摘要
通过对第十六届中国国际机床展览会（CIMT ）参展特种加工机床的现场调研、资料收集以及与参展厂商的座谈交流，对国内外电加工机床、激光加工机床、增材制造机床的技术特点及发展趋势进行了比较深入和系统的评述，并对特种加工机床的应用与市场拓展进行了分析。
第十六届中国国际机床展览会（CIMT ）于4月15日至20日在北京新国际博览中心举行。本届展会展览总面积达14.2万平方米，吸引了来自世界28个国家和地区的1700 家厂商参展，荟萃了全球机床工具制造业的新品、精品、名品，是一场高水平的行业盛宴。据统计，参加本届展会的国内外特种加工机床厂商共70余家，其中境内展商50多家、境外展商20多家；展出特种加工机床140多台（套），包括电加工机床60多台、激光加工机床60多台、增材制造机床10多台及少量其他特种加工机床。本届展会共有10家厂商展出了13台数控电火花成形机床，与上届展会相比，无论展商还是展品的数量都有所减少。总体来看，参展机床的精度指标、加工工艺指标等未有重大突破。近年来，各厂商都把重点放在巩固、完善已有产品上，开发完善了电极低损耗甚至零损耗的脉冲电源控制技术，提高了加工的可靠性、稳定性和一致性，推动实施信息化、智能化、自动化及网络化，进一步拓展产品的应用领域、深化细分市场应用，更加注重为用户提供解决方案。国外数控电火花成形机床
瑞士GF加工方案、日本沙迪克公司和日本三菱电机公司分别展出了FORM P 350、AG40LP和EA85数控电火花成形机床。虽然这些机床都不是首次亮相，但在技术细节上有一些进步。1. 电极零损耗加工技术。参展机床的一个技术亮点是脉冲电源低损耗甚至零损耗控制技术。瑞士GF加工方案的iQ技术、日本三菱电机公司的IDPM2技术等均可实现石墨电极和铜电极的无损耗加工，保证了加工工件的一致性和稳定性。下图是日本三菱电机公司采用新的IDPM2技术（零损耗模块）和未使用该技术时，石墨电极在加工后的损耗情况对比。
2. 精密微细加工技术。为了降低电极损耗，使用更少的电极更有效率地加工出更精细的电子元器件模具，多家公司都做了相关研究并展示了电子插接件的尖角加工技术和样品。如瑞士GF加工方案展出的FORM P 350精密电火花成形机床可实现微米级的细微加工曲面;日本沙迪克公司的放电稳定电路“无电弧Plus”电源技术，可在超微细底面尖角加工中发挥出色的加工性能。
FORM P 350数控电火花成形机床
3. 在整体自动化解决方案的前提下，对客户提供更全面的服务。日本三菱电机公司展示了iQ Care Remote 4U放电加工机床远程服务，包括远程监视和远程诊断二种功能。其中，远程监视功能是指即使客户远离生产现场也可使用智能手机和平板电脑实时掌握机床的运行状态、预估加工时间，从而对生产工艺过程进行调整、降低运行成本；远程诊断功能是将服务中心的专用终端直接连接到客户的放电加工机床进行远程诊断，以最快的速度解决客户的问题，能大幅度缩短停机时间、降低客户对机床维护与维修人员能力的要求。4. 为适应自动化、生产线的需要，展示了与电火花成形机床相关的专项技术。如日本发那科公司展出了ROBODRILL α-DiB 铜电极加工自动化系统；瑞士GF加工方案展出了3R NANO测量系列产品，其定位精度和重复定位精度可以控制在±0.5 μm以内。借助这些专项技术，可真正实现超高精密加工。
ROBODRILL α-DiB 铜电极加工自动化系统
5. 为用户提供一站式整体解决方案。值得关注的是，国外从事电火花加工技术研究的主要公司纷纷涉足多方面特种加工技术的研究和应用，更加重视工艺链的完整性和综合技术，为客户提供用于生产的整体解决方案。国内数控电火花成形机床
本届展会上，展示数控电火花成形机床的国内单位有：北京市电加工研究所/北京迪蒙数控技术有限责任公司、苏州三光科技股份有限公司、北京迪蒙斯巴克科技股份有限公司/江苏德瑞加数控机床有限公司、北京迪蒙卡特机床有限公司、北京机床所精密机电有限公司、苏州汉奇数控设备有限公司和广东商鼎智能设备有限公司。这些公司的展品基本代表了目前国产数控电火花成形机床的技术水平。与上届展会的展品相比，五轴联动机床从产品外观到内在结构都有升级换代，信息化、自动化程度在提高，更加实用化，外观设计和制造工艺有进步，产品性能不断提升，同时拓展了应用领域。1. 油槽自动升降式电火花成形机床更便于实现工件和电极的自动拆装、找正和调整，是实现自动化、并入生产线、提高加工效率、方便操作的必不可少的基础。本届展会展示的此类产品明显增多，下图是北京市电加工研究所展出的ADV600精密数控电火花成形机床以及北京迪蒙斯巴克科技股份有限公司展出的DR400S高精密镜面电火花成形机床。
2.展品均为三轴以上数控机床，且数控系统均为自主研发并进行了升级，多数厂家已采用基于Windows XP操作系统的人机界面。以北京市电加工研究所的ADV600机床为例，其数控系统配置了最新的Windows MarkPower软件，脉冲电源增加了“放电能量精确控制电路”，使放电加工表面均匀性大幅提升，搭载智能专家系统，加工效率更高、加工方法更灵活。3. 针对难加工材料开展了电火花加工工艺技术的研究，实现了聚晶金刚石（PCD）、硬质合金、钛合金、钛铝合金、高温合金、碳纤维复合材料、超高温陶瓷基复合材料以及炭/炭复合材料等的高效及高表面质量加工，已形成“钛合金”“高温合金”“硬质合金”专用模块。4. 实现了四轴联动、五轴联动电火花成形加工技术的工程化应用，且加工出高品质的整体闭式叶轮、带冠涡轮盘等难加工材料空间复杂结构，建立了大流道整体闭式叶轮一体化制造解决方案，已实现最大直径为730.5 mm、流道最窄出口宽度为4.07 mm、流道投影长度与出口宽度比为28.29 mm的三元闭式叶轮加工，缩小与国外同类产品的技术差距。图5是高温耐热合金材料整体闭式叶轮流道的局部照片。
整体闭式叶轮流道局部照片
5. 自动化成为各家公司主要的关注点和研究方向，也有了实质性的进步。如北京市电加工研究所首次展出了带有机械臂的ADV600机床；北京迪蒙卡特机床有限公司的CTM350C机床带有电极工具库，可方便地对接自动化及无人加工的需要。6. 运用网络通信功能实现网线连接、远程监视、远程诊断、远程编程与传输、远程工艺技术服务等已成为各公司研究的主要方向之一，提升了产品和技术服务的水平。7. 国产数控电火花成形机床与国外厂家的产品相比，差距仍然很大且主要体现在基础技术方面，如机床尚无恒温设计概念、脉冲电源精细化控制还需加强、在精密加工方面的差距甚至在加大。随着国内应用市场转型升级的加快，国内产品有可能受到进一步的挤压。
CIMT 特种加工机床评述组成员：吴国兴（组长）、叶军、肖荣诗、林峰、卢智良、徐均良、郭建梅、张宝华、伏金娟、山昌祝、张人佶、张景泉、王应、王晓娟
来 源：《电加工与模具》第3期
原 文：《第十六届中国国际机床展览会特种加工机床评述》
编 辑：聂成艳
制 作：吴 悦
审 核：徐均良、卢智良、王 应
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