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     在全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，對(duì)于航空制造業(yè)、汽車(chē)制造業(yè)以及其他眾多工業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，擁有最先進(jìn)的技術(shù)便擁有了話語(yǔ)權(quán)。快速、便捷、安全、環(huán)保以及舒適體驗(yàn)的背后是對(duì)核心產(chǎn)品技術(shù)高效、精密、低成本的更高要求。例如，為滿足高速低油耗的市場(chǎng)需求，那些組成飛機(jī)和汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的各零部件，不僅要選擇具備高承受能力的特殊材料，其形狀構(gòu)造也越來(lái)越復(fù)雜，這就對(duì)生產(chǎn)這些零部件的加工工藝提出了要求。埃馬克領(lǐng)先于世界的電化學(xué)加工（ECM）技術(shù)不僅可完全替代切削技術(shù)，還可彌補(bǔ)傳統(tǒng)工藝中的一系列不足，高效、精密的同時(shí)，更為用戶(hù)節(jié)約大量成本，成為航空和汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)創(chuàng)新過(guò)程中不可或缺的一部分。

      埃馬克ECM技術(shù)讓生產(chǎn)更趨完美

      所謂電化學(xué)加工是一種以電解原理為基礎(chǔ)的加工技術(shù)。加工時(shí)，刀具作為陰極和直流電源的負(fù)極連接，工件則作為陽(yáng)極和電源正極相連。在電解液中陰極和工件之間發(fā)生電荷交換，陽(yáng)極工件被溶解，這樣不用接觸工件便可進(jìn)行定點(diǎn)加工，精密制造出工件的不同輪廓，如環(huán)形通道、直槽和環(huán)形槽等。被電解的工件材料在電解液中沉淀形成金屬氫氧化物。電化學(xué)加工不受工件金屬組織結(jié)構(gòu)的影響，不論是軟金屬材料還是加熱后的硬金屬材料都能很好地被去除（電解）。采用電化學(xué)方法加工時(shí)，工件不需承受熱負(fù)荷，也不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。

       同時(shí)，埃馬克旗下的ECM電化學(xué)金屬加工有限公司對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化，研發(fā)出更為精密可靠的精密電解加工技術(shù)（PECM）（“P”代表“精密”）。埃馬克機(jī)床（太倉(cāng)）有限公司總經(jīng)理張明博士介紹說(shuō)：“埃馬克在電解加工的基礎(chǔ)上獨(dú)立研發(fā)的精密電解加工技術(shù)（PECM），不僅可以滿足越來(lái)越小的零件加工需求，而且其加工精度也更高，同時(shí)也使產(chǎn)品表面質(zhì)量更趨完美。”PECM技術(shù)的關(guān)鍵在于如何減少電解液流過(guò)的工件和刀具（陰極）的加工間隙以及如何提高電解液的充分交換。為了在非常小的加工間隙下保證刀具運(yùn)動(dòng)時(shí)電流的暢通，埃馬克采用了可自由設(shè)置的脈沖電流，通過(guò)疊加的電極的機(jī)械振蕩以盡量提高電解質(zhì)的交換率和再生率，從而有效保證了電解過(guò)程的高效和高精密度。

      高精、高效、高質(zhì)和低成本

     “埃馬克ECM和PECM技術(shù)可以讓我們生產(chǎn)出最精致和復(fù)雜的零部件，而且無(wú)須再進(jìn)行去毛刺或拋光處理。”張明博士介紹說(shuō)。ECM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可以在非接觸式、不受熱效應(yīng)影響的情況下進(jìn)行加工，且加工過(guò)程柔和，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)工件具有負(fù)面影響的機(jī)械作用力和熱應(yīng)力，不會(huì)改變工件表面的組織結(jié)構(gòu)，也不會(huì)影響材料的原始特性。而且采用ECM和PECM技術(shù)對(duì)加工的工具（電極）理論上沒(méi)有磨損，重復(fù)定位精度非常高，表面質(zhì)量達(dá)到最佳（Ra可達(dá)0.05μm），不會(huì)形成毛刺。

     與傳統(tǒng)的加工工藝相比，ECM加工技術(shù)更經(jīng)濟(jì)高效。采用傳統(tǒng)的加工工藝，其加工部件都需要進(jìn)行二次去毛刺的過(guò)程（機(jī)械法或高壓水清洗法），無(wú)形中增加了時(shí)間和運(yùn)營(yíng)成本，而ECM技術(shù)則無(wú)須后續(xù)加工，從而極大地降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)，ECM技術(shù)加工過(guò)程中，夾具可同時(shí)夾緊幾個(gè)工件并列加工，節(jié)拍時(shí)間更可根據(jù)產(chǎn)能需求隨時(shí)設(shè)計(jì)，且工件材料的硬度對(duì)進(jìn)刀速率不產(chǎn)生任何影響，其最短節(jié)拍時(shí)間可以根據(jù)客戶(hù)需求量身訂制，讓生產(chǎn)更加便捷高效。

     飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤(pán)加工示例

     整體葉盤(pán)是先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中一種典型的整體結(jié)構(gòu)部件，其材料多選用先進(jìn)的復(fù)合高溫鎳基合金，傳統(tǒng)的加工工藝很難應(yīng)對(duì)這種葉型復(fù)雜、精度高、受切削力后變形大的零部件。因此，尋找更優(yōu)質(zhì)、高效、高精以及低成本的加工方式成為各國(guó)航空制造企業(yè)的目標(biāo)。ECM加工技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)高溫合金整體葉盤(pán)加工的重要途徑，現(xiàn)已成為各主要航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司極力研發(fā)的重點(diǎn)技術(shù)。埃馬克電化學(xué)加工機(jī)床有限公司憑借其在該領(lǐng)域內(nèi)的多項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)，成為世界上首家為航空發(fā)動(dòng)機(jī)提供ECM電解機(jī)床加工整體葉盤(pán)的歐洲設(shè)備廠商。

      整體葉盤(pán)進(jìn)行全套加工時(shí)，一般分2步：第1步用電解法（ECM）進(jìn)行多軸同動(dòng)粗套料加工，第2步用精密成型電解法（PECM）進(jìn)行多軸同動(dòng)精加工。埃馬克獨(dú)有的模塊化機(jī)床設(shè)計(jì)可完全根據(jù)用戶(hù)的具體情況和需求提供獨(dú)立或全套的機(jī)床設(shè)備，為用戶(hù)進(jìn)行最佳匹配的電解加工解決方案，幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)利益最大化。如圖1所示，埃馬克最新開(kāi)發(fā)的PO900BF多軸聯(lián)動(dòng)高頻窄脈沖精密電解加工中心及全套交鑰匙解決方案——從整體葉盤(pán)毛坯的初成型葉片套料加工（大量去除材料，初步實(shí)現(xiàn)葉片扭曲角度以及葉片輪廓成型套料毛坯）直到最終葉片型面成型完整的工藝鏈交鑰匙解決方案。圖2為埃馬克PO 900 BF加工區(qū)，采用精密電化學(xué)加工（PECM）技術(shù)進(jìn)行整體葉盤(pán)的加工，其最終葉片型面輪廓精度≤0.06mm，高溫合金材料表面粗糙度Ra≤0.2μm。

 
圖1 埃馬克PO 900 BF型號(hào)機(jī)床

 
圖2 埃馬克PO 900 BF加工區(qū)

     汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器加工示例

     渦輪增壓器作為汽車(chē)提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和減少?gòu)U氣排放的重要部件，不僅滿足了環(huán)保的要求，而且能夠更好地滿足用戶(hù)需求，實(shí)現(xiàn)更好的駕駛樂(lè)趣。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的汽車(chē)配備有渦輪增壓器，而且隨著市場(chǎng)的需求，渦輪增壓器體積變得越來(lái)越小，轉(zhuǎn)速卻越來(lái)越高，空氣壓比也更優(yōu)。為此，其零部件多會(huì)采用高強(qiáng)度的鎳鉻合金材料制成，傳統(tǒng)的切削工藝已無(wú)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(chǎn)，而埃馬克的ECM和PECM加工技術(shù)卻可以輕松勝任。圖3為適用于二維和三維結(jié)構(gòu)工件的模塊化、可拓展加工概念的PECM數(shù)控精密電解加工機(jī)床。

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圖3 PECM 數(shù)控精密電解加工機(jī)床

      即使尺寸再小的渦輪增壓器零部件，埃馬克專(zhuān)家都完全可以提供一整套ECM生產(chǎn)解決方案。相關(guān)的電脈沖與機(jī)械振動(dòng)復(fù)合加工技術(shù)和專(zhuān)利電源技術(shù)正是為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)而研發(fā)出來(lái)的，通過(guò)埃馬克的模塊化數(shù)控多軸聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床以及先進(jìn)的ECM工藝技術(shù)，用戶(hù)可以在極短的加工周期內(nèi)高效、精準(zhǔn)地完成各種體積小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的難加工零部件。例如，埃馬克PT 400多軸聯(lián)動(dòng)電解機(jī)床設(shè)備可完全取代銑削及電火花加工工藝，且無(wú)毛刺，國(guó)內(nèi)高溫合金材料表面粗糙度（Ra）可高達(dá)0.3μm（依材料而言），為汽車(chē)制造行業(yè)的快速發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。圖4為噴射噴嘴加工過(guò)程中PT400的加工區(qū)域，30個(gè)工件同時(shí)加工。

 
圖4 噴射噴嘴加工過(guò)程中 PT 400 的加工區(qū)域

      模塊化設(shè)計(jì)滿足未來(lái)發(fā)展

      ECM加工技術(shù)配合埃馬克的模塊化概念來(lái)配置每臺(tái)機(jī)床，不僅可以單獨(dú)進(jìn)行特定的生產(chǎn)任務(wù)，而且還可以在進(jìn)行批量或復(fù)雜的加工生產(chǎn)時(shí)，根據(jù)客戶(hù)需求將每臺(tái)機(jī)床進(jìn)行互聯(lián)，達(dá)到高度集成化的生產(chǎn)加工要求。可以說(shuō)，先進(jìn)的ECM技術(shù)結(jié)合靈活的模塊化設(shè)計(jì)，同時(shí)配合埃馬克獨(dú)有的各類(lèi)技術(shù)創(chuàng)新（如高級(jí)礦物機(jī)床底座、智能軟硬件接口以及簡(jiǎn)單自動(dòng)化解決方案等），不僅能夠解決生產(chǎn)復(fù)雜零部件這一大難題，更讓用戶(hù)真正體驗(yàn)到什么是完美、高效的生產(chǎn)模式。

       如今，中國(guó)航空、汽車(chē)制造業(yè)以及其他工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展可謂突飛猛進(jìn)，產(chǎn)品質(zhì)量也逐漸和國(guó)際接軌，更多的企業(yè)開(kāi)始進(jìn)行獨(dú)立自主研發(fā)和生產(chǎn)。“埃馬克先進(jìn)的ECM/PECM技術(shù)和模塊化設(shè)備，可以為用戶(hù)提供量身定制全套的ECM/PECM交鑰匙解決方案，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件的量產(chǎn)化，完美的表面質(zhì)量、極低的工具磨損率以及高效、低成本的加工。”張明博士表示，“埃馬克先進(jìn)的ECM/PECM加工技術(shù)極大地迎合了中國(guó)制造業(yè)市場(chǎng)發(fā)展的需求，為其達(dá)到世界水平提供了重要的技術(shù)理論和加工設(shè)備。”