论文2012年 10 月 28 日目录摘要 (3)引言 (3)正文 (4)一．电火花线切割概述 (4)二．电火花线切割加工原理 (5)三．电火花线切割加工特点 (6)四．电极丝的参数选用 (7)五．电火花线切割加工的应用范围 (7)六．线切割中常见问题与处理措施 (8)七．电火花线切割机床组成和分类 (8)八．电火花线切割加工技术的现状 (9)结论 (10)参考文献 (11)电火花线切割技术摘要：随着机械制造业水平的不断提高和产品加工精度的需要，先进的机械制造技术的应用也就顺理成章。

线切割是通过带负电荷的工具电极和带正电荷的工件之间产生一次火花放电，产生瞬时的高温，使局部的金属熔化、气化而被蚀除掉，获得“以柔克刚”的效果。

关键词数控电火花线切割加工原理特点应用发展现状引言机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。

随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。

先进制造技术的特点有：（1）它是面向21世纪的技术。

（2）是面向工业应用的技术。

（3）是驾驭生产过程的系统工程。

（4）是面向全球竞争的技术。

（5）是市场竞争三要素的统一。

然而电火花线切割技术是先进制造技术之一，在机械生产中应用范围广，它主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极，各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等，具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点，已在生产中获得广泛的应用，目前国内外的电火花线切割机床已占电加工机床总数的60％以上。

现介绍数控电火花线切割机床加工及电极丝的选择,重点论述线切割的加工原理，特点和应用范围和发展现势。

正文一．电火花线切割概述电火花线切割加工(Wire Cut Electrical Discharge Machining，简称WCEDM)是在电火花加工基础上于50年代末在前苏联发展起来的一种新工艺，由于其加工过程是利用线状电极靠火花放电对工件进行切割，故称电火花线切割。

目前，国内外的线切割机床已占电加工机床的60%以上。

电火花加工典型零件二．电火花线切割加工原理电火花线切割加工是在电火花加工基础上用线状电极(钼丝或铜丝)靠火花放电对工件进行切割，利用移动的细金属丝( 铜丝或钼丝) 作为工具电极( 接高频脉冲电源负极， 对工件( 接高频脉冲电源正极) 进行脉冲火花放电。

其加工原理示意图如下图所示：电火花腐蚀主要原因：两电极在绝缘液体中靠近时，由于两电极的微观表面是凹凸不平，其电场分布不均匀离得最近凸点处的电场度最高，极间介质被击穿，形成放电通道，电流迅速上升。

在电场作用下，通道内负电子高速奔向阳极，正离子奔向阴极形成火花放电，电子和离子在电场作用下高速运动时相互碰撞，阳极和阴极表面分别受到电子流和离子流的轰击，使电极间隙内形成瞬时高温热源，通道中心温度达到10000度以上，以致局部金属材料熔化和气化。

三．电火花线切割加工特点1． 用来加工一般切削方法难以加工或无法加工的形状复杂的工件，如冲摸、凹凸模及外形复杂的精密零件等。

也可以加工锥面。

但是不能加工盲孔；2 .不像电火花成形加工那样要制造特定形状的工具电极，而是采用直径不等的铜丝或钼丝等作工具电极，因此切割用的刀具简单，大大降低了生产准备工时。

3.工具电极和工件之间不直接接触，几乎没有切削力，所以加工的材料可以选用高硬度的材料（一般加工工件都可在淬火后进行）；(a ) 加工示意图1—绝缘底板；2—工件；3—脉冲电源；4—滚丝筒；5—电极丝(b ) 线切割加工原理示意图4. 电极丝直径较细(0.025～0.3mm)，切缝很窄，这样不仅有利于材料的利用，而且适合加工细小零件。

5. 电极丝在加工中是移动的，不断更新(慢走丝)或反复使用(快走丝)，可以完全或短时间不考虑电极丝损耗对加工精度的影响。

6. 依靠计算机计算和控制电极丝轨迹和偏移轨迹，可方便地调整凸凹模具的配合间隙，并且依靠锥度切割功能可实现凸凹模一次加工成型。

7.自动化程度高、操作方便，易于实现自动化；8.轮廓加工所需加工的余量少，能有效地节约贵重的材料。

9.采用乳化液或去离水的工作液，不必担心发生火灾，可以昼夜无人连续加工。

10. 电火花线切割能切割加工传统方法难于加工或无法加工的高硬度、高强度、高脆性、高忍性等导电材料及半导体材料。

11.任何复杂开头的零件，只要能编制加工程序就可以进行加工，因而很适合小批零件和试制品的生产加工，加工周期短，应用灵活。

12.采用四轴联动，可加工上，下面异形体，形状扭曲曲面体，变锥度和球形等零件。

四、电极丝的参数选用电极丝根据机床的种类不同所选用的电极丝的粗细也不一样钼丝进刀的快慢直接和电流的大小有关，不能为获得快的速度而使电流的值越大，这样会烧掉电极丝；而电流越小，表面光滑度不好，所以线切割的参数还得根据具体的实际要求来选用。

五、电火花线切割加工的应用电火花线切割主要用于各种冲模、塑料模、粉末冶金模等二维及三维直纹面组成的模具及零件。

也可切割各种样板、磁钢、硅钢片、半导体材料或贵重金属，还可进行微细加工，异形槽和试件上标准缺陷的加工。

广泛用于电子仪器、精密机床、轻工、军工等。

（1）平面形状的金属模加工：冲模、粉末冶金模、拉拔模、挤压模的加工（2）立体形状的金属模加工：冲模用凹模的退刀槽加工、塑料用金属压模、塑料模分离面加工（3）电火花成形加工：用电极制作形状复杂的微细电极的加工、一般穿孔用电极的加工、带锥度型模电极的加工（4）试制品及零件加工：试制零件的直接加工、批量小品种多的零件加工、特殊材料的零件加工、材料试件的加工（5）轮廓量规的加工：各种卡板量具的加工，凸轮及模板的加工，成形车的成形加工（6）微细加工：化纤喷嘴加工、异形槽和窄槽加工、标准缺陷加工六．线切割中常见问题与处理措施在数控电火花线切割中，常出现电极丝短路、断丝的现象，一般应做如下处理：短路可能是因为进给速度太快、脉冲电源参数选择不当等原因造成。

1.应降低进给速度，增大峰值电流，加大加工能量，同时加大电极丝的张力，减少工作液的电阻率；发生断丝的原因可能是脉冲电源参数选择不当、工作液浓度不合适、工件变形、进给速度不合适、运丝系统不正常等原因造成[。

2.应首先检查电极丝断丝的位置并判断断丝原因，可通过减小峰值电流，降低空载电压和进给速度，减少电极丝的张力或增大冷却喷嘴的工作液流量等方法解决七．电火花线切割机床组成和分类1.组成1-储丝筒；2-走丝溜板；3-丝架；4-上工作台；5-下工坐台；6-床身；7-脉冲电源及微机控制柜2.分类（1）按走丝速度分有高速走丝和低速走丝两种。

高速走丝电火花线切割机床（WEDM-HS）的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为6-11m/s，这是我国生产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式；低速走丝电火花线切割机床（WEDM-LS）的电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于2.5m/s，这是国外生产和使用的主要机种。

（2）按控制方式分由靠模仿形控制、光电跟踪控制、数字程序控制以及微机控制等，前两种方法现已很少采用。

（3）按脉冲电源形式分有RC电源、晶体管电源、分组脉冲电源以及自适应控制电源等，RC电源现已基本不用。

（4）按加工特点分有大、中、小型，以及普通直壁切割型与锥度切割型等。

八．电火花线切割加工技术的现状目前，电火花线切割机的切割速度已由过去的20～40mm2/min普遍提高到100mm2/min以上，有的可达到260mm2/min，机床的加工精度为±0.01mm，工件的表面粗糙度为Ra1.25～2.5μm,因而可满足一般模具加工和其他复杂零件制造的要求。

随着科学技术的发展，对各类产品的制造要求越来越高，对线切割加工技术也提出了更高的要求。

国外(欧美、日本等)研究发展的数控低速走丝电火花线切割机为适应对制造加工技术的要求，采用闭环数字交(直)流伺服控制系统，确保优良的动态性能和高定位精度，加工精度可控制在若干微米以内。

同时机床具有数字自适应控制电源、自动穿丝、自动卸除废料、短路自动回退等自动化技术，此外对电极丝张力和工作液压力也可进行控制。

由于使用了新技术并注重计算机软件技术的更新和发展，低速走丝线切割机的工艺指标已达到了相当高的水平。

即使对形状复杂零件的加工，最高切割速度也可超过300mm2/min；尺寸精度可达到±2～5μm；表面粗糙度可达到Ra0.1～0.2μm(多次切割)。

机床的自动化程度高，加工稳定性好，已向无人化加工发展。

电火花线切割机由于受到电极丝损耗、机械部分的结构与精度、进给系统的开环控制、加工中工作液导电率的变化、加工环境的温度变化及本身加工的特点(如运丝速度快、振源比较多、导轮磨损大)等因素影响，机床的加工精度有限。

以目前机床的现状，要在较短的时间内与低速走丝线切割机在加工精度方面进行竞争，困难是相当大的，而且研究开发的代价也会很高，机床的制造成本将大幅度提高，从现实和市场的角度来考虑都是不太适宜的。

因此，电火花线切割机的发展策略是扬长避短，以发展中低档机床为主，使机床向适当加工精度、良好的加工稳定性和容易操作的方向发展，来满足不断发展的生产需要。

目前市场上高速走丝线切割机最大的优势在于拥有良好的性能价格比，机床的进一步发展必须以此为基本出发点，不能过分强调机床加工精度，而忽视机床性能价格比的因素。

如违背这一原则，机床制造商和用户都难以接受。

为在较短的时间内，使电火花线切割机的加工性能有较大的提高。

电火花线切割机要进一步发展，必须摆脱单板机作为数控系统，采用新的数控系统。

目前国内已有基于PC的高速走丝线切割机数控系统，但其主要功能是加工轨迹编程，机床加工控制功能还很不完善，没有充分利用PC的资源。

在运用新技术、新工艺的同时，还必须重视对电火花线切割加工工艺规律进行深入细致的基础理论和实验研究，这也是一个非常重要的环节。

结论目前国内已开始进行人工智能技术在电火花线切割加工中的研究，然而研究的深度和广度还很不够。

还有许多方面有待进一步研究：高速走丝线切割机的伺服进给变频调节一直依靠操作人员，因此操作人员的工作强度大，机床性能的发挥受到限制。

模糊控制技术是人工智能技术中的一个重要方面，它能模仿熟练工人对机床进行控制，已在电火花成形机上成功地应用，在电火花线切割加工中具有良好的应用前景。