電火花線切割機（Wire cut Electrical Discharge Machining簡稱WEDM），屬電加工范疇，是由前蘇聯拉紮林科夫婦研究開關觸點受火花放電腐蝕損壞的現象和原因時，發現電火花的瞬時高溫可以使局部的金屬熔化、氧化而被腐蝕掉，從而開創和發明瞭電火花加工方法。線切割機也於1960年發明於前蘇聯，我國是第一個用於工業生產的國傢。其基本物理原理是自由正離子和電子在場中積累，很快形成一

    

 

個被電離的導電通道。在這個階段，兩板間形成電流。導致粒子間發生無數次碰撞，形成一個等離子區，並很快升高到8000到12000度的高溫，在兩導體表麵瞬間熔化一些材料，同時，由於電療和電介液的汽化，形成一個氣泡，並且它的壓力規則上升直到非常高。然後電流中斷，溫度突然降低，引起氣泡內向爆炸，產生的動力把溶化的物質拋出彈坑，然後被腐蝕的材料在電介液中重新凝結成小的球體，並被電介液排走。然後通過NC控制的監測和管控，伺服機構執行，使這種放電現象均勻一致，從而達到加工物被加工，使之成為合乎要求之尺寸大小及形狀精度的產品。電火花線切割機按走絲速度可分為高速往復走絲電火花線切割機（Reciprocating type High Speed Wire cut Electrical Discharge Machining俗稱“快走絲”）、低速單向走絲電火花線切割機（Low Speed one-way walk Wire cut Electrical Discharge Machining俗稱“慢走絲”）和立式自旋轉電火花線切割機（Vertical Wire Electrical Discharge Machining machine tool With Rotation Wire）三類。又可按工作臺形式分成單立柱十字工作臺型和雙立柱型（俗稱龍門型）。

編輯本段原理

電火花線切割簡稱線切割。它是在電火花穿孔、成形加工的基礎上發展起來的。它不僅使電火花加工的應用得到瞭發展，而且某些方麵已取代瞭電火花穿孔、成形加工。線切割機床已占電火花機床的大半。其工作原理如下圖所示。繞在運絲筒4上的電療絲1沿運絲筒的回轉方向以一定的速度移動，裝在機床工作臺上的工件3由工作臺按預定控制軌跡相對與電療絲做成型運動。脈沖電源的一極接工件，另一極接電療絲。在工件與電療絲之間總是保持一定的放電間隙且噴灑工作液，電療之間的火花放電蝕出一定的縫隙，連續不斷的脈沖放電就切出瞭所需形狀和尺寸的工件。

  加工原理圖

 

編輯本段作用

低速走絲線切割機電療絲以銅線作為工具電療，一般以低於0.2m/s的速度作單向運動，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，並保持5~50um間隙，間隙中充滿脫離子水(接近蒸餾水)等絕緣介質，使電療與被加工物之間發生火花放電，並彼此被消耗、腐蝕，在工件表麵上電蝕出無數的小坑，通過NC控制的監測和管控，伺服機構執行，使這種放電現象均勻一致，從而達到加工物被加工，使之成為合乎要求之尺寸大小及形狀精度的產品。目前精度可達0.001mm級，表麵質量也接近磨削水平。電療絲放電後不再使用，而且采用無電阻防電解電源，一般均帶有自動穿絲和恒張力裝置。工作平穩、均勻、抖動小、加工精度高、表麵質量好，但不宜加工大厚度工件。由於機床結構精密，技術含量高，機床價格高，因此使用成本也高。　 　　單向走絲電火花線切割機床早期隻有國外公司的獨有機種。臺灣的低速走絲電火花線切割機起步雖然較晚，但這幾年來發展迅速。其關鍵的一個舉措就是由若乾傢電加工機床制造企業共同出資，在有關部門一定限度的支持下，由臺灣工業技術研究院投入大量的人力、物力做關鍵技術的開發。經過10多年的攻關，在控制系統及電源等關鍵技術上取得瞭突破。臺灣各企業制造的低速走絲電火花線切割機目前應屬中檔機的范圍，近3年每年達到20%～30%的增長率，估計未來5年，臺灣低速走絲電火花線切割機的年產量能達2000臺，可占世界市場的25%以上。低速走絲電火花線切割機的技術含量高、市場前景好，可以獲得較高的回報，是電加工行業各個廠傢的“必爭之地”、“戰略高地”。也可以說，誰掌握瞭低速走絲電火花線切割機的技術，誰就獲得瞭下一步企業發展壯大的機遇。為瞭搶占中國市場，日本、瑞士、臺灣的電加工機床制造企業在中國大陸設廠生產這類機床。我國的科技工作者在科技部專項基金的支持下，投入瞭較大的研發力量，已完成新一代低速走絲電火花線切割機的研發，取得瞭重大突破，目前已擁有瞭具有自主知識產權的產品，並占領瞭一定的市場份額，其性能指標可達中檔機水平。目前還有一些國內企業則希望通過與臺灣相關企業的合作，來發展低速走絲電火花線切割加工技術。 　　立式自旋轉電火花線切割機（臥式自旋轉電火花線切割機）。立式回轉電火花線切割機的特點與傳統的高速走絲和低速走絲電火花線切割加工均有不同，首先是電療絲的運動方式比傳統兩種的電火花線切割加工多瞭一個電療絲的回轉運動；其次，電療絲走絲速度介於高速走絲和低速走絲直接，速度為1～2m/s。由於加工過程中電療絲增加瞭旋轉運動，所以立式回旋電火花線切割機與其他類型線切割機相比，最大的區別在於走絲系統。立式回轉電火花線切割機的走絲系統由走絲端和放絲端兩套結構完全相同的兩端做為走絲結構，實現瞭電療絲的高速旋轉運動和低速走絲的復合運動。兩套主軸頭之間的區域為有效加工區域。除走絲系統外，機床其他組成部分與高速走絲線切割機相同。 　　與單向低速走絲電火花線切割機床相比，往復高速走絲電火花線切割機床在平均生產率、切割精度及表麵粗糙度等關鍵技術指標上還存在較大差距。針對這些差距，本世紀初，國內有數傢高速往復走絲電火花線切割機生產企業實現瞭在高速走絲機上的多次切割加工（該類機床被俗稱為“中走絲” Medium Speed Wire cut Electrical Discharge Machining）。所謂“中走絲”並非指走絲速度介於高速與低速之間，而是復合走絲線切割機床，其走絲原理是在粗加工時采用8-12m/s高速走絲，精加工時采用1-3m/s低速走絲，這樣工作相對平穩、抖動小，並通過多次切割減少材料變形及鉬絲損耗帶來的誤差，使加工質量也相對提高，加工質量可介於高速走絲機與低速走絲機之間。因而可以說，用戶所說的“中走絲”，實際上是往復走絲電火花線切割機借鑒瞭一些低速走絲機的加工工藝技術，並實現瞭無條紋切割和多次切割。經過幾年的發展，國內幾乎所有生產高速走絲電火花線切割機床的廠傢都在生產及銷售中走絲，但最終表明不是所有的往復走絲電火花線切割機都能進行多次切割，或者說不是所有的往復走絲電火花線切割機采用多次切割技術後都能獲得好的工藝效果。多次切割是一項綜合性的技術，它涉及到機床的數控精度、脈沖電源、工藝數據庫、走絲系統、工作液及大量的工藝問題，並不是簡單地在高速走絲機上加上一套運絲變頻調速系統即可實現的，隻有那些制造精度高，並在諸方麵創造瞭多次切割條件的往復走絲電火花線切割機才能進行多次切割和無條紋切割，並獲得顯著的工藝效果。因此我們的生產企業必須充分註意到這個問題，一定要按系統工程來做，真正把這一技術用好，把這一產品做好。如目前已有一些企業為進一步提高機床本體精度，X、Y坐標工作臺采用瞭直流或交流伺服電機作驅動單元直接驅動滾珠絲杠，同時采用瞭帶螺距補償功能的全閉環控制，可以利用數控系統對機床的定位精度誤差進行補償和修正。在保證精度的前提下，減小因長期使用而導致的加工精度下降，延長機床的使用壽命。運絲系統方麵采用特殊（大多數采用金剛石）電療絲保持器，保持電療絲的相對穩定，減小加工過程中電療絲的張力變化。冷卻系統方麵改變常用的粗放冷卻方式，采取多級過濾並對介電常數等關鍵參數加以控制，確保精加工的順利進行。控制軟件方麵提供開放的加工參數數據庫，可以根據材料的質地、厚度、粗糙度等條件選擇對應的加工參數。相信經過我們的努力，多次切割技術將會更加完善，往復走絲電火花線切割加工技術也將得到更好的應用和發展。 　　往復走絲電火花線切割機采用多次切割技術後，雖加工質量有明顯提高，但它仍然屬於高速走絲電火花線切割機的范疇，切割精度和光潔度仍與低速走絲機存在較大差距，且精度和光潔度的保持性也需要進一步提高。“中走絲機”具有結構簡單、造價低以及使用消耗少等特點，因此也有其生存的空間，目前執行的標準仍然是高速走絲機的相關標準，因此生產企業在對用戶的宣傳上要註意，一定要實事求是。

編輯本段線切割的發展史

　　20世紀中期,蘇聯拉紮林科夫婦研究開關觸點受火花放電腐蝕損壞的現象和原因時，發現電火花的瞬時高溫可以使局部的金屬熔化、氧化而被腐蝕掉，從而開創和發明瞭電火花加工方法, 線切割放電機也於1960年發明於蘇聯。當時以投影器觀看輪廓麵前後左右手動進給工作台面加工，其實認為加工速度雖慢，卻可加工傳統機械不易加工的微細形狀。代表的實用例子是化織噴嘴的異形孔加工。當時使用之加工液用礦物質性油(燈油)。絕緣性高，極間距離小，加工速度低於現在械械，實用性受限。 　　1969年巴黎工作母機展覽會中展出，改進加工速度，確立無人運轉狀況的安全性。但NC紙帶的制成卻很費事，若不用大型計算機自動程序設計，對使用者是很大的負擔。在廉價的自動程序設計裝置(Automatic Programed Tools APT)出現前，普及甚緩。 　　1970年9月30日　國營機械總廠研制成功“數字程序自動控制線切割機床”，為該類機床國內首創 　　線切割所需的工作環境^[1]　　1.滿足線切割機床所要求的空間尺寸； 　　2.選擇能承受機床重量的場所； 　　3.選擇沒有振動和沖擊傳入的場所。 　　線切割放電機床是高精度加工設備，如果所放置的地方有振動和沖擊，將會 　　對機臺造成嚴重的損傷，從而嚴重影響其加工精度，縮短其使用壽命，甚至導致機器報廢。 　　4.選擇沒有粉塵的場所，避免流眾多的通道旁邊； 　　(1) 線切割放電機器之本身特性，其空氣中有灰塵存在，將會使機器的 　　絲桿受到嚴重磨損，從而影響使用壽命； 　　(2) 線切割放電機器屬於計算機控制，計算機所使用的磁盤對空氣中灰塵的 　　要求相當嚴格的，當磁盤內有灰塵進入時，磁盤就會被損壞，同時也損壞 硬碟； 　　(3) 線切割放電機本身發出大量熱，所以電器櫃內需要經常換氣，若空氣中灰塵太多，則會在換氣過程中附積到各個電器組件上，造成電器組件散熱不良，從而導致電路板被燒壞掉。因此，機臺防塵網要經常清潔。 　　5.選擇溫度變化小的場所，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品需要在恒定的溫度下進行，一般為室溫20C； 　　(2)由於線切割放電機器本身工作時產生相當大的熱量，如果溫度變化太大則會對機器使用壽命造成嚴重影響。 　　6.選擇屏蔽屋：因線切割放電加工過程屬於電弧放電過程，在電弧放電過程中會產生強烈的電磁波，從而對人體健康造成傷害，同時會影響到周圍的環境. 　　7.選擇通風條件好，寬敞的廠房，以便操作者和機床能在最好的環境下工作.

編輯本段線切割安全操作規程

　　1、操作程序： 　　1、打開機床總電源，控制器開關，24V步進驅動電源開關及高脈沖電源開關。 　　2、根據圖紙尺寸及工件的實際情況計算座標點編制程序，註意工件的裝夾方法和鉬絲直徑，選擇合理的切入位置。 　　3、開啟走線電機，水泵電機及控制麵板上的高頻開關。 　　4、將粗調開關放在自動位置，拔下進給開關，即進入加工階段，加工中並進一步調節好微調開關及軟件微調，使之調到加工最穩定狀態。 　　5、加工結束後應按順序先關閉機床的高頻脈沖開關，水泵開關，在關閉粗閉儲絲筒開關，如果要帶剎車關機單按下總電源開關紅色按鈕即可。 　　 2、註意事項： 　　1、開機前，檢查各電器部件是否松動，如有斷絲和部件脫落應及時通知專業人員維修。 　　2、檢查鉬絲的緊張情況。 　　3、檢查導輪是否有損傷並及時調換工作麵位置，防止卡斷鉬絲。 　　4、檢查擋絲棒如出現溝通槽，應及時調整工作麵位置，防止卡斷鉬絲。 　　5、檢查機床潤滑部位應有足夠的潤滑油。 　　6、日常保養： 　　6.1、橫向進給齒輪箱和縱向給進齒輪箱，每班應加30號機油一次。 　　6.2、儲絲筒各傳動軸，儲絲筒絲桿螺母，儲絲筒拖板板導機，每板應加30號機油一次。

新手教學

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