高職院校電火花線切割的應(yīng)用

蔣毅

摘 要：慢走絲電火花線切割由于擁有較好的經(jīng)濟(jì)型，已在許多的中高職院校進(jìn)行教學(xué)，通過對慢走電火花線切割介紹使學(xué)者更加了解此類設(shè)備的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：慢走絲電火花線切割；程序編寫；合格的應(yīng)用型人才

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.132

0 引言

隨著現(xiàn)代加工業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的車、銑、磨、焊等傳統(tǒng)加工工藝已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，很多傳統(tǒng)的生產(chǎn)工種已逐步被自動化以及特種加工所替代。其中數(shù)控車床、數(shù)控銑床、機(jī)器人焊接、電火花線切割加工等設(shè)備在現(xiàn)代生產(chǎn)當(dāng)中已經(jīng)使用十分廣泛。工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級必然會引起職業(yè)教育的轉(zhuǎn)型升級。職業(yè)教育只有緊跟著工業(yè)發(fā)展的步伐，才能明確自己發(fā)展的方向，才能培養(yǎng)出適合社會發(fā)展的適用性人才。這要求高職院校在指定人才培養(yǎng)方案，設(shè)立教學(xué)課程時(shí)，必須緊隨實(shí)際生產(chǎn)需要，購買相應(yīng)設(shè)備，開設(shè)相應(yīng)課程，進(jìn)行相應(yīng)教學(xué)。

1 電火花線切割的原理及分類

電火花線切割作為特種加工的一個(gè)重要組成部分也被廣泛應(yīng)用，其加工原理為：通過在加工鉬絲和工件之間形成電場，使自由正離子和電子在電場中積累，很快形成一個(gè)被電離的導(dǎo)電通道，同時(shí)兩板間形成電流，使粒子間發(fā)生無數(shù)次碰撞，形成一個(gè)等離子區(qū)，并很快升高到8000°C到12000°C的高溫，使工件表面瞬間局部熔化，同時(shí)由于電極和電介液的汽化，形成一個(gè)氣泡。然后電流中斷，溫度突然降低，引起氣泡內(nèi)向爆炸，產(chǎn)生的動力把溶化的物質(zhì)拋出彈坑，并被電介液排走。在經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，電火花線切割不需要制作專用電極，便于加工形狀復(fù)雜的工件，更能完成傳統(tǒng)工藝難以完成的異形工件，并且具有加工精度高、材料浪費(fèi)少等優(yōu)點(diǎn)，故而運(yùn)用極為廣泛。根據(jù)走絲速度可分為高速往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)俗稱“快走絲”、低速單向走絲電火花線切割機(jī)俗稱“慢走絲”和立式自旋轉(zhuǎn)電火花線切割機(jī)三類。而慢走絲電火花線切割由于擁有較好的經(jīng)濟(jì)型，被廣泛運(yùn)用，如今已經(jīng)作為一門專業(yè)課程在許多的中高職院校進(jìn)行教學(xué)。電火花線切割的教學(xué)也主要設(shè)計(jì)兩個(gè)板塊：程序編寫及實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

2 電火花線切割編程的發(fā)展

電火花線切割程序編寫主要運(yùn)用在電火花線切割的早期加工中，當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)處于欠發(fā)達(dá)時(shí)期，還未充分運(yùn)用于電火花線切割編程中，電火花線切割由編程人員人工編寫，再導(dǎo)入加工設(shè)備進(jìn)行加工。在計(jì)算機(jī)已經(jīng)高度發(fā)展的今天，電火花線切割的程序編寫也主要由計(jì)算機(jī)生成。在生成程序時(shí)，操作人員只需完成加工圖形的繪制，完后自動生成3B或其他加工程序即可！但是在實(shí)際教學(xué)中，電火花線切割程序編寫并未淘汰，甚至是教學(xué)重點(diǎn)。原因也很簡單：職業(yè)院校作為傳授職業(yè)技能的學(xué)堂，不能讓學(xué)生只知其然而不知其所以然，否則便成了鸚鵡學(xué)舌。通過電火花線切割的編程教學(xué)，能使學(xué)生對電火花線切割的加工原理理解更加深入，對整個(gè)系統(tǒng)加工更加全面，有利于問題的分析。

3 電火花線切割編程的教學(xué)

電火花線切割加工教學(xué)另一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)便是其實(shí)訓(xùn)教學(xué)。通過該階段的學(xué)習(xí)不但可以將之前所學(xué)的理論知識和編程知識運(yùn)用到實(shí)踐操作當(dāng)中，而且可以掌握零件加工的繪圖編程、機(jī)床操作，和進(jìn)一步了解零件的加工工藝，通過這一階段的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生擁有獨(dú)立完成電火花線切割加工工件的能力。在進(jìn)行電火花線切割加工的實(shí)訓(xùn)教學(xué)當(dāng)中，首先學(xué)習(xí)的是電火花線切割的設(shè)備。電火花線切割設(shè)備又主要分為兩個(gè)板塊：操作系統(tǒng)和加工機(jī)床。

在計(jì)算機(jī)已經(jīng)高度發(fā)達(dá)的今天，電火花線切割的編程已經(jīng)由人工編程轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)編程，操作系統(tǒng)主要功能便是通過繪制加工軌跡，從而自動生成3B或者其他線切割加工程序，再將程序通過數(shù)據(jù)線傳給加工機(jī)床。電火花線切割操作系統(tǒng)與普通計(jì)算機(jī)相比并無太大卻別，主要區(qū)別是在傳統(tǒng)計(jì)算上的PCI插槽上安裝一塊電火花線切割編程控制卡。電火花線切割編程控制卡在整個(gè)操作系統(tǒng)處于核心地位，它負(fù)責(zé)電火花線切割加工的程序編程、加工參數(shù)的控制以及數(shù)據(jù)的傳輸，可以顯示加工圖形及加工數(shù)據(jù)等功能。通過該階段的實(shí)習(xí)，要求學(xué)生具有獨(dú)立繪圖編程、合理選擇加工參數(shù)、熟練掌握操作系統(tǒng)的能力。

4 電火花線切割的實(shí)訓(xùn)教學(xué)

慢走絲電火花線切割設(shè)備的加工機(jī)床是整個(gè)電火花線切割加工的終端，是直接進(jìn)行加工的設(shè)備，它主要由排絲筒、電氣部分、機(jī)械部分以及工作液系統(tǒng)組成。排絲筒用來儲存鉬絲，通過排絲筒往復(fù)轉(zhuǎn)動達(dá)到鉬絲循環(huán)使用的目的，從而大幅降低了加工成本。電氣部分包括機(jī)床電路、脈沖電源、驅(qū)動電源和控制系統(tǒng)等組成。機(jī)床電路主要控制運(yùn)絲電動機(jī)和工作液泵的運(yùn)行，使電極絲對工件能連續(xù)切割。脈沖電源提供電極絲與工件之間的火花放電能量，用以切割工件。機(jī)械部分是電火花線切割的基礎(chǔ)部分，機(jī)械系統(tǒng)由機(jī)床床身、坐標(biāo)工作臺、運(yùn)絲機(jī)構(gòu)、線架機(jī)構(gòu)、錐度機(jī)構(gòu)等組成，機(jī)床精度不但直接影響到機(jī)床的加工精度，更加直接影響到鉬絲的使用壽命，如若機(jī)械部分精度不夠，在加工的時(shí)候便不能保障鉬絲導(dǎo)輪在絕對的直線上，從而使鉬絲快速磨損導(dǎo)致加工中途出現(xiàn)斷絲情況。工作液系統(tǒng)一般由工作液箱、工作液泵、進(jìn)液管、回液管等組成，主要作用是集中放電能量、帶走放電熱量以冷卻電極絲和工件、排除電蝕產(chǎn)物等。

本階段的實(shí)習(xí)首先便是上絲、穿絲、緊絲和加工四個(gè)階段的教學(xué)。上絲即是將鉬絲從鉬絲卷上有序的纏繞在鉬絲同上，不能出現(xiàn)疊絲的現(xiàn)象。所謂疊絲便是先出筒的鉬絲被壓在后出筒的鉬絲下面，會在很大程度上降低鉬絲使用壽命，導(dǎo)致鉬絲過早斷裂。當(dāng)鉬絲排列在卷筒之后，清理出絲頭，使鉬絲有序的穿過機(jī)械部分的各個(gè)導(dǎo)輪稱之為穿絲。穿絲之后緊接著便是緊絲，使鉬絲處于緊繃狀態(tài)，否則加工過程中，鉬絲會出現(xiàn)彈跳情況，不但影響加工精度，更有可能在彈跳過程中鉬絲與工件接觸，形成短路，電場消失，使加工停止。當(dāng)上絲、穿絲、緊絲、編程、參數(shù)設(shè)置完成以后才能進(jìn)行加工。

電火花線切割加工現(xiàn)已經(jīng)運(yùn)用到許多加工行業(yè)當(dāng)中，作為職業(yè)院校也必須根據(jù)社會、企業(yè)的需要培養(yǎng)出急需的電火花線切割操作人員、編程人員、維修維護(hù)人員，只有培養(yǎng)出了合格的專業(yè)技術(shù)人員才能滿足生產(chǎn)需要，才能更好的為社會、為工業(yè)的發(fā)展做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)！

參考文獻(xiàn)：

[1]王瑞金主編.特種加工[J].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2]徐峰主編.數(shù)控線切割加工技能實(shí)訓(xùn)教程[S].北京：國防工業(yè)出版社，2005.