1 引（yǐn）言

      在特種加工（gōng）的眾（zhòng）多技術中，電火花線切割技術已經發展成為一（yī）個重要的分支（zhī），尤其是在模具生產製造行業、電子行業以及航空航天等（děng）眾多領域，電火花線切割都是關（guān）鍵加工技術。隨著工（gōng）業生產向信息（xī）化、智能化和綠色化的（de）方向發展，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（qiē）割加工技（jì）術進行改進（jìn），不斷研（yán）發新技（jì）術、新工藝、新設備、新元件（jiàn）等，促進了該技術在多領域的（de）高速發展。

2 電火（huǒ）花線（xiàn）切割加（jiā）工技術的原理及線切割機床分類電火（huǒ）花線切割加工技術（WEDM），是（shì）在電火花（huā）加工基礎上發展起來（lái）的，靠電極絲與工件間的火花放電，對工件產生熔（róng）化、拋出作用，以達到對工件進行電蝕切割（gē）的目的（de），從而使（shǐ）產（chǎn）品滿足尺寸、精度的要求（qiú）。在加工（gōng）形狀複雜（zá）、精（jīng）度要（yào）求較高（gāo）的零件中，WEDM 充分展示了其（qí）優越性。例如，在加工衝裁凹（āo）凸模具、刀具、金屬電極、形狀複雜（zá）的鏜腔、細小的（de）孔槽、不（bú）規則（zé）曲線中，WEDM 不僅能夠保證高精度，同時縮短了生產的周期，提高了加工效率，降低了製造成本。

      WEDM 設備機床（chuáng）的分（fèn）類，主要是根據加工過程中電極（jí）絲（sī）所做運動的型式分為兩類，如表（biǎo）1 所示。

      通過比較這兩種機床：由於高速走絲電火花（huā）線切割機床（chuáng）的結構（gòu）相對簡單、易（yì）於維護操作，主要適用於運行成本（běn）低（dī）、對工件精度要（yào）求不高的中低端用戶；在加工特殊零（líng）件、不規則曲線（曲麵）、細小精密零件等，要求更高加工精度、更高表麵質量的時（shí）候，國際主流上多采用低速走絲電火（huǒ）花線（xiàn）切（qiē）割機（jī）床。

3 加工中常見問題及（jí）技術改進現狀

3.1 運絲係統問題（tí）

（1）斷絲現象改進

      在應用WEDM 加工工件的過程中若（ruò）出現斷絲現象，對工件質量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（yuán）因有：電極絲損耗（hào）、裝（zhuāng）絲質量不合格、脈衝電源加工參數選擇（zé）不合（hé）理、工件材（cái）質因素和衝液條件等。國際上不斷有研究人員對於斷絲（sī）現象進行研究並取得進展，近期有研究人員通過實驗，發現（xiàn）在加工中發生斷絲（sī）現象的（de）瞬間，會發生電壓急速上下波動的情況［2］。利用（yòng）這一現象，開發了一種在加工（gōng）過程中發生斷絲（sī）現象前一瞬間（5～40ms），能夠及時（shí）檢測（cè）波動並切斷脈衝，同時自（zì）動控製停止係統進給的裝（zhuāng）置，這種裝置能夠及時避免斷絲帶（dài）來的（de）不（bú）良後果。

      日本發那科公司、三菱公司分別開發了AI脈（mò）衝控製技術、PM 控製（zhì）技術（shù），通（tōng）過這兩項技術在機床（chuáng）上的應用，能夠在單位時間（jiān）內準確統計有效、無效放（fàng）電脈衝，準確（què）監測加工過（guò）程中工件尺寸變化及工作介質的流通狀況。實現（xiàn）在加工過程中不斷調整工作環（huán）境、實時控製（zhì）伺服係統給進、電量等，以保證生產加工過程的高速穩定、無斷絲。

（2）短路現象改（gǎi）進

      短路現象是指電極（jí）絲與工件接觸而不放電切削的現象。排屑不良是引起短路的（de）主（zhǔ）要原因之一。另外，切割時產生大量不導電物質（zhì）也可引起短路導致無法（fǎ）繼續加工。製定加工（gōng）工藝時，需設置合理的放電間隙、運絲速度、電規準、進給速度、切削液流量等參數［4］。若加工時出現短路，可使（shǐ）用設備短路回退的功能，將電極絲脫離短路狀態，停車及時清洗出工件中的電蝕物。發那科公司開發的電火花（huā）線（xiàn）切割機床可以實現自動無損探測、自動檢測短路位置，定位並自（zì）動消除短路現象，這種技術（shù）大大提高了機床在無人操（cāo）作時的安全性。

3.2 加（jiā）工精度與工作效率問題

      WEDM 設備機床通常應用於加工硬質合（hé）金等，然而典型的表（biǎo）麵缺陷（如（rú）裂縫、微小的凹坑以及表麵再（zài）凝固層等）降低了表麵的一致性和零件的壽命。線切割產（chǎn）品的（de）質量主（zhǔ）要受機械係統、工件（jiàn）特性（xìng）、工作液、電極絲（sī）、電參數、工藝（yì）流程及操作人（rén）員水平（píng）等因素影響。

（1）脈衝電源的性能影響

      在精加工中為追求更高的表（biǎo）麵精度，更高的（de）工作效率，必須（xū）將脈衝電（diàn）源（yuán）的影響（xiǎng）降到最低。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。

      瑞（ruì）士阿奇夏米爾公司的AGIECUT PROGRESS V 係列機床，加工效率最高能夠達250mm/min，他們采用的集成式電源，能夠（gòu）時刻監測加工過程，根據工件的變化，調整優（yōu）化電源的放電（diàn）功率。性（xìng）能（néng）卓越的控製電源是快（kuài）速加工的（de）基礎，同時也能夠大大（dà）提高工件的表麵質量，其工件（jiàn）表麵粗糙度可以低於（yú）Ra0.2。

      日本（běn）沙迪（dí）克公司（sī）的線切割超高頻精加工回路，是通過脈衝變壓器的雙脈衝輸出放（fàng）電（diàn）來實現超精加（jiā）工控製。

（2）機械平台改進

      隨著（zhe）WEDM 的不斷發展，不僅需要不（bú）斷提高設備的技術性能，對切割機（jī）床的機械平台也有更高的要求。線切割機床（chuáng）的機械平台的良好性能是實現加工高（gāo）精（jīng）度和加工效率的重要保障。

      研究人員不斷開發了各種材質的機械平台，如瑞士阿奇夏米爾公司研發的（de）以人造花崗岩為主體的線切割機械平台，工作台具有良好（hǎo）的穩定特性，能夠滿足加（jiā）工重型工件的要求；日本牧野（yě）公司研發（fā）的利用絕（jué）緣液體控製熱平衡的（de）機械加工（gōng）平台，實現了主機始終保持等溫狀態，這對（duì）提高機床加工精度和效（xiào）率作用顯著。

3.3 數控係統問題

      高效的數控係統是（shì）實現WEDM 應用於工業生產的關鍵係統，自動化、智能化一直是研究人員不斷追（zhuī）求的目標。最新出現的如電極絲張力與絲速（sù）的多級控製、邊界麵切（qiē）割（gē）的適應控製、拐角加工精度控製（zhì）、工作液參數（shù）的（de）適應控製和脈衝（chōng）電源（yuán）的適應控製等。研究人員不斷地完善數（shù）據（jù）庫，增強數據庫（kù）的實用性，從而可以為不同數（shù）控係統（tǒng）提供基礎參數（shù），就目前的研究來（lái）看，國內外（wài）開發的放點檢測裝置及伺服控製電（diàn）路都能夠很好地減小誤差，實現穩定高速的精加工。

      瑞士阿奇夏米爾公司的ROBOFIL 係列機床，研發ICP 防撞係統對機床五個運動軸進行保護，用以避免由編程或操作錯誤引（yǐn）起的碰撞，該（gāi）係統置於運動控製部件內（nèi）部，監測微小的異常力，實現在工件受損之前自動停機。

      蘇州電加工機床研究所研發（fā）的DK7632 低速走絲電火花線（xiàn）切（qiē）割機床，改進了放電狀態檢測及伺服控製電路，采（cǎi）用恒電壓加（jiā）工伺服控製策略，既保證了工件尺寸精度，又保證了拐角控製和變截麵（miàn）加工的進程，有利於加工（gōng）穩（wěn）定性和工件精度的提（tí）高。

4 我國電火花線切割技術的發展狀況及趨勢

      根據電火花線（xiàn）切割技術（shù）本身具（jù）有的（de）特點，主要有四大（dà）發展趨勢，即高效率化、高精度化、高自動化和綠色（sè）化，需要研究（jiū）人員和一線技術工人共同努力，不斷開發新的複合加（jiā）工方法（fǎ）。

      對於高速走絲電火花線（xiàn）切割技術的發展，原則上應堅持技術原有的優勢，在低成本（běn）的基礎上不斷提升（shēng）加工產品的（de）品質，滿足適（shì）應更多客戶生產要求，提升競爭力。高速走絲電（diàn）火花線切（qiē）割技術（shù）在今後的一個重要發展方向是多次加工。為了提高工件加工精度，進行多（duō）次加工，必須改進脈衝電源、進給策（cè）略和運絲係統等的（de）控製，在往複走絲電火花線切割技（jì）術的基礎上，開始使用較快絲速、較強高頻電流（liú）對工件（jiàn）進行切割，最後則（zé）采用類似於單向走絲線切割的多次（cì）切割技術，用較慢絲速、較弱（ruò）高頻電流對工件進行修光，這（zhè）樣在一定程度（dù）上可實現高（gāo）質量和高生產率的有效結合。高速走絲（sī）多次切割工藝是提高電火花線切（qiē）割綜合工藝指標的有效途徑，有待進一步研究，更好地用（yòng）於工業生產。

      在國外（wài），低速走絲電（diàn）火花線切割加工設備經過不斷的發展，在技術、運行成本方麵已經（jīng）取得了很大的進步，技術已經（jīng）很成熟。而我國（guó）與國（guó）際先進水平相差還比（bǐ）較大，需要及時地消化吸收國外（wài）的（de）新技術，運用於我國產品上，並根據我（wǒ）國及國際市場的實際情況研發新工（gōng）藝，才能使這一差距（jù）逐步縮小。