牧野全新高效石墨立式加工中心E3

E3是由牧野亚洲全新设计推出的一款立式石墨加工机，针对石墨材料的特性，其卓越的结构设计、高速30k主轴、PRO.6系统以及SGI.5控制技术可以大幅度缩短加工时间并保证加工质量，同时其多向开门的结构可以灵活进行自动化布线。

• 石墨材料加工的优越性 

  随着铜材料价格的提升，石墨工艺的进步导致石墨材料价格的降低，石墨电极正越来越广泛地运用到电极加工中，和铜相比，石墨的材料有着各方面的优越性。

石墨材料加工的切削阻力更小，其加工效率大约是铜的2~3倍，采用石墨材料可以有效缩短电极的加工时间。

铜电极加工产生的切削热容易产生热变形，由于其塑性材料的特性，在加工薄筋形状时也容易发生弹性形变引起加工震动；而石墨本身由颗粒烧结而成，其耐热、脆性材料的特性可以减少加工过程中产生的变形和震动。

图1 石墨电极更容易实现高长宽比的薄筋电极加工

铜的熔点为1083℃，而放电瞬间温度可达1100℃，采用铜电极更容易磨损，而石墨在3550℃才会出现升华，所以采用石墨电极更容易承受大电流，同时可以实现更小的电极损耗。

石墨密度仅为铜的1/5，采用石墨电极可大大减小火花机加工时对机头产生的负载。

石墨的热膨胀率是铜的1/4，可以有效减少放电时电极的发热变形带来的误差。

• 为防尘而设计的特殊结构         

  为何石墨机器一定要注意石墨防护？——如果石墨加工时产生的切屑粉尘进入丝杆、导轨、主轴等机床关键部位，会加剧磨损，同时由于碳和铁的电化学性质，二者接触极易发生氧化。另外，石墨从加工室泄露进入工作环境中也会对人体产生伤害。

机床Y轴和Z轴在移动过程中形成的扰流【图2】使得石墨粉尘难以被吸尘器吸走，E3 拥有更大倾斜角的X轴护板【图3】，使得吸尘气流更顺畅，经ANSYS分析【图4】和实际切削论证，可有效减少产生，使气流更顺畅，吸尘更彻底，同时，由于X轴护板倾角增大，加工室的体积也相应减小，从而使得内外气压差更大，便于粉尘吸走。

图2 机床移动过程中形成的扰流会影响粉尘的吸尘效果

图3 更大角度的X轴护板可减小加工室体积，增大气压差

图4 ANSYS分析由于更大的X轴护板倾角，吸尘气流更加顺畅

加工室内有上方宽大，下方窄小的气流通道【图5】，当集尘器工作时，气流自上而下运动，而下方较窄的横截面积可以增大空气流速，使得底部粉尘容易被吸走。而当集尘器暂停工作时，加工室内的负压会使粉尘向上移动，由于气流通道上部较大的截面积，空气流速也会降低，粉尘会在重力的作用下自然下沉。

图5 上宽下窄的气道使靠近工作台的位置具有更大的气压

各轴均设有密封垫圈以及防尘罩防止石墨粉尘进入丝杆和导轨，同时移动部分还设有刮板防止石墨粉尘和油污粘连。

• 主轴

  1）轴承安装时设置预载荷，在保证主轴转速可达到30000rpm的同时，也保证了材料的高去除率。

  2）主轴设有热伸长传感器，监控主轴的热伸长情况，保证长时间加工的精度和稳定性。

  3）圆筒式主轴设计，所有的线缆和管路均从主轴顶部连接，方便更换。

  4）油气润滑有效保证轴承长时间加工寿命。流更顺畅，吸尘更彻底，同时，由于X轴护板倾角增大，加工室的体积也相应减小，从而使得内外气压差更大，便于粉尘吸走。

   

  
  

• 自动化设计

  1）左右双自动化门，且前部可选配自动化门，既可通过机器人实现单向排列或对门排列的自动化产线，同时可以实现单机+机器人电极库+火花机的简单自动化。

图6 左右双自动化门与电极库组成自动化线

图7 E3+ERC80+EDNC6组成的自动化线

2）刀盘采用铝制成，另外增加支撑轴承，在降低刀盘重量的同时，刀盘可承重30把E40刀柄。