線切割機床發(fā)展現(xiàn)狀市場競爭

從社會環(huán)境來看，中國實行市場經(jīng)濟的時間不長，一些小型的線切割機床生產(chǎn)廠還處在原始資本的積累階段，這些廠家往往不具備整機制造能力，只能是組裝式生產(chǎn)，生產(chǎn)全過程的質(zhì)量控制根本談不上，研發(fā)、創(chuàng)新就更不可能，這類制造商在中國的東部地區(qū)非常之多，再加上目前中國與市場經(jīng)濟相配套的法律還不成熟，以及因利益驅(qū)使的地方政府保護，所以這些不具生產(chǎn)能力的企業(yè)還會繼續(xù)生存，從目前的現(xiàn)狀看國家對此的態(tài)度是通過市場的競爭而自然淘汰。2100433B

這主要是中國制造業(yè)對線切割應(yīng)用的普及，現(xiàn)在的線切割機床的應(yīng)用已不僅僅局限在模具制造，有大部分機械零件的粗加工也在用線切割機床，所以低檔次的線切割機床也有一定市場。另一個原因就是GB7926—87線切割機床精度標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定：在達到本標(biāo)準(zhǔn)之前首先要達到JB2670—82《金屬切削機床精度檢驗通則》，而一些不具能力的生產(chǎn)廠鉆國家標(biāo)準(zhǔn)的空子，他們無視JB2670—80國家標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)過程中降低加工精度選用劣質(zhì)材料，于是就出現(xiàn)了如前所述的1—2年以后精度完全喪失。

在中國實行市場經(jīng)濟以后，全國涌現(xiàn)出了很多的線切割機床生產(chǎn)廠，于是線切割市場上出現(xiàn)了無序競爭，無序競爭演變成價格競爭，為了降低成本，一些技術(shù)實力差的企業(yè)降低生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，加之國家有關(guān)技術(shù)監(jiān)督機構(gòu)管理不得力，使市場上的不同廠家的線切割機床質(zhì)量出現(xiàn)巨大差異，同是線切割機床有的可以使用10年精度不衰減，有的只能使用二年，同一規(guī)格的線切割機床價格可以相差10萬人民幣，這確實給用戶的選型造成很大困難（特別是國外用戶），稍有不甚就會上當(dāng)，那么這些不合格的線切割機床為什么還能在市場上出現(xiàn)呢？

雖然技術(shù)能力強，但是由于與市場脫節(jié)，加之計劃經(jīng)濟的束縛生產(chǎn)出的線切割機床不僅故障率高，而且性能也很有限（只能切割50mm厚，效率為30mm2/min左右）但是無論如何這種線切割機床是中國特有的一種機床，它同國外的線切割機床相比雖然精度低一些，但是它的制造及使用成本是有絕對優(yōu)勢的，對于那些發(fā)展中國家是非常適合的，正是由于這種潛在市場的需求。

數(shù)控線切割機床由機械、電氣和工作液系統(tǒng)三大部分組成。

線切割機床機械

線切割機床機械部分是基礎(chǔ)，其精度直接影響到機床的工作精度，也影響到電氣性能的充分發(fā)揮。機械系統(tǒng)由機床床身、坐標(biāo)工作臺、運絲機構(gòu)、線架機構(gòu)、錐度機構(gòu)、潤滑系統(tǒng)等組成。機床床身通常為箱式結(jié)構(gòu)，是提供各部件的安裝平臺，而且與機床精度密切相關(guān)。坐標(biāo)工作臺通常由十字拖板、滾動導(dǎo)軌、絲桿運動副、齒輪傳動機構(gòu)等部分組成。主要是與電極絲之間的相對運動，來完成對工件的加工。運絲機構(gòu)是由儲絲筒、電動機、齒輪副、傳動機構(gòu)、換向裝置和絕緣件等部分組成，電動機和儲絲筒連軸連接轉(zhuǎn)動，用來帶動電極絲按一定線速度移動，并將電極絲整齊地排繞在儲絲筒上。線架分單立柱懸臂式和雙立柱龍門式。單立柱懸臂式分上下臂，一般下臂是固定的，上臂可升降移動，導(dǎo)輪安裝在線架上，用來支撐電機絲。錐度機構(gòu)可分搖擺式和十字拖板式結(jié)構(gòu)，搖擺式是上下臂通過杠桿轉(zhuǎn)動來完成，一般用在大錐度機。十字拖板型通過移動使電極絲伸縮來完成，一般適用在小錐度機。潤滑系統(tǒng)用來緩解機件磨損、提高機械效率、減輕功率損耗?？善鸬嚼鋮s、緩蝕、吸振、減小噪音之作用。

線切割機床電氣

電氣部分包括機床電路、脈沖電源、驅(qū)動電源和控制系統(tǒng)等組成。機床電路主要控制運絲電動機和工作液泵的運行，使電極絲對工件能連續(xù)切割。脈沖電源提供電極絲與工件之間的火花放電能量，用以切割工件。驅(qū)動電源也叫驅(qū)動電路，由脈沖分配器、功率放大電路、電源電路、預(yù)放電路和其它控制電路組成。是提供電源給步進電機供電的專用電源，用來實現(xiàn)對步進電機的控制?？刂葡到y(tǒng)主要是控制工作臺拖板的運動（軌跡控制）和脈沖電源的放電（加工控制）。

線切割機床工作液系統(tǒng)

工作液系統(tǒng)一般由工作液箱、工作液泵、進液管、回液管、流量控制閥、過濾網(wǎng)罩或過濾芯等組成。主要作用是集中放電能量、帶走放電熱量以冷卻電極絲和工件、排除電蝕產(chǎn)物等。

線切割機床切割機床

電火花線切割的走絲速度為6～12mm/s，是我國獨創(chuàng)的機種。自1970年9月由第三機械工業(yè)部所屬國營長風(fēng)機械總廠研制成功“數(shù)字程序自動控制線切割機床”，為該類機床國內(nèi)首創(chuàng)。1972年第三機械工業(yè)部對工廠生產(chǎn)的CKX數(shù)控線切割機床進行技術(shù)鑒定，認(rèn)為已經(jīng)達到當(dāng)時國內(nèi)先進水平。1973年按照第三機械工業(yè)部的決定，編號為CKX — 1的數(shù)控線切割機床開始投入批量生產(chǎn)。1981年9月成功研制出具有錐度切割功能的DK3220型的坐標(biāo)數(shù)控機，產(chǎn)品的最大特點是具有1.5度錐度切割功能。完成了線切割機床的重大技術(shù)改進。隨著大錐度切割技術(shù)逐步完善，變錐度、上下異形的切割加工也取得了很大的進步。大厚度切割技術(shù)的突破，橫剖面及縱剖面精度有了較大提高，加工厚度可超過1000mm以上。使往復(fù)走絲線切割機床更具有一定的優(yōu)勢。同時滿足了國內(nèi)外客戶的需求。這類機床的數(shù)量正以較快的速度增長，由原來年產(chǎn)量2~3千臺上升到年產(chǎn)量數(shù)萬臺，全國往復(fù)走絲線切割機床的存量已達20余萬臺，應(yīng)用于各類中低檔模具制造和特殊零件加工，成為我國數(shù)控機床中應(yīng)用最廣泛的機種之一。但由于往復(fù)走絲線切割機床不能對電極絲實施恒張力控制，故電極絲抖動大，在加工過程中易斷絲。由于電級絲是往復(fù)使用，所以會造成電極絲損耗，加工精度和表面質(zhì)量降低。

線切割機床低速走絲線切割機

電極絲以銅線作為工具電極，一般以低于0.2mm/s的速度作單向運動，在銅線與銅、鋼或超硬合金等被加工物材料之間施加60~300V的脈沖電壓，并保持5~50um間隙，間隙中充滿脫離子水(接近蒸餾水)等絕緣介質(zhì)，使電極與被加工物之間發(fā)生火花放電，并彼此被消耗、腐蝕，在工件表面上電蝕出無數(shù)的小坑，通過NC控制的監(jiān)測和管控。精度可達0.001mm級，表面質(zhì)量也接近磨削水平。電極絲放電后不再使用，而且采用無電阻防電解電源，一般均帶有自動穿絲和恒張力裝置。工作平穩(wěn)、均勻、抖動小、加工精度高、表面質(zhì)量好，但不宜加工大厚度工件。由于機床結(jié)構(gòu)精密，技術(shù)含量高，機床價格高，因此使用成本也高。

線切割機床單向走絲電火花

線切割機床早期只有國外公司的獨有機種。臺灣的低速走絲電火花線切割機起步雖然較晚，但這幾年來發(fā)展迅速。其關(guān)鍵的一個舉措就是由若干家電加工機床制造企業(yè)共同出資，在有關(guān)部門一定限度的支持下，由臺灣工業(yè)技術(shù)研究院投入大量的人力、物力做關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)。經(jīng)過10多年的攻關(guān)，在控制系統(tǒng)及電源等關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破。臺灣各企業(yè)制造的低速走絲電火花線切割機應(yīng)屬中檔機的范圍，近3年每年達到20%～30%的增長率，估計未來5年，臺灣低速走絲電火花線切割機的年產(chǎn)量能達2000臺，可占世界市場的25%以上。低速走絲電火花線切割機的技術(shù)含量高、市場前景好，可以獲得較高的回報，是電加工行業(yè)各個廠家的“必爭之地”、“戰(zhàn)略高地”。也可以說，誰掌握了低速走絲電火花線切割機的技術(shù)，誰就獲得了下一步企業(yè)發(fā)展壯大的機遇。為了搶占中國市場，日本、瑞士、臺灣的電加工機床制造企業(yè)在中國大陸設(shè)廠生產(chǎn)這類機床。我國的科技工作者在科技部專項基金的支持下，投入了較大的研發(fā)力量，已完成新一代低速走絲電火花線切割機的研發(fā)，取得了重大突破，已擁有了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，并占領(lǐng)了一定的市場份額，其性能指標(biāo)可達中檔機水平。還有一些國內(nèi)企業(yè)則希望通過與臺灣相關(guān)企業(yè)的合作，來發(fā)展低速走絲電火花線切割加工技術(shù)。

線切割機床線切割機

（臥式自旋轉(zhuǎn)電火花線切割機）。立式回轉(zhuǎn)電火花線切割機的特點與傳統(tǒng)的高速走絲和低速走絲電火花線切割加工均有不同，首先是電極絲的運動方式比傳統(tǒng)兩種的電火花線切割加工多了一個電極絲的回轉(zhuǎn)運動；其次，電極絲走絲速度介于高速走絲和低速走絲直接，速度為1～2m/s。由于加工過程中電極絲增加了旋轉(zhuǎn)運動，所以立式回旋電火花線切割機與其他類型線切割機相比，最大的區(qū)別在于走絲系統(tǒng)。立式回轉(zhuǎn)電火花線切割機的走絲系統(tǒng)由走絲端和放絲端兩套結(jié)構(gòu)完全相同的兩端做為走絲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了電極絲的高速旋轉(zhuǎn)運動和低速走絲的復(fù)合運動。兩套主軸頭之間的區(qū)域為有效加工區(qū)域。除走絲系統(tǒng)外，機床其他組成部分與高速走絲線切割機相同。

與單向低速走絲電火花線切割機床相比

往復(fù)高速走絲電火花線切割機床在平均生產(chǎn)率、切割精度及表面粗糙度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上還存在較大差距。針對這些差距，本世紀(jì)初，國內(nèi)有數(shù)家高速往復(fù)走絲電火花線切割機生產(chǎn)企業(yè)實現(xiàn)了在高速走絲機上的多次切割加工（該類機床被俗稱為“中走絲” Medium Speed Wire cut Electrical Discharge Machining）。所謂“中走絲”并非指走絲速度介于高速與低速之間，而是復(fù)合走絲線切割機床，其走絲原理是在粗加工時采用8-12m/s高速走絲，精加工時采用1-3m/s低速走絲，這樣工作相對平穩(wěn)、抖動小，并通過多次切割減少材料變形及鉬絲損耗帶來的誤差，使加工質(zhì)量也相對提高，加工質(zhì)量可介于高速走絲機與低速走絲機之間。因而可以說，用戶所說的“中走絲”，實際上是往復(fù)走絲電火花線切割機借鑒了一些低速走絲機的加工工藝技術(shù)，并實現(xiàn)了無條紋切割和多次切割。經(jīng)過幾年的發(fā)展，國內(nèi)幾乎所有生產(chǎn)高速走絲電火花線切割機床的廠家都在生產(chǎn)及銷售中走絲，但最終表明不是所有的往復(fù)走絲電火花線切割機都能進行多次切割，或者說不是所有的往復(fù)走絲電火花線切割機采用多次切割技術(shù)后都能獲得好的工藝效果。多次切割是一項綜合性的技術(shù)，它涉及到機床的數(shù)控精度、脈沖電源、工藝數(shù)據(jù)庫、走絲系統(tǒng)、工作液及大量的工藝問題，并不是簡單地在高速走絲機上加上一套運絲變頻調(diào)速系統(tǒng)即可實現(xiàn)的，只有那些制造精度高，并在諸方面創(chuàng)造了多次切割條件的往復(fù)走絲電火花線切割機才能進行多次切割和無條紋切割，并獲得顯著的工藝效果。因此我們的生產(chǎn)企業(yè)必須充分注意到這個問題，一定要按系統(tǒng)工程來做，真正把這一技術(shù)用好，把這一產(chǎn)品做好。如已有一些企業(yè)為進一步提高機床本體精度，X、Y坐標(biāo)工作臺采用了直流或交流伺服電機作驅(qū)動單元直接驅(qū)動滾珠絲杠，同時采用了帶螺距補償功能的全閉環(huán)控制，可以利用數(shù)控系統(tǒng)對機床的定位精度誤差進行補償和修正。在保證精度的前提下，減小因長期使用而導(dǎo)致的加工精度下降，延長機床的使用壽命。運絲系統(tǒng)方面采用特殊（大多數(shù)采用金剛石）電極絲保持器，保持電極絲的相對穩(wěn)定，減小加工過程中電極絲的張力變化。冷卻系統(tǒng)方面改變常用的粗放冷卻方式，采取多級過濾并對介電常數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)加以控制，確保精加工的順利進行?？刂栖浖矫嫣峁╅_放的加工參數(shù)數(shù)據(jù)庫，可以根據(jù)材料的質(zhì)地、厚度、粗糙度等條件選擇對應(yīng)的加工參數(shù)。相信經(jīng)過我們的努力，多次切割技術(shù)將會更加完善，往復(fù)走絲電火花線切割加工技術(shù)也將得到更好的應(yīng)用和發(fā)展。