是在高速銑（HSM）迅速發(fā)展的今天，其發(fā)展空間仍受到了一定的擠壓。但由于HSM在加工凹型腔時(shí)還存在一定的問題，包括深槽窄縫的加工，內(nèi)清角的加工，棱邊清晰的加工，細(xì)微、復(fù)雜、精密加工，深型腔（L/D≧5）的加工等，還有超硬材料的加工也不是HSM的特長(zhǎng)，因此本屆模展中還是顯示了NCSEDM機(jī)床的發(fā)展前景。從參展NCSEDM機(jī)床的新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品的發(fā)展角度來看，國(guó)外幾個(gè)著名廠商還是處于領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
日本牧野公司第一次展出電極自動(dòng)交換（AEC）和工件自動(dòng)交換（AWC）的EDGE2全自動(dòng)NCSEDM機(jī)床。AEC采用EROWA ITS系統(tǒng)、3R宏系統(tǒng)或牧野的Y形系統(tǒng)，分直接交換式和旋轉(zhuǎn)式二種。直接交換式電極容量為4根，旋轉(zhuǎn)式電極容量為8～32根，使用卡盤適配器交換時(shí)最大電極重量（含電極夾具）40 kg，AEC交換時(shí)間一般為20s；AWC具有通用性的工件庫和工件貨盤交換裝置，容易確認(rèn)的平面工件庫適合于復(fù)雜模具加工。采用輔助工作臺(tái)，以便于大工件的自動(dòng)交換，采用工作液快速處理技術(shù)，使下一個(gè)工件的交換變得更快、更可靠。該機(jī)床還具有工作液恒溫控制（±0.5 ℃），Ra0.18μm的超精加工技術(shù)（電極：直徑40 mm銅，工件：NAK80），R0.015mm的銳角加工技術(shù)以及添加劑為μSC的混粉加工技術(shù)等。
日本沙迪克公司展出的AM45L同樣是全自動(dòng)的NCSEDM機(jī)床，具有電極和工件自動(dòng)交換功能，采用的是EROWA系統(tǒng)，也是第一次在國(guó)際模展上展出。
瑞士夏米爾公司也開發(fā)了混粉加工技術(shù)，在國(guó)際模展上第一次展出了ROBOFORM 350γ混粉加工機(jī)床，該機(jī)床采用1.5 L罐裝Gamma M1×50混粉，可以用混粉工作液進(jìn)行粗、精加工，并在同一臺(tái)機(jī)床上可實(shí)現(xiàn)普通工作液和混粉工作液二種加工方式，從混粉加工轉(zhuǎn)換到普通工作液加工，約需2 h的過濾時(shí)間，而從普通工作液轉(zhuǎn)換成混粉加工，只要30 min的準(zhǔn)備時(shí)間。混粉加工時(shí)不用過濾器。混粉的使用壽命為400h，甚至更長(zhǎng)一些。混粉可以實(shí)現(xiàn)Ra0.2μm的精加工，即使加工面積的大小變化，也能加工出Ra0.2μm的工件表面。例如，加工30mm×30mm×5mm的型腔，材料為W300鋼，用同樣的加工工藝，普通工作液Ra0.5μm，而混粉工作液Ra0.18μm，而且縮短了加工時(shí)間，降低了約30%的電極損耗。傳統(tǒng)加工與混粉加工表面粗糙度Ra與加工時(shí)間的關(guān)系如圖1所示。
阿奇夏米爾的ROBOFORM 350γ機(jī)床，采用了混粉加工技術(shù)
圖1 傳統(tǒng)加工與混粉加工表面粗糙度與加工時(shí)間的關(guān)系
以上從技術(shù)先進(jìn)性以及在國(guó)際模展上首次展出的角度介紹的全是國(guó)外機(jī)床，但從中可以看出：
（1）機(jī)床的AWC在中國(guó)展出只是近年來的事，以前只有AEC，而AWC只在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)展出，說明國(guó)外廠商已認(rèn)識(shí)到中國(guó)用戶需求水平在不斷提高，重視開拓全自動(dòng)NCSEDM機(jī)床的中國(guó)巿場(chǎng)。
（2）包括AEC、AWC、專家系統(tǒng)等成套的全自動(dòng)NCSEDM機(jī)床在國(guó)內(nèi)還沒有開發(fā)，雖有AEC及專家系統(tǒng)的NCSEDM機(jī)床，但在實(shí)際應(yīng)用中還存在不少問題。AEC在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用不多，并缺乏按加工類別細(xì)分，適合各種加工條件的完善的專家系統(tǒng)。因此，我們的機(jī)床從實(shí)驗(yàn)室的工藝水平到生產(chǎn)廠的出廠工藝水平，再到用戶實(shí)際使用的工藝水平，實(shí)際上是逐步下降的。除了其他各種因素外，機(jī)床操作中較多的人工干預(yù)是造成上述問題的重要原因。提高自動(dòng)化程度，避免或減少人工干預(yù)是解決這一問題的有效途徑。所以，提高EDM自動(dòng)化水平是EDM的重要發(fā)展方向。
（3）混粉加工已有較長(zhǎng)的歷史了，日本的沙迪克、三菱、牧野等公司都開發(fā)應(yīng)用了混粉加工技術(shù)，而瑞士阿奇夏米爾公司卻遲遲不動(dòng)，這次瑞士夏米爾公司展出了混粉加工技術(shù)ROBOFORM 350γ。這樣國(guó)外知名廠商都各自開發(fā)了混粉加工技術(shù)，這也從另一方面說明混粉加工有其重要的應(yīng)用價(jià)值。我國(guó)有關(guān)高校雖對(duì)混粉加工進(jìn)行了研究，發(fā)表了不少文章，但至今未見產(chǎn)品上巿。
（4）從國(guó)際模展來看，我國(guó)的NCSEDM機(jī)床近年來發(fā)展不快。
2 低速走絲電火花線切割機(jī)逐漸成為市場(chǎng)的新主力
由于低速走絲電火花線切割機(jī)（LSWEDM機(jī)床）解決了加工表面質(zhì)量問題，再加上它一系列的技術(shù)進(jìn)步，故LSWEDM機(jī)床的水平有了質(zhì)的飛躍，其優(yōu)異的加工性能，目前還找不到哪一種加工技術(shù)可與之競(jìng)爭(zhēng)。
在本屆模展上，國(guó)外一些著名廠商都展出了高性能、高精度的LSWEDM機(jī)床，所參展的機(jī)床以往曾進(jìn)行了不少報(bào)道（可參見本刊2006年3月刊），這里不再介紹。
國(guó)內(nèi)LSWEDM機(jī)床呈現(xiàn)迅速發(fā)展的趨勢(shì)。本屆模展上展出LSWEDM機(jī)床的除最早開發(fā)生產(chǎn)的蘇州電加工機(jī)床研究所、蘇州三光集團(tuán)等外，還有上海大量、北京安德、蘇州寶瑪?shù)绕髽I(yè)。臺(tái)灣企業(yè)在大陸生產(chǎn)LSWEDM機(jī)床并參加展出的公司有：上海京美、昆山喬懋、蘇州群倫、昆山慶鴻等。國(guó)內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并具有代表性的LSWEDM機(jī)床開發(fā)生產(chǎn)企業(yè)是蘇州所和蘇三光等，其DK76系列產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)具有領(lǐng)先水平。以蘇三光的DK7632為例，該機(jī)床開發(fā)的高峰值電流（近千安培）、窄脈寬（納秒級(jí)）、無電解、無限流電阻電源，使最大加工速度達(dá)到350 mm2/min，最佳表面粗糙度可達(dá)Ra0.3μm；無電解加工技術(shù)為消除工件變質(zhì)層，提高加工表面質(zhì)量創(chuàng)造了條件；取消放電回路限流電阻和功率釋放電阻，不但可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，而且與有電阻相比，可節(jié)能40%～60%；機(jī)床還具有工藝數(shù)據(jù)庫和多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)通訊等特點(diǎn)。該機(jī)床達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平及國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。
本屆模展上參展的LSWEDM機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)既有大陸和臺(tái)灣（在大陸）的企業(yè)，又有日本三菱（大連）、日本沙迪克特種（蘇州）和最近開業(yè)的日本牧野（昆山）等獨(dú)資的企業(yè)，再加上國(guó)內(nèi)一些潛在的企業(yè)，說明我國(guó)LSWEDM機(jī)床的大發(fā)展時(shí)期已經(jīng)到來。2001年我國(guó)的LSWEDM機(jī)床產(chǎn)量只有150臺(tái)，至2004年已達(dá)1 800臺(tái)，而2005年升至2 400臺(tái)，2006年預(yù)計(jì)為3 500～4 000臺(tái)，產(chǎn)值可達(dá)25～30億元，而2006年高速走絲電火花線切割機(jī)（HSWEDM機(jī)床）的產(chǎn)量仍然最大，產(chǎn)值預(yù)計(jì)為16億元。長(zhǎng)期以來特種加工機(jī)床行業(yè)，HSWEDM機(jī)床一直占有巿場(chǎng)的主導(dǎo)地位，但從2006年開始LSWEDM機(jī)床將成為特種加工機(jī)床行業(yè)的巿場(chǎng)新主力。
但HSWEDM機(jī)床也在不斷進(jìn)步，在我國(guó)仍有較大的巿場(chǎng)。
3 高速走絲電火花線切割機(jī)的新亮點(diǎn)
確實(shí)，HSWEDM機(jī)床也在進(jìn)步。在這次展覽會(huì)上由上海大量、蘇州新火花、蘇州開拓、上海特略等單位展出了多次切割HSWEDM機(jī)床，這是HSWEDM機(jī)床的新亮點(diǎn)。提高加工精度實(shí)現(xiàn)多次切割應(yīng)解決的主要技術(shù)問題有：加工過程中電極絲空間形位變化的控制，采用高耐磨性的導(dǎo)向裝置、恒張力的控制機(jī)構(gòu)以及采用走絲速度程控調(diào)節(jié)等措施，從而為實(shí)現(xiàn)多次切割創(chuàng)造了有利條件；窄脈寬、高峰值電流的新型脈沖電源是提高多次切割工藝水平的重要條件；還有如采用短程往復(fù)走絲、改變跟蹤控制方法、進(jìn)行系統(tǒng)工藝試驗(yàn)開發(fā)多次切割軟件等。提高機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度對(duì)任何HSWEDM機(jī)床都重要，但對(duì)多次切割的HSWEDM機(jī)床更重要。
多次切割HSWEDM機(jī)床較大程度地提高了加工工藝水平。例如：蘇州新火花的多次切割HSWEDM機(jī)床，3次切割能獲得Ra≦1.2μm，平均加工速度為≧50 mm2/min，加工件表面光澤，無切割條紋。單次切割的最大加工效率可達(dá)140 mm2/min；上海大量TP系列多次切割機(jī)進(jìn)行三次切割后Ra≦1.0μm，加工精度（尺寸差）≦6.0μm。以該公司加工的八方工件為例（表1），說明多次切割加工工藝確實(shí)推動(dòng)了HSWEDM機(jī)床的技術(shù)進(jìn)步。
表1 HSWEDM多次切割加工工藝指標(biāo)
注：工件材料為淬火Cr12，正八角形，對(duì)邊距20mm，厚度40mm
4 專用數(shù)控電火花加工機(jī)床的新產(chǎn)品
展出的專用數(shù)控電火花加工機(jī)床不多，最近通過鑒定的蘇州電加工機(jī)床研究所的數(shù)控電火花輪胎模加工機(jī)床具有明顯的創(chuàng)新性和實(shí)用性。
該機(jī)床適用于人力車、摩托車、卡車、轎車等輪胎模制造，特別適用于高速輪胎模的制造。該機(jī)床的“一種環(huán)件花紋電火花加工專用設(shè)備的床體”專利技術(shù)，提出了電火花輪胎模具加工專用設(shè)備合理的運(yùn)動(dòng)分布及整機(jī)布局；機(jī)床的卸荷技術(shù)，使機(jī)床的承載量與同規(guī)格機(jī)床相比提高了將近一倍，擴(kuò)大了輪胎模的加工范圍，并使該部件的成本降低了20%，現(xiàn)已申請(qǐng)國(guó)家專利；精確的多自由度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使運(yùn)動(dòng)軸之間、運(yùn)動(dòng)軸與安裝面之間達(dá)到了較高的綜合精度，結(jié)合高精度的電極裝夾柄，保證了模具中型腔位置的準(zhǔn)確性和一致性；精確的分度功能和高性能的Z軸伺服特性，提高了模具中由花塊型腔的底面和側(cè)面所形成的空間組合曲面精度，保證了輪胎的圓度和動(dòng)平衡性能。機(jī)床的自適應(yīng)控制高效脈沖電源，實(shí)現(xiàn)了高性能穩(wěn)定加工；專用數(shù)控系統(tǒng)及專用軟件，功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高；升降式油槽可實(shí)現(xiàn)浸入式加工，避免了由于沖液加工引起的火災(zāi)危險(xiǎn)等。機(jī)床自開發(fā)生產(chǎn)以來，已銷售了300多臺(tái)，產(chǎn)值達(dá)2700多萬元，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
原載：雅式工業(yè)專網(wǎng)
