電火花線切割加工技術(簡稱線切割)是在電火花（huā）加（jiā）工基礎上發展起來的，靠電極絲與工件間（jiān）的（de）火花放電對工件進行切割。線切（qiē）割機床是以一根沿（yán）本身軸線移動的細金屬絲作為工具電（diàn）極， 沿著給定的軌跡加工出相應幾何（hé）圖形的工件。線切割機床按走絲速度可分為快走絲（sī）、中走絲和慢走絲（sī）三種[1]。快走絲線切割機床的走絲（sī）速（sù）度一般為8~10 m/s， 可（kě）雙向往返（fǎn）循環地運行， 加（jiā）工效率高。低走絲線切割機床的走（zǒu）絲速度一般低於0.2 m/s， 電極絲（sī）作單向運動，且電極絲（sī）放電後不再使用， 加（jiā）工精度（dù）高。結合快走絲和慢走絲機（jī）床的優缺點， 我國獨創出中走絲線切割機，其原理為對（duì）工件作多次反複的切割，開頭幾刀（dāo）用較快絲速、較強高（gāo）頻電流來切割，最後一刀（dāo）則用較慢絲（sī）速、較弱（ruò）高頻電流修光。這樣可實現高質量和高生產率（lǜ）的有效結合。本文（wén）以DK7732 型（xíng）中走絲線切割機床為依托，闡述其（qí）原（yuán）理，並總（zǒng）結（jié）在使用過程中產生的（de）問題及（jí）解決措施。

1 加工原理

      電火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 上的電極絲5 沿運絲筒的回轉（zhuǎn）方向以特定的速度移動， 裝在機床工作台上的工件2 由工作台按預定控製軌跡相（xiàng）對於電極絲作成形運動（dòng），就可加工出所需（xū）形狀的工件。線切割機床常（cháng）采用鉬絲或硬性黃銅絲作為（wéi）電極（jí）絲， 我校所配線切割機床主要是采（cǎi）用直徑為0.2mm 的鉬絲。脈衝電源3 發出的高（gāo）頻脈衝電壓的一極接工件2， 另一極接電極絲5。在電（diàn）極絲與工件之間加有足夠的、具有一定絕緣性的工（gōng）作液。當電極絲與（yǔ）工件（jiàn）間的距離小到一定程度時(大約為（wéi）0.01mm)，其間（jiān）的介質被電（diàn）離擊穿出現脈衝放電，產生瞬時高溫（wēn）(可（kě）高達（dá）10000℃左右（yòu）)，使工件表麵的金（jīn）屬局部熔化，乃至氣化，把熔化金屬材料拋出或被液體介質衝走，從而（ér）切割（gē）成形。

2 加工中常見問（wèn）題及解決措施

2.1 斷絲

      在加工過（guò）程中經常會出（chū）現斷絲現象， 既降低產品質量又影響生（shēng）產效（xiào）率。造成斷（duàn）絲的因素很（hěn）多，如傳動（dòng）機構、電極絲及裝絲工藝、電參數、機械故障、工件材質（zhì）及其裝夾和加（jiā）工（gōng）路線、工作液等[3]。下麵就電極絲、裝絲工藝、電參數選擇、工（gōng）件、工作液等影響斷絲的重要因素進行分析。

      (1) 電極（jí）絲質量（liàng）差或損耗造成斷絲。為了（le）避免斷絲， 也為了保（bǎo）證加工質量（liàng）， 應選擇質量好的電極絲，並（bìng）及時更換電極絲。

      (2) 裝絲質量差（chà）引起（qǐ）斷絲。在實踐教學中發現有以下3 種情況會（huì）導致裝絲質量差： ①很多初（chū）學者在裝絲時對電極絲的（de）鬆緊度把握不當， 導致電極絲過（guò）緊或過鬆，出現斷絲；②電極絲打折或疊絲造成斷絲；③電極絲兩端所（suǒ）留餘量過小，換向時由轉動慣性導致斷絲。所以在上絲（sī）時一定要（yào）注意，最好在距上絲架左邊緣10mm 附近開始上絲， 並使用上絲輪緊絲（sī），調節左、右撞塊，使鉬絲兩端餘量2~3mm，使用一段時（shí）間後可將換向（xiàng）行程開（kāi）關向裏移動一點， 並保證絲筒換向時能及時切斷高頻電源。另外，很多初學者對（duì）線切（qiē）割機床結（jié）構及原理了解不夠， 隻是照搬書本（běn）， 不知各部件具體用途， 在裝絲時出現割（gē）斷導電塊、絲不在導輪中、換向時撞塊調節不及時等現（xiàn）象（xiàng），均會導致斷絲（sī）。

      (3) 電參數選擇不合（hé）理引起斷絲。初學者（zhě）缺乏電參數對工件厚度、加（jiā）工精度的影響這方麵的實（shí）踐經驗，盲目調節各項參數，容易斷絲。一般情況（kuàng）下（xià），加（jiā）工電流、脈衝寬度（dù）、變頻跟蹤調節（jiē）不（bú）當都是造成（chéng）斷絲的重要原因。因此，要（yào）兼顧加工速度、表麵粗糙度及穩定性，正確選擇脈衝電源加工參數，防止或減少斷絲故障。以加工大厚度工件為（wéi）例，電參數的選擇如下：加工電流控（kòng）製在2.5~3A，脈衝寬（kuān）度（dù）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，分組脈衝（chōng）和分組間隔比設置為0 即可（kě）。

      (4) 工件（jiàn）的因素也會導致（zhì）斷絲。在實際操作過（guò）程中，有學生在線切割練習中對鋁件進（jìn）行加工，出現嚴重的斷絲現象。其實，這主要是學生對（duì）線切割原理（lǐ）及應用了解不夠。線切割時，放電間隙中會產生瞬時高溫，使部分工件材料發生氧化反應，並粘附在電極絲上。當切割鋼鐵、銅鈦（tài）等金屬材料（liào）時，其氧化物屬於導電性物質（zhì）， 導（dǎo）電性良好， 能保證切割的正常進行。而加工鋁及鋁合（hé）金材料時， 其金屬（shǔ）氧化物是陶瓷性物質，導電性差，導致出現切不動工件、斷絲、加快導電塊的消耗等現象[4]。可見，采用線切割（gē）加工工件時必須對材質特點有所熟（shú）悉， 並合理選擇切割裝置。另外，易（yì）變形的工件或工件表麵有毛刺、銳邊等也會造成夾絲、短路現象，引起斷絲（sī）。因此，線（xiàn）切（qiē）割加工時，采用合理的裝夾方式避免工件出現裝夾變形、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（gōng）作液濃度（dù）不合理、衝刷不足、工作液不夠或堵塞（sāi）均（jun1）會造成斷絲。工作液在電火花線切割加工中除了對電極、工件起冷卻作用（yòng）外， 還具有衝刷切縫、排除電蝕（shí）物和潤滑工（gōng）件表麵及防鏽的作用。若工作液配製比（bǐ）例不合理將會（huì）引起放電異常影響加工。工作液工作時（shí）， 如果衝擊力過（guò）大會使電極絲（sī）偏移，使放電不（bú）均勻；反之，如果衝擊力（lì）過小，工作液無法衝入切縫中， 電極絲無法正常（cháng）放電且無（wú）法排除電蝕（shí）物。因此，在（zài）使用過程（chéng）中要按要求的比（bǐ）例配（pèi）製工作液，並定期檢查，還可通過觀（guān）察切削液的（de）顏色，發現異常及時更換。

2.2 短（duǎn）路

      在線切割加工中（zhōng）出現（xiàn）短路現象也是（shì）學生們碰到的一個（gè）棘手問題。短路就是（shì）電極絲與工件接觸而不放電切削的（de）現象。排屑（xiè）不良是引起短路的主要原因之（zhī）一（yī）[5]。導輪和導電塊上的電蝕物堆積嚴重，不能及時清理；工作液濃（nóng）度太高；加工參數選擇不當等都（dōu）可能導致排屑不暢。另外（wài），切割時（shí）產生大量不導電物質也可引起短路導致無法繼續加（jiā）工。若加工（gōng）中頻繁（fán）短路也會引起斷絲，影響加工質量。因此，製定加工工藝時（shí），需設置合理的放電（diàn）間（jiān）隙、運絲速度、電規準、進給速度、切削液流量等參數。若加工時出現短路現象，可使用設（shè）備短路回退的功能，將電極絲脫離短路狀態，停車及時清（qīng）洗出工件（jiàn）中的電蝕物(但注意電極（jí）絲走絲機（jī）構不（bú）能停，否（fǒu）則加工位置將會發生改變)。

2.3 工件（jiàn）質量差

      線切割製件質量的好壞直接關係著其能否在製造業中占有一（yī）席之地。零件質量的評價指（zhǐ）標除了表麵質量和加工精度， 還（hái）要考（kǎo）慮到加工速度和電極損耗情況。線切割產品的質量主（zhǔ）要受機械係統、工件、工作液、電極絲、電參數、工藝流程及操作人員水平等多方麵的（de）因素影響。以在線切割培訓中操作員加工中出現（xiàn）的情（qíng）況為（wéi）例， 很多學（xué）生不清楚切入點和切割路線對製件（jiàn）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切割成品零件的第一點，應盡可能選在切割表麵的拐角處， 如直線與（yǔ）直線的交點或直線與圓弧的交（jiāo）點或切點。如果沒有這些點，則選擇精度要（yào）求不高且便於鉗工修（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（jìn）行，即（jí）先加工非固定邊，後加工固定邊，盡量保持（chí）材料對工件的支持剛度， 防（fáng）止因工件強度下降（jiàng）或材料內應力的釋放（fàng）而產生過量變形。由此可見，圖2 所示的（de）四種切割路線中，圖2(d)的切割路線最（zuì）為合理。

      另外， 手工編（biān）程時尺寸（cùn）補償的設定也令廣大初學者頭疼。線切割加（jiā）工時受電極絲與火花放電間隙的影響， 導致切割（gē）後工件的實際（jì）尺寸與（yǔ）理論尺寸（cùn）不一致（zhì）。因此（cǐ）在編程時要根據工件的尺寸要求和電極絲（sī）的實際（jì）直（zhí）徑對工件理論尺寸進（jìn）行補償。尺寸補償包括（kuò）尺寸大小(電極絲實際半徑與放電間隙0.0lmm 之和)和方（fāng）向的補償[8]。在手工編（biān）程時，學生在確定尺（chǐ）寸的（de）補償值時一般不會出錯， 但在（zài）補償方向選擇上容易出錯，致使（shǐ）加工出（chū）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（dà）補償值， 可根據（jù）工件形狀和切割路線的相對位置來確（què）定工件加工時的電極絲的補償（cháng）方向， 再重新生成加工軌跡。 

3 結束語

      線切割產品的質量主要受多方麵的因（yīn）素綜合影響，而因素之間又是相互聯係和製約的。為了達到最佳的線切（qiē）割效果，首先（xiān）要注意機床機械部分的保（bǎo）養、熟悉線切割加工原理和特點， 還要對工件（jiàn）材料性能有（yǒu）所（suǒ）了解，選（xuǎn）擇合（hé）理的加工參數（shù）和工（gōng）藝流程，優化各項性能指（zhǐ）標。