電火（huǒ）花線切割（gē）加工技術(簡稱線切割)是在電（diàn）火花加工（gōng）基礎上發展起來的，靠電極絲與工件間的火花放電對工件進行（háng）切割。線切割機床（chuáng）是以一根沿本身軸線移動的細金屬絲作為工具電極， 沿著給定的軌跡加工出相應幾何圖形的工件。線切割機床按走絲速度可分為快走絲、中走絲和慢走絲三種[1]。快走絲線切（qiē）割機（jī）床的走絲速度一般為8~10 m/s， 可雙向往返循環地運行， 加工效率高。低走絲線切割機床的走絲速（sù）度一般低於0.2 m/s， 電極絲作（zuò）單向運動，且電極絲放電後不再使（shǐ）用， 加工精度高（gāo）。結合快走絲和慢走（zǒu）絲機床的優缺點， 我國獨創出中走絲線（xiàn）切割機，其原理為對工件作（zuò）多次反複的（de）切割，開頭幾刀用較快絲（sī）速、較強高頻電流來切割，最後一刀則用較慢絲速、較弱高頻電流修光。這樣可實現高質量和（hé）高（gāo）生產率的有效（xiào）結合。本文以DK7732 型中走絲線切割機床為依托，闡述其原理，並總結在使用過程中產生的問題及解決措施。

1 加工原理

      電火花線切割（gē）機床的工作（zuò）原理如圖（tú）1 所示[2]。纏繞在（zài）運（yùn）絲筒4 上的電極絲5 沿運絲筒的回（huí）轉方（fāng）向以特定的速度移動（dòng）， 裝在機床工作台上的工件2 由工作（zuò）台按預定（dìng）控製軌跡相對於電極絲作（zuò）成形運動，就可加工（gōng）出所需形狀（zhuàng）的工件。線切（qiē）割機床常（cháng）采用鉬絲或硬性（xìng）黃銅絲作為電極絲， 我校所配線切割機床主要是采用直徑為0.2mm 的鉬絲。脈衝電源3 發出的高頻脈衝（chōng）電壓的一極接工件2， 另一極接電極（jí）絲（sī）5。在電極絲與工件之間加有足夠（gòu）的、具有一定絕緣性的工作（zuò）液。當電極絲與工件（jiàn）間的距離小到一定程度時(大約為0.01mm)，其（qí）間的介質被電離擊穿（chuān）出現脈衝放（fàng）電，產生瞬（shùn）時高溫(可高達10000℃左右)，使工件表麵（miàn）的金屬局部熔化，乃至氣化，把熔化金屬材料拋出或被液體介質衝走，從而切割成形。

2 加工中常見問題及解決（jué）措施

2.1 斷絲

      在加工過程中經常會（huì）出現斷絲現象， 既降低產品質量又影響生產效率。造成斷絲的因素很多，如傳動機構、電極絲及裝絲工藝、電參數、機械故障、工件材質及（jí）其裝夾和加工路線、工作液等[3]。下麵就電極絲、裝（zhuāng）絲工藝、電參數選擇、工（gōng）件、工作液等影響斷絲的重要因素（sù）進行分析。

      (1) 電極絲質量（liàng）差或損耗造成斷（duàn）絲。為了避免斷絲， 也（yě）為了保證加工質量， 應選擇（zé）質量好的電極絲，並及時更換電極絲。

      (2) 裝絲質量差引（yǐn）起斷絲。在實踐教學（xué）中發現有（yǒu）以下3 種情況會導致裝絲質（zhì）量差： ①很多初學者在裝絲時對電極絲的鬆緊度把（bǎ）握不（bú）當， 導致電極絲過緊或過鬆，出現斷絲（sī）；②電極絲（sī）打折或疊絲造成斷絲；③電極絲兩端（duān）所留餘量過小，換向時由轉動慣性導（dǎo）致斷絲。所以（yǐ）在上絲（sī）時一定要注意，最好在（zài）距上絲架左邊緣10mm 附近開始上絲， 並使用上（shàng）絲輪（lún）緊絲（sī），調節左、右撞塊，使鉬絲兩端餘量2~3mm，使（shǐ）用一段時間後可將換向行程開關向裏移動一點， 並保證（zhèng）絲（sī）筒換向（xiàng）時（shí）能及時切斷高頻電源。另外，很多初學者對線切割機床結構及原理了解不夠， 隻是照搬書本， 不知（zhī）各部件具體用途， 在裝（zhuāng）絲時出現（xiàn）割斷導電塊、絲不在導輪中（zhōng）、換向時撞塊調節不及時（shí）等現象，均會導致斷絲。

      (3) 電參數選擇不合（hé）理引起斷絲。初學者缺乏（fá）電參數對工件厚度、加工精（jīng）度的影響這（zhè）方麵的（de）實（shí）踐經驗，盲目調（diào）節各（gè）項參數，容易（yì）斷絲。一般情況（kuàng）下，加工電流、脈衝寬度、變頻跟蹤調節不當（dāng）都是造成斷絲的（de）重要原（yuán）因。因此，要兼顧加工速度、表麵粗糙度及穩定性，正（zhèng）確選擇脈（mò）衝電（diàn）源加工（gōng）參數，防止或減少斷絲（sī）故障。以加工大厚度（dù）工件（jiàn）為例，電參數的選擇如下：加工電流控（kòng）製在2.5~3A，脈衝寬度選64 μs，絲速為4 m/s，進給速度（dù）調至3~5 m/s，間隔比選6 μs，分（fèn）組脈（mò）衝和分組（zǔ）間隔比設置為0 即可。

      (4) 工（gōng）件的因素也（yě）會導致（zhì）斷絲。在實際（jì）操作過程中，有學生在線切割練習中對鋁件進行加工，出現嚴重的斷絲現象。其實，這（zhè）主要（yào）是學生對線切割原理及應用了解不（bú）夠。線（xiàn）切割時，放電（diàn）間隙中會（huì）產生瞬時高溫，使部分工件材料（liào）發生氧化反應，並粘（zhān）附在電（diàn）極絲上。當切（qiē）割鋼鐵、銅（tóng）鈦等金屬材料時，其（qí）氧化物屬於導電性物質， 導電性良好， 能保證（zhèng）切割的正常進行（háng）。而加工鋁及鋁合金材（cái）料時（shí）， 其金屬氧化物是陶瓷性物質，導電性差，導致出現切不動工件、斷絲、加快導（dǎo）電塊的消耗等（děng）現象[4]。可見，采（cǎi）用（yòng）線切割加工工件時必（bì）須對材質特點有所熟悉， 並合理選（xuǎn）擇切割裝置。另外，易變形的工件或工件表麵有毛刺、銳邊等（děng）也會造成夾絲、短路（lù）現象，引起斷絲。因此（cǐ），線（xiàn）切割加工時（shí），采用合理的裝（zhuāng）夾方式避免工件出現裝夾變形、消除工件內應力減少工件（jiàn）的變形、加（jiā）工前仔細（xì）清理（lǐ）工件等都是（shì）有必要的。

      (5) 工作液濃度不合理、衝刷不足、工作液不（bú）夠或（huò）堵塞均會造成斷絲。工作液在電火花線切割加工中除了對電極、工件起冷卻作用外， 還具有衝刷切縫、排除電蝕物和潤滑工（gōng）件表麵及防鏽的（de）作用。若工作液配製（zhì）比例不（bú）合理將（jiāng）會引起放電異（yì）常影響加工。工作（zuò）液（yè）工作時， 如果衝擊（jī）力過大會使電極絲偏移，使放電不均勻；反之，如果衝擊力過（guò）小，工作液無（wú）法衝入切縫中， 電極絲無法正常放電（diàn）且無法排除電蝕物。因此（cǐ），在使用過程中要按要求的比例配製工作（zuò）液，並定期檢查，還可通過觀察切削液的顏色，發現（xiàn）異常及時更換。

2.2 短路

      在線切割加工中出現短路現象也是學生們碰到的一個棘手問題。短（duǎn）路就是電（diàn）極絲與工件接觸而不放電切（qiē）削的（de）現象。排屑不良是引（yǐn）起短路的主（zhǔ）要原因之一[5]。導輪和導電塊上的電蝕物堆積嚴重，不（bú）能及時清理；工作液濃度太（tài）高；加工參（cān）數選擇不當等都可（kě）能導致排屑不暢。另外，切割時產生大量不導電物質也可引起短路導致無法繼續加工。若加（jiā）工中頻（pín）繁短路也會引起斷絲（sī），影響加工質量。因（yīn）此，製定加工工藝時，需（xū）設置合理的放電間（jiān）隙、運絲速度、電規準、進給速度、切削液流量等參數。若加工時（shí）出現短路現象（xiàng），可使用設備短路回退的功能（néng），將電極絲脫離短路狀態，停（tíng）車及時清（qīng）洗出工件中的電蝕物(但注（zhù）意電極絲走絲機構不能停，否（fǒu）則（zé）加工（gōng）位置（zhì）將會發生改（gǎi）變)。

2.3 工件質量差

      線切割製（zhì）件質量的好壞（huài）直接（jiē）關係著其能否在（zài）製造（zào）業（yè）中占（zhàn）有一席之地（dì）。零件（jiàn）質量的（de）評價指標除了表（biǎo）麵質量和加工精度， 還要考（kǎo）慮到加（jiā）工速度（dù）和電極損耗情況。線切割產品的質量主要受機械係統、工件（jiàn）、工作液（yè）、電極絲、電參數、工藝流程及操作人員水（shuǐ）平等多方麵（miàn）的因素影響。以在線切割培訓（xùn）中操作員加工（gōng）中出現的情況（kuàng）為例， 很多學生不（bú）清楚切入（rù）點和切割路線對（duì）製件（jiàn）的（de）影響，胡亂（luàn）選擇，導致所加工產品質量差。切入點是電極絲開始切割成品零件的（de）第一點，應盡可能選在切（qiē）割表麵的拐角處， 如直線與直線的交點或直線與圓弧（hú）的交點或切點。如果沒有這些點，則選擇精度要求不高且便於鉗工修整的位置切入[6-7]。切割路線應向遠離工件夾具的方向進行，即先加工非固定邊（biān），後加工固定邊，盡量保持材料對工件的支持剛度， 防止因工件強度下降或材料內應力的釋放而產生過量變形。由此可見，圖2 所示的四種切割路線（xiàn）中，圖2(d)的切割路線最為合理。

      另（lìng）外， 手工編程時尺寸補償的設定也令廣大初學（xué）者頭疼。線切割加工時受電極絲與火花放電（diàn）間隙的影響， 導致切割後工件的實際尺（chǐ）寸與理論尺寸不一致。因此在編程時（shí）要（yào）根據（jù）工（gōng）件的尺寸要求和電極絲的實際直徑對工件理論尺寸進行補償。尺寸補償包（bāo）括尺寸大小(電極絲實際半徑與放電間隙（xì）0.0lmm 之和（hé）)和方向的補償[8]。在手（shǒu）工編程時，學生在確定尺（chǐ）寸的補償（cháng）值時一般不會出（chū）錯， 但在補償方向選擇上容易出錯，致使加工（gōng）出來（lái）的工件尺寸超差。為解決此問題， 本人建議學生在生成軌跡時先選擇大補償值， 可根據工件形狀和切（qiē）割路線（xiàn）的相對位置來確定工件加工時的電極絲的補償方向， 再重新生成加工軌跡。 

3 結束語

      線切（qiē）割（gē）產品的質量主要受多方（fāng）麵的因素綜合影響，而因素之間（jiān）又（yòu）是相互聯係（xì）和製約的。為了達到最佳的線切割效果，首先要注（zhù）意機床機械部分的保養、熟悉線切割加工原理和特（tè）點， 還要對工件材料（liào）性（xìng）能有所了解，選擇合理的加工參（cān）數（shù）和工藝流程，優化各項性能指標。