兆銘線切割高頻震蕩板原理圖 

    電火花線切割加工（Wire cut Electrical Discharge Machining，簡(jiǎn)稱WEDM）,，有時(shí)又稱線切割,。其基本工作原理是利用連續(xù)移動(dòng)的細(xì)金屬絲（稱為電極絲）作電極，對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬,、切割成型,。它主要用于加工各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件，例如沖裁模的凸模,、凹模,、凸凹模、固定板,、卸料板等,，成形刀具、樣板,、電火花成型加工用的金屬電極,，各種微細(xì)孔槽、窄縫,、任意曲線等,，具有加工余量小、加工精度高,、生產(chǎn)周期短,、制造成本低等突出優(yōu)點(diǎn)，已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用,，目前國內(nèi)外的電火花線切割機(jī)床已占電加工機(jī)床總數(shù)的60％以上,。

 
    根據(jù)電極絲的運(yùn)行速度不同,，電火花線切割機(jī)床通常分為兩類：一類是高速走絲電火花線切割機(jī)床（WEDM-HS），其電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng),，一般走絲速度為8～10m/s,，電極絲可重復(fù)使用，加工速度較高,，但快速走絲容易造成電極絲抖動(dòng)和反向時(shí)停頓,，使加工質(zhì)量下降，是我國生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種,，也是我國獨(dú)創(chuàng)的電火花線切割加工模式,；另一類是低速走絲電火花線切割機(jī)床（WEDM-LS），其電極絲作低速單向運(yùn)動(dòng),，一般走絲速度低于0.2m/s,，電極絲放電后不再使用，工作平穩(wěn),、均勻,、抖動(dòng)小、加工質(zhì)量較好,，但加工速度較低,，是國外生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種。

 
    根據(jù)對(duì)電極絲運(yùn)動(dòng)軌跡的控制形式不同,，電火花線切割機(jī)床又可分為三種：一種是*模仿形控制,，其在進(jìn)行線切割加工前，預(yù)先制造出與工件形狀相同的*模,，加工時(shí)把工件毛坯和*模同時(shí)裝夾在機(jī)床工作臺(tái)上,，在切割過程中電極絲緊緊地貼著*模邊緣作軌跡移動(dòng)，從而切割出與*模形狀和精度相同的工件來,；另一種是光電跟蹤控制,，其在進(jìn)行線切割加工前，先根據(jù)零件圖樣按一定放大比例描繪出一張光電跟蹤圖,，加工時(shí)將圖樣置于機(jī)床的光電跟蹤臺(tái)上,，跟蹤臺(tái)上的光電頭始終追隨墨線圖形的軌跡運(yùn)動(dòng)，再借助于電氣,、機(jī)械的聯(lián)動(dòng),，控制機(jī)床工作臺(tái)連同工件相對(duì)電極絲做相似形的運(yùn)動(dòng)，從而切割出與圖樣形狀相同的工件來,；再一種是數(shù)字程序控制,，采用先進(jìn)的數(shù)字化自動(dòng)控制技術(shù)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床按照加工前根據(jù)工件幾何形狀參數(shù)預(yù)先編制好的數(shù)控加工程序自動(dòng)完成加工,，不需要制作*模樣板也無需繪制放大圖,，比前面兩種控制形式具有更高的加工精度和廣闊的應(yīng)用范圍,，目前國內(nèi)外95％以上的電火花線切割機(jī)床都已采用數(shù)控化。

 
    20世紀(jì)中期 蘇聯(lián)拉扎林科夫婦研究開關(guān)觸點(diǎn)受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因時(shí),，發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時(shí)高溫可以使局部的金屬熔化,、氧化而被腐蝕掉，從而開創(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),。當(dāng)時(shí)以投影器觀看輪廓面前后左右手動(dòng)進(jìn)給工作臺(tái)面加工,，其實(shí)認(rèn)為加工速度雖慢，卻可加工傳統(tǒng)機(jī)械不易加工的微細(xì)形狀,。代表的實(shí)用例子是化織噴嘴的異形孔加工,。當(dāng)時(shí)使用之加工液用礦物質(zhì)性油(燈油)。絕緣性高,，極間距離小,，加工速度低于現(xiàn)在械械，實(shí)用性受限,。

 
    將之NC化,，在脫離子水(接近蒸餾水)中加工的機(jī)種首先由瑞士放電加工機(jī)械制造廠在1969年巴黎工作母機(jī)展覽會(huì)中展出，改進(jìn)加工速度,，確立無人運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的安全性,。但NC紙帶的制成卻很費(fèi)事，若不用大型計(jì)算機(jī)自動(dòng)程序設(shè)計(jì),，對(duì)使用者是很大的負(fù)擔(dān)。在廉價(jià)的自動(dòng)程序設(shè)計(jì)裝置(Automatic Programed Tools APT)出現(xiàn)前,，普及甚緩,。

 
    日本制造廠開發(fā)用小型計(jì)算機(jī)自動(dòng)程序設(shè)計(jì)的線切割放電加工機(jī)廉價(jià)，加速普及,。線切割放電加工的加工形狀為二次元輪廓,。自動(dòng)程序裝置廣用簡(jiǎn)易形APT(APT語言比正式機(jī)型容易)，簡(jiǎn)易形APT的出現(xiàn)為線切割放電機(jī)發(fā)展的重要因素,。

     線切割放電加工以銅線作為工具電極,，在銅線與銅、鋼或超硬合金等被加工物材料之間施加60~300V的脈沖電壓,，并保持5~50um間隙,，間隙中充滿煤油、純水等絕緣介質(zhì),，使電極與被加工物之間發(fā)生火花放電,，并彼此被消耗、腐蝕.在工件表面上電蝕出無數(shù)的小坑,，通過NC控制的監(jiān)測(cè)和管控,，伺服機(jī)構(gòu)執(zhí)行,，使這種放電現(xiàn)象均勻一致，從而達(dá)到加工物被加工,，使之成為合乎要求之尺寸大小及形狀精度的產(chǎn)品.

 
    為了在2個(gè)電極之間產(chǎn)生電火花,，這2個(gè)電極之間的電壓必須高于間隙(電極-工件之間)擊穿電壓取決于：

 
 1) 電極和工件之間的距離；

 2) 電介液的絕緣能力(水質(zhì)比電阻),；

 3) 間隙的污染狀況(腐蝕廢物),。

 
    放電首先在電場(chǎng)最強(qiáng)的點(diǎn)發(fā)生，這是個(gè)復(fù)雜的過程,；自由正離子和電子在場(chǎng)中積累,，很快形成一個(gè)被電離的導(dǎo)電通道；在這個(gè)階段,，兩板間形成電流,。導(dǎo)致粒子間發(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到12000度的高溫,，在兩導(dǎo)體表面瞬間熔化一些材料，同時(shí),，由于電極和電介液的汽化,，形成一個(gè)氣泡，并且它的壓力規(guī)則上升直到非常高,；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(dòng)力把溶化的物質(zhì)拋出彈坑,，然后被腐蝕的材料在電介液中重新凝結(jié)成小的球體，并被電介液排走,；對(duì)于電極及工件腐蝕對(duì)不對(duì)稱的問題,，主要取決于電極熱傳導(dǎo)性，材料的熔點(diǎn)持續(xù)時(shí)間以及放電密度,，發(fā)生在電極上稱作損耗,，發(fā)生在工件上稱作去除材料.

 
    為了確保操作者和機(jī)床在最佳安全條件下，及同一廠內(nèi)人員的健康和具備舒適的工作環(huán)境,，使機(jī)器設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間保持原有加工性能及精準(zhǔn)度,， 延長(zhǎng)使用壽命，必須遵守線切割放電加工的安全規(guī)則,。

    環(huán)境的選擇與線切割放電加工設(shè)備及其操作人員有直接的關(guān)系，環(huán)境選擇的好壞有以下影響：其一,、損壞設(shè)備性能及精度,，使其機(jī)床壽命縮短,；其二、影響工件加工精度,，造成品質(zhì)不良,；其三、對(duì)操作者的安全及身體健康也有所危害,。故而,，在環(huán)境場(chǎng)所的選擇請(qǐng)參考以下事項(xiàng)：

 
1.滿足線切割機(jī)床所要求的空間尺寸；

 
2.選擇能承受機(jī)床重量的場(chǎng)所,；

 
3.選擇沒有振動(dòng)和沖擊傳入的場(chǎng)所,。

 線切割放電機(jī)床是高精度加工設(shè)備，如果所放置的地方有振動(dòng)和沖擊,，將會(huì)對(duì)機(jī)臺(tái)造成嚴(yán)重的損傷,，從而嚴(yán)重影響其加工精度，縮短其使用壽命,，甚至導(dǎo)致機(jī)器報(bào)廢,。

 
4.選擇沒有粉塵的場(chǎng)所，避免流眾多的通道旁邊,；

 
(1) 線切割放電機(jī)器之本身特性,，其空氣中有灰塵存在，將會(huì)使機(jī)器的

 絲桿受到嚴(yán)重磨損,，從而影響使用壽命,；

 
(2) 線切割放電機(jī)器屬于計(jì)算機(jī)控制，計(jì)算機(jī)所使用的磁盤對(duì)空氣中灰塵的

 要求相當(dāng)嚴(yán)格的,，當(dāng)磁盤內(nèi)有灰塵進(jìn)入時(shí),，磁盤就會(huì)被損壞，同時(shí)也損壞硬盤,；

 
(3) 線切割放電機(jī)本身發(fā)出大量熱，所以電器柜內(nèi)需要經(jīng)常換氣,，若空氣中灰塵太多,，則會(huì)在換氣過程中附積到各個(gè)電器組件上，造成電器組件散熱不良,，從而導(dǎo)致電路板被燒壞掉,。因此，機(jī)臺(tái)防塵網(wǎng)要經(jīng)常清潔,。

 5.選擇溫度變化小的場(chǎng)所,，避免陽光通過窗戶和頂窗玻璃直射及靠近熱流的地方

(1)高精密零件加工之產(chǎn)品需要在恒定的溫度下進(jìn)行，一般為室溫20C,；

 
(2)由于線切割放電機(jī)器本身工作時(shí)產(chǎn)生相當(dāng)大的熱量,，如果溫度變化太大則會(huì)對(duì)機(jī)器使用壽命造成嚴(yán)重影響,。

 
6.選擇屏蔽屋：因線切割放電加工過程屬于電弧放電過程，在電弧放電過程中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁波,，從而對(duì)人體健康造成傷害,，同時(shí)會(huì)影響到周圍的環(huán)境.

 
7.選擇通風(fēng)條件好，寬敞的廠房,，以便操作者和機(jī)床能在最好的環(huán)境下工作.