浅谈线切割加工技术及其应用

刘军喆 孟宪国

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）

浅谈线切割加工技术及其应用

刘军喆 孟宪国

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）

数控电火花线切割，简称线切割。是利用移动的细金属导线作为工具电极，在金属丝与工件间施加脉冲电流，产生放电腐蚀，对工件进行切割加工。绘制正确零件图，编好程序，将零件找正、装夹后，就可以加工形状复杂的零件。随着工业制造技术的飞速发展，目前在电机、机械加工等行业新产品的研制开发过程中，经常用线切割方法直接切割出零件，大大缩短了研制周期，并降低了加工成本。在众多工业产品的生产过程中，都用到了线切割机床，如飞机制造、汽车模具制造、机械部件的生产等。

线切割；放电腐蚀；二次加工；装夹找正

一 线切割机床的介绍

20世纪中期, 由苏联人开创和发明了电火花加工方法, 线切割放电机也于1960年发明于苏联。在我国五十年代，电火花机床开始进入加工领域。随着机械加工的需求，我国线切割机床的生产和技术得到了迅猛发展，也对线切割机床提出了更高的精度要求，八十年代后期，国内线切割加工技术得到突飞猛进的发展及应用。

二 ﹑线切割机床的类型及其加工范围

2.1 类型。线切割机床根据电极丝运行方向和速度分为两大类，一类是快走丝，一般走丝速度在8～12 m/s；另一类是慢走丝，一般走丝速度低于0.2m/s。慢走丝线切割机床比快走丝线切割机床加工精度高，机床价格也比快走丝线切割机床贵很多。

2.2 应用范围。线切割技术应用广泛，一是因其加工效率高﹑精度高，二是其加工范围广泛。线切割可加工下列工件：

1电火花成形用电极

线切割技术适合加工一般穿孔加工用﹑带锥度型腔加工用及微细复杂形状的电极，同时还有铜钨﹑银钨合金之类的电极材料。

2模具

适用于加工各种形状的冲模﹑蜡模﹑注塑模﹑挤压模﹑粉末冶金模﹑弯曲模等。

3零件

线切割加工的零件，要具有良好导电性的金属零件，适合于加工：

1）各种形状孔及键槽；2）齿轮内外齿形；3）窄长冲模；4）各种平面图案，尤其适用加工复杂样条曲线零件。

利用线切割加工零件的优势：可加工试验样件﹑各种型孔﹑特殊齿轮凸轮﹑成型刀具等复杂形状零件及高硬材料的零件；可进行复杂结构﹑异形槽和标准缺陷的加工；加工薄件时可多片叠在一起加工。线切割加工工件时，有时需要做穿丝孔，用于加工封闭内腔。线切割只能加工贯穿工件，不能加工非贯穿工件，如：沉头孔。线切割加工的工件，须具有良好的导电性，其适合加工钢件﹑铜件等；加工铝件时对机床有腐蚀性。

线切割加工工件时，装夹找正比较关键。零件尺寸参数及技术条件对基面要求较高时，将零件的基面及尺寸参数一起割出，可避免找正零件时产生的误差；零件尺寸参数及技术条件对基面要求不高时，可将基面用磨削的方式加工后，通过拉直找正基面，再用线切割加工工件，即可满足加工精度要求。对于小工件的加工，找正后用市场上销售的“502”胶粘接，可提高装夹效率5-8倍。试验证明：线切割加工工件，对工件产生的力非常小，找正后用“502”胶粘接的方式，非常实用。

三﹑线切割加工机理

3.1 脉冲电源的要求

对电火花线切割加工用脉冲总的要求是：

（1）有高的加工速度，用于提高生产效率； （2）电极损耗低；（3）加工过程质量稳定 （4）工艺范围广 不仅能适应粗﹑中﹑精加工的要求，而且要适应不同工件金属材料的加工。

3.2 机械系统

机床是线切割加工设备的主要部分。机床一般由床身﹑工作台﹑走丝机构﹑丝架﹑工作液循环系统及辅助设施等几部分组成。

1床身

床身为机床的支撑体，是安装其它部件的基础，通常采用箱式结构。床身内部放置机床电器。

2工作台

工作台部件用来安放工件。由上下拖板﹑导轨﹑丝杆螺母副及变速机构4部分组成，其工作原理是驱动电动机通过变速机构将动力传递给丝杆螺母副，丝杆螺母副将传递过来的旋转运动变成沿坐标轴的直线运动，从而获得各种平面图形的曲线轨迹。

3走丝机构

走丝机构可分为高速走丝机构和低速走丝机构。

4工作液循环

线切割加工必须在工作液中进行，其方式可将被加工工件浸在工作液中，也可以采用电极丝冲液的方式。对工作液应具有以下要求： （1）工作液应具有一定的绝缘性。绝缘能力过高，介质击穿所耗能量过大，会降低蚀除量；绝缘能力过低，工作液成了导电体，则不能产生火花放电。（2）有好的冷却性能。 （3）有较好的洗涤性能，利于排屑。（4）有较好的防锈性能，利于机床维护和工件防锈。（5）工作液对人体应无害，工作时，不放出有害气体。

四﹑线切割加工可以分为平面加工﹑锥度加工和二次切割加工等。

1平面加工

平面加工——是指电极丝在加工过程中始终是严格垂直的，电极进行二维平面外形的加工，即X﹑Y方向的移动。

2锥度加工

锥度加工——是指在加工过程中，通过对X﹑Y﹑U﹑V轴的控制，实现上下异形的立体加工。3二次切割加工（1）二次切割加工——预先留出精加工余量进行第一次切割加工，然后针对留下的精加工余量，把加工条件改为精加工条件，分段缩小偏置量，再进行切割加工。（2）一般可分为1～5次切割，称为二次切割加工法。

二次切割加工有如下四个目的：

1）消除工件的加工应力，为后续切割加工减小零件变形。2）可去掉第一次切割时在起始接头处留下的凸起部分。3）改善表面粗糙度。4）提高尺寸精度。

小结

制造技术是制造业赖以发展的支撑。制造业正面临着知识﹑信息﹑环境和资源的严重挑战，因此，制造业必须使用新技术﹑新材料和新工艺来满足不断变化的市场需求。将人类从繁琐的计算﹑分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事创造性的劳动。而线切割作为精密加工方式的一种，快慢走丝呈相互拟补，各展所长。现已成为加工行业中不可缺少的重要加工方法，成为设计制造中实现特殊要求所不可缺少的工艺方法。

[1] 王润孝．先进制造技术导论[M]．北京科学出版社，2004．

[2]蒋以忍．金属工艺学［M］．辽宁省出版局出版 ．

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