摘要：縱觀電火花（huā）線切割機床數十年的發展曆程，介紹（shào）電火（huǒ）花（huā）線切割數控機床分類、特點及進行加工時應（yīng）注意的問題，並提出了對該類數控機床發展方向的建議。
  
     
     1943 年，前（qián）蘇聯科學家鮑·洛（luò）·拉紮連柯（kē）院士首先利用（yòng）電火（huǒ）花腐蝕觸點的原理，把火花放電（diàn）用來（lái）導電的金屬（shǔ）材料進行電火花加工，將有害的（de）電火花腐蝕變為有用的（de）電火花加工。隨著電火花加工技術的發展，用電火（huǒ）花線切割（gē）機床加工各種材料及複雜形狀，已經（jīng）成為機械加工領域內的通用（yòng）加工工藝，其加工工藝的好壞及加工操作人員技能的高低直接影響到所製造工件質量的好壞（huài）。本（běn）文介紹了電火花線切割數控（kòng）機床分（fèn）類、特點及進行加工時應注意的（de）問題，希望對該類數（shù）控機床的發展方向提供有（yǒu）價值的建議。

      1 、電火花線切割加工的特點

  
      電火花線切割（gē）的加工特點主（zhǔ）要如（rú）下：
 
      （1）無論被加工的材料硬（yìng）度（dù）如何，隻要是導（dǎo）體或半導體材料都能實現加工。
 
      （2）無需金屬切削刀具（jù），以0.03 mm～0.35 mm的金屬絲（sī）為電板工具，工件材料的預留量少，有效節約（yuē）貴重材料（liào）。
 
      （3）雖然（rán）加工的對象主（zhǔ）要是平麵形（xíng）狀，但幾乎能（néng）夠方便加工各種複雜形狀的型孔、微孔、窄（zhǎi）縫等。
 
      （4）直接采（cǎi）用精加工和半精加工一次加工（gōng）成形，一般不需要中（zhōng）途轉換。
 
      （5）隻對工件材料進行了圖形輪廓加工，圖形內外的餘料還可以利用。
 
      （6）自動化程度高，操作方便，加工周期短，成本低。
 
 
      2 、設備分類及加工工藝名詞術語注釋

      2.1 設備分類
 
      高速走絲電火花線切割數控機床按控製係統分類，有單片（piàn）機或單板機（jī）控（kòng）製係統和微機控製係統。單片機或單板機控製係統的核心（xīn）部分是單片機或單板機，沒有編程的功（gōng）能，其（qí）內存容量相對較小；微機（jī）控製係統的核心部分是一台微機，微機又分兩種：一種是普通微（wēi）機，在其中插一塊編（biān）程控製卡，另一（yī）種是有些公司所製造的專用微機。這兩種都是既有編程功能又有控製功能。其內存容量相對其較大（dà）。根據高速走絲電火花線切割數控機床按機床是否（fǒu）有切割錐度（dù）的功能可分為（wéi）普通數控電火花（huā）線切割（gē）機床和可切割錐度功能的數控電火（huǒ）花線切割機床。高速走絲電火花線切割數控機床按線架數分類（lèi）可分為一（yī）台機（jī）床一個線架和一台機床幾個線架，一台機床幾個線架的機床，它能（néng）同時切割同一（yī）個（gè）工件的幾個部位，能提高（gāo）生產的效率。
 
      2.2 加工工（gōng）藝名詞術語注釋

      加工工（gōng）藝在數控電火花加工過程中對質量的好壞起著極（jí）其重要的作用，因此，在加工（gōng）之前以（yǐ）及加工過程中對於各種參（cān）數的選定，乳化液的選用以及加工路徑的確定等等，都至關重要（yào）。在此了解（jiě）一些在加工過程中常遇到部分名詞術（shù）語。
  
      （1）單邊放（fàng）電間隙δ 電，是火花放電時電極絲（sī）外圓與工件之間的單邊距離。若隻進行一次切割，通常認為（wéi）切割鋼件（jiàn）時，δ 電= 0.01 mm；切割硬質（zhì）合金時，δ 電= 0.005 mm；切割紫銅時，δ 電= 0.002 mm。
 
      （2）間隙補償量f，間隙補償量f 等於電（diàn）極絲半（bàn）徑r 絲與放電間隙δ 電之和，即f = r 絲+ δ 電。例如：用φ0.2 mm 的電極絲加工鋼工（gōng）件，隻進行一切切割，則間隙補償量f = 電極絲半徑r 絲+ 放電間隙δ 電= 0.1 + 0.01 = 0.11 mm。
 
      （3）表麵粗糙度Rα，是工件表麵微觀不平度的（de）算術（shù）平均值，單位是μm，其是（shì）衡量線切割加（jiā）工表麵質量的一個重要（yào）指標。
 
 
      3 、加工過程中應關注的問（wèn）題
 
 
      3.1 加工時（shí）應注意的問題
 
      線切割加工過程中乳化液的選用須達到具有良好的洗滌能力（lì）和排屑能力（lì），能在電極絲高速運轉的帶動下，滲透到切縫中，起到溶屑和排屑的作用，並且使工件表麵光亮，改善表麵粗（cū）糙度，且具有良好的冷（lěng）卻作用。由於電（diàn）極絲與工件之間產生（shēng）火花放電時溫（wēn）度（dù）較高，乳化液在電極絲帶動下（xià）起（qǐ）到冷卻作用，能具有防鏽功能（néng）。加（jiā）工路徑的選擇好壞對產品質量的好壞也有著一定的影響，由於加工工件都存在一定的內應力，這會對（duì）切割出（chū）工件的形狀及尺寸帶來一定的影響（xiǎng），對於工件的應力變形，一般采用鑽孔（kǒng）或切槽等方法，還有用回火熱（rè）處理來消除（chú）內應力（lì），切割時采取鑽穿絲孔（kǒng），並選擇最後切割夾持部分這（zhè）邊的合理切割路徑（jìng），以限製應力釋放對切割出工件的形狀和尺寸的不良（liáng）影響。總之，切入點的（de）確定應遵循以下（xià）原則：
 
      （1）從加工起點至切入點路徑要短；
      （2）從工藝角度考慮，切入點在棱邊外為好；
      （3）切入點應避開有尺寸精度要求的地方；
      （4）在切割凹模時，在切割完成點應設置暫停符，以便取下廢料，防止廢料（liào）掉（diào）下時砸斷電極絲或（huò）卡住下支架（jià）。
 
      3.2 加工經驗分（fèn）享
 
      以下就筆者在加工過程中遇到的問題，將加工的經驗介紹（shào）如下，以期為將來的加工問題做出（chū）相應（yīng）的參考依據。
 
      （1）斷絲後對儲絲筒上剩餘鉬絲的（de）處理：如果儲（chǔ）絲筒上的鉬絲上得比較多且（qiě）夠粗，那麽斷絲後，剩餘的一部分還可以加以利用，應（yīng）先找到斷頭並固定好，把較少的（de）部分（fèn）鉬絲抽掉，然後將儲絲筒（tǒng）調整到合適的位置重新穿（chuān）絲。
 
      （2）斷絲後重新加工的方法：可以（yǐ）采用原地穿絲，如果原地穿（chuān）絲比較困難，那麽可以將程序反身空走回到加（jiā）工起始點，也可以（yǐ）手動起（qǐ）始點（diǎn），穿絲後（hòu）再切割，對精度沒有影響；如果此時是加工（gōng）到配合件則注意減持鉬絲量。
 
      （3）工件變形夾絲（sī）：對於一些（xiē）熱處理變形大（dà）的工件或薄件疊加加工時（shí），會（huì）出（chū）現夾（jiá）絲（sī）現象，這（zhè）時應在切割過程中穿入與切（qiē）割縫隙寬度一致的塞尺，以防止夾絲。薄板加工時應用螺杆緊固，壓緊工件。
 
      （4）鉬絲直徑變（biàn）換引起斷絲（sī）：對於長時間切割後（hòu），電板絲直徑已變細，這時換向處（chù）的電極絲由於沒有放電（diàn）損耗變小，容（róng）易夾斷，所以切割一段時間（jiān）後（正常情況（kuàng）下在12 h 左右），應使用（yòng）千分尺量一下電極絲直徑的變化，並適當將儲絲筒的兩塊換向檔塊向裏移動一些。
 
      目前高速走（zǒu）絲數控電（diàn）火花線切割也存在著一些問題，如加工工件的尺寸精度低，工件表麵質量不夠好，生產效率也不是很（hěn）高。
 
 
      4 、實現多次及（jí）多線（xiàn）切割是電火花（huā）線切割數（shù）控機床的發展方向

      為（wéi）了解（jiě）決高速走絲電（diàn）火線切割多年來存在的問題，很多生產線切割機床的廠家及（jí）一些科技工作者經過多年（nián）的實驗（yàn）研究，一致認為（wéi）“多次切割”和“多線頭”是高速走絲電火（huǒ）花切割機床的發展方向。“多次切（qiē）割（gē）”可以明顯提高（gāo）高速走絲（sī）電火花線切割機床的切割加工精（jīng）度和切割速度，減少加工表麵粗糙度Ra 值，多線頭線切（qiē）割（gē）機床可以明顯地提高生產效率，降低生產資料的浪費，降低物耗，降（jiàng）低操（cāo）作工的勞動強度。為了（le）滿足高速走絲電火花線切割機床在生產中應用，對多（duō）次（cì）切割及（jí）多線頭機（jī）床應（yīng）進行改進創新。可（kě）從以下（xià）幾個方麵入手：
 
      （1）按國家標準嚴格控製（zhì）機床的製造精度，提高機床的定位精度和重複定位精度，並提高走絲係統的穩定性。
      （2）研製適應（yīng）多次切割用的脈衝電源，改（gǎi）進變速取樣的跟（gēn）蹤係統。
      （3）采用新型耐磨（mó）性好的導向裝置，更有效地控製電板絲（sī）的空間（jiān）位置和抖幅。
      （4）控製和消除往返切割係統（tǒng），減少電極絲的張力變化，具有（yǒu）適應多次切割的多（duō）種走絲速度。
      （5）研製（zhì）高速走絲多次切割（gē）適用的工藝數據庫及多次切割的編程控製軟件。
      （6）選用適用於多次切割的工作液，進（jìn）行多次過濾，對介電常數等關鍵進行控製。

      隨（suí）著技術（shù）的發展和市場的需求，廣東中山銳鋒數控設備有限公司研發生產（chǎn）的（de）雙線頭數控（kòng）電火花機
床，已（yǐ）經成熟地投入市場，它（tā）具有如（rú）下鮮明的特（tè）點。
 
      1）數控係統可直接相互聯網，工藝圖紙數據通（tōng）過網絡傳輸直接轉換成（chéng）加工程序，避（bì）免二次（cì）作（zuò）圖編程的出錯機率，便於組（zǔ）成實時（shí）遠（yuǎn）程監控網絡及機床控製（zhì）中心，實現自動智能化集中管理。
 
      2）控製櫃采用（yòng）全封閉結構，防止灰塵、濕氣及油汙進入機櫃內，機櫃內的電器元（yuán）件保持幹淨、幹燥及恒溫，使控製係（xì）統不受天氣（qì）變化（huà），特別是南方地區南風天的影響，保證機床控製係統安全，可靠運行（háng）。
 
      3）機床電（diàn）器采用變頻係統（tǒng），伺服電機驅動（dòng）並配電子（zǐ）手輪，實現工作台（tái）的快速移動（dòng），快速移動速度不（bú）低於（yú）65 mm/s。機床在加工前或（huò）加工過程中斷絲，可隨時建立相對坐標點，大大縮短空程時（shí）間，提高工作效率。
 
      4）數（shù）控（kòng）係統具有切割參數專家數據庫（kù）和（hé）智能型數據庫（kù），可根據不同材料的不同厚（hòu）度轉換參（cān）數（shù）進（jìn）行加工（gōng），數據（jù）庫中的內（nèi）容可隨時升級。具有故障報警功能及顯示故障點，便於維修排（pái）除故障。
 
      5）數控係統可隨時拷貝當前加工狀態，並可（kě）複製到備用控製係統繼續進行加（jiā）工。具（jù）有絲杆（gǎn）螺距誤差補償及光柵閉環補償功能，提高加工精度。
 
      6）機床（chuáng）具備半自動穿絲係統及鉬絲自動導入導輪裝置，方便員工操作，並配備全（quán）自動數控電動集中潤滑供油係統，具有油、水分離回收環保係（xì）統。
 
 
      5 、結（jié）束語
 
 
      本文（wén）對電（diàn）火花線切割數（shù）控機床（chuáng）進行了係統的介紹，總結了加工工藝並對未來（lái）發展的展望，為（wéi）從事電火花線（xiàn）切割數控機床的（de）的同仁們提供幫助和借鑒，為（wéi）該類裝備設計、生產、銷售提供了一定的參考價值。