微细电火花加工的最新实例-苏州市联青机电工贸有限公司

微细电火花加工的最新实例

作者：苏州中航长风 | 来源：www.szcfedm.com | 浏览次数：

    以往认为电火花加工与精密和微细加工关系不大。然而，由于沙迪克公司NC化的实施，时至今日，电火花加工机床作为工作母机已确立起了不可缺少的地位。

    现在沙迪克公司的超精密、微细加工，正在把直线技术当作创新方法，成为纳米领域条件下的技术革新的主题。沙迪克公司由NC电火花加工开始在向直线电机和纳米进化与变革中继续偏重于研制超精密、微细领域里的最尖端技术的纳米机床“Ultra NaNo—100(超微细纳米100)”与“SPACE(太空)系列”。

   支撑纳米技术的4种主要技术

   沙迪克公司于2001年12月，着手研制纳米机床。作为其契机的直线技术革新，是1998年秋对世界首台直线电机驱动的电火花成形加工机(AM35L)进行产品化开始的。在此之前，要实现1μm以下的加工精度是非常困难的。打破现状的决策是，根据判断，在以往的驱动方式中，用“滚珠丝杠与旋转电机的进给机构”难于突破1μm以下的界限，所以决定，以后把所有的机床都更换成直线电机驱动。

    支撑纳米技术的4种主要技术是陶瓷、直线电机驱动、数控与NC装置和驱动控制器。为最大限发挥每一尖端技术的优越性这些主要技术皆由沙迪克公司研制，需要完整无缺的掌握所有的特性。最终便在极短时间内引导出能使性价比优异的超精密、微细加工以及机床性能的具体化获得了成功。

    下面拟对与各项主要技术相关的超精密、微细加工的优越性作一整理。

    1.陶瓷

    为查明放电能量的有效性，对拥有优越绝缘性材料的机械零件化曾经是一个重要的课题。这是一项与陶瓷相关技术研制发端。作为材料的陶瓷，价格低，到手较为容易，除了绝缘性能之外，陶瓷的特点可以举出的是，拥有重量轻、刚度高、耐磨损性以及热环境状态下的稳定性优异。

    达到如此优越程度的材料没有被积极当作机械零件来使用的原因是，一般的常识认为韧性较低的缘故。所谓“热压件”的陶瓷确实拥有裂纹的缺点，但通过充分观察、分析、验证其加工过程有可能作为机械零件来使用不会有什么问题。在沙迪克公司电火花机床的实际生产中除了外部因素之外，陶瓷发生裂纹的机率为零。

    实际上，把该陶瓷作为机械零件材料，对发挥直线电机驱动的优越性却变成了一种重要的技术基础，也就是陶瓷本身的特点能最大限度的发挥出作为直线电机驱动优越性的高速、高加速、高响应的特性，同时，为了获得高精度特性在实施有成效的热对策方面带来了有效的成果。

    在纳米机床的情况下，将该陶瓷用于高刚度气浮导轨的导向机构，可实现极为优异的直线精度。与此同时，使其跟直线电机驱动相结合对实现纳米水平的控制特性方面起到了重要作用。

    2.直线电机驱动

    旋转电机被分类成板极的直线电机驱动是一种直接驱动，无需所谓传递动力的进给丝杠，所以没有进给丝杠引起的间隙、爬行、扭曲和滞后等影响，从而确立了极为平滑的运动特性，能使优异的响应性产生高精度的轴驱动。

    由于采用高精度、高分辨率的直线光栅作为位置检测装置，恰好是在控制着自身的驱动。所以能成为在连续的时间轴上进行高精度位置控制。对于电火花加工而言，高响应需要的伺服特性是支配加工性能的一个重要的因素，直线电机驱动的确是一种理想的执行元件。

    使用传统的进给丝杠，通过高精度的控制技术，并非不能实现一定程度的定位精度，但在纳米这种非常微小的领域中为保证优异的加工性能则需要在极高频率条件下的控制特性。因此，在进给丝杠摩擦状态中，除了磨损产生的时效变化问题之外，不能保持初期性能的这一缺点也是难以回避的。

    如果从一般的不利印象来看，还存在若干有关生产率、热效率和怀疑受磁力影响的声音。然而，沙迪克公司的直线电机是由自行研制的，所以对其基本性能进行了完整无缺的验证，并将每种机床所配置的控制特性皆确立了最优条件。所以，这类担心的事项一概不成问题，技术开发已全部完成。

    实际上，在确立停止、开动、停止这种不连续的简单动作中的安全性等方面，把不损害性能的性价比达到极限的机械构成品当作具体的事项也是重要的课题。除性能之外，应解决的众多课题皆被克服掉了，沙迪克公司已集聚了独家的技术窍门。

    3.数控装置与NC电源

    经过多年构筑起来的控制技术与优越的电火花加工经验予以融合，沙迪克公司已开发出了可靠性高的NC电源装置。在一切放电状态中都不会损害放电特性，为发挥直线电机驱动的优越性必须研制综合性的数控装置与NC电源。考虑以人机学为基础的软件方面与生产性能的硬件方面，还要求两方面的高度的技术能力。

    4.驱动控制器

    驱动控制单位越是微小化，控制系统的反应就越是略微慢些，成为控制特性失配致命的缺点。对不依靠摩擦的直线电机驱动来说，尤其在其控制方面的技术障碍较大，还存在不是所有的机床都能用直线电机驱动的一种实际情况。