在全球經濟高速發展的(de)今天,對(duì)於航空製造業、汽車製造業以(yǐ)及其(qí)它眾多工業領域來說,擁有(yǒu)最先進的技術便擁有了話語權。快速、便捷、安全、環保以及(jí)舒適的背後是對核心產品技術高效、精密、低成本更高的要求。正如,為滿足高速低油耗的市場需求,那些組(zǔ)成飛機和汽車(chē)發動機的各零(líng)部件(jiàn),不僅要選擇具備高承受能力(lì)的特(tè)殊材料,其形(xíng)狀構(gòu)造也越來(lái)越複雜,這就對生產(chǎn)這些(xiē)零部件的加工工藝提出了要求。埃馬克領先於(yú)世界的電化學加工(ECM)技術不僅可完全替代(dài)切削技術,還可彌補(bǔ)傳統(tǒng)工藝中的一係列不足,高效、精密的同時(shí),更為(wéi)用戶節約大量成本,成為航空(kōng)和汽(qì)車發動機生產創新過程中(zhōng)不可或缺的一(yī)部分。
埃馬克 ECM 技術(shù)讓生產更趨完美
所謂電化學加工是一種以電解原理為基礎的加(jiā)工技術。 加工時,刀具作為陰極和直流電源的負極連接,工件則作為陽極(jí)和電源正極相(xiàng)連。 在電解液中陰極和工件之間(jiān)發生電荷交換,陽極工件(jiàn)被溶解,這(zhè)樣不用接觸(chù)工件便可對其(qí)進行定點加工,精密製造出工件的不同輪廓,如環形通道、直槽(cáo)和環形槽(cáo)等。 被電解的工件材料在電解液中沉澱形成金屬(shǔ)氫氧化(huà)物。 電化學(xué)加工不受(shòu)工件(jiàn)金屬組織結構的影響,不論是軟(ruǎn)金屬(shǔ)材料還是熱後的硬金屬材料都能很(hěn)好地被去除 (電解)。 采用電化學方法加工時,工件不需(xū)承受熱負荷,也不會產生機械應力。
同時(shí), 埃馬克旗下的(de) ECM 電化學(xué)金屬加工有限公司進一步對該技術進行改進(jìn)和優化,研發出更為精密可靠的精密電解加工技術(PECM)(“P”代表“精密”)。埃馬克機床(太倉)有限公司總經理張明(míng)博士介紹說:“埃馬克在電解加工(gōng)的基(jī)礎(chǔ)上(shàng)獨立研發的精密電解(jiě)加工技術(PECM),不僅(jǐn)可以滿足越來越小的零件(jiàn)加(jiā)工需求,而且其加工精度(dù)也(yě)更高,同時也使產品表麵光潔(jié)度更趨完美。”PECM技術的關鍵在於如何減少電解液(yè)流過的工件和刀(dāo)具 (陰極) 的加工間隙以及如何(hé)提高電解液的(de)充分交(jiāo)換。為了在非常小(xiǎo)的加工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(shè)置的脈衝(chōng)電流,通(tōng)過疊加的電極的機械振蕩以盡量提(tí)高電解質的交換率(lǜ)和再生率,從而有效保證了電(diàn)解過程的高效和(hé)高(gāo)精密度。
高精、高效(xiào)、高質和低成本
“埃馬克ECM和PECM技術可以使我們生(shēng)產出最精致和(hé)複雜的零部件,而且無須再進行去毛刺或(huò)拋光處理。”張明博士介紹說。ECM技術的優勢在於可以在非接觸(chù)式、不受熱效應影響的情況(kuàng)下進行加工(gōng),且(qiě)加(jiā)工過程柔和,不(bú)會對工件產生具有負麵影響的機械作用力和熱應力,不會改(gǎi)變工件表麵的(de)組織結構,也不會影響材料的原始特性。而且采用 ECM 和 PECM 技術對加(jiā)工的工具(電極)理論上沒有(yǒu)磨損,重複定位精度非常高,表麵光潔度達(dá)到最佳(可達(dá) Ra 0.05μm),不會形成毛刺(cì)。
和傳統的加工工(gōng)藝相(xiàng)比,ECM加工技術更經濟高效。采用傳統的加工工藝,其加工部件都需要進行二次去毛刺的過程(機(jī)械法或高壓水清洗法),無形中增加了時間和運營成本,而ECM技術則(zé)無須後續加工,從而極大地降低(dī)了生產成本。同(tóng)時,ECM技術加工過程中,夾具可同時夾緊幾個工件(jiàn)並列加工,節拍時間更可根據產能需(xū)求(qiú)隨時設計,且工件材料(liào)的硬度對進刀速率(lǜ)不產(chǎn)生任何影響,其最短節拍時間可以根據客(kè)戶需求量身訂製,讓生產更便捷高效。
飛機發動機“整體葉盤”加(jiā)工(gōng)示例
整體葉盤是先進(jìn)航(háng)空發動機設計中(zhōng)一種典型的整體結構部件,其材料多(duō)選(xuǎn)用先進的複合(hé)高(gāo)溫鎳基合金材料,傳統的加工工藝很難應對(duì)這種葉型複雜、精度高、受切削力後變形大的零部件。因此,尋找更優質、高效、高精以及低成本的加工方式成為各國航空製造(zào)企業的目標。ECM加工技術作(zuò)為實現高溫合金(jīn)整體葉盤加工的重要途徑,現已(yǐ)成為各主(zhǔ)要航空(kōng)發動(dòng)機(jī)公司(sī)極力研發的(de)重點技(jì)術。埃馬克電化學加工機床有限公司憑(píng)借其在該領域內(nèi)的多項專利技術,成為世界上首家為航空發(fā)動機(jī)提供ECM電解機床加工整體葉盤的歐洲(zhōu)設備廠商。
整體(tǐ)葉盤進行全套加工時,一般分(fèn)兩步:第一步用電解(jiě)法(ECM )進行多軸同(tóng)動粗套料加工,第二步用精密成型電解法(PECM)進行多軸同動精加(jiā)工。埃(āi)馬克獨有的模塊化(huà)機床設計可完全根據用(yòng)戶的具(jù)體情(qíng)況和需求提供獨(dú)立或(huò)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(zuì)新開(kāi)發的PO 900 BF多軸聯動高頻窄脈衝精密電解加工中心及全套交鑰匙解決方案——從整體(tǐ)葉盤毛坯的初成型葉片套料加工(大(dà)量去(qù)除材料,初步實現葉片扭曲角度以(yǐ)及(jí)葉片輪廓成型套料毛坯)直到最(zuì)終葉片(piàn)型麵成型完整的工藝鏈交(jiāo)鑰匙解決方案。其(qí)最終葉(yè)片型(xíng)麵輪廓精度≤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(zēng)壓器作為汽(qì)車提高發動機功率和減少廢氣排放的重要部件,不僅滿足了環保的要求,而(ér)且還能更好地滿足用戶需求,保證足夠的駕駛樂趣(qù)。現在國內越來越多(duō)的汽車配備有渦輪增壓器,而且隨著市場的需求,渦輪增(zēng)壓器體積變(biàn)的越來越(yuè)小、轉速(sù)卻越來越高、空氣(qì)壓比也更優。為此,其(qí)零部件多(duō)會采用高強度的鎳鉻合金材料製成,傳統的切(qiē)削(xuē)工藝已無法完成渦輪增壓器核心部件,如渦輪和渦輪葉片的高效批量生產,而埃馬克(kè)的ECM和PECM加(jiā)工技術卻可以輕(qīng)鬆(sōng)勝任。
即使尺寸再小的渦輪增壓器零部件,埃馬克專家都完全可以提供一整套ECM生(shēng)產解決(jué)方案,而不受尺寸限製。相關的電(diàn)脈衝與機械振動複合加工技術和專利電源技術正是為實現這(zhè)一目標而(ér)研發(fā)出來(lái)的,通過埃馬克的模塊化數控多軸聯動電解加工機床以及先進的(de)ECM工藝技術,用戶(hù)可以在極短的加工周期內高效、精準的完成各種難加工(gōng)的體積(jī)小且結構(gòu)複雜的零部(bù)件。如,埃馬克PT 400多軸聯(lián)動(dòng)電解機床設備可完(wán)全取代銑削及(jí)電火花(huā)加工工藝,且無毛刺,國(guó)內高溫合金材料表麵光潔度可高(gāo)達Ra 0.3µm(依材料而言),為汽車製造行業的快速發展奠定了技術基礎。
模塊(kuài)化設計滿(mǎn)足未來(lái)發展
ECM加工技術配(pèi)合埃馬克的模塊化概念來配置每台機床,不僅可以單獨進行特定的生產任務,而且(qiě)還可在進行批量或複雜的加工生產時,根(gēn)據客(kè)戶需求將每台機床進行(háng)互聯,達到高(gāo)度集(jí)成化的生產加工要(yào)求。可以說(shuō),先進的ECM技術結合(hé)靈活的模塊化設計(jì)以及配合(hé)埃馬克獨有的(de)各類技術創新,如高(gāo)級礦物機(jī)床(chuáng)底座、智能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,更讓用戶真正體驗到(dào)什麽是(shì)完美高效的生產模式。
如今,中國航空製造業、汽車製造業以及其(qí)它工業(yè)領域的發展可謂突飛猛進,產品質量也在逐漸和國際接軌,而且更多的企(qǐ)業開始進行獨立自(zì)主研發和生產(chǎn)。“埃馬克先進的ECM/PECM技術和模塊化設備,可以為用戶提(tí)供量(liàng)身定製(zhì)全套的ECM/ PECM 交(jiāo)鑰匙解決方案,可實現複雜工(gōng)件的量產化,完美的表麵光潔度、極(jí)低(dī)的工具磨損率以及高效低成本(běn)的加工。”張明博士表示,“埃馬克先進的ECM/PECM加工技術極大地迎合了中國製造業(yè)市場發展的需求,為其達到世界水平提供了重要的技術理論和加工設備。”
圖1:埃馬克 PO 900 BF 型號機床正在進行整體葉盤加(jiā)工。
圖2:埃(āi)馬克 PO 900 BF 加工區,采用(yòng)精密(mì)電(diàn)化學加(jiā)工(PECM)技術進行整體葉盤的加工。
圖3:適用於高難度(dù)二維和三維結構工件的模塊化、可擴展加工概念的 PECM 數控精密(mì)電解加工機床。
圖4:噴射噴嘴加工(gōng)過程中 PT 400 的加工區域,30個工件同時加工。
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