郁家羽
嘉兴学院南湖学院 314001
一、概念：
随着在我国国民经济的飞速发展，特别是工业技术飞速发展的新形势下，急需发展模具加工技术，而数控电火花切割技术正是模具加工工艺领域中的一-种关键技术。目前在电机，仪表等行业新产品的研制开发过程中，常采用数控电火花线切割方法直接切割出零件，大大缩短了研制周期，并降低了成本。在众多工业产品的生产过程中，都用到了数控电火花切割机床，如~ 飞机制造、汽车模具制造、手机零部件的生产等，因此电火花机床的研究与改进是我国国内市场的需要，也能为我国的工业的发展起一-定的作用。
电火花线切割，其基本工作原理是利用连续移动细金属丝(成为电极丝)作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。本次论文以电火花线切割为主线，综合了线切割的发展，电火花线切割机床，电火花线切割加工质量及其影响因素，电火花线切割加工程序编制等。
二、原理和加工过程：
1.脉冲电源
电火花线切割的加工用的脉冲电源的作用是把工频交流电源转换成一定频率的单向脉冲电流，以供给电极放点间隙所需要的能量来蚀除金属。脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质量、加工精度、加工过程的稳定性和工具电极损耗等技术经济指标有很大影响。电火花线切割脉冲电源的形式品种很多，如晶体管矩形波脉冲电源、高频分组脉冲电源、节能型脉冲电源等。
对电火花线切割加工用脉冲总的要求是:有较高的加工速度，不但在粗加工时要有较高的加工速度，而且在精加工时也应具有较高的加工速度;工具电极损耗低;加工过程稳定性好，在给定的各种脉冲参数下能保持稳定加工，抗干扰能力强、不易产生电弧放电、可靠性强、操作方便;工艺范围广，不仅能适应粗、中、精加工的要求，而且要适应不同工件材料的加工。
脉冲电源要都满足.上述要求是困难的，- -般来说，为了满足这些总的要求，对电火花线切割加工脉冲电源的具体要求是:所产生的脉冲应该是单向的，没有负半波或负半波很小，这样才能最大限度的利用极性效应，不过受工件表面粗糙度和电极丝允许承载电流的限制，线切割加工脉冲电源的脉宽较窄(2~60us), 单 个脉冲能量、平均电流(1~5A) -般较小，所以线切割加工总是采用正极性加工。脉冲的主要参数，如峰值电流、脉冲宽度t、脉冲间隔t等应能在很宽的范围内调节，以满足粗、中、精加工的要求。脉冲电源不仅要考虑工作稳定可靠、成本低、寿命长、操作维修方便和体积小等问题，还要考虑节省电能。
晶体管矩形波脉冲电源是利用功率晶体管作为开关元件而获得单向脉冲的。它具有脉冲频率高、脉冲参数容易调结、脉冲波形较好、易于实现多回路加工和自适应控制等自动化要求的有点，所以应用非常广泛，特别在中、小型脉冲电源中，都采用晶体
高频分组脉冲波形，它是矩形波派生的一-种波形，即把较高频率的小脉宽和小脉间的矩形波脉冲分组成为大脉宽和大脉间输出。
矩形波脉冲电源对提高切割速度和减小表面粗糙度这两项指标是相互矛盾的，高频分组脉冲波形在一定程度上能解决这两者的矛盾，在相同工艺条件下，可获得较好的加工工艺效。
2.机械系统
机床是线切割加工设备的主要部分，其结构形式和制造精度都直接影响到加工性能。机床一般由床身、工作台、走丝机构、丝架、工作液循环系统等几部分组成。
(一)床身:床身为机床的支撑体，是安装其他部件的基础，通常采用箱式结构。床身内部放置机床电器。
(二)工作台:工作台部件用来安放工件。由上下拖板、导轨、丝杆螺母副及变速机构4部分组成，其工作原理是驱动电动机通过变速机构将动力传递给丝杆螺母副，丝杆螺母副将传递过来的旋转运动变成沿坐标轴的直线运动，从而获得各种平面图形的曲线轨迹。
(三)走丝机构:走丝机构可分为高速走丝机构和低速走丝机构。
高速走丝机构的电极丝做高速往复运动，一般走丝速度为8~10m/ s,走丝速度等于储丝筒周边的线速度，在运动过程中，电极丝由丝架支撑,并依靠导轮保持电极丝与工作台垂直或倾斜一定的几何角度;低速走丝机构的电极丝做低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/ s。
(三)工作液循环:电火花线切割加工必须在工作液中进行，其方式可将被加工工件浸在工作液中，也可以采用电极丝冲液的方式。-般情况下，工作液应具有工作液应具有-定的绝缘性;有较好的冷却性能;有较好的洗涤性能;有较好的防锈性能;工作液对人体应无害，工作时，不放出有害气体等这几个方面的要求。
3.断丝机理：
造成断丝的原因是多方面的，工件材料的不同、工作液的性能优劣、电极丝的磨损、电极丝的张紧力、机床的导丝结构以及切割工艺参数的合理性等都与稳定线切割加工过程，提高线切割加工质量和延长电极丝的使用寿命有关。
三、工艺特点：
（1） 它以0.03～0.35mm的金属线为电极工具，不需要制造特定形状的电极。 （2） 虽然加工的对象主要是平面形状，但是除了有金属丝直径决定的内侧脚的最小直径R（金属线半径+放电间隙）这样的限制外，任何的限制外，任何复杂的开头都可以加工。
（3） 轮廓加工所需加工的余量少，能有效地节约贵重的材料。
（4） 可无视电极丝损耗（高速走丝切割采用低损耗脉冲电源；慢速走丝线切割采用单向连续供丝，在加工区总是保持新电极丝加工），加工精度高 （5） 依靠微型计算机控制电极丝轨迹和间隙补偿功能，同时加工凹凸两种模具时，间隙可任意调节。
（6） 采用乳化液或去离水的工作液，不必担心发生火灾，可以昼夜无人连续加工。
（7） 无论被加工工件的硬度如何，只要是导体或半导体的材料都能实现加工。
（8） 任何复杂开头的零件，只要能编制加工程序就可以进行加工，因而很适合小批零件和试制品的生产加工，加工周期短，应用灵活。
（9） 采用四轴联动，可加工上，下面异形体，形状扭曲曲面体，变锥度和球形等零件。
电火花线切割加工主要用于模具制造，在样板、凸轮、成形刀具、精密细小零件和特殊材料的加工中也得到日益广泛的应用。此外，在试制电机、电器等产品时，可直接用线切割加工某些零件，省去制造冲压模具的时间，缩短试制周期。
四、应用范围及加工材料：
机械加工，冷冲模，挤压模
（1）加工冷冲模，包括大、中、小型冲模的凸模、凹模、固定板、卸料板等；
（2）加工镶拼型腔模、粉末冶金模、拉丝模、波纹板成型模、冷拔模等；
（3）加工成型刀具、样板等；
（4）加工微细孔、任意曲线、窄缝、窄槽等，如异形孔喷丝板、射流元件、激光器件、电子器件等微孔与窄缝等；
（5）加工各种特殊材料、各种导电材料，特别是稀有贵重金属的切断，各种特殊结构零件的切断等。
应用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极，各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等，具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点，已在生产中获得广泛的应用，目前国内外的电火花线切割机床已占电加工机床总数的60%以上。
常用的电极材料有紫铜、石墨，主要原因是导热性好，导电性好，以及易于加工，高质量的加工可能会用铜钨合金，这种材料价格加高；电火花线切割加工的电极丝主要有两种，慢走丝的电极丝一般用铜丝，只使用一次，不可重复利用，高速走丝一般用钼丝，含一定的钨的成分，兼顾韧性和高熔点，可以往复使用。电火花加工一般用于型腔，盲孔，自由型面的加工，而线切割用于切割，主要包含指纹面的零件都可以，包括圆柱、多边形以及上下异性面等。当然这两种加工方法都要求材料能够导电，不到电的材料很难加工。
五、实际应用举例：
随着时间的发展,我国的工业技术也达到了一个较为先进的水平。在我们的实际应用中,对于模具产品的加工是有很多的方式的,在进行加工的时候能够运用到多种方式使其更加精确。就目前而言,在我们的企业较为常用的还是一种电火花线的切割手法,在我们的教学中是非常的实用的,能够在实际的模具加工中起到十分关键的作用。从世界发展的角度来看,我国的这种技术以及十分的成熟了,但是同其他国家的方式相比较还是会有所欠缺的,因此在我们的企业中,不仅需要稳定当前的发展模式,还要让员工们积极的开拓创新,提升电火花线切割的技艺,使其能够达到一个更为先进的水平。对于我们的企业来说,这是非常具有挑战性的,但这也是企业的员工必须要肩负的使命,是我们的企业的核心竞争力。但首先,我们需要了解到现今的电火花线切割艺术在实际中的具体运用,本文就围绕着''''电火花线切割在模具产品加工中的实际应用''''做出了一些探讨。