縱觀電火花切割機(jī)床數(shù)十年的發(fā)展歷程，介紹電火花線切割數(shù)控機(jī)床分類(lèi)、特點(diǎn)及進(jìn)行加工時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，并提出了對(duì)該類(lèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展方向的建議。
　　

　　1943年，前蘇聯(lián)科學(xué)家鮑·洛·拉扎連柯院士首先利用電火花腐蝕觸點(diǎn)的原理，把火花放電用來(lái)導(dǎo)電的金屬材料進(jìn)行電火花加工，將有害的電火花腐蝕變?yōu)橛杏玫碾娀鸹庸?。隨著電火花加工技術(shù)的發(fā)展，用電火花線切割機(jī)床加工各種材料及復(fù)雜形狀，已經(jīng)成為機(jī)械加工領(lǐng)域內(nèi)的通用加工工藝，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制造工件質(zhì)量的好壞。本文介紹了電火花線切割數(shù)控機(jī)床分類(lèi)、特點(diǎn)及進(jìn)行加工時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，希望對(duì)該類(lèi)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向提供有價(jià)值的建議。

　　1、電火花線切割加工的特點(diǎn)

　　電火花線切割的加工特點(diǎn)主要如下：

　?。?）無(wú)論被加工的材料硬度如何，只要是導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料都能實(shí)現(xiàn)加工。

　　（2）無(wú)需金屬切削刀具，以0.03mm～0.35mm的金屬絲為電板工具，工件材料的預(yù)留量少，有效節(jié)約貴重材料。

　?。?）雖然加工的對(duì)象主要是平面形狀，但幾乎能夠方便加工各種復(fù)雜形狀的型孔、微孔、窄縫等。

　　（4）直接采用精加工和半精加工一次加工成形，一般不需要中途轉(zhuǎn)換。

　?。?）只對(duì)工件材料進(jìn)行了圖形輪廓加工，圖形內(nèi)外的余料還可以利用。

　?。?）自動(dòng)化程度高，操作方便，加工周期短，成本低。

　　2、設(shè)備分類(lèi)及加工工藝名詞術(shù)語(yǔ)注釋

　　2.1設(shè)備分類(lèi)

　　高速走絲電火花線切割數(shù)控機(jī)床按控制系統(tǒng)分類(lèi)，有單片機(jī)或單板機(jī)控制系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)或單板機(jī)控制系統(tǒng)的核心部分是單片機(jī)或單板機(jī)，沒(méi)有編程的功能，其內(nèi)存容量相對(duì)較?。晃C(jī)控制系統(tǒng)的核心部分是一臺(tái)微機(jī)，微機(jī)又分兩種：一種是普通微機(jī)，在其中插一塊編程控制卡，另一種是有些公司所制造的專(zhuān)用微機(jī)。這兩種都是既有編程功能又有控制功能。其內(nèi)存容量相對(duì)其較大。根據(jù)高速走絲電火花線切割數(shù)控機(jī)床按機(jī)床是否有切割錐度的功能可分為普通數(shù)控電火花線切割機(jī)床和可切割錐度功能的數(shù)控電火花線切割機(jī)床。高速走絲電火花線切割數(shù)控機(jī)床按線架數(shù)分類(lèi)可分為一臺(tái)機(jī)床一個(gè)線架和一臺(tái)機(jī)床幾個(gè)線架，一臺(tái)機(jī)床幾個(gè)線架的機(jī)床，它能同時(shí)切割同一個(gè)工件的幾個(gè)部位，能提高生產(chǎn)的效率。

　　2.2加工工藝名詞術(shù)語(yǔ)注釋

　　加工工藝在數(shù)控電火花加工過(guò)程中對(duì)質(zhì)量的好壞起著極其重要的作用，因此，在加工之前以及加工過(guò)程中對(duì)于各種參數(shù)的選定，乳化液的選用以及加工路徑的確定等等，都至關(guān)重要。在此了解一些在加工過(guò)程中常遇到部分名詞術(shù)語(yǔ)。

　　（1）單邊放電間隙δ電，是火花放電時(shí)電極絲外圓與工件之間的單邊距離。若只進(jìn)行一次切割，通常認(rèn)為切割鋼件時(shí)，δ電=0.01mm；切割硬質(zhì)合金時(shí)，δ電=0.005mm；切割紫銅時(shí)，δ電=0.002mm。

　?。?）間隙補(bǔ)償量f，間隙補(bǔ)償量f等于電極絲半徑r絲與放電間隙δ電之和，即f=r絲δ電。例如：用φ0.2mm的電極絲加工鋼工件，只進(jìn)行一切切割，則間隙補(bǔ)償量f=電極絲半徑r絲＋放電間隙δ電=0.1 0.01=0.11mm。

　?。?）表面粗糙度Rα，是工件表面微觀不平度的算術(shù)平均值，單位是μm，其是衡量線切割加工表面質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。

　　3、加工過(guò)程中應(yīng)關(guān)注的問(wèn)題

　　3.1加工時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

　　線切割加工過(guò)程中乳化液的選用須達(dá)到具有良好的洗滌能力和排屑能力，能在電極絲高速運(yùn)轉(zhuǎn)的帶動(dòng)下，滲透到切縫中，起到溶屑和排屑的作用，并且使工件表面光亮，改善表面粗糙度，且具有良好的冷卻作用。由于電極絲與工件之間產(chǎn)生火花放電時(shí)溫度較高，乳化液在電極絲帶動(dòng)下起到冷卻作用，能具有防銹功能。加工路徑的選擇好壞對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的好壞也有著一定的影響，由于加工工件都存在一定的內(nèi)應(yīng)力，這會(huì)對(duì)切割出工件的形狀及尺寸帶來(lái)一定的影響，對(duì)于工件的應(yīng)力變形，一般采用鉆孔或切槽等方法，還有用回火熱處理來(lái)消除內(nèi)應(yīng)力，切割時(shí)采取鉆穿絲孔，并選擇最后切割?yuàn)A持部分這邊的合理切割路徑，以限制應(yīng)力釋放對(duì)切割出工件的形狀和尺寸的不良影響?？傊腥朦c(diǎn)的確定應(yīng)遵循以下原則：

　?。?）從加工起點(diǎn)至切入點(diǎn)路徑要短；

　　（2）從工藝角度考慮，切入點(diǎn)在棱邊外為好；

　?。?）切入點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)有尺寸精度要求的地方；

　?。?）在切割凹模時(shí)，在切割完成點(diǎn)應(yīng)設(shè)置暫停符，以便取下廢料，防止廢料掉下時(shí)砸斷電極絲或卡住下支架。

　　3.2加工經(jīng)驗(yàn)分享

　　以下就筆者在加工過(guò)程中遇到的問(wèn)題，將加工的經(jīng)驗(yàn)介紹如下，以期為將來(lái)的加工問(wèn)題做出相應(yīng)的參考依據(jù)。

　?。?）斷絲后對(duì)儲(chǔ)絲筒上剩余鉬絲的處理：如果儲(chǔ)絲筒上的鉬絲上得比較多且夠粗，那么斷絲后，剩余的一部分還可以加以利用，應(yīng)先找到斷頭并固定好，把較少的部分鉬絲抽掉，然后將儲(chǔ)絲筒調(diào)整到合適的位置重新穿絲。

　?。?）斷絲后重新加工的方法：可以采用原地穿絲，如果原地穿絲比較困難，那么可以將程序反身空走回到加工起始點(diǎn)，也可以手動(dòng)起始點(diǎn)，穿絲后再切割，對(duì)精度沒(méi)有影響；如果此時(shí)是加工到配合件則注意減持鉬絲量。

　　（3）工件變形夾絲：對(duì)于一些熱處理變形大的工件或薄件疊加加工時(shí)，會(huì)出現(xiàn)夾絲現(xiàn)象，這時(shí)應(yīng)在切割過(guò)程中穿入與切割縫隙寬度一致的塞尺，以防止夾絲。薄板加工時(shí)應(yīng)用螺桿緊固，壓緊工件。

　?。?）鉬絲直徑變換引起斷絲：對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間切割后，電板絲直徑已變細(xì)，這時(shí)換向處的電極絲由于沒(méi)有放電損耗變小，容易夾斷，所以切割一段時(shí)間后（正常情況下在12h左右），應(yīng)使用千分尺量一下電極絲直徑的變化，并適當(dāng)將儲(chǔ)絲筒的兩塊換向檔塊向里移動(dòng)一些。

　　目前高速走絲數(shù)控電火花線切割也存在著一些問(wèn)題，如加工工件的尺寸精度低，工件表面質(zhì)量不夠好，生產(chǎn)效率也不是很高。

　　4、實(shí)現(xiàn)多次及多線切割是電火花線切割數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向

　　為了解決高速走絲電火線切割多年來(lái)存在的問(wèn)題，很多生產(chǎn)線切割機(jī)床的廠家及一些科技工作者經(jīng)過(guò)多年的實(shí)驗(yàn)研究，一致認(rèn)為“多次切割”和“多線頭”是高速走絲電火花切割機(jī)床的發(fā)展方向?！岸啻吻懈睢笨梢悦黠@提高高速走絲電火花線切割機(jī)床的切割加工精度和切割速度，減少加工表面粗糙度Ra值，多線頭線切割機(jī)床可以明顯地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)資料的浪費(fèi)，降低物耗，降低操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度。為了滿足高速走絲電火花線切割機(jī)床在生產(chǎn)中應(yīng)用，對(duì)多次切割及多線頭機(jī)床應(yīng)進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新?？蓮囊韵聨讉€(gè)方面入手：

　?。?）按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制機(jī)床的制造精度，提高機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度，并提高走絲系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　?。?）研制適應(yīng)多次切割用的脈沖電源，改進(jìn)變速取樣的跟蹤系統(tǒng)。

　?。?）采用新型耐磨性好的導(dǎo)向裝置，更有效地控制電板絲的空間位置和抖幅。

　　（4）控制和消除往返切割系統(tǒng)，減少電極絲的張力變化，具有適應(yīng)多次切割的多種走絲速度。

　?。?）研制高速走絲多次切割適用的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)及多次切割的編程控制軟件。

　?。?）選用適用于多次切割的工作液，進(jìn)行多次過(guò)濾，對(duì)介電常數(shù)等關(guān)鍵進(jìn)行控制。

　　隨著技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)的需求，廣東中山銳鋒數(shù)控設(shè)備有限公司研發(fā)生產(chǎn)的雙線頭數(shù)控電火花機(jī)床，已經(jīng)成熟地投入市場(chǎng)，它具有如下鮮明的特點(diǎn)。

　　1）數(shù)控系統(tǒng)可直接相互聯(lián)網(wǎng)，工藝圖紙數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸直接轉(zhuǎn)換成加工程序，避免二次作圖編程的出錯(cuò)機(jī)率，便于組成實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及機(jī)床控制中心，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能化集中管理。

　　2）控制柜采用全封閉結(jié)構(gòu)，防止灰塵、濕氣及油污進(jìn)入機(jī)柜內(nèi)，機(jī)柜內(nèi)的電器元件保持干凈、干燥及恒溫，使控制系統(tǒng)不受天氣變化，特別是南方地區(qū)南風(fēng)天的影響，保證機(jī)床控制系統(tǒng)安全，可靠運(yùn)行。

　　3）機(jī)床電器采用變頻系統(tǒng)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)并配電子手輪，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的快速移動(dòng)，快速移動(dòng)速度不低于65mm/s。機(jī)床在加工前或加工過(guò)程中斷絲，可隨時(shí)建立相對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)，大大縮短空程時(shí)間，提高工作效率。

　　4）數(shù)控系統(tǒng)具有切割參數(shù)專(zhuān)家數(shù)據(jù)庫(kù)和智能型數(shù)據(jù)庫(kù)，可根據(jù)不同材料的不同厚度轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行加工，數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容可隨時(shí)升級(jí)。具有故障報(bào)警功能及顯示故障點(diǎn)，便于維修排除故障。

　　5）數(shù)控系統(tǒng)可隨時(shí)拷貝當(dāng)前加工狀態(tài)，并可復(fù)制到備用控制系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行加工。具有絲桿螺距誤差補(bǔ)償及光柵閉環(huán)補(bǔ)償功能，提高加工精度。

　　6）機(jī)床具備半自動(dòng)穿絲系統(tǒng)及鉬絲自動(dòng)導(dǎo)入導(dǎo)輪裝置，方便員工操作，并配備全自動(dòng)數(shù)控電動(dòng)集中潤(rùn)滑供油系統(tǒng)，具有油、水分離回收環(huán)保系統(tǒng)。

　　5、結(jié)束語(yǔ)

　　本文對(duì)電火花線切割數(shù)控機(jī)床進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，總結(jié)了加工工藝并對(duì)未來(lái)發(fā)展的展望，為從事電火花線切割數(shù)控機(jī)床的的同仁們提供幫助和借鑒，為該類(lèi)裝備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售提供了一定的參考價(jià)值。