數(shù)控電火花線切割加工包括快走絲加工與慢走絲加工,，它們廣泛應(yīng)用于模具制造行業(yè),。這兩種技術(shù)的加工效率、切割精度以及表面質(zhì)量等目前是什么發(fā)展?fàn)顩r呢,？

▌ 快走絲加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

顧名思義,，快走絲加工是因為切割加工過程中電極絲作高速的走絲運轉(zhuǎn)而得名。快走絲加工機床是我國獨創(chuàng)的電加工機床,，經(jīng)過幾十年的不斷完善和發(fā)展,，現(xiàn)已成為制造業(yè)中的一種重要加工手段?？蓾M足中,、低檔模具加工和其他復(fù)雜零件制造的要求，在中低檔市場中占有相當(dāng)?shù)姆至俊?/span>

快走絲加工機床最大的優(yōu)勢在于擁有良好的性能價格比,。由于它的實用性,、經(jīng)濟性,，所以在國內(nèi)有較大的市場。傳統(tǒng)快走絲加工采用一次切割的工藝,，加工效率在40 ㎜2/min左右,，表面粗糙度在Ra3.0μm左右，表面有較明顯的線紋,，加工精度在0.02㎜左右,。

為改善加工品質(zhì)，快走絲加工機床制造廠家參照多次切割工藝,，改進了機床的相關(guān)部件,，出現(xiàn)了所謂的“中走絲機床”。機床的數(shù)控精度,、脈沖電源,、走絲系統(tǒng)、工藝數(shù)據(jù)庫等大量的工藝技術(shù)方面有了較大的提高,。提高了加工精度,，改善了表面質(zhì)量。

目前中走絲加工機床的技術(shù)指標(biāo)：進行一次切割的效率180㎜2/min,，多次切割后的表面粗糙度為Ra≤1.0μm,，此時的平均效率為50㎜2/min，加工表面光澤無明顯切割條紋,，加工精度0.01㎜,，電極絲損耗≤0. 01 ㎜ /20 萬㎜2 。這些性能指標(biāo)看起來已經(jīng)比較不錯,，但需要注意的是,，獲得這些指標(biāo)需要保證好各個環(huán)節(jié)，一旦有出入,，比如工作液的濃度,、電極絲的損耗發(fā)生變化，就會影響加工質(zhì)量的穩(wěn)定性,。

生產(chǎn)中走絲機床的典型廠家有蘇州三光,、蘇州漢奇、上海特略,、北京安德,、蘇州寶瑪、蘇州新火花,、上海大量等,。

▌ 慢走絲加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

精密、復(fù)雜、長壽命沖壓模具制造精度及表面質(zhì)量要求的不斷提高,，快走絲加工技術(shù)已不能適應(yīng)精密模具的制造要求,，這種現(xiàn)狀促進了慢走絲加工技術(shù)的迅速發(fā)展，其各方面工藝指標(biāo)已達到了相當(dāng)高的水平,，是其它加工技術(shù)不可替代的,。

1. 慢走絲加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

（1）加工精度提高

多次切割技術(shù)是提高慢走絲加工精度及表面質(zhì)量的根本手段。一般是通過一次切割成形,，二次切割提高精度，三次以上切割提高表面質(zhì)量,。

由于在切割拐角時電極絲的滯后,，會造成角部塌陷。為了提高拐角切割精度,，采取了更多的動態(tài)拐角處理策略,。如：自動改變加工速度、自動調(diào)節(jié)水壓,、控制加工能量等,。

先進的慢走絲加工機床采用的高精度精加工回路，是提高加工工件平直度的有效技術(shù),，使厚件加工的精度得到顯著提高,；為了進行小圓角、窄縫,、窄槽及微細(xì)零件的微精加工,，頂尖的數(shù)控低速走絲電火花線切割機床可以采用0.02～0.03 ㎜的電極絲進行切割。

為了保證高精度的加工,，機床的機械精度,、脈沖電源精度、伺服控制精度（包括對機械運動,、脈沖參數(shù),、走絲系統(tǒng)和工作液系統(tǒng)的控制）都已達到極高的水準(zhǔn)。采用水溫冷卻裝置,，使機床內(nèi)部溫度與水溫相同,，減小了機床的熱變形；采用閉環(huán)數(shù)字交(直)流伺服控制系統(tǒng),，確保優(yōu)良的動態(tài)性能和高定位精度,，加工精度可控制在若干微米以內(nèi)，精密定位可實現(xiàn)0.1μm當(dāng)量的控制,；采用浸入式加工,，降低工件熱變形；電機伺服，閉環(huán)電極絲張力控制,；采用電壓調(diào)制對刀電源實現(xiàn)高精度對刀,，對刀精度可達0.002 ㎜，不損傷工件,，不論干濕,。

（2）表面質(zhì)量日臻完善

先進的慢走絲加工機床采用平均電壓為零的無防電解脈沖電源，電解的破壞已降到最低程度,。此外,，由于脈沖電源的改進，普遍采用高峰值,，窄脈寬（微秒級）,，材料大多數(shù)為氣相拋出，帶走了大量的熱,，工件表面溫度就上不去,，開裂的現(xiàn)象大為減少；不僅加工效率高,，而且使表面質(zhì)量大大提高,。采用無電解電源進行電火花線切割加工，可使表面變質(zhì)層控制在2μm以下,。切割的硬質(zhì)合金沖模刃口的耐磨性和磨削沒有什么不同,，甚至優(yōu)于機械磨削加工，越來越多的零件加工“以割代磨”,。

（3）加工效率提升

由于納秒級大峰值電流脈沖電源技術(shù)及檢測,、控制、抗干擾技術(shù)的發(fā)展,，慢走絲加工機床的加工效率也在不斷提高,，當(dāng)前先進的慢走絲加工機床的最高加工效率可達500㎜2/min。較大厚度工件的加工效率有實際意義的技術(shù)提升,，如切割300 ㎜厚的工件時,，加工效率可達170㎜2/min。對于厚度變化工件的加工,，通過自動檢測加工件的厚度,，自動調(diào)整加工參數(shù)，防止斷絲,，達到該狀態(tài)的最高加工效率,。

另外，先進慢走絲加工機床推出的快速自動穿絲技術(shù),，自動穿絲時間＜15 s提高了加工操作的效率,；推出的雙絲自動交換技術(shù),，能采用0.20～0.02 ㎜的電極絲自動進行雙絲切換加工。采用粗絲進行第一次切割,，一般絲徑為0.25 ㎜,，以提高加工效率，并可無芯切割,；然后采用細(xì)絲進行修整,，一般采用0.10 ㎜的細(xì)絲，切割出小圓角,，并可提高精度,，總體可節(jié)省30%～50%的切割時間。

（4）自動化,、智能化及信息化的發(fā)展

加工過程中,，為了減少人的干預(yù)，保證達到預(yù)期的工藝指標(biāo),，慢走絲加工的自動化、智能化及信息化取得了相應(yīng)的發(fā)展,。

慢走絲加工機床完備的工藝專家系統(tǒng)按加工要求給出成套參數(shù),。不僅包括常用電極絲牌號和相應(yīng)的工件材料，還提供了如PCD,、PCBN等特殊材料的加工參數(shù),，可依據(jù)上下噴嘴是否與工件接觸，距離多大,，是在切風(fēng)中精修,，還是敞開面精修，精度,、表面粗糙度和效率哪一項優(yōu)先的加工策略來生成各自的規(guī)準(zhǔn),；放電專家系統(tǒng)應(yīng)付切割中的隨機因素，在切入,、切出,、截面變化、中心切割,、接近邊緣切割,、大截面高速切割等情況下，在加工過程中運用自適應(yīng)控制策略及自動化控制功能,，得到不斷絲穩(wěn)定高效加工,。

自動無孔探測功能也很實用，自動跳步加工時,，如果預(yù)孔被忘記打出或孔位偏移,，機床就會自動移到下一個預(yù)孔上，這樣可防止在無人操作加工時停機，在穿好絲之后發(fā)生短路時,，可自動搜尋消除短路的位置,，提高了連續(xù)無人操作運轉(zhuǎn)的可靠性。

機床的CNC系統(tǒng)配以標(biāo)準(zhǔn)化機械接口,，組成智能化的制造系統(tǒng),，通過3R系統(tǒng)或EROWA系統(tǒng)的機械手，可方便地實現(xiàn)工件（托盤）的自動交換,，配以專家系統(tǒng)及電極絲自動交換技術(shù),，可以自動完成全部加工過程。

2. 各檔次慢走絲加工機床的技術(shù)水平

可將慢走絲加工機床分為頂級,、高檔,、中檔、入門四個檔次,。生產(chǎn)慢走絲機床的典型廠家有瑞士GF加工方案（原阿奇夏米爾）,、日本牧野、日本三菱,、日本沙迪克,、日本西部、日本法蘭克等,。

（1）頂級慢走絲加工機床

這種慢走絲加工機床代表了目前的最高水平,，主要由瑞士、日本制造,。這類機床的加工精度能保證在±0.002 ㎜以內(nèi),，最高加工效率可達400～500㎜2/min，表面粗糙度可達Ra0.05μm,，具有完美的加工表面質(zhì)量,，表面幾乎無變質(zhì)層，能使用Φ0.02 ㎜的電極絲進行微精加工,，主機大都具有熱平衡系統(tǒng),，一些機床采用在油中進行切割加工。這類機床功能齊全,，自動化程度高,，可以直接完成模具的精密加工，所加工的模具壽命已達到機械磨削水平,。

（2）高檔慢走絲加工機床

這類機床基本上由瑞士和日本公司生產(chǎn),，具有自動穿絲功能，無電阻防電解電源,，整體熱恒定系統(tǒng),，能采用Φ0.07 ㎜的電極 絲進行切割,，精度在±0.003 ㎜左右，最高加工效率能達300㎜2/min以上,，表面粗糙度能達到Ra<0.2μm,，具有適時檢測工件截面變化、實時優(yōu)化放電功率功能,。這類機床也廣泛用于精密沖壓模加工,。

（3）中檔慢走絲加工機床

這檔機床一般由瑞士和日本公司在中國的制造工廠生產(chǎn)，一些臺灣機的技術(shù)水準(zhǔn)也能達到這個檔次,，其配置和性能滿足了國內(nèi)大多數(shù)精密線切割加工的要求,。一般都采用無電阻防電解電源，具有浸水式加工,、錐度切割功能,。實用的最高加工效率為150～200 ㎜2/min，最佳表面粗糙度達Ra＜0.4μm,，切割精度可達±0.005㎜,，一般采用Φ0.1㎜及以上的電極絲進行切割，配備的防撞保護系統(tǒng)可避免由編程錯誤或誤操作引起的碰撞受損,，配備或者可選配自動穿絲機構(gòu),。

（4）入門級慢走絲加工機床

這檔機床一般是臺灣機床或者國內(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)的機床，其配置和性能滿足國內(nèi)普通模具與零件的加工要求,。一般多使用切一修一，切一修二的工藝,，能穩(wěn)定達到表面光潔度在Ra0.8μm左右,，加工精度在±0.008㎜，大多只能使用0.15mm及以上的電極絲進行切割,，加工的表面微細(xì)組織,、拐角與先進的機床有一定的差距。

總的來說,，慢走絲加工機床與快走絲加工機床相比,，在加工效率、精度,、表面質(zhì)量等方面都具有非常明顯的優(yōu)越性,。雖然慢走絲加工機床的價格較貴，但隨著制造業(yè)的高速發(fā)展,，它將會被越來越多地應(yīng)用于各加工領(lǐng)域,。