在全球經濟高速發展的(de)今天,對於航空製造(zào)業、汽車(chē)製造業以及其它(tā)眾多工(gōng)業領域(yù)來說,擁有最先進的技術便擁有了(le)話語權。快速、便捷、安(ān)全、環保以及舒適(shì)的背後是對核心產品技術高效、精密(mì)、低成本更高的要求。正如,為滿足高(gāo)速低油(yóu)耗的市場需求,那些(xiē)組成飛機和汽車發動機的各零部件,不僅要選擇具備高承(chéng)受能力(lì)的特(tè)殊材料,其形狀構造也越來越複雜,這就對生產這些零部件的加工工藝提(tí)出了要求。埃馬克領先於世界的電化(huà)學加工(ECM)技(jì)術不僅可完(wán)全替代切削技術,還可彌補傳統工藝中的一係列不足,高效、精密(mì)的同時,更為用戶節約(yuē)大(dà)量成本,成為航空和汽車發動機(jī)生產創新過程中不可或缺的一部分。
埃馬克 ECM 技術讓生產(chǎn)更趨完美
所謂電(diàn)化學加工是一種以電解原理為基礎的加工(gōng)技術。 加工(gōng)時,刀具作為(wéi)陰極和直流電源的負極連接,工件(jiàn)則作為陽極和電源正(zhèng)極相連。 在電解(jiě)液中陰極(jí)和工件之間發生電荷交(jiāo)換(huàn),陽極工件被溶解,這樣不用接觸工件便可對其進行定點加工,精密製造出工件的不同輪廓,如(rú)環形通道、直槽和(hé)環形槽等。 被電解的工件材料在(zài)電解液中沉澱形成金屬氫(qīng)氧化物。 電(diàn)化學(xué)加工不(bú)受工件金屬(shǔ)組織結構的影響,不論是軟金屬材料還是(shì)熱(rè)後的硬金屬材料都(dōu)能很(hěn)好地被去(qù)除 (電解(jiě))。 采用電化學方法加(jiā)工時,工件不需(xū)承(chéng)受熱負荷,也不會產生機械應力。
同時, 埃馬克旗下的 ECM 電化學金屬加(jiā)工有限公司(sī)進(jìn)一步對該技術進行改進和優化,研(yán)發出更為精(jīng)密可靠(kào)的精密電解加工(gōng)技術(PECM)(“P”代表“精(jīng)密”)。埃馬克機床(太倉)有限公司總(zǒng)經理張明博士介紹說:“埃馬克在電解加工(gōng)的基礎上獨立研發的精密電解加工(gōng)技術(PECM),不僅可(kě)以滿足越來越小的(de)零件加工需求,而且其加工精度也更高,同時也使產品表麵光潔度更趨完美(měi)。”PECM技術的關鍵在於如何減少電解液流過的工件和(hé)刀具 (陰極) 的加工間隙以及如何提高電解液的充分交換。為了(le)在非常小(xiǎo)的加工(gōng)間隙下保證刀具運動時電流的暢通,埃馬克采用了可自由設置(zhì)的脈衝電流,通過疊加的電極的機械振蕩以盡量提高電解質的交換率和再生率,從而有效保證了電解過程的高效和高(gāo)精密度。
高精、高(gāo)效、高質和低成本
“埃馬克ECM和PECM技術(shù)可以(yǐ)使我們生產出最精致和(hé)複雜的零部件,而且無須再進行去毛刺或拋光處理。”張明博士介紹說。ECM技(jì)術的優勢在於可以在非接(jiē)觸式、不受熱效應影響的情(qíng)況下進行加工,且加工過程柔和,不會對工件產生具有負麵影響的機械作用力和(hé)熱應力,不(bú)會改(gǎi)變工件表麵的組織結構,也不會影響材(cái)料的原始特性。而(ér)且采用 ECM 和 PECM 技術對加工的(de)工具(電極)理論上沒有磨損,重複定位精度非常高,表麵光潔度達到最佳(可達 Ra 0.05μm),不會形成毛刺。
和傳統的加工(gōng)工藝相比,ECM加工技術更經濟高(gāo)效。采用傳統的(de)加工工藝,其加工部件都需要進行二次去毛刺的過程(機械法或(huò)高壓水清洗法(fǎ)),無形中(zhōng)增加了時間和運營成本,而ECM技(jì)術則無須後續加工,從而極大(dà)地降低了生產成本。同時,ECM技術加工過程中,夾具可(kě)同時夾緊幾個工件並列加工,節(jiē)拍時間更可根據(jù)產能需求隨(suí)時設計,且工件材料的硬度對進刀(dāo)速率不產生任(rèn)何影響,其最短節拍時間可以根據客(kè)戶需求量身訂製,讓生產更便捷高(gāo)效。
飛機發動機(jī)“整體葉盤(pán)”加工(gōng)示例
整體葉盤是先(xiān)進航空發動機設計中一種典型的整體結構部件,其材料(liào)多選用先進的複合高溫鎳基合金材料,傳統的加工(gōng)工藝很難應(yīng)對這種葉型複雜(zá)、精度高、受切削力後變形大的(de)零部件。因此,尋找更優質、高效(xiào)、高精以及低成(chéng)本的加工方式(shì)成為各國航空製造企業的目標。ECM加工技(jì)術作為實現高溫(wēn)合金整體葉盤加(jiā)工的重要途徑,現已成為各(gè)主要航(háng)空發動機公司極力研發的重點技術。埃馬克電化學加工機床有限公司憑借(jiè)其在(zài)該領(lǐng)域內的多項專利技術,成為世界上首家為航空發動機提供ECM電解機床加工整體(tǐ)葉盤的歐洲設備廠商(shāng)。
整體葉盤進行全套加工時,一般(bān)分兩步:第一步用電解(jiě)法(ECM )進(jìn)行多(duō)軸同動粗套料加(jiā)工,第二步用精密成型電解法(PECM)進行多軸同動精加工。埃馬克獨有的模塊(kuài)化機床設計可完全根據用戶的具體情況和需求提供獨立或全套的機床設備,為用戶進行最佳匹配的電解加工解決方案,幫助用戶實現利益最大化。正如,埃馬克最新開發的PO 900 BF多軸聯(lián)動高頻(pín)窄脈衝精密電解加工中心及全套交鑰匙解決方(fāng)案——從整體葉盤毛坯的初成型葉片套料加(jiā)工(大量去除材料(liào),初步實現葉片扭曲角度以及葉片輪廓成型套料毛(máo)坯)直到最終葉(yè)片型麵成型完整的(de)工藝鏈交鑰匙(shí)解決(jué)方案。其最終葉片型麵輪(lún)廓精度≤0,06mm,高溫合金材料表麵光潔度Ra ≤0, 2 μm。
汽車發動機“渦輪增壓器”加工示例
渦輪增壓器作為汽車提高發動機功率和減少廢氣排放的重要部(bù)件,不僅滿足了環保的要求(qiú),而且還能更好地滿足用(yòng)戶需求,保證足夠的駕駛樂趣(qù)。現在國內越來越多的汽車配備有渦輪增壓器,而且隨著市場的需求,渦輪增(zēng)壓(yā)器體積變(biàn)的越來越小、轉速卻(què)越來越高、空氣(qì)壓(yā)比也更優。為此,其零部件多會采用(yòng)高強度(dù)的鎳鉻合金材料製成,傳統的切削工藝已無法完成渦輪增壓器核心部件,如渦輪(lún)和渦輪葉片的(de)高效批量生產,而埃馬克的ECM和PECM加工技術卻可(kě)以(yǐ)輕鬆勝(shèng)任。
即使尺寸再小的渦輪增壓器零部件,埃馬克專家都(dōu)完全可以提供一整套(tào)ECM生產解決方案,而不受尺寸限(xiàn)製(zhì)。相關的電脈衝與機械振動複合加工技術和專利電源技術(shù)正是為實現(xiàn)這一目標而研發出(chū)來的,通過埃馬克的模塊化數控多軸聯(lián)動電解加工機床以(yǐ)及先進的ECM工藝(yì)技術,用(yòng)戶(hù)可(kě)以在極短的加工周期內高效、精準的完(wán)成各種難加工的體(tǐ)積小且結構複雜的零部件。如,埃馬克PT 400多軸聯動電(diàn)解機床設備可完(wán)全取代銑削及電火花加工工藝,且無毛刺,國內高(gāo)溫合金材料表麵光潔度可高達Ra 0.3µm(依材料而言),為汽車製造行業的快速(sù)發展奠定了技術基(jī)礎(chǔ)。
模塊化設計滿足未來發展
ECM加工技術配合埃(āi)馬克的模塊化概念來配(pèi)置每台機床,不僅(jǐn)可以單獨進行特定的生產任務,而且還可在進行批量或複(fù)雜的加工生產時,根據客戶需求將每台機床進行互聯,達到高度集成化的生產加工要求。可以說,先進的ECM技(jì)術結合靈(líng)活的模塊化設(shè)計以及配合埃馬克獨有的各類技術創新,如高級礦物機床底座、智能(néng)軟硬件接口以及簡單自動化解(jiě)決方案等,不僅解決了生產複雜零部件這一大難題,更(gèng)讓用戶真正體(tǐ)驗到什麽是完美高效的生產模式。
如今,中國航空製造業(yè)、汽車製造業以及其(qí)它工業領域的發展可謂(wèi)突飛猛進,產品質量也在逐漸和國際接軌,而且更多的企業開始進(jìn)行獨立自主研發和生產。“埃馬克先進的(de)ECM/PECM技術和模塊化設(shè)備,可以為用戶提供量身定製全套的ECM/ PECM 交鑰匙解決方案,可實(shí)現複雜工件的量產化,完美的表麵光潔度、極低(dī)的工具磨損(sǔn)率以及高效低成本(běn)的加工。”張明博士(shì)表示,“埃馬(mǎ)克先進的ECM/PECM加工技術極(jí)大地迎合了中國製造業市場發展的需求,為其達到世界水平提供了重要的技術(shù)理論和加工設備(bèi)。”
圖1:埃馬克 PO 900 BF 型號機床正在進行整(zhěng)體葉盤加工。
圖2:埃馬克(kè) PO 900 BF 加工區,采用精密電化學加工(PECM)技術進行整體葉盤的加工。
圖3:適用於高難(nán)度二維和三維(wéi)結構工件的模塊(kuài)化(huà)、可擴展加工概(gài)念的 PECM 數控(kòng)精密電解加工機(jī)床。
圖4:噴射噴嘴加工過程中 PT 400 的加工區域,30個工件(jiàn)同時加工。
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