淺談線切割加工技術(shù)及其應(yīng)用

劉軍喆 孟憲國(guó)

（沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

淺談線切割加工技術(shù)及其應(yīng)用

劉軍喆 孟憲國(guó)

（沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

數(shù)控電火花線切割，簡(jiǎn)稱線切割。是利用移動(dòng)的細(xì)金屬導(dǎo)線作為工具電極，在金屬絲與工件間施加脈沖電流，產(chǎn)生放電腐蝕，對(duì)工件進(jìn)行切割加工。繪制正確零件圖，編好程序，將零件找正、裝夾后，就可以加工形狀復(fù)雜的零件。隨著工業(yè)制造技術(shù)的飛速發(fā)展，目前在電機(jī)、機(jī)械加工等行業(yè)新產(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā)過(guò)程中，經(jīng)常用線切割方法直接切割出零件，大大縮短了研制周期，并降低了加工成本。在眾多工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，都用到了線切割機(jī)床，如飛機(jī)制造、汽車模具制造、機(jī)械部件的生產(chǎn)等。

線切割；放電腐蝕；二次加工；裝夾找正

一 線切割機(jī)床的介紹

20世紀(jì)中期, 由蘇聯(lián)人開(kāi)創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工方法, 線切割放電機(jī)也于1960年發(fā)明于蘇聯(lián)。在我國(guó)五十年代，電火花機(jī)床開(kāi)始進(jìn)入加工領(lǐng)域。隨著機(jī)械加工的需求，我國(guó)線切割機(jī)床的生產(chǎn)和技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，也對(duì)線切割機(jī)床提出了更高的精度要求，八十年代后期，國(guó)內(nèi)線切割加工技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展及應(yīng)用。

二 ﹑線切割機(jī)床的類型及其加工范圍

2.1 類型。線切割機(jī)床根據(jù)電極絲運(yùn)行方向和速度分為兩大類，一類是快走絲，一般走絲速度在8～12 m/s；另一類是慢走絲，一般走絲速度低于0.2m/s。慢走絲線切割機(jī)床比快走絲線切割機(jī)床加工精度高，機(jī)床價(jià)格也比快走絲線切割機(jī)床貴很多。

2.2 應(yīng)用范圍。線切割技術(shù)應(yīng)用廣泛，一是因其加工效率高﹑精度高，二是其加工范圍廣泛。線切割可加工下列工件：

1電火花成形用電極

線切割技術(shù)適合加工一般穿孔加工用﹑帶錐度型腔加工用及微細(xì)復(fù)雜形狀的電極，同時(shí)還有銅鎢﹑銀鎢合金之類的電極材料。

2模具

適用于加工各種形狀的沖模﹑蠟?zāi)）p注塑模﹑擠壓模﹑粉末冶金模﹑彎曲模等。

3零件

線切割加工的零件，要具有良好導(dǎo)電性的金屬零件，適合于加工：

1）各種形狀孔及鍵槽；2）齒輪內(nèi)外齒形；3）窄長(zhǎng)沖模；4）各種平面圖案，尤其適用加工復(fù)雜樣條曲線零件。

利用線切割加工零件的優(yōu)勢(shì)：可加工試驗(yàn)樣件﹑各種型孔﹑特殊齒輪凸輪﹑成型刀具等復(fù)雜形狀零件及高硬材料的零件；可進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)﹑異形槽和標(biāo)準(zhǔn)缺陷的加工；加工薄件時(shí)可多片疊在一起加工。線切割加工工件時(shí)，有時(shí)需要做穿絲孔，用于加工封閉內(nèi)腔。線切割只能加工貫穿工件，不能加工非貫穿工件，如：沉頭孔。線切割加工的工件，須具有良好的導(dǎo)電性，其適合加工鋼件﹑銅件等；加工鋁件時(shí)對(duì)機(jī)床有腐蝕性。

線切割加工工件時(shí)，裝夾找正比較關(guān)鍵。零件尺寸參數(shù)及技術(shù)條件對(duì)基面要求較高時(shí)，將零件的基面及尺寸參數(shù)一起割出，可避免找正零件時(shí)產(chǎn)生的誤差；零件尺寸參數(shù)及技術(shù)條件對(duì)基面要求不高時(shí)，可將基面用磨削的方式加工后，通過(guò)拉直找正基面，再用線切割加工工件，即可滿足加工精度要求。對(duì)于小工件的加工，找正后用市場(chǎng)上銷售的“502”膠粘接，可提高裝夾效率5-8倍。試驗(yàn)證明：線切割加工工件，對(duì)工件產(chǎn)生的力非常小，找正后用“502”膠粘接的方式，非常實(shí)用。

三﹑線切割加工機(jī)理

3.1 脈沖電源的要求

對(duì)電火花線切割加工用脈沖總的要求是：

（1）有高的加工速度，用于提高生產(chǎn)效率； （2）電極損耗低；（3）加工過(guò)程質(zhì)量穩(wěn)定 （4）工藝范圍廣 不僅能適應(yīng)粗﹑中﹑精加工的要求，而且要適應(yīng)不同工件金屬材料的加工。

3.2 機(jī)械系統(tǒng)

機(jī)床是線切割加工設(shè)備的主要部分。機(jī)床一般由床身﹑工作臺(tái)﹑走絲機(jī)構(gòu)﹑絲架﹑工作液循環(huán)系統(tǒng)及輔助設(shè)施等幾部分組成。

1床身

床身為機(jī)床的支撐體，是安裝其它部件的基礎(chǔ)，通常采用箱式結(jié)構(gòu)。床身內(nèi)部放置機(jī)床電器。

2工作臺(tái)

工作臺(tái)部件用來(lái)安放工件。由上下拖板﹑導(dǎo)軌﹑絲桿螺母副及變速機(jī)構(gòu)4部分組成，其工作原理是驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)變速機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳遞給絲桿螺母副，絲桿螺母副將傳遞過(guò)來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成沿坐標(biāo)軸的直線運(yùn)動(dòng)，從而獲得各種平面圖形的曲線軌跡。

3走絲機(jī)構(gòu)

走絲機(jī)構(gòu)可分為高速走絲機(jī)構(gòu)和低速走絲機(jī)構(gòu)。

4工作液循環(huán)

線切割加工必須在工作液中進(jìn)行，其方式可將被加工工件浸在工作液中，也可以采用電極絲沖液的方式。對(duì)工作液應(yīng)具有以下要求： （1）工作液應(yīng)具有一定的絕緣性。絕緣能力過(guò)高，介質(zhì)擊穿所耗能量過(guò)大，會(huì)降低蝕除量；絕緣能力過(guò)低，工作液成了導(dǎo)電體，則不能產(chǎn)生火花放電。（2）有好的冷卻性能。 （3）有較好的洗滌性能，利于排屑。（4）有較好的防銹性能，利于機(jī)床維護(hù)和工件防銹。（5）工作液對(duì)人體應(yīng)無(wú)害，工作時(shí)，不放出有害氣體。

四﹑線切割加工可以分為平面加工﹑錐度加工和二次切割加工等。

1平面加工

平面加工——是指電極絲在加工過(guò)程中始終是嚴(yán)格垂直的，電極進(jìn)行二維平面外形的加工，即X﹑Y方向的移動(dòng)。

2錐度加工

錐度加工——是指在加工過(guò)程中，通過(guò)對(duì)X﹑Y﹑U﹑V軸的控制，實(shí)現(xiàn)上下異形的立體加工。3二次切割加工（1）二次切割加工——預(yù)先留出精加工余量進(jìn)行第一次切割加工，然后針對(duì)留下的精加工余量，把加工條件改為精加工條件，分段縮小偏置量，再進(jìn)行切割加工。（2）一般可分為1～5次切割，稱為二次切割加工法。

二次切割加工有如下四個(gè)目的：

1）消除工件的加工應(yīng)力，為后續(xù)切割加工減小零件變形。2）可去掉第一次切割時(shí)在起始接頭處留下的凸起部分。3）改善表面粗糙度。4）提高尺寸精度。

小結(jié)

制造技術(shù)是制造業(yè)賴以發(fā)展的支撐。制造業(yè)正面臨著知識(shí)﹑信息﹑環(huán)境和資源的嚴(yán)重挑戰(zhàn)，因此，制造業(yè)必須使用新技術(shù)﹑新材料和新工藝來(lái)滿足不斷變化的市場(chǎng)需求。將人類從繁瑣的計(jì)算﹑分析等腦力勞動(dòng)中解放出來(lái)，以便有更多的精力從事創(chuàng)造性的勞動(dòng)。而線切割作為精密加工方式的一種，快慢走絲呈相互擬補(bǔ)，各展所長(zhǎng)?，F(xiàn)已成為加工行業(yè)中不可缺少的重要加工方法，成為設(shè)計(jì)制造中實(shí)現(xiàn)特殊要求所不可缺少的工藝方法。

[1] 王潤(rùn)孝．先進(jìn)制造技術(shù)導(dǎo)論[M]．北京科學(xué)出版社，2004．

[2]蔣以忍．金屬工藝學(xué)［M］．遼寧省出版局出版 ．

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