【文章內(nèi)容簡介】 切割機(jī)的技術(shù)含量高、市場前景好，可以獲得較高的回報(bào)，是電加工行業(yè)各個(gè)廠家的“必爭之地”、“戰(zhàn)略高地”。也可以說，誰掌握了低速走絲電火花線切割機(jī)的技術(shù)，誰就獲得了下一步企業(yè)發(fā)展壯大的機(jī)遇。為了搶占中國市場， 16 日本、瑞士、臺灣的電加工機(jī)床制造企業(yè)在中國大陸 設(shè)廠生產(chǎn)這類機(jī)床。我國的科技工作者在科技部專項(xiàng)基金的支持下，投入了較大的研發(fā)力量，已完成新一代低速走絲電火花線切割機(jī)的研發(fā)，取得了重大突破，目前已擁有了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，并占領(lǐng)了一定的市場份額，其性能指標(biāo)可達(dá)中檔機(jī)水平。目前還有一些國內(nèi)企業(yè)則希望通過與臺灣相關(guān)企業(yè)的合作，來發(fā)展低速走絲電火花線切割加工技術(shù)。 立式自旋轉(zhuǎn)電火花線切割機(jī)（臥式自旋轉(zhuǎn)電火花線切割機(jī)）。立式回轉(zhuǎn)電火花線切割機(jī)的特點(diǎn)與傳統(tǒng)的高速走絲和低速走絲電火花線切割加工均有不同，首先是電極絲的運(yùn)動(dòng)方式比傳統(tǒng)兩種的電火花線切割加工多了一個(gè)電 極絲的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其次，電極絲走絲速度介于高速走絲和低速走絲直接，速度為 1～ 2m/s。由于加工過程中電極絲增加了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以立式回旋電火花線切割機(jī)與其他類型線切割機(jī)相比，最大的區(qū)別在于走絲系統(tǒng)。立式回轉(zhuǎn)電火花線切割機(jī)的走絲系統(tǒng)由走絲端和放絲端兩套結(jié)構(gòu)完全相同的兩端做為走絲結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了電極絲的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和低速走絲的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。兩套主軸頭之間的區(qū)域?yàn)橛行Ъ庸^(qū)域。除走絲系統(tǒng)外，機(jī)床其他組成部分與高速走絲線切割機(jī)相同。 與單向低速走絲電火花線切割機(jī)床相比，往復(fù)高速走絲電火花線切割機(jī)床在平均生產(chǎn)率、切割精度及表面粗 糙度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上還存在較大差距。針對這些差距，本世紀(jì)初，國內(nèi)有數(shù)家高速往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了在高速走絲機(jī)上的多次切割加工（該類機(jī)床被俗稱為“中走絲” Medium Speed Wire cut Electrical 17 Discharge Machining）。所謂“中走絲”并非指走絲速度介于高速與低速之間，而是復(fù)合走絲線切割機(jī)床，其走絲原理是在粗加工時(shí)采用812m/s 高速走絲，精加工時(shí)采用 13m/s 低速走絲，這樣工作相對平穩(wěn)、抖動(dòng)小，并通過多次切割減少材料變形及鉬絲損耗帶來的誤差，使加工 質(zhì)量也相對提高，加工質(zhì)量可介于高速走絲機(jī)與低速走絲機(jī)之間。因而可以說，用戶所說的“中走絲”，實(shí)際上是往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)借鑒了一些低速走絲機(jī)的加工工藝技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了無條紋切割和多次切割。經(jīng)過幾年的發(fā)展，國內(nèi)幾乎所有生產(chǎn)高速走絲電火花線切割機(jī)床的廠家都在生產(chǎn)及銷售中走絲，但最終表明不是所有的往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)都能進(jìn)行多次切割，或者說不是所有的往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)采用多次切割技術(shù)后都能獲得好的工藝效果。多次切割是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)，它涉及到機(jī)床的數(shù)控精度、脈沖電源、工藝數(shù)據(jù)庫、走絲系統(tǒng)、工作液及大量的工藝 問題，并不是簡單地在高速走絲機(jī)上加上一套運(yùn)絲變頻調(diào)速系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)的，只有那些制造精度高，并在諸方面創(chuàng)造了多次切割條件的往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)才能進(jìn)行多次切割和無條紋切割，并獲得顯著的工藝效果。因此我們的生產(chǎn)企業(yè)必須充分注意到這個(gè)問題，一定要按系統(tǒng)工程來做，真正把這一技術(shù)用好，把這一產(chǎn)品做好。如目前已有一些企業(yè)為進(jìn)一步提高機(jī)床本體精度， X、 Y 坐標(biāo)工作臺采用了直流或交流伺服電機(jī)作驅(qū)動(dòng)單元直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，同時(shí)采用了帶螺距補(bǔ)償功能的全閉環(huán)控制，可以利用數(shù)控系統(tǒng)對機(jī)床的定位精度誤差進(jìn)行補(bǔ)償和修正。在保證精度的前提下 ，減小因長期使用而導(dǎo)致的加工精度下降，延長機(jī)床的使 18 用壽命。運(yùn)絲系統(tǒng)方面采用特殊（大多數(shù)采用金剛石）電極絲保持器，保持電極絲的相對穩(wěn)定，減小加工過程中電極絲的張力變化。冷卻系統(tǒng)方面改變常用的粗放冷卻方式，采取多級過濾并對介電常數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)加以控制，確保精加工的順利進(jìn)行?？刂栖浖矫嫣峁╅_放的加工參數(shù)數(shù)據(jù)庫，可以根據(jù)材料的質(zhì)地、厚度、粗糙度等條件選擇對應(yīng)的加工參數(shù)。相信經(jīng)過我們的努力，多次切割技術(shù)將會更加完善，往復(fù)走絲電火花線切割加工技術(shù)也將得到更好的應(yīng)用和發(fā)展。 往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)采用多次切割技術(shù)后，雖加 工質(zhì)量有明顯提高，但它仍然屬于高速走絲電火花線切割機(jī)的范疇，切割精度和光潔度仍與低速走絲機(jī)存在較大差距，且精度和光潔度的保持性也需要進(jìn)一步提高?！爸凶呓z機(jī)”具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低以及使用消耗少等特點(diǎn)，因此也有其生存的空間，目前執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)仍然是高速走絲機(jī)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此生產(chǎn)企業(yè)在對用戶的宣傳上要注意，一定要實(shí)事求是。 電火花加工設(shè)備屬于數(shù)控機(jī)床的范疇，電火花加工是在一定的液體介質(zhì)中，利用脈沖放電對導(dǎo)體材料的電蝕現(xiàn)象來蝕除材料，從而使零件的 尺寸、形狀和表面質(zhì)量達(dá)到預(yù)定技術(shù)要求的一種加工方法。在機(jī)械加工中，電火花加工的應(yīng)用非常廣泛，尤其在模具制造業(yè)、航空航天等領(lǐng)域有著極為重要的地位。 電火花放電機(jī)床的發(fā)展過程 數(shù)控電火花加工技術(shù)正不斷向精密化、自動(dòng)化、智能化、高效化等方向發(fā)展。如今新型數(shù)控電火花機(jī)床層出不窮，如瑞士阿奇、瑞士 19 夏米爾、日本沙迪克、日本牧野、日本三菱等機(jī)床在這方面技術(shù)都有了全面的提高。 智能化 智能控制技術(shù)的出現(xiàn)把數(shù)控電火花加工推向了新的發(fā)展高度。新型數(shù)控電火花機(jī)床采用了智能控制技術(shù)。專家系統(tǒng)是數(shù)控電火花機(jī)床智能化 的重要體現(xiàn)，它的智能性體現(xiàn)在精確的檢測技術(shù)和模糊控制技術(shù)兩方面。專家系統(tǒng)采用人機(jī)對話方式，根據(jù)加工的條件、要求，合理輸入設(shè)定值后便能自動(dòng)創(chuàng)建加工程序，選用最佳加工條件組合來進(jìn)行加工。在線自動(dòng)監(jiān)測、調(diào)整加工過程，實(shí)現(xiàn)加工過程的最優(yōu)化控制。專家系統(tǒng)在檢測加工條件時(shí)，只要輸入加工形狀、電極與工件材質(zhì)、加工位置、目標(biāo)粗糙度值、電極縮放量、搖動(dòng)方式、錐度值等指標(biāo)，就可自動(dòng)推算并配置最佳加工條件。模糊控制技術(shù)是由計(jì)算機(jī)監(jiān)測來判定電火花加工間隙的狀態(tài)，在保持穩(wěn)定電弧的范圍內(nèi)自動(dòng)選擇使加工效率達(dá)到最高的加工條件；自動(dòng)監(jiān)控加 工過程，實(shí)現(xiàn)最穩(wěn)定的加工過程的控制技術(shù)。專家系統(tǒng)智能技術(shù)的應(yīng)用使機(jī)床操作更容易，對操作人員的技術(shù)水平要求更低。目前智能化技術(shù)不斷地升級，使得智能控制技術(shù)的應(yīng)用范圍更加的廣泛。隨著市場對電加工要求的提升，智能化技術(shù)將獲得更為廣闊的發(fā)展空間。 精密化 電火花加工的精密核心主要體現(xiàn)在對尺寸精度、仿形精度、表面質(zhì)量的要求。時(shí)下數(shù)控電火花機(jī)床加工的精度已有全面提高，尺寸加工要求可達(dá) 177。2 3μm、底面拐角 R 值可小于 ，最佳加工表面 20 粗糙度可低于 。通過采用一系列先進(jìn)加工技術(shù)和工藝方法，可達(dá)到鏡面 加工效果且能夠成功地完成微型接插件、 IC 塑封、手機(jī)、CD 盒等高精密模具部位的電火花加工。從總體來看，現(xiàn)代模具企業(yè)在先進(jìn)數(shù)控電火花機(jī)床的應(yīng)用上，還沒能很好地挖掘出機(jī)床的精密加工性能。因此有必要全面推動(dòng)已有數(shù)控加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，不斷提高模具加工精度。 自動(dòng)化 目前最先進(jìn)的數(shù)控電火花機(jī)床在配有電極庫和標(biāo)準(zhǔn)電極夾具的情況下，只要在加工前將電極裝入刀庫，編制好加工程序，整個(gè)電火花加工過程便能日以赴繼地自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，幾乎無需人工操作。機(jī)床的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率。但自動(dòng)裝置配件的價(jià)格 比較昂貴，大多模具企業(yè)的數(shù)控電火花機(jī)床的配置并不齊全。數(shù)控電火花機(jī)床具備的自動(dòng)測量找正、自動(dòng)定位、多工件的連續(xù)加工等功能已較好地發(fā)揮了它的自動(dòng)化性能。自動(dòng)操作過程不需人工干預(yù)，可以提高加工精度、效率。普及機(jī)床的自動(dòng)化程度是當(dāng)前數(shù)控電火花機(jī)床行業(yè)的發(fā)展趨勢之一。 高效化 現(xiàn)代加工的要求為數(shù)控電火花加工技術(shù)提供了最佳的加工模式，即要求在保證加工精度的前提下大幅提高粗、精加工效率。如手機(jī)外殼、家電制品、電器用品、電子儀表等領(lǐng)域，都要求將大面積（例如100100mm）工件的放電時(shí)間大幅縮短，同時(shí)又要降 低粗糙度。從原來的 改進(jìn)到 ，使放電后不必再進(jìn)行手工拋光 21 處理。這不但縮短了加工時(shí)間且省卻后處理的麻煩，同時(shí)提升了模具品質(zhì)，使用粉末加工設(shè)備可達(dá)到要求。另外減少輔助時(shí)間 (如編程時(shí)間、電極與工件定位時(shí)間等 )，這就需要增強(qiáng)機(jī)床的自動(dòng)編程功能，配置電極與工件定位的夾具、裝置。若在大工件的粗加工中選用石墨電極材料也是提高加工效率的好方法。最佳的加工模式是企業(yè)擴(kuò)大市場空間、提升市場競爭力的資本，其開發(fā)而成的新產(chǎn)品、新技術(shù)亦愈受歡迎。 其它 數(shù)控電火花加工技術(shù)在微細(xì)化、安全化、環(huán)?；?等方面也取得了長足的發(fā)展。 數(shù)控電火花加工技術(shù)日新月異的發(fā)展，至使機(jī)床生產(chǎn)廠家紛紛對生產(chǎn)技術(shù)予以了改進(jìn)。目前數(shù)控電火花機(jī)床在伺服系統(tǒng)和脈沖電源的改進(jìn)上取得了重大成果，大大的提高了數(shù)控電火花加工的質(zhì)量、加工效率。 機(jī)床伺服系統(tǒng)的改進(jìn) 精密的機(jī)床伺服系統(tǒng)對電火花加工具有重要的意義。日前開發(fā)出的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控電火花加工設(shè)備，使加工性能獲得明顯改善。在驅(qū)動(dòng)軸上配置直線電機(jī)從而實(shí)現(xiàn)了高響應(yīng)、平滑的驅(qū)動(dòng)，提高了機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免了動(dòng)作滯后。數(shù)控電火花機(jī)床主軸采用直線電機(jī)的高速抬刀技術(shù)，使加 工屑的排出性能進(jìn)一步提高，進(jìn)而提高了加工性能，實(shí)現(xiàn)免沖液加工。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床，由于高響應(yīng)性伺服產(chǎn)生的良好跟蹤性，能把加工深度誤差控制在最小限度達(dá)到高精度加 22 工。直線伺服系統(tǒng)的應(yīng)用在深窄、微小型腔加工方面具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。直線電機(jī)技術(shù)將成為 21 世紀(jì)電火花機(jī)床伺服系統(tǒng)的主導(dǎo)。 機(jī)床脈沖電源的改進(jìn) 脈沖電源