精益求精的解决方案

当前对高档模具的要求是型面纹理清晰，即表面平整、粗糙度均匀、边角清晰、尺寸配合严格合缝。为达到上述要求，就需要透彻地研究电火花加工的机理：要保证所加工出的模具尺寸精、轮廓清，要求电加工设备的放电间隙一定要小，这就需要彻底解决小间隙下排屑困难、伺服性能要求高以及加工平稳性等问题；在加工复杂型腔时，在不同方向上的加工难度和加工面积相差很大。为了保证高效率下放电间隙的一致性，要求单位面积上的加工时间应该相等。这就需要采用平动技术来合理分配时间，以消化这一不均匀。

1、小间隙放电的排屑问题

为解决在小间隙下集中放电的问题，夏米尔采用数字全闭环伺服系统对小间隙加工的稳定性进行可*的控制,加上机床本身精良的机械设计和制造工艺,使机床在2ms内响应，随后在2~4ms内做出10mm的位移，而这正好是精加工中从首次放电到稳定工作所需要拉开的距离。由于电火花加工采取集中放电的方式蚀除金属，在首放电后，放电凹坑的翻边凸缘以及大量电蚀产物对间隙会有污染，导致第二次放电也在附近发生。这样就会在此局部产生一连串脉冲放电现象，直到此处变得相当凹陷。在精加工中由于采用小间隙放电，电蚀产物扩散慢，局部污染会比较严重，以致后续脉冲演变成电弧，使凹陷部更加粗糙。因此，夏米尔在机床中还使用了PILOT EXPERT III 专家系统，这一高档的人工智能装置能正确而迅速地检测每一次脉冲，对它们进行分类、统计和判断，并采用切断能量脉冲及改变脉冲参数的方法，有效地改善了集中放电区的污染状况，同时给伺服系统一个明确的微量回升信号。

数字全闭环伺服系统和PILOT EXPERT III 专家系统的作用叠加完全能有效地控制集中放电脉冲串的长度。脉冲串越早终止，所加工型面的平面度就越好，但同时也带来了效率偏低的问题。通常，脉冲串刚好在要起弧的当口终止，这时效率最高。当然这完全可以由操作者按工件图面的要求来设定。

在小间隙精加工中，还必须可*地解决排屑问题。通常的做法是采用冲抽油冲刷排屑，以保证加工处于稳定状态，但不均匀的流场会造成不均匀的切屑堆积，对加工后的平面度影响很大，而且强烈的冲刷还会引起边角异常损耗。在这方面，夏米尔提出的解决办法是：在抬刀上下功夫。在精加工中抬刀的时间一般为0.2s左右，抬起高度大约有10倍的放电间隙，即将刀抬起0.4~0.6mm。

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