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电火花EDM/线切割 |
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成败攸关的线切割技术 |
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作者：Charles Bates 来源：美国American Machinist 杂志 |
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制造医疗设备是一项很艰苦的工作。该领域的加工厂生产零件时必须保证很高的精度、可靠性和耐用性，同时面临降低成本和缩短交货期等方面的压力，并且还必须满足环保及其他方面的法规要求。
Greer Manufacturing（制造）有限公司是一个每日都必须面临此类挑战的加工厂。这个家族式工厂位于康涅狄格州的远景（Prospect）市，从1989年开始为医疗及其他行业服务。工厂95%的业务涉及加工先进、小公差、高精度的医疗仪器。
零件一般为0.500英寸～1英寸宽，采用诸如钛和不锈钢等金属材质。Greer制造公司的大部分客户都需要满足ISO9000要求，零件特征公差为+/- 0.0003英寸左右。
除了满足工件方面的要求以外，该公司还必须频繁寻求改良其制造方法的途径，否则就面临丢掉业务的风险。为此，Greer制造公司决定采用线切割机床，因为这种机床可以精确加工或复杂或简单的零件形状及几何结构。
以前，公司采用立式加工中心加工，其中需要很多刀具和大量的劳动力。零件制造是一个多工序操作过程，同时管理起来非常复杂。为了让机床每天24小时运转，必须安排6名操作员。
不幸的是，在购买了起始几台线切割机床后，Greer制造公司因这种技术的某些不足之处而败下阵来，对所购机床的性能很失望，同时对相关的成本和维护需求也很不满意。
在Greer制造公司，设置和运行所有线切割机床只需两名操作员，
其中含医疗设备生产线的9台发那科线切割机。
Greer制造公司的副总裁David Greer说：“通过最初的几台EDM，我们发现了大量必须密切关注的问题。对于某些线切割机床，它们的自动穿丝器有问题。此外，我们还必须用比较昂贵的镀锌丝来实现我们需要的速度和精度。而且在加工过程中，电极丝还发生剥落现象，迫使我们频繁更换电极丝、过滤器、金刚石导轮及其他昂贵的易耗品。”
尽管遇到这些挫折，公司并没打算彻底中止使用线切割机。它从一家精密机床供应商Methods Machine Tools公司积极寻求第二种解决方案，故此Greer制造公司购买了自己的第一台发那科线切割机。
该发那科线切割机不存在穿线方面的问题，免除了Greer制造公司在零件生产过程中的大部分去毛刺和打磨问题，并将多工序减少到两道工序。对于Greer制造公司而言，这样就对每件零件的总成本降低了10%，公司每个月要生产5000～10000件零件，加到一起这个节省量就是个非常可观的数字。Greer制造公司在第一台发那科线切割机上获得了如此大的成功，因此，它紧接着又购买了另外8台。
该发那科线切割机很容易装夹，需要的维护很少，同时精度更高。它们的精度如此之高以至于将Greer制造公司的废品率降低到小于1%。但是最重要的是，这些机床可以进行无人看管加工，因此将公司的生产率提高了60%。
发那科线切割机最大的成本节省可能是因为它们简化了操作员的许多任务，从而可以减少运行设备所需要的操作员数量。以前用立式加工中心需要6个人，现在只需要2人。
此外，发那科线切割机还配备一种叫做“切割监控器”的标准装置，因此可以进行远程机床操作和工艺监控，从而无需夜班到场。
Greer制造公司的总裁Jim Greer说：“在采用发那科机床后，我们每天赢得了更多的工作时间。我们用更少的人完成更多的加工，因而大大提高了生产率。”
除了“切割监控器”外，发那科线切割机许多其他特征也给Greer制造公司带来了好处。其中包括机床的自动电极丝进丝/穿丝系统、电源技术和放电监控系统，以及纳米插补功能等。
发那科线切割机自动电极丝进丝/穿丝系统成功的关键是，系统在穿丝前先对电极丝进行韧化处理，并在电极丝头部加上一个尖端。这样，对于大部分应用场合机床穿丝时可以将电极丝在整个Z轴高度上完全浸没，从而避免在加工过程中产生不希望看到的“漏失”现象。
为了更快更精确地加工工件，发那科线切割机采用最新的电源技术。该电源将机床的生产率、盈利能力与便宜的操作成本及高速度融合为一体。
由一个取得专利、名叫AI脉冲控制的放电监控系统对发那科线切割机的放电脉冲进行分类和计数。通过这种放电监控，机床可以对不良切割条件进行自动补偿和调整，以维持更高的切割速度，而不管是否存在间隙污染问题。
AI脉冲控制还可以优化非连续性、分步或不规则零件的切割速度——这些切割中存在对齐问题——使得开口间隙切割更容易，生产率更高。借助AI脉冲控制，操作员可以用最高的速度运行机床，从而在开口间隙状态不可避免的情况下不发生断丝。这一点意味着花在组建夹具方面的时间变短，而花在实际切割工件上的时间变长。
为了提高数控指令的分辨率，发那科线切割机配备纳米插补功能。在加工工件时，带纳米插补时数控指令的分辨率为0.00000004英寸。对于加工公差非常小的工件，可以实现对编程切割路径非常小的定位精度。除了发那科线切割机的有益配置外，它较低的维护成本也帮助Greer制造公司提高了生产率并降低了易耗品成本。
Greer制造公司的一名副总裁Stephen Greer说：“诸如过滤器和替换电极丝等易耗品的成本已经大大降低。借助Methods公司的发那科线切割机，我们的其他电火花机床的停机时间已经从以前每台每周停机几小时降低到仅每月定期维护所需要的一次停机。”(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(11/3/2009) |
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