高效电火花加工中减少电极的磨损

【编者按】当许多企业把加工从电火花机床转移到铣床进行铣削加工的情况下，Sovinec模具制造厂却走着一条与此完全不同的道路。出于时间的原因，其模具在经过粗铣之后，往往就安排到电火花机床上进行精加工。

2012年3月，Varelman模具厂更名为Sovinec模具制造厂。在对面积超过1300m2的整个新的生产场地进行安排时，还扩充了机加工设备。这个驻地在Dinklage的企业共有20名职工，重点生产用多种不同塑料进行注塑的模具、一般的注塑模、气体内部压力注塑模（是一种专门制造空心工件的注塑工艺——译注）和电缆管道和电缆槽的注塑模。模具的用户主要来自汽车工业、电信和医疗等行业。

1971年已经奠定了模具厂良好的基础，长久以来一直采用了OPS-Ingersoll公司的机床设备，其原因主要是铣床和电火花加工机床都可以从这一家公司购置。除了Gantry Eagle 800型电火花加工机床外，目前还采购了Spee Hawk 550型5轴高速铣床。对于HSC铣床进行了认真的测试，而对于电火花加工机床几乎不会去研究和分析竞争对手的机床。对于总经理Marko Sovinec先生来说，他对以往的机床有着良好的使用经验：“2005年，我们电火花加工所使用的电极完全采用了石墨电极，并很快确定，在旧的OPS-Ingersoll机床上还有足够的功能储备。因此，当我们决定采购Gantry Eagle 800型电火花加工机床时，就很少从动态性能或者效率的准则来考虑。对于我们更重要的是减少电极的磨损。就是说，我们是想以较少的花费来获得更好的效果。而通过Eagle工艺使我们取得了成功。”

粗铣后直接在电火花机床进行精加工

利用这种安排能节省多少时间，这很难说。因为在Dinklage的厂里几乎都是加工单一的工件，不太可能来进行比较。但是，Marko Sovinec先生对此是肯定的，自从实施这样的工艺安排后，显著地减少了电火花加工的时间。这也是为什么很多的加工任务从铣床安排到电火花加工机床来进行加工的原因。

从下面的实例可以看出，在铣床上无法实现尖角的加工，还由于一些小的圆角半径也许必须要在电火花加工机床上进行加工，因此，工件在粗铣结束后，便转移到电火花机床上进行加工。

根据模具厂负责人提供的信息，电火花加工进行得既快，运行又较稳定，因为机床无需花费较多的费用也可实现无人看管的运行。当然，机床的效率只是众多要求的一部分，而精度是必须的。这在Dinklage厂里是没有问题的，相反地，在加工肋和腹板方面，采用Gantry Eagle 800电火花加工机床进行加工，其电火花加工所达到的工件表面结构在等级24或更精密的范围内变动（根据德国工程师协会的VDI 3400标准，等级24，表示表面粗糙度为Ra=2.24μm——译注），以避免再进行抛光加工。

精度是决定性的因素，于是决定挑选Speed Hawk 550型高速加工中心。然而，在电缆管道和电缆槽的注塑模方面，涉及的尺寸规格并不多，而更多的是涉及到功能公差。一方面，应考虑众多的弹簧卡脚结构的连接装置和部分是特别薄的壁厚。另一方面，模具设计得十分复杂，以便满足所要求的生产循环时间。因此，人们选择了OPS-Ingersoll公司提高精度的附加组合措施。对于精密度，Marko Sovinec先生认为并不是唯一的：“我们的标准是±0.02mm。而在实际情况中，有着最佳纪录的插头已经达到3μm和4μm。根据我们迄今的经验，Speed Hawk 550在加工精度上还有明显的提高。因此，我们的目的在于以尽可能简单的途径来获得较高的精度。”

通过温度监控提高加工精度

这是通过一个可选的功能扩展来实现温度监控的，OPS-Ingersoll公司的产品销售部主任作了如下介绍：“任何一台数控机床，在部件的运动中都会产生温度的升高，特别是高速加工机床。由于采用这类机床大多数是为了获得精确的最终尺寸或为了获得极精细的工件表面，因此机床不允许有较大的公差，为此，可以单独采用比较耗费的主动冷却。然而我们没有这样做，由于这个原因，一年以来，我们提供任选一个主动的过程监控，通过过程监控，在任何时间我们可以采集到机床的温升，并独自进行补偿。”但是过程并不是那么简单，因为，每一台机床承受着不同的负载。无论是采用大型夹紧系统和3轴加工工件轮廓，还是采用第4和第5个回转摆动轴或进行多轴联动。即使在无人操纵的情况下，必须在任何时间要确保构件的加工精度。而Speed Hawk 550型高速加工中心看来显然是非常可靠的。

在采购机床时，Sovinec公司把进行全部的石墨加工和硬铣视为自己的加工目标。对石墨电极，目前已经实现了全部的铣削加工，然而硬铣则是在另外的铣床上进行的。因为Gantry Eagle 800电火花加工机床加工进行得相当的快，以致不断需要电极的供给。在工件淬硬后，Speed Hawk 550型高速加工中心进行硬铣，加工结果表明，其加工精度和表面质量也几乎是达到了极高的水平。

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