電火花線切割加工技術(簡稱（chēng）線切割)是在電火花加工（gōng）基礎（chǔ）上發（fā）展起來的（de），靠電極絲與工（gōng）件間的火花放電對（duì）工件進行切割。線切（qiē）割機床是以一根沿本身軸（zhóu）線移動的細金屬（shǔ）絲作（zuò）為工具電極， 沿著給定的軌跡加工出相（xiàng）應（yīng）幾何圖形的工件。線切割機床按走絲速度可分為快走絲、中走絲和慢（màn）走絲三種[1]。快走絲線切（qiē）割機床的走絲速度一般為8~10 m/s， 可雙向往返循（xún）環（huán）地（dì）運行， 加（jiā）工（gōng）效率高。低走絲線切割（gē）機床的走絲速度一般（bān）低於0.2 m/s， 電極絲作單向運動，且電極絲放電後（hòu）不再使用， 加工精度高。結合快走絲和慢走絲機（jī）床（chuáng）的優缺點， 我國獨創出中走絲線切割機（jī），其原理為對工件作多次反複的切割，開（kāi）頭幾刀用較快絲速、較（jiào）強高頻電流（liú）來切割，最後一刀則（zé）用較慢絲（sī）速、較（jiào）弱高頻電流修光。這樣可實現（xiàn）高質量和高生產率的有效結合。本文以DK7732 型（xíng）中走絲（sī）線切割機（jī）床為依托，闡述其原理，並總結在使用過程中產生的問題及解決措施。

1 加工原理

      電（diàn）火（huǒ）花線切割機床的工作原理如圖1 所示[2]。纏繞在運（yùn）絲筒4 上的電極（jí）絲5 沿運絲（sī）筒的回轉（zhuǎn）方向以特定的速度移動（dòng）， 裝在機（jī）床工作（zuò）台上的工件（jiàn）2 由工作台按預定控製軌跡相對（duì）於電極絲作成形運動，就可加工出所需形狀的工件。線切割機床常采用鉬絲或（huò）硬性黃銅絲作（zuò）為電極絲， 我校所配線切割機床主要是采用直徑為0.2mm 的鉬絲。脈衝電源3 發出（chū）的高頻脈衝電壓的一極接工件2， 另一極接電極絲5。在電極絲與工件（jiàn）之間加有足夠的、具有一定絕緣性的工作液。當電（diàn）極絲與工件間的距離小到一定程度時(大約為0.01mm)，其間的介質被電離擊穿出現脈衝（chōng）放電，產生瞬時高（gāo）溫(可高達10000℃左右)，使工件表麵的（de）金屬局部熔化，乃至氣化，把熔化金（jīn）屬材料拋出或被液體介質衝走，從而（ér）切（qiē）割成形。

2 加工中常見問題及解決措施

2.1 斷絲（sī）

      在加工過程中經常會出現斷絲現象， 既降低產品質量又影響生產效率。造成斷絲的因素很多，如傳（chuán）動機構、電極（jí）絲及裝絲工（gōng）藝、電參數、機械故障、工件（jiàn）材質及其裝夾和加工路（lù）線、工作液（yè）等（děng）[3]。下麵就電極絲（sī）、裝（zhuāng）絲工藝、電參（cān）數選擇、工件、工作液等影響斷絲的重要因素進行分析。

      (1) 電極絲質量（liàng）差或損耗造成斷絲。為了避免斷絲， 也為了（le）保證加工質量， 應選擇質量好的電極絲，並及時（shí）更換電極絲。

      (2) 裝絲質量差引起斷絲。在實踐教學中發現有以下3 種情況會導致裝絲質量差（chà）： ①很多初學者在裝絲（sī）時對電極絲的（de）鬆緊度把握不當（dāng）， 導致電極絲過緊或過鬆，出現斷絲；②電（diàn）極絲打折或疊絲造成斷絲；③電極絲兩端所留餘量過小，換向時由轉動慣性導致斷絲。所以在上絲時一定要注意（yì），最好（hǎo）在（zài）距上絲架左（zuǒ）邊緣10mm 附近（jìn）開始上絲， 並使用上絲輪緊絲（sī），調節左、右撞塊，使（shǐ）鉬絲（sī）兩（liǎng）端餘量（liàng）2~3mm，使用一段時間後可將換向行程開關（guān）向裏移動一（yī）點， 並保證絲筒換向時能及時（shí）切斷高（gāo）頻電源。另外，很（hěn）多初學（xué）者對（duì）線切割機床結構及原理了解不夠， 隻是照搬書本， 不知各（gè）部件具體用途， 在裝絲（sī）時出現割斷（duàn）導電塊（kuài）、絲不在導輪中、換向時撞塊調（diào）節不及時等現象，均（jun1）會導致斷（duàn）絲。

      (3) 電參數選擇不（bú）合理引起斷絲。初學（xué）者（zhě）缺乏電參數對工件厚度、加工精度的影響（xiǎng）這方麵的實（shí）踐（jiàn）經驗，盲目調節各項參數，容易（yì）斷絲。一般情況下（xià），加工電流、脈（mò）衝寬度、變頻跟蹤調節不當都是造成斷絲的重要原因。因此，要兼顧（gù）加工速度、表麵粗糙（cāo）度及（jí）穩定性（xìng），正（zhèng）確選（xuǎn）擇脈衝電源加工參數，防止或減少斷絲故障。以加工大厚（hòu）度工件為例（lì），電參數的選擇如下：加工電流控製（zhì）在2.5~3A，脈衝寬度選64 μs，絲速為4 m/s，進給速度調至3~5 m/s，間隔比選6 μs，分組脈（mò）衝和分組間隔比設置為0 即可。

      (4) 工件的因素也會導致斷絲。在實際操作過程（chéng）中，有學生在線切（qiē）割練習中對鋁件進行加工（gōng），出現嚴重的斷絲現象。其實（shí），這（zhè）主要是學（xué）生對線切（qiē）割（gē）原理及應用了解不夠。線切割時，放電間隙中會產生瞬（shùn）時高溫，使部分工件（jiàn）材料發生氧化反應，並粘附在電極絲上。當切（qiē）割鋼鐵、銅鈦等金屬材料時，其氧化物屬（shǔ）於導電性物（wù）質， 導電（diàn）性良好， 能保證（zhèng）切割的正常進行。而加工鋁及鋁合金（jīn）材料時， 其金屬氧化物是陶（táo）瓷性物質（zhì），導電性差，導致（zhì）出現切不動工件、斷絲、加快導電（diàn）塊的消耗等現象[4]。可見，采（cǎi）用線切割加工工件時必須對材質特點有所熟悉， 並合（hé）理選擇切割裝置。另外，易變形的工件（jiàn）或工件（jiàn）表麵（miàn）有毛刺（cì）、銳邊等也會造（zào）成夾絲（sī）、短路現象，引起斷（duàn）絲（sī）。因此，線切（qiē）割加工時，采用合理的裝夾方（fāng）式避免（miǎn）工件出現裝夾變形、消除工件內應力減少工件的變形、加工前仔細清理工件等都是有必要（yào）的。

      (5) 工作液（yè）濃度不合理、衝刷不足、工（gōng）作液不夠（gòu）或堵塞均會（huì）造成斷絲。工作液在電火花線切割加工中除了（le）對電極、工件起冷卻作用外（wài）， 還具有衝（chōng）刷切縫、排除電蝕（shí）物和潤滑工件表（biǎo）麵及防鏽的（de）作用。若（ruò）工作（zuò）液配製比例不合理將會引起放電異（yì）常影響加工。工作液工作時， 如果衝擊（jī）力過大會使電極（jí）絲偏移，使（shǐ）放（fàng）電不均勻；反之，如果衝擊力過小，工作液無法衝入切縫中， 電極絲無法正常放電且無法排除電蝕物。因此，在使用過程中要按要求的比例配製工作液，並定期檢查（chá），還（hái）可通過觀察切削液的顏色，發現異常及時（shí）更換。

2.2 短路

      在線切割加（jiā）工（gōng）中出（chū）現（xiàn）短（duǎn）路現象也是學生們碰到的一個棘手問題。短路就是電極（jí）絲與工件接觸而（ér）不放電切削的（de）現象。排屑不良是引起短路（lù）的主要原因之一[5]。導輪和導電（diàn）塊（kuài）上的電蝕物堆積嚴（yán）重，不能及時清理；工作（zuò）液濃度太高（gāo）；加工參數（shù）選擇不當（dāng）等都可能導致排屑不暢。另外（wài），切割時產生大量不導電物質也可引起短路導致無法繼續加工。若加工中頻繁短路也會引起斷絲（sī），影響加工質量。因此，製定加工工藝時，需設置合理的放（fàng）電間隙、運絲速度、電規準、進（jìn）給速度（dù）、切削液流量等參（cān）數。若加工（gōng）時出現短路現象，可使用設備短路回退（tuì）的功能，將電極絲（sī）脫離短路狀態，停車（chē）及時清洗出工件中的電蝕物(但注意電極絲走絲機構不能停，否則加工位置將會發（fā）生改變)。

2.3 工件質量差

      線切割製件質量（liàng）的好壞直接關係著其能否（fǒu）在製造業中占有一席之地。零件質量的評價（jià）指標除了表麵（miàn）質量和加工精度（dù）， 還要考慮（lǜ）到加工（gōng）速（sù）度和（hé）電極損（sǔn）耗情況（kuàng）。線切割產品（pǐn）的質量主要受機械（xiè）係統、工件、工作液、電極絲、電參數、工藝流程及操作人員水（shuǐ）平等多方麵（miàn）的因素影響。以在線切割培訓中操作員加工中（zhōng）出現的情況為例， 很（hěn）多學生不清楚切入點（diǎn）和切割（gē）路線對製件的影響，胡亂選擇，導致所加工產品質量差。切入點是電極絲開始（shǐ）切割成（chéng）品零件的第一點，應盡可能選在切割表麵的拐角處， 如直線與（yǔ）直線的（de）交點或直線與圓弧的交點或切點。如果沒有這些點，則選擇精（jīng）度要求不高且便於（yú）鉗工修（xiū）整的位置切入[6-7]。切割路（lù）線應向遠離工件夾具的方向進行，即先加工非固定（dìng）邊，後加工固定邊，盡量保（bǎo）持材料（liào）對工件的支持（chí）剛度， 防止因工件強度（dù）下降或材料內應（yīng）力的釋放（fàng）而產生過量變形（xíng）。由此可見，圖2 所（suǒ）示的四種切（qiē）割路線中，圖2(d)的切割路線最為合理（lǐ）。

      另外， 手工編程（chéng）時尺寸補償的設（shè）定也令廣大初學者頭（tóu）疼。線切割加工時受電極絲與火（huǒ）花放電（diàn）間隙的影響（xiǎng）， 導致（zhì）切割後工件的實際尺（chǐ）寸與理論尺寸不一致。因此在編程時要根據工件的尺寸（cùn）要求和電極絲的實（shí）際（jì）直徑對工件理論尺寸進行補償。尺寸補償包括尺寸大小(電極絲實際半徑與放電間（jiān）隙0.0lmm 之和)和方向的補償[8]。在手工編程時，學（xué）生在確定尺寸的補償（cháng）值時一般不（bú）會出錯， 但（dàn）在補償方向選擇（zé）上容（róng）易出錯，致使加工出來的工件尺寸超差。為解決此問題， 本人建議學生在生成軌跡時先選擇大補償值（zhí）， 可根據工件形狀和（hé）切割路線的相對位置來確定工件加工時的電極絲的補償方向， 再重新生成加（jiā）工軌跡。 

3 結束語

      線切割產品的質量主要受多方（fāng）麵的因素綜合影（yǐng）響，而因素之間又是相互聯係和製約的。為（wéi）了達到最佳的線切割效果，首先要（yào）注意機床機械部分的保養、熟悉線切割加工原理和特點（diǎn）， 還要對工件材料性能有所（suǒ）了解，選擇合理的加工參數和（hé）工藝流程，優化各項性能指標（biāo）。