1 引言

      在特（tè）種加工的眾（zhòng）多技術中，電火花線切割技術已經發展成為一個重要的分（fèn）支，尤其（qí）是在模具生產製（zhì）造（zào）行業、電子行業以及航空（kōng）航天（tiān）等眾多（duō）領域，電火花線切（qiē）割都是關鍵加（jiā）工技術。隨著工業生產向信息化、智能化和綠色（sè）化（huà）的（de）方向（xiàng）發展，研究人員采用先（xiān）進的現代技術和研究手段對電火花線切割加工技術進行改進，不斷研發新技術（shù）、新工藝、新設備、新元（yuán）件等，促進了該技（jì）術在多（duō）領域的高（gāo）速發展。

2 電火花線切割加工技術的原理及線切割機床分類電火花線切割加工技術（WEDM），是在電火花加工基礎上發展起（qǐ）來的，靠電極絲（sī）與工件間的火花放電，對工件產生熔化、拋出作用，以達到對工件（jiàn）進行（háng）電蝕（shí）切割的目的（de），從而使產品滿足尺寸、精度的要求。在加工形狀複雜、精度要求較高的零件中，WEDM 充分展示了其優越性。例如，在加工衝裁凹凸模具、刀具、金屬電極、形狀複雜的鏜腔、細小的孔槽、不（bú）規（guī）則曲（qǔ）線中，WEDM 不（bú）僅能夠保證高精度，同（tóng）時縮短了生產的周期，提高了加工效率，降低了製造成本。

      WEDM 設（shè）備機床（chuáng）的分類，主（zhǔ）要是根據加工過程中電極絲所做（zuò）運動的（de）型式分為兩類，如表1 所示（shì）。

      通過比較這兩（liǎng）種機床：由於高速走絲電火（huǒ）花線切割機床的結構相對簡單、易於維護操作，主要適（shì）用於運行成（chéng）本低、對工件精（jīng）度要（yào）求不高（gāo）的中低端（duān）用戶；在加工特殊零件（jiàn）、不（bú）規則曲線（曲麵（miàn））、細小精密零件（jiàn）等，要求更高加工精度、更高表麵質量的時候，國際主（zhǔ）流上多采用低速走絲電（diàn）火花線切割機床。

3 加工中常見問題及技術改進現狀

3.1 運絲係（xì）統問題

（1）斷絲現象改進

      在應用WEDM 加（jiā）工工（gōng）件的過（guò）程中若出現斷（duàn）絲現象，對工件質量（liàng）和加工效率都有較大影響。在實踐操作中引起斷絲的常見原因（yīn）有：電（diàn）極（jí）絲損耗、裝絲質量不合格、脈衝電源加工參數選擇不合（hé）理、工件材質因素和衝液條件等。國際上不斷（duàn）有研究人員（yuán）對於斷絲現象（xiàng）進（jìn）行研（yán）究並取得進展，近期有研究人（rén）員通過實驗，發現在加工中發生斷絲現象的瞬間，會發（fā）生電壓急速上下波動的情況［2］。利用這一（yī）現象，開（kāi）發（fā）了一種（zhǒng）在加工過程中發生斷絲現象前一瞬間（jiān）（5～40ms），能夠及時檢測波動並切斷脈衝，同時自動（dòng）控製停（tíng）止係統進給的（de）裝置，這種（zhǒng）裝置能夠及時避免斷絲帶來的不良後（hòu）果。

      日本發那（nà）科公（gōng）司、三菱公司分別開發了AI脈衝控製技術、PM 控製技術，通過這兩項技術在機床（chuáng）上的應用，能夠（gòu）在單位時（shí）間內（nèi）準確統計有效、無效放電脈衝，準確監測加工過程中工件尺寸變化及工作介質的流通狀況。實現在加工（gōng）過程中不斷調整工（gōng）作環境、實時控製伺服（fú）係（xì）統（tǒng）給進、電量等，以（yǐ）保證生產加工（gōng）過程的高速穩定、無斷絲。

（2）短路現象改進

      短路現象是指電極（jí）絲與（yǔ）工件（jiàn）接觸而不放電切削的現象。排屑不良是引起短路的主（zhǔ）要原因之一（yī）。另外，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。製定加（jiā）工（gōng）工藝時，需設置合理的放電間隙、運絲速度、電規（guī）準、進給速度、切削液流（liú）量等參數［4］。若加工時出現短路，可使用設備短路回退的功能，將電極絲脫離短路狀態，停車及時清洗（xǐ）出工件中的電蝕物。發那科公司開發的電火花線（xiàn）切割機床可以實現自動無（wú）損探測、自動檢測短路位置，定位並自動消（xiāo）除短路現象，這種技術大（dà）大提高了機床在（zài）無人操作（zuò）時的安全性。

3.2 加工（gōng）精度（dù）與工（gōng）作效率問題

      WEDM 設備機床通常應（yīng）用於加工硬質合金等，然而典型的表麵缺陷（如（rú）裂縫、微（wēi）小的凹坑以及表麵再凝固層等）降低了表麵的一致性（xìng）和（hé）零（líng）件的壽命。線切割產品的質量主要受機械係統、工件特性、工作（zuò）液、電極絲、電參數、工藝流程及操作人員水（shuǐ）平等因素影響。

（1）脈衝電源的性能影（yǐng）響

      在精加工中為追求更高的表麵精度，更高的工（gōng）作效率，必須將脈衝電源的影響降到（dào）最低。國外的機床生產企業都相繼研發了各種高效脈衝電源，力求在更短的時間內，保證放電量（liàng）。

      瑞士（shì）阿奇夏米爾公司的AGIECUT PROGRESS V 係列機床，加工效率最高能夠達250mm/min，他們采用的集成式（shì）電源，能夠時刻監測加工過（guò）程，根據（jù）工（gōng）件的變化，調（diào）整優化電源的放電功率。性能卓越的控製電（diàn）源是快速加工的基礎，同時也能（néng）夠大大提高工件的（de）表麵質量，其工件表麵粗（cū）糙度可以低於Ra0.2。

      日本沙迪克公司的線切割超高頻精加工（gōng）回路，是通過脈（mò）衝變壓器的雙（shuāng）脈衝（chōng）輸出（chū）放電來實現超（chāo）精加工控製。

（2）機械平台改進

      隨著（zhe）WEDM 的不斷（duàn）發展，不（bú）僅需要不斷提高設備的技術性能，對切割機床的機械平台也有更（gèng）高的要求。線切割（gē）機床的機械平台的良好（hǎo）性能是（shì）實現加工高精度和加工效率的重要保障（zhàng）。

      研究人員不斷（duàn）開發了各種材質的（de）機械（xiè）平台，如瑞（ruì）士阿奇夏（xià）米爾公（gōng）司（sī）研發（fā）的以人造花崗岩為主體的線切割機械平台（tái），工作台具有良好的穩定特性（xìng），能夠滿足加工重型工件的要求；日本牧野公司研發的利用絕（jué）緣（yuán）液體（tǐ）控製熱平衡的（de）機械加工平台，實現了主機始（shǐ）終（zhōng）保持等溫（wēn）狀態，這對提高（gāo）機床加工精度和效率作用（yòng）顯著。

3.3 數控係統問題

      高效的數控（kòng）係統是實現WEDM 應用於工業生（shēng）產的關鍵係統，自動化、智能化（huà）一直是研究人（rén）員不斷追求的目標。最新出現的如電極絲張力與絲（sī）速的多級控製、邊（biān）界麵切割（gē）的適應控製（zhì）、拐角加工精度控製、工作液參（cān）數的（de）適應控（kòng）製和（hé）脈衝電源的適應控製等。研究人員不斷地完善數據（jù）庫，增（zēng）強數據庫的（de）實用性，從而可以為不同數控係統提供基礎參數，就目前的研究來看，國內外開發的放點檢測（cè）裝置（zhì）及伺服（fú）控製電路都能夠很（hěn）好地減小誤（wù）差，實現穩（wěn）定高速的精加工。

      瑞士阿奇夏米（mǐ）爾公司（sī）的ROBOFIL 係（xì）列機床，研發ICP 防撞係統對機床五個運動軸（zhóu）進行保護，用以避免由編程或操作錯誤引起的碰撞，該係統置於（yú）運動控製部件內部，監（jiān）測微小的異常力，實現在工（gōng）件受損之前自動停機。

      蘇州電加工機床研究所研發的DK7632 低速（sù）走絲電火花線切割機床，改進了放電狀態檢測及伺服控製電路，采用恒電壓加工伺服控製策略，既保證了工件尺（chǐ）寸精度（dù），又保證了拐角控製和變截麵加工的進程，有利於加工穩定性和工件精度的提高。

4 我國電火花線切（qiē）割技術的發展狀況及趨勢（shì）

      根據電火花線切割技術本身（shēn）具有的（de）特點，主要有四（sì）大發（fā）展趨勢，即高效（xiào）率化（huà）、高精度化、高自動化和綠色化，需要研究（jiū）人員和一線技術工人共同努力，不斷（duàn）開發新的複（fù）合加工方（fāng）法。

      對於高速走絲電火（huǒ）花線切割技術的發展，原則上應堅持技術原有的優勢，在低（dī）成本的基礎上不斷提升加工產品的（de）品質，滿足適應更多客戶生產要求，提升競爭力（lì）。高速走絲電火花線切割技術（shù）在今後的一個重要發展方向是（shì）多次（cì）加工。為了提高工件加工精度，進行多次加工，必須改（gǎi）進脈衝電源、進給策略（luè）和運絲係統等的控製，在往複走絲電火花線切割技術的基（jī）礎上，開始使用較快（kuài）絲速、較強高頻（pín）電流對工件進（jìn）行（háng）切割，最後則采（cǎi）用類似於單向（xiàng）走絲（sī）線切（qiē）割的多次切（qiē）割技術，用較（jiào）慢絲速、較弱高頻電流對工件（jiàn）進行修光，這樣在一定程（chéng）度上可實現高質量和高生產率的有效結合。高速走絲多次（cì）切割工藝是提（tí）高電火花線（xiàn）切割綜合工藝（yì）指標（biāo）的有效途徑，有（yǒu）待進一步研究，更（gèng）好地用於工業生產。

      在國外，低速走（zǒu）絲電火花線切割加工設備經過不斷的發展，在技（jì）術、運行成本方麵已（yǐ）經取得了很大（dà）的進步，技術已經（jīng）很成熟（shú）。而我國與國際先進（jìn）水平相差還比較大，需要及時地消化吸收國外的新技術（shù），運用於我國產品上，並根據我國及國際市場的實際情況研發新工藝，才能使（shǐ）這一差距逐步（bù）縮小。