在如此短的时间内刀具行程如此之小,是很难达到高速的。同时由于间隙小,在抬起和恢复放电的瞬间还会形成相当大的液压力,一般在大约500cm2的精加工面积上就会产生3000N的反向压力。所以说出力不够根本就谈不上高速。为此夏米尔加粗了传动丝杠,采用更大的轴承,以承受较高的反向力。同时为了保证在小面积的窄糟粗加工中获得较高的抬刀速度,机床的最高速度被提高了2倍,接近3m/min,加速度达0.5g。例如,当电极截面尺寸为2mm×20mm、被加工的型腔深度为100mm时,采用石墨电极加工仅需5.5h,采用紫铜电极加工仅需8.5h。像这样将调速范围拉大几倍,对于对低速特性要求极高的电火花成形加工而言是很不容易的。
事实上,仅仅在伺服系统上动脑筋来压缩抬刀占用的无效时间是很有限的。夏米尔采取的另一个措施是在PILOT EXPERT III 的控制下,使抬刀参数的设置随加工深度不同而变化,即开始加工时可以不抬刀,或随机伺服抬刀。同时间隙检测的门槛也可以随深浅度而变,在加工面较浅、排屑通畅时就卡得松一点,以便让更多的脉冲放电。这两项措施在40mm以内的常见窄槽加工中效果很明显,效率可提高1~2倍。
2、复杂型腔的加工
对于复杂型腔的加工,采用平动技术来合理分配时间是夏米尔的强项。夏米尔采用的ORB平动软件具有如下特点:
● 指令电极沿着要求的型面轮廓走,同时精修周边和底面,这对控制尺寸极为有利。
● 电极可在型面方向伺服和抬刀,使得对型腔每个局部的精修与常规的主轴直上直下的放电相比没有什么区别,加工稳定可靠。
● 按1~2r/min的速度对周边轮流放电,一层层地切削,不在一处停留过久,保证排屑通畅。
● 各向型面的实时加工余量与平动速度挂钩,使型腔长边修整的时间比短边显著增加,从而补偿了加工余量的不均匀。
在模具加工中,还会遇到微量型腔的加工问题。微量型腔对中国用户而言可能比较陌生,但其附加值极高。其特点是尺寸小、加工余量少、电极制造困难,故要求在机床加工中,尽可能减少损耗、提高成功率。为此夏米尔开发了一整套特殊工艺,将间隙检测、加工参数设定和伺服灵敏调节统一整合,实施精量控制。在多微细型腔加工中,夏米尔的电加工机床已达到加工时间的一致性不超过5%、电极数量减少30%的成绩。
3、消除表面微裂纹
当前公认的高附加值的冲模是长寿命的硬质合金精密冲模。在冲模的加工过程中,水剂工作液的电解破坏作用是影响冲模质量的主要因素,其主要表现是:在开口表面粘接剂溶解,或表面产生微观裂纹。一般情况下,表面微观裂纹不仅会在电加工中产生,即使在磨削加工中,如果操作不当也会产生。这主要是由于局部过热,用工作液冲刷时又引起局部骤冷,致使表面开裂。实际上在采用平均电压为零的交流脉冲电源以及用高电阻去离子水作为工作液后,电解的破坏作用已降低到最低程度。夏米尔公司在这方面的贡献是解决了表面微观裂纹的问题,技术措施是: