图所示为Mitsubishi FA 40V电火花线切
割机的穿丝装置)在加工时能提供极高
的稳定性,这样,即使在较苛刻的加
工条件下,也能获得很好的加工效果。
Giovanni Beri先生说:“在电火花线切割方面,我们在机床的水槽里通过最大达0.1mm的电极丝加工高达30度的工件锥角,工件最高可达600mm,重量达4000kg。此外,即使对于电火花加工(顺便提一下,根据需要可采用铜或石墨电极)和电火花穿孔,我们也能达到类似的加工数量级,在电火花穿孔加工时,高精度孔的孔径范围可以从0.1mm到6mm。”
为了能在这种工件范围内满足客户有关质量方面的所有要求,Giovanni Beri先生把希望寄托于高技术设备上,他一一列举道:“我们有13台电火花线切割机,5台电火花加工设备和2台电火花穿孔机,以及通过一些传统的例如进行铣削或车削加工的机床来充实加工设备。这些机床也许在任何一个金属加工企业里是都能看到的。”
在这方面,公司把注意力放在三菱电机公司生产的大型电火花线切割机FA 40V上,Giovanni Beri先生陈述的理由是:“作为外协件加工企业,人们必须力争不断地增加订单的数量。要实现这个目标我们认为最好是采用其它企业刚好还没有的高技术机床来实现。由于有了FA 40V,我们就能够加工例如尺寸达1550×1300×395mm的连续冲压模的零件。此外,由于有了三菱电机公司的机床,我们还能确保从塑料模具制造业得到可观的订单,过去,我们还没有一次得到这类订单。”
Giovanni Beri先生特别明确地提了到FA-V系列的防电解脉冲电源:“通过这种电源,我们甚至达到超过500mm2/min的切割速度。与传统的机床相比,运行费用降低了40%!”。与此同时,FA 40V还有其它的优势,如:立柱移动式原理的机械结构(这作为最高精度和动态性能的基础),高技术三维控制系统(提供了最佳的效率和较好的操作方便性),以及自动的穿丝装置。此外,FA-V系列的模块还可用来加工诸如聚晶金刚石(PKD)、立方氮化硼(CBN)或石墨这些不寻常的材料。
FA 40V的所有运动是由动立柱来实现的,动立柱还携带U轴、Y轴和装在其上面的加工头,以及自动的穿丝装置。Z轴直接由可编程控器进行(强制)控制,同其它的4个机床轴实现同步运动,因此,它可以对坡度或曲线进行编程,随后对工件具体的上表面轮廓进行加工,并同时提高冲洗效率。
在水槽里也可以电火花加工较高的工件
FA 40V的水槽允许浸入式加工具有高度达400mm的工件,下臂有较高的机械强度,并在工作液(电介质)温度有变化的情况下能把热变形降到最低限度,在下臂里持续不断的水流维持了稳定的温度,在X轴进行进给时所产生的侧向力是通过专门的结构来承受的,使力不致作用到下臂上而影响到精度。
FA 40V及FA-V系列的所有电火花线切割机床都装备有自动穿丝装置AF4,优势之一是:在加工时,确保了尽量高的稳定性。此外,即使在比较不利的加工条件下,由此也能确保较好的加工效果,三菱电机公司采用了独特的封闭式的金刚石导丝器。此外,进一步开发了走丝机构,以便能最佳抑制所产生的振动。
自动穿丝装置的其它特点是通过电接触使电极丝拉断(不产生毛刺、电极丝端头硬化、刃口无需维护),电极丝的定位是通过高压水射流来实现的,工作时不需要采用机械导丝管,陶瓷水射流喷嘴确保了恒定的射流强度。 nextpage
同样,具有进行自动搜索的功能,特别是精确的寻找起始孔(即穿丝孔——译注)。在这方面,一种新设计的结构有利于显著地缩短穿丝时间。对于100mm的厚度,电火花线切割机FA 40V的穿丝时间正好为10秒。另外,即使水槽装满水,水位高于工件高度达60mm,还是可以自动地实现穿丝。
十多年来,Giovanni Beri先生的企业都是采用三菱电机公司的电火花切割设备,像电火花线切割机FA 30V是用于塑料模具范围的加工。在这里,FA 30V可以在水槽中对于600mm的工件高度偏移75mm进行加工。在这里,Giovanni Beri先生想避免误解他的企业可能只是专门从事较大尺寸工件的加工。其实他还利用三菱电机的两台FA20-VS型电火花线切割机的帮助,来进行中小型零件的加工。
这种加工设备X-Y-Z轴行程为500×350×300mm,和U轴和V轴的行程为±75mm。利用这种机床,在切割速度达500mm2/min时,可以达到低于Ra0.3的表面粗糙度。在这里,FA-VS系列的脉冲电源是采用新的PM4-Automagic-2电源管理软件,用来使加工工艺始终适应实际的加工条件。
控制系统实现五轴联动
Giovanni Beri先生的工厂使用的小规格FA20-VS电火花线切割机和大规格的FA-V系列的机床,所采用的控制系统是没有区别的。所以,有些场合就可以进行5轴联动控制(有第6根轴的选项)。作为通讯接口,例如各自是采用了10.4英寸的液晶显示屏。
设备的操作是通过标准操作面板来实现的,在操作面板上,人们可以简单地借助于较少数量的按键组合来调用所要的信息。在这里,多图像功能可以在一个显示屏上显示机床的多个基本的工作状态。这样,操作人员就可以在一瞬间同时观看正在加工的模具,实时观察模具的加工情况和加工工艺参数以及程序。加工时,在不同的显像区上不断进行存取。所以,在加工过程中,既可以在几何参数方面,也可以在工艺参数方面进行更改。操作人员同样可以对正在运行中的机床储存用于另一些工件的各种不同的程序,通过显示屏对电极丝的运行状况进行监控。
达6个轴的联动,定位精度:微米级精度,
10.4英寸的液晶显示屏作为操作员的通讯接口.
有一个显像区始终显示机床上正在进行的各种维护工作,和显示个别磨损件从现在到更换所剩余的时间。对于暂时中断供电的情况或当电极丝发生断裂而停机时,电火花加工机床则通过系统自动重新启动,很快就能进入重新投入使用的准备状态。与此同时,加工工艺参数自适应进行调整和(当电极丝断裂时)可选择最佳的状况。
在Giovanni Beri先生的工厂里,电火花线切割机,新的FA-V和FA-VS结构系列的设备都装备了防电解-高速表面处理(AE-HSS)——脉冲电源。因此,在不损害效率的情况下,可以大大减小诸如对硬质合金中结构元素的损坏(钴侵蚀)、微观裂纹或电解腐蚀等有损工件表面的不良影响,甚至可完全避免这些影响。
对于新的防电解——高速表面处理(AE-HSS)系统,脉冲电源的性能也扩大到粗加工,对此不会明显影响到效率。相反:总的看来,还可以赢得可观的工艺时间。在线切割铝和钛材料时,每次与避免电解腐蚀联系在一起,这就愈加有价值了。对于线切割钢模,可以延长钢模的使用寿命;在线切割硬质合金时,有较小的微观裂纹,而材料起着决定性作用,使表面层基本上很少受到影响。
新开发的部件有利于释放相同的单个放电能量,并在同样数量的加工工序情况下提高加工精度。
稳定的放电频率与精确定位
目前,AE 3款式的脉冲电源设计有新的电路,这种电路可以在精加工时对工作电流进行监控,可以提高放电频率和提高线切割速度。如像在这之前的脉冲电源那样,可以提供其他一些选项:可列举出能提高切割平行度(在100mm上平行度低于2mm)的ST装置(稳定性技术)和精确定位装置(PI),这些装置即使对于在水槽内加工工件,仍能使工件以±1祄的公差进行定位。 最后,Giovanni Beri先生说道:“使用三菱电机公司的机床至今,运行一直很顺利。并且,当我们需要为我们客户提供一次服务项目时,三菱电机公司的销售部门和服务部门的伙伴能快速地提供所有专业的服务工作,并且只需要很低的费用。”