高（gāo）速走絲電（diàn）火花線切割機床發展現狀及趨勢
2017-4-14 來源：青島理工大學機械工程學院 作者：王賢勇，吳漢（hàn）卿
摘要:隨著社會經濟的快速發展，對於高速走絲電火花線切割機床的需求也越來越高。本文主要從切割效率、高厚度（dù）切割和大錐度切割等方麵分析了我國線切割（gē）的現狀，並指出了高速走（zǒu）絲未來的發展方向（xiàng），以增強高速走絲的競爭力。
關鍵（jiàn）詞：電火花；線切割；高速走絲
1.引言
高速走絲電火花線切割技術是利用電能對（duì）工件進行加工，而不（bú）是采用機械力。所以高速走絲（sī）可以加工任何硬度、強（qiáng）度和脆性（xìng）的導電材料，不受材料性能的限（xiàn）製，在（zài）現在的機械加工領域中占有很重要的位置，應用十分前景廣闊（kuò）。
2.高速走絲電火花線切割（gē）技術的研究現狀
2.1 切割效率
高速走絲電火花線（xiàn）切割技術在切割（gē）效率方麵較之以前已經有了質的提高。采用智能脈衝（chōng）電源，配合複合工作液，一次切割效率可以達到（dào）150~180mm2/min此時電極絲（sī）損耗≤0.01mm/20萬mm2，最高加工效率可（kě）達到 250mm2/min 以上。這些指標已經接近一般單向走絲切割效率要求，但由於高速走絲電（diàn）火（huǒ）花線（xiàn）切割機床的運行成（chéng）本僅僅是低速走絲的幾十分之一（yī），因此相比之（zhī）下高速走絲具（jù）有十分明顯的優勢（shì）。
2.2 高厚度切割
單向走絲由（yóu）於運行速（sù）度慢，單靠電（diàn）極絲本身的速度（dù）是很難將工作液帶入到加工間隙中來進行冷卻、消電離和排除雜質，需要將去（qù）離（lí）子水高壓噴入。但當切割厚度超過200mm後，靠（kào）高（gāo）壓也很（hěn）難將去離子水帶入到放電（diàn）間隙中，造成斷絲幾率（lǜ）大大增加（jiā），增加了生產成本，同時也影響後續生產環節的進行。而高（gāo）速走（zǒu）絲（sī）的工作（zuò）液主要依靠高（gāo）速移動的電極絲帶入，工作液很容易進入（rù）到放電間隙中，進行冷卻、洗（xǐ）滌和（hé）消（xiāo）電（diàn）離，所以高速走絲可以進行高厚度甚至超（chāo）高厚度切割。現在高速走絲機床最高切割厚度已超過1,000mm，並（bìng）且已有1,500mm以上切割厚度的定製產品問市。
2.3 大錐度切（qiē）割
錐度切（qiē）割顧名思義就是在加工過程中，電（diàn）極絲需要傾斜一定的（de）角度，但是對與低速走（zǒu）絲電火花（huā）線切割機（jī）床（chuáng）而言是非常困難的，因為需要（yào）在加工過程中將工作液高壓噴入傾斜的加工縫隙中，實施難度很（hěn）大。因此利用低速走絲較大錐度進行工件生產時，極易（yì）造成電（diàn）極絲斷裂，影響後續生產。但高（gāo）速走絲主要是依靠高速運行的電極絲將工（gōng）作（zuò）液帶入到加（jiā）工（gōng）縫隙中，相（xiàng）對而言就比較容易（yì）實現大錐度切割（gē）。目（mù）前高速走絲（sī）的最大（dà）切割（gē）錐度已經（jīng）可達±45°，優勢相當明顯。
2.4 穩定（dìng）多次（cì）切割的實現
在加工精度以及（jí）表麵粗糙度方麵，高速走絲相對於低速走絲而言，還是具有（yǒu）一定的差距，而如果使用高速走絲進行多次切割工（gōng）件（jiàn），將大大縮小它們（men）之間的差 距 。目前高速走絲多次切割已經能達（dá）到Ra＜0.8μm，切割精（jīng）度穩定在 0.01mm 以內，3 次切割（割一修二）綜（zōng）合效率可達 80mm2/min，Ra＜1.2μm，與低速走絲（sī）的差距依然不大。
2.5 電極絲（sī）的壽命
電極絲的壽命是高速走絲能夠高效率加工工件的關鍵，是高（gāo）速走絲的生命力之所在。目前在加工條（tiáo）件合適的情況（kuàng）下，1 次上絲 300m，切割麵（miàn）積可以達到900,000mm2，非常可觀。
3.高速走（zǒu）絲電火花線切割技術的發展趨勢
隨（suí）著經濟社會發展越來越迅速，人們（men）對於產品的質（zhì）量要求（qiú）也越來越高。為此，高速（sù）走絲電火花線切割（gē）技術不能在原地踏步，也需在（zài）許多方麵進行（háng）提（tí）高和（hé）發（fā）展，以滿（mǎn）足各方麵的（de）需求，提高市（shì）場競（jìng）爭力。
3.1 更高的（de）加工表（biǎo）麵質量。
隨著經濟的高速發（fā）展，人們對（duì）高速走絲加工表（biǎo）麵的（de）質量要求也越來越高，而電極絲（sī）在加工過程中的振動是造成表（biǎo）麵（miàn）質量差的重要原因，為此應（yīng）加強恒張力運絲係統的研發，以減少加工過程中電極（jí）絲的振動，提高高速走絲加工工件的表麵質量。
3.2 性能更優（yōu）越的工作液。
高速走絲能夠進行（háng）大厚度甚至超大厚度切割，使其優勢之所在（zài），但對工作液的要求也更高（gāo），要保證切割過程平穩，對環境汙（wū）染少，對（duì）人體無害。陶（táo）瓷型複合材料在近（jìn）年來應用非產廣泛，但在利用高速走（zǒu）絲進行加工時（shí），現有的工作液在加工過程中不易流動（dòng），且會（huì）粘附在電極絲上，影響電蝕（shí）產物的排（pái）除以及消電離，很容易造成斷絲，影響後續加工，因此開發適用於這些特殊材料的工作液將迫在眉睫。
3.3 綠色節能（néng）
隨著經（jīng）濟（jì）的發展以及人口（kǒu）的迅速增加，人們對於能源的需求也越來越大，綠色節能已經成為世界經濟（jì）發展的新（xīn）主題。為此必須進行新的脈衝電源的研發，綠色節能和環保將是其必須（xū）具備的品（pǐn）質，這將為高速走絲的快速發（fā）展注（zhù）入新的活力。
3.4 超厚度加工
在超厚度加工方麵，雖然高速走絲（sī）已經可以加工超過 1,000mm 的工件，但是加工過程（chéng）不穩定，造成加工精度以及表麵粗糙度較差，需對600mm以上的超厚度（dù）工件切割方麵多投入力量（liàng），使其能夠穩定加工。
3.5 氣中加工技（jì）術。
氣中加工技術（shù）顧名（míng）思義就是在空（kōng）氣（qì）中進行加工，相對於在工作液中的線切割電火花加工，它具有加工過程環保無汙（wū）染，加工表麵沒有電解腐蝕，表麵質量好等特點。哈爾濱理工大學的專家們已經對氣（qì）中加工工藝進行了研究，並通過實驗驗證了（le）其操作（zuò）的可行性。不過通（tōng）過實驗也發現了其（qí）存在的缺陷，如靠空氣冷卻，冷卻效果很差（chà），沒有工作液帶走切屑，排屑效果差，導致加工速（sù）度緩慢。因（yīn）此，如何改善氣中加工（gōng）技術的冷卻（què）效果和排屑效果將是氣中加工技術發展的重點，對於促進高速走絲的發展也有極其重要的作用。
4.結論
本文（wén）主要介紹了高速走絲電（diàn）火花線切（qiē）割技術在切割（gē）效率和大錐度切割等方麵（miàn）的（de）現狀，以及（jí）其在切割效率和加工表麵質量等方麵發展趨勢，通過這些可以了（le）解自己（jǐ）的不足以及未來（lái）的（de）發展方向，期（qī）望對以後的線切割技術的發展有所貢獻。
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