1.1 加工表面質(zhì)量日臻完善

1.1 加工表面質(zhì)量日臻完善

（1）納秒級(jí)大峰值電流脈沖電源技術(shù)

電火花加工時(shí)金屬的蝕除分熔化和氣化兩種。寬脈寬作用時(shí)間長(zhǎng)，容易造成熔化加工，使工件表面形貌變差，變質(zhì)層增厚，內(nèi)應(yīng)力加大，易產(chǎn)生裂紋。而脈寬小到一定值時(shí)，作用時(shí)間極短，形成氣化加工，可以減小變質(zhì)層厚度，改善表面質(zhì)量，減小內(nèi)應(yīng)力，避免裂紋產(chǎn)生。

慢走絲線切割先進(jìn)的低速走絲電火花線切割機(jī)采用的脈沖電源其脈寬僅幾十ns，峰值電流在1 000 A以上，形成氣化蝕除，不僅加工效率高，而且使表面質(zhì)量大大提高。

（2）防電解（BS）脈沖電源

低速走絲電火花線切割加工采用水質(zhì)工作液。水有一定的導(dǎo)電性，即使經(jīng)過(guò)去離子處理，降低電導(dǎo)率，但還有一定的離子數(shù)量。當(dāng)工件接正極，在電場(chǎng)作用下，OH-離子會(huì)在工件上不斷聚集，造成鐵、鋁、銅、鋅、鈦、鎢的氧化和腐蝕，并使硬質(zhì)合金材料中的結(jié)合劑—鈷成離子狀態(tài)溶解在水中，形成工件表面的“軟化層”。曾采用提高電阻率的措施(由幾十千歐?厘米提高到幾百千歐?厘米)，盡可能降低離子濃度，雖對(duì)改善表面質(zhì)量起了一定的作用，但還是不能有效地徹底解決“軟化層”的問(wèn)題。

電解電源是解決工件“軟化層”的有效技術(shù)手段。防電解電源采用交變脈沖，平均電壓為零，使在工作液中的OH-離子電極絲與工件之間處于振蕩狀態(tài)，不趨向工件和電極絲，防止工件材料的氧化。

采用防電解電源進(jìn)行電火花線切割加工，可使表面變質(zhì)層控制在1μm以下，避免硬質(zhì)合金材料中鈷的析出溶解，保證硬質(zhì)合金模具的壽命。

測(cè)試結(jié)果表明，防電解電源加工硬質(zhì)合金模具壽命已接近機(jī)械磨削加工，在接近磨損極限處甚至優(yōu)于機(jī)械磨削加工。

1.2 精度日益提高

1.2 切割精度日益提高

（1）多次切割技術(shù)

多次切割技術(shù)是提高低速走絲電火花線切割加工精度及表面質(zhì)量的根本手段。它是設(shè)計(jì)制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、智能化技術(shù)、脈沖電源技術(shù)、精密傳動(dòng)及控制技術(shù)的科學(xué)整合。一般是通過(guò)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。原來(lái)為達(dá)到高質(zhì)量的表面，多次切割的次數(shù)需高達(dá)7～9次，現(xiàn)在只需3～4 次。

（2）拐角加工技術(shù)不斷優(yōu)化完善

由于在切割拐角時(shí)電極絲的滯后，會(huì)造成角部塌陷。為了提高拐角切割精度，研究人員采取了更多的動(dòng)態(tài)拐角處理策略。如：改變走絲路徑；改變加工速度（薄板）；自動(dòng)調(diào)節(jié)水壓；控制加工能量等。

通過(guò)采用綜合的拐角控制策略，粗加工時(shí)角部形狀誤差減少70%，可一次切割達(dá)5靘的配合 精度。

（3）采用提高平直度的技術(shù)

高精度精加工回路都是提高平直度的技術(shù)，被認(rèn)為對(duì)厚件加工意義重大。

（4）床結(jié)構(gòu)更加精密

為了保證高精度的加工，采用了許多技術(shù)措施來(lái)提高主機(jī)精度：①控制溫度。采用水溫冷卻裝置，使機(jī)床內(nèi)部溫度與水溫相同，減小了機(jī)床的熱變形。②采用直線電機(jī)。響應(yīng)度高，精密定位可實(shí)現(xiàn)0.1μm當(dāng)量的控制，進(jìn)給無(wú)振動(dòng)，無(wú)噪音，提高放電頻率，保持穩(wěn)定放電，兩次切割Ry5 μm。③采用陶瓷、聚合物人造花崗巖制件，其熱慣性比鑄鐵大25倍，降低溫度變化對(duì)切割精度的影響。④采用固定工作臺(tái)、立柱移動(dòng)結(jié)構(gòu)，提高工作臺(tái)承重，不受浸水加工和工件重量變化的影響。⑤采用浸入式加工，降低工件熱變形。⑥電機(jī)伺服，閉環(huán)電極絲張力控制。⑦高精度對(duì)刀：采用電壓調(diào)制對(duì)刀電源。對(duì)刀精度可達(dá)±0.005 mm，不損傷工件，不論干濕。

（5）慢走絲線切割細(xì)絲切割

為了進(jìn)行小圓角、窄縫、窄槽及微細(xì)零件的微精加工，各制造企業(yè)都花大力氣進(jìn)行細(xì)絲切割技術(shù)的研究。目前世界主要電加工機(jī)的制造企業(yè)都可以采用0.02～0.03 mm的電極絲進(jìn)行切割。

1.3 加工效率明顯提高

1.3 慢走絲線切割加工效率明顯提高

（1）*高加工效率

由于ns級(jí)大峰值電流脈沖電源技術(shù)及檢測(cè)、控制、抗干擾技術(shù)的發(fā)展，低速走絲電火花線切割機(jī)的加工效率也在不斷提高。蘇州三光機(jī)床使用標(biāo)準(zhǔn)電極絲時(shí)，加工效率為 350 mm2/min。

（2）較大厚度工件的加工效率

日本三菱電機(jī)公司FA-V系列機(jī)床在切割300 mm厚的工件時(shí)，加工效率可達(dá)170 mm2/min。這是很有實(shí)際意義的技術(shù)提升。

（3）厚度變化工件的加工效率

自動(dòng)檢測(cè)加工件的厚度，自動(dòng)調(diào)整加工參數(shù)，防止斷絲，達(dá)到該狀態(tài)的*高加工效率。

（4）慢走絲線切割雙絲自動(dòng)交換技術(shù)

瑞士阿奇夏米爾公司推出的ROBOFIL 2030S1-TW機(jī)床能采用0.20～0.02 mm的電極絲自動(dòng)進(jìn)行雙絲切換加工。采用粗絲進(jìn)行**次切割，一般絲徑為0.25 mm，以提高加工效率，并可無(wú)芯切割；然后采用細(xì)絲進(jìn)行修整，一般采用0.10 mm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(shí)間。

（5）慢走絲線切割快速自動(dòng)穿絲技術(shù)

日本牧野公司稱自動(dòng)穿絲時(shí)間<15 s；日本沙迪克公司稱穿絲時(shí)間為13 s.日本三菱電機(jī)公司，當(dāng)板厚為50 mm 時(shí)，穿絲時(shí)間為10 s，切絲、穿絲總時(shí)間為25 s。

2 低速走絲電火花線切割機(jī)開發(fā)生產(chǎn)情況

2.1 瑞士、日本制造的線切割機(jī)

2.1 瑞士、日本制造的低速走絲電火花線切割機(jī)

（1）上等低速走絲電火花線切割機(jī)

這種低速走絲電火花線切割機(jī)代表了目前的*高水平，如瑞士夏米爾公司的X0X0系列機(jī)床、日本三菱電機(jī)公司的PA系列超高精度機(jī)床、日本牧野公司的UPJ-2超精密機(jī)床等。這類機(jī)床的 *大特點(diǎn)是加工精度很高，在±0.002 mm以內(nèi)，表面粗糙度Ra<0.2μm，一般都能使用<0.03 mm的電極絲進(jìn)行微精加工，主機(jī)大都具有熱平衡系統(tǒng)，一些機(jī)床采用在油中進(jìn)行切割加工。瑞士阿奇夏米爾公司的雙絲機(jī)床也屬于這個(gè)檔次。這個(gè)檔次的中型機(jī)床每臺(tái)售價(jià)一般在200萬(wàn)元以上。

（2）上等低速走絲電火花線切割機(jī)

這檔機(jī)床除了采用無(wú)電阻防電解電源外，一般均帶有自動(dòng)穿絲裝置，能采用0.10 mm的電極 絲進(jìn)行切割，精度在±0.003 mm左右。*高加工效率能達(dá)500 mm2/min的超高速機(jī)也屬于這個(gè)檔次，如夏米爾公司的240CC、440CC機(jī)，日本三菱電機(jī)公司的FA-V超高速高性能機(jī)等。這個(gè)檔次的中型機(jī)床每臺(tái)售價(jià)在100萬(wàn)元以上。

（3）慢走絲線切割中檔低速走絲電火花線切割機(jī)

為了搶占中國(guó)市場(chǎng)，日本、瑞士的電加工機(jī)床制造企業(yè)推出了這檔機(jī)床，價(jià)格一般在50～80萬(wàn)元/臺(tái)。如瑞士阿奇公司的XENON、夏米爾公司的380，日本沙迪克公司的AQ系列、三菱電機(jī)公司的FA系列等。這類機(jī)床一般由這些公司在中國(guó)設(shè)立的工廠制造，如北京阿奇夏米爾公司、大連三菱公司、蘇州沙迪克特種公司。

這檔機(jī)床的配置和性能滿足了用戶采用低速走絲電火花線切割加工的基本要求。一般都采用無(wú)電阻、防電解電源，具有水浸式加工、錐度切割功能。實(shí)用的*高加工效率為120～150 mm2/min ，*佳表面粗糙度達(dá)Ra<0.5μm，切割精度可達(dá)±0.005mm，一般都采用0.15 mm以上的銅絲進(jìn)行切割。這檔機(jī)床一般都具備自動(dòng)穿絲功能，可供用戶選配。

上述3個(gè)檔次的低速走絲電火花線切割機(jī)也可稱為上等機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)、入門機(jī)。

2.2 慢走絲線切割臺(tái)灣制造的線切割機(jī)

2.2 慢走絲線切割臺(tái)灣制造的低速走絲電火花線切割機(jī)

臺(tái)灣的低速走絲電火花線切割機(jī)起步雖然較晚，但這幾年來(lái)發(fā)展迅速。其關(guān)鍵的一個(gè)舉措就是由若干家電加工機(jī)床制造企業(yè)共同出資，在有關(guān)部門一定限度的支持下，由臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究院投入大量的人力、物力做關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)。經(jīng)過(guò)10多年的攻關(guān)，在控制系統(tǒng)及電源等關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破。

臺(tái)灣各企業(yè)制造的低速走絲電火花線切割機(jī)目前應(yīng)屬中檔機(jī)的范圍，銷售價(jià)一般在50～60萬(wàn)元/臺(tái)。這些機(jī)床一般都采用無(wú)電阻防電解電源具有錐度切割、浸入式加工等功能，慶鴻、徠通兩家公司已掌握自動(dòng)穿絲技術(shù)。

臺(tái)灣低速走絲電火花線切割機(jī)的*高加工效率在200 mm2/min左右，實(shí)用加工效率為100～ 120 mm2/min，切割表面粗糙度為Ra 0.5～0.8μm。一般認(rèn)為臺(tái)灣機(jī)的切割精度應(yīng)在±0.005 mm左右。