【正文】 上，把工件放在高精度電子顯微鏡下，就可以得到精確的電極絲偏差曲線。但由于采用微細電極絲加工可獲得更好的加工表面與加工精度，且特別適用于微小零件窄槽、窄縫的加工，因此得到了國外許多研究機構(gòu)與制造商的重視。換絲時間不到 45s。為更好地實現(xiàn)多次切割加工，機床的功能和結(jié)構(gòu)有待于進一步改進和提高；為保證多次切割加工的效率，仍須大幅度提高一次加工的速度，第一次切割加工的速度應保持在 100mm2/min以上。 多次切割加工是高速走絲線切割加工技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。同時，機床運動精度的改善對提高加工精度也是十分重要的，傳統(tǒng)的方法是通過提高工作臺傳動鏈的零件精度與傳動剛度來改善線切割機的運動精度，但這將使機床的成本大為增加。加工工序是自動生成，且自動連接各道工序，無須人工干預，大大降低了機床操作人員的工作強度。低速走絲線切割機中，機械部分已是相當穩(wěn)定，現(xiàn)在主要是軟件的功能不斷更新、增強，并逐步發(fā)展到運用人工智能技術(shù)。 (4)目前的高速走絲線切割機幾乎沒有教育培訓功能，因此機床的操作培訓難，機床的的使用性能依賴操作人員的水平，已是眾所皆知的問題，而基于 PC的數(shù)控系統(tǒng)將充分利用目前 PC日益成熟的多媒體技術(shù)，將為這一功能的實現(xiàn)提供良好的軟、硬件基礎(chǔ)。如高速走絲線切割機開發(fā)基于 PC的數(shù)控系統(tǒng)，那將是國產(chǎn)高速走絲線切割機數(shù)控 系統(tǒng)向開放式數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的一個有效方法。 PC的數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā) 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心部分，其控制性能不僅直接影響機床加工的質(zhì)量和穩(wěn)定性，而且也是擴大機床加工范圍、實現(xiàn)復雜加工的重要手段。隨著科技的發(fā)展，對制造技術(shù)的要求越來越高，高速走絲線切割機面臨相當嚴峻的形勢，應加快發(fā)展機床新技術(shù)，運用新工藝，奮力趕上。國外 (歐美、日本等 )研究發(fā)展的數(shù)控低速走絲電火花線切割機為適應對制造加工技術(shù)的要求，采用閉環(huán)數(shù)字交 (直 )流伺服控制系統(tǒng)，確保優(yōu)良的動態(tài)性能和高定位精度，加工 精度可控制在若干微米以內(nèi)。 2．加工特殊材料 切割某些高硬度，高熔點的金屬時，使用機加工的方法幾乎是不可能的，而采用線切割加工既經(jīng)濟又能保證精度。 4. 可無視電極絲損耗（高速走絲切割采用低損耗脈沖電源；慢速走絲線切割采 用 單向連續(xù)供絲，在加工區(qū)總是保持新電極絲加工），加工精度高 。 （ 2）工作原理：利用移動的金屬絲作工具電極，并在金屬絲和工件間通以脈沖電流，利用脈沖放電的腐蝕作用對工件進行切割加工的。 12 圖 4 靠模仿形控制電火花線切割機床 （ 2）光電跟蹤控制電火花線切割機床 光電跟蹤控制電火花線切割機床，其在進行線切割前，先根據(jù)零件圖樣按一定比例描繪出一張光電跟蹤圖，加工時將圖樣置于機床的光電跟蹤臺上，跟蹤臺上的光點頭始終追隨墨線圖形的軌跡運動，再借助于電氣、機械的聯(lián)動，控制機床工作臺連同工件相對電極絲做相似形的運動，從而切割出與圖樣形狀相同的工件。工作平穩(wěn)、均 勻、抖動小、加工精度高、表面質(zhì)量好，但不宜加工大厚度工件。使往復走絲線切割機床更具有一定的優(yōu)勢 。 （二）電火花線切割機床的類型 1. 按電極絲運行速度分類 （ 1）高速電火花線切割機床（ 往復走絲電火花線切割機床 ） 高速 電火花線切割機床 的走絲速度為 6～ 12 m/s，是我國獨創(chuàng)的機種。打穿絲孔，自動穿絲，可無人值守，精度可穩(wěn)定在 μ 級， 以上的光潔度，最大 200mm/分的效率等，但切厚能力仍不及快走絲，內(nèi)尖角的清根能力仍受絲徑限制，開機運行成本也太高。如果有高水平的維護和精細操作，再多花一倍時間，精度到 ~ 之間，光潔度接近慢走絲效果，也是可能的 。 八十年代是線切割大普及的年代，它成了模具行業(yè)的主力軍，成了機械行業(yè)發(fā)展最快的新工種。當時為買到幾只耐壓80 伏的大功率三極管，要派人持支票到晶體管廠坐等一個月。就這樣切出的如山字形矽鋼片和電子管極板沖模仍是另人矚目。代表的實用例子是化織噴嘴的異型孔加工。 ，工件表面質(zhì)量高，有些 現(xiàn)代 加工 ， 如超聲、電化學、水噴射、磨料流等，加 工余量都是微細進行，故不僅可加工尺寸微小的孔或狹縫，還能獲得高精度 、 極低粗糙度的加工表面 。 用于去除材料表層，以減重；有選擇地加工較淺或較深的空腔及凹槽；對板材、片材、成形零件及擠壓成形零件進行錐孔加工。離子束加工主要應用于微細加工、濺射加工和注入加工。 （ ECM） 電化學加工是通過電化學反應去除工件材料或在其上鍍覆金屬材料等的特種加工。 （三）現(xiàn)代加工技術(shù)分類 現(xiàn)代 加工范圍較廣，有幾十個門類。對于高硬度材料和復雜形狀、精密微細的特殊零件 ,特種加工有很大的適用性和發(fā)展?jié)摿?,在模具、量具、刀具、儀器儀表、飛機、航天器和微電子元器件等制造中得到越來越廣泛的應用。 一 、現(xiàn)代加工技術(shù) （一）現(xiàn)代加工技術(shù)概況 現(xiàn)代加工亦稱“非傳統(tǒng)加工”或“特種加工”，泛指用電能、熱能、光能、電化學能、化學能、聲能及特殊機械能等能量達到去除或增加材料的加工方法，從而實現(xiàn)材料被去除、變形 、改變性能或被鍍覆等。 本次論文以電火花線切割為主線，論述了現(xiàn)代加工技術(shù)，電火花線切割加工技術(shù)的現(xiàn)狀，及電火花線切割加工技術(shù)的發(fā)展趨勢及其主要內(nèi)容。 (設(shè)計 )封面之后?？v觀現(xiàn)代機械制造技術(shù)的新發(fā)展，其重要特征主要體現(xiàn)在它的綠色制造、計算機集成制造、柔性制造、虛擬制造、智能制造、并行工程、敏捷制造和網(wǎng)絡(luò)制造等方面。直接利用光能、熱能、聲能、化學能和電化學能，有時也結(jié)合機械能對工件 進行的加工。為此，各種新材料、新結(jié)構(gòu)、形狀復雜的精密機械零件大量的涌現(xiàn)，對機械制造業(yè)提出了一系列迫切需要解決的新問題。 現(xiàn)代 加工可以按用途分為尺寸加工和表面加工兩大類，每類中又按能量形式、作用原理分為多 種 不同的工藝方法。涂覆加工 可針對表面磨損、劃傷、銹蝕的零件進行涂覆以恢復尺寸；對尺寸超差產(chǎn)品進行涂覆補救。其適用于成形加工、切割加工、焊接加工和超聲清洗?，F(xiàn)代加工技術(shù) 不用機械能，與加工對象的機械性能無關(guān)，有些加工方法，如激光加工、電火花加工、等離子弧加工、電化學加工等，是利 用熱能、化學能、電化學能等，這些加工方法與工件的硬度強度等機械性能無關(guān)，故可加工各種硬、軟、脆、熱敏、耐腐蝕、高熔點、高強度、特殊性能的金屬和非金屬材料。 ， 其綜合加工效果明顯 ， 且便于推廣 應用范圍 。這時人們已經(jīng)認識到如果 “鋼絲鋸 ” 加上 “電火花 ”， “鋸 ”有硬度的淬火鋼應是可能的。復旦大學的幾位老師以 “與生產(chǎn)實踐相結(jié)合 ”成果的方式推出了 “數(shù)字程序控制線切割機 ”，分立元 7 件，四十多塊印刷板，數(shù)碼管和氖燈顯示，常州以手工下線的 70 步進電機，雙 V鋼球?qū)к?，絲杠加導 軌排絲， F 形絲架 ?? 直到今天，用鉬絲、絲杠加導軌排絲、F 形絲架、直徑 150 左右的絲筒、行程開關(guān)換向等仍在延用?？煽啃砸巡皇嵌蠛韱栴}。 計算機在九十年代大發(fā)展大普及，在線切割的應用也得到長足發(fā)展 ，用計算機現(xiàn)成的系統(tǒng)，把繪圖軟件修補改造就能編程，功能控制和接口嫁接過來就能操縱機床，數(shù)據(jù)存儲圖形顯示又都是線切割的強項。用銅絲， ~ 絲徑，一次性使用，絲速2~6 米 /分，無害化的去離子水。慢速和純水也使火花不暴露的浸泡加工成為可能，窄脈寬大峰值的應用，使厚度加工能力和最大加工速度也達到很高的水準。1973 年按照第三機械工業(yè)部的決定，編號為 CKX — 1 的數(shù)控線切割機床開始投入批量生產(chǎn)。但由于往復走絲線切割機床不能對電極絲實施恒 張力控制 ，故電極絲抖動大，在加工過程中易斷絲。由于加工過程中電極絲增加了旋轉(zhuǎn)運動，所以立式回旋電火花線切割機與其他類型線切割機相比，最大的區(qū)別在于走絲系統(tǒng)。在這個階段，兩板 間形成電流。 圖 8 線切割機床的加工原理 1－－數(shù)控裝置 2－－儲絲簡 3－－導輪 4－－電極絲 5－－工件 6－－噴嘴 7－－絕緣板 8－－脈沖發(fā)生器 9－－液壓泵 10－－水箱 11－－控制步進電動機 （ 5）當工件與線電極間的間隙足以被脈沖電壓擊穿時，兩者之間即產(chǎn)生火花放電而切割工件。 7. 無論被加工工件的硬度如何，只要是導體或半導體的材料都能實現(xiàn)加工。因此，一些工業(yè)發(fā)達國家的精密沖的磨削等工序，已被電火花和電火花線切割加工所代替。即使對形狀復雜零件的加工，最高切割速度也可超過 300mm2/min；尺寸精度可達到177。以目前機床的現(xiàn)狀，要在較短的時間內(nèi)與低速走絲線切割機在加工精度方面進行競爭，困難是相當大的，而且研究開發(fā)的代價也會很高，機床的制造成本將大幅度提高，從現(xiàn)實和市場的角度來考慮都是不太適宜的。其含義是：數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)者在一個統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)下開發(fā)自己的產(chǎn)品，該體系結(jié)構(gòu)是一個廣泛認可且透明的規(guī)范。今后，可在以下幾個方面開展工作： (1)傳統(tǒng)的伺服進給控制系統(tǒng)多采用分立元件組成邏輯電路，對放電狀態(tài)的檢測 19 一般采用平均電壓法，這種方法的缺點是對放電間隙狀態(tài)的檢測不夠準確，對放電開路狀態(tài)較敏感 ，而對正常放電和短路放電狀態(tài)響應較慢，難以進行準確的進給跟蹤，因此加工的穩(wěn)定性差。由于在機床加工控制系統(tǒng)中使用了智能控制技術(shù)，機床自動如有經(jīng)驗的操作者一樣使加工過程持續(xù)、穩(wěn)定、優(yōu)化地進行。目前國內(nèi)已開始進行人工智能技術(shù)在電火花線切割加工中的研究，然而研究的深度和廣度還很不夠。 將最新發(fā)展的人工智能技術(shù)引入到高速走絲線切割機中，研制高速走絲線切割機的智能化控制部件和執(zhí)行機構(gòu)，這與當前國家優(yōu)先發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)是一致的，具有重要的實際意義。當絲高速運行時，引起的振動較大，且導輪磨損大，此外電極絲的恒張力控制及張力分檔調(diào)節(jié)較難，運絲系統(tǒng)的這些特點在一定程度上影響了加工精度。為改善高速走絲線切割機的加工品質(zhì)，必須進行多次切割加工的研究。除了能保證加工過程穩(wěn)定及自動穿絲等傳統(tǒng)的要求之外，新型的走絲系統(tǒng)還必須能在保證加工精度的前提下，提高加工的效率。精加工時。最新出現(xiàn)的如電 極絲張力與絲速的多級控制、邊界面切割的適應控制、拐角的補償與適應控制、工作液參數(shù)的適應控制與調(diào)節(jié)、脈沖電源的適應控制等。 在電火花線切割加工中，放電間隙狀態(tài)對于伺服控制以及脈沖電源的自適應控制是一個 很重要的依據(jù)，目前廣泛應用的固定閥值法很難用來測量非矩形間隙電壓波形。 加工表面在線修正技術(shù) 電火花線切割機床通常應用到加工硬質(zhì)合金方面，然而典型的表面缺陷比如，裂縫，微小的凹坑，表面再凝固層等降低了表面的一致性和零件的壽命，因此人們期望通過一些方法來去除這些表面缺陷。通過觀察比較第三次放電加工和表面處理加工時的電流波形可以發(fā)現(xiàn)在第三次放電過程中有電流峰值而在表面處理加工中沒有電流峰值產(chǎn)生。 實踐是檢驗真理的唯一標準，當然也是檢驗學習成果的標準。而線切割作為精密加工方式的一種更是現(xiàn)代化加工制造行業(yè)的領(lǐng)跑者， 快慢走絲呈相互擬補，相互競爭，相互促進，各具特色，各展所長，將是長期共存的局面。 參考文獻 [1] 伍俊 ,李明輝 .淺談高速走絲電火花線切割加工技術(shù)的發(fā)展趨勢 [J].電加工與模具 ,2020 年 02 期 [2] 范文有 .高速走絲線切割機斷絲原因的分析及對策 [J].電加工與模具 ,2020 年04 期 [3] 孫利生 ,黃因慧 ,余承業(yè) .電火花加工中電極損耗的智能控制 [J].模具工業(yè) ,1998 年 11 期 [4] 劉晉春，白基成，郭永豐 .特種加工 [M].北京：機械工業(yè)出版社， [5]王潤孝 .先進制造技術(shù)導論 [M].北京：北京科學出版社， 2020 [6]黎震 .先進制造技術(shù) [M].北京：北京理工大學出版社， 2020 [7]趙萬生 .先進電火花加工技術(shù) [M].北京：北京國防工業(yè)出版社， 2020