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高速走絲電火花線切（qiē）割機（jī）床發展現狀及趨勢

2017-7-25 來源：青島理工大學機械工程學院作者：王（wáng）賢勇，吳漢（hàn）卿（qīng）

摘要:隨著社會（huì）經濟的（de）快速（sù）發（fā）展，對於高速走絲（sī）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、高厚度切割和大錐（zhuī）度切割等方麵分析了我國線切割（gē）的現狀（zhuàng），並指出了高速走絲未來的發展（zhǎn）方向，以增強高速走絲的（de）競爭力。

關鍵詞（cí）：電火花；線（xiàn）切割；高速走絲

1.引言

高（gāo）速走絲電火花線切割技術是利用電能對工件進行加工，而不是采（cǎi）用機械力。所以高速走絲可以加工任何硬度、強度和脆性的（de）導電材料（liào），不受材（cái）料性能的限製，在現在的機械加工領域（yù）中占有（yǒu）很重要的位

置，應用十（shí）分前景廣闊。

2.高速走絲（sī）電火花線切割技術的研（yán）究現狀

2.1 切割效率

高速走絲電火花線切割技術在切割效率方麵較之以前已經有了質的提高。采用智能脈衝電源，配合複合（hé）工（gōng）作液，一次切割效率可以達到150~180mm2/min此時電極絲損耗≤0.01mm/20萬mm2，最（zuì）高加工效可（kě）達（dá）到 250mm2/min 以上。這些指標已經接近（jìn）一般單向走絲切割效率（lǜ）要求，但由於高速走（zǒu）絲電火花線切割機床的運行成本僅（jǐn）僅是低速走絲的幾十分之一，因此（cǐ）相比之下高速走絲具有十分明顯的優勢。

2.2 高厚度切割

單向走絲由於運行速度慢，單靠（kào）電（diàn）極絲本身的速度是很難將工作液帶入到（dào）加工間隙中來進行冷卻、消電離和排除雜質，需要將去離子水高壓噴入。但（dàn）當切割厚度超過200mm後，靠高壓也很難將去離子水帶入到放電間隙中，造（zào）成斷絲幾（jǐ）率大大（dà）增加，增加了生（shēng）產（chǎn）成（chéng）本，同時也影響後（hòu）續生產環節的進行。而高速走絲的工作液主要依靠高速移動的電極（jí）絲（sī）帶入，工作液很容易進入到放電間隙中，進行冷卻、洗滌和消電離，所（suǒ）以高速走絲可以進行高厚度甚至超高厚度（dù）切割。現在高速走絲機床最高切割厚度已超過1,000mm，並且已有1,500mm以上切割厚度的定製產品問市。

2.3 大錐（zhuī）度切割

錐度切割顧名思義就是在加（jiā）工過程中，電（diàn）極絲需要傾（qīng）斜一定的角度，但是對與低速走絲電火花線切割機床而言是非常困難的，因為需要在加工過（guò）程中（zhōng）將工作液高壓噴入傾斜的加工縫隙中，實施難度很大。因此利用低（dī）速走絲較大錐度進（jìn）行工（gōng）件（jiàn）生產時，極易造成電極（jí）絲斷裂（liè），影響後續生產。但高速走絲主要是依靠高速運行的電極絲將工作液帶入到加工縫隙中，相對而言就比較容易實現大錐度切割。目前高速（sù）走絲的最大切割錐度已經可達±45°，優勢相當明顯。

2.4 穩定多次切割的實（shí）現

在加工精度以及表麵粗糙度（dù）方麵，高速走絲相對於低速走絲而言，還（hái）是具（jù）有一（yī）定的差距，而如果使用高速走絲進行（háng）多次切割工件，將大大縮小它們之間的（de）差距（jù）。目前高速走絲多（duō）次（cì）切割已經能達到Ra＜0.8μm，切（qiē）割精度（dù）穩定在（zài） 0.01mm 以（yǐ）內，3 次切割（割一修二）綜合效（xiào）率可達 80mm2/min，Ra＜1.2μm，與低速走絲的差距（jù）依然不大。

2.5 電極絲的壽命

電極絲的壽命（mìng）是高速（sù）走絲能夠高效率（lǜ）加工工件的關鍵，是高速走絲的生命力之所在。目前在加工（gōng）條件合適（shì）的情況下，1 次上絲 300m，切割麵積可以達到900,000mm2，非常可觀。

3.高速走絲電火（huǒ）花線切割技術的發展趨勢

隨著經濟社（shè）會發展越來越迅速，人（rén）們（men）對於產品的質量要求也越來越高。為此，高速走絲電火花線切（qiē）割技術不能在原（yuán）地踏步，也需在許多方麵進（jìn）行提高和發展，以滿足各方麵的需求，提高市場競爭力（lì）。

3.1 更高（gāo）的加工表麵質量。

隨著（zhe）經濟的高速（sù）發展，人們對高速走絲加工表麵的質量要求也（yě）越來越高，而電極絲在加工過（guò）程中的振動是造成表麵質量差的重要原因，為此應加強恒張力運絲係統的研發，以（yǐ）減少加工過（guò）程中電極絲的振動，提高高速（sù）走絲加工工件的表麵質量。

3.2 性能更優越的工作液。

高速走絲能夠進行大厚度甚至超大厚度切割，使其優勢之所在，但對工（gōng）作液的要求也更高，要保證切割過程平穩，對環境汙染少，對人體無害。陶瓷型（xíng）複合材料在近年來應（yīng）用非產廣泛（fàn），但在利用（yòng）高速走絲進行加工時，現有的工作液在加工過程中不易流動，且會粘（zhān）附（fù）在電極絲上，影響電（diàn）蝕產物的排除以及消電離，很容易造成斷絲（sī），影響後續加工，因此開發適用於（yú）這（zhè）些特殊材料的工（gōng）作液將迫在眉睫。

3.3 綠色節（jiē）能

隨著經濟的發展以及人口的迅速增加（jiā），人們對於能源的需求也越（yuè）來越大，綠色節（jiē）能已經成為世界經（jīng）濟發展的新主題。為此必須進行（háng）新（xīn）的脈衝電源的研發，綠色（sè）節能和環保將是其必須具備（bèi）的（de）品質，這將為高速走絲的快（kuài）速發展注（zhù）入新的活力。

3.4 超厚度加工

在超厚度加工方（fāng）麵，雖然高速走絲已經可以加工超過 1,000mm 的工件，但是加（jiā）工過程不穩定（dìng），造成加工精度以及表麵粗糙度較差，需（xū）對600mm以上的超厚度工件切割方麵多投（tóu）入力量（liàng），使（shǐ）其（qí）能夠穩定加工。

3.5 氣中加工技術。

氣中加工技術顧名（míng）思義就是在空氣中進（jìn）行加工，相對於在工作液中的線切割電火（huǒ）花加（jiā）工，它具有（yǒu）加工過程環（huán）保無汙染，加（jiā）工表麵沒有（yǒu）電解腐蝕，表麵質量（liàng）好等特點。哈爾濱理工大學的專家們已經對氣中（zhōng）加工（gōng）工（gōng）藝進（jìn）行了研究，並通過實驗驗證了其操作（zuò）的可行性。不過通過實驗也發現了其存在的缺陷，如靠空氣冷卻，冷卻（què）效果很差，沒有工作液帶走切屑，排屑效果差，導致加工速度緩慢。因此，如何改善氣中加工技（jì）術的冷卻效果和排屑效果將是氣中加工技術發展的重（chóng）點，對於（yú）促進高速走絲的發展也有極其（qí）重要的作用。

4.結論

本文主要介紹了高速走絲電火花（huā）線（xiàn）切割技術在切割效率和大錐（zhuī）度切割等方麵的現狀，以及其在切割效率和加（jiā）工表麵（miàn）質量等方麵（miàn）發展趨勢，通過（guò）這些可（kě）以了解自己（jǐ）的不足以及未（wèi）來的發展方向，期望對以後的線切割技術（shù）的發展有所貢獻。

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