张美玲 谢保光
沈阳飞机工业（集团）有限公司 辽宁 沈阳 110034
摘要：电火花线切割本身有着较高的效率和工艺指标，而且加工范围广，在很多领域都有着广泛应用。本文对电火花线切割加工工艺进行了简单概述和分析，希望能够为相关工艺的设置和应用提供参考。
关键词：电火花；线切割；机床；加工工艺
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、电火花线切割机床分类（按走速分）及特点
1.低速走丝线切割（属称慢走丝），它以铜丝作为电极，一般以低于0.2m/s的速度作单向运动，电极不能重复加工使用。其特点，加工精度高（可达到0.001~0.002mm）技术含量高，机床价格高,加工成本大。不宜加工大厚度工件，因而没有得到广泛应用。
2.近些年市场中出现的中走丝线切割机床，它的走速采用变频控制，可调节。性能与特点介于慢走丝与快走丝之间，目前正处在不断的创新和研发中，逐步推广。
3.高速快走丝往复式线切割机，它以钼丝为主要电极，一般以10m/s的速度做往复运动，钼丝可重复循环加工。由于机床造价低，性能稳定（加工精度可达到0.01~0.02mm），加工成本低，效率高，因而得到了广泛的推广和应用。
三、关于快走丝线切割机床的应用和工作原理
电火花线切割是利用高频脉冲放电的腐蚀作用，瞬间产生高温高压，将金属直接气化，从而达到对金属的切削加工。随着数控技术的发展，数控与切割加工的范围也越来越广，适用于各种平面复杂形状和不规矩零件的加工，被广泛应用于航空航天领域。适用于加工一些淬火钢和超硬材料，具有节约材料等特点。
四、关于快走丝切割机床的加工工艺及断丝分析
1.关于导弹发动机零件叶型孔的加工，此类零件一般壁厚在3mm以下 ，材料以不锈钢、高温合金、钛合金为主，要保证此类零件的加工精度还是有一定的难度。叶型孔一般由非圆离散点拟合曲线组成，形状大多不规矩。此类产品难加工主要原因是：丝架上下导丝轮的开距是固定的，一般约为70mm，当切割工件时，在快走丝的情况下，电极丝失去了加工厚工件的应产生的冷却液的阻尼作用，又加上火花放电的影响，因此电极丝很容易产生抖动。另外，切割工件的速度快，变频进给也快，因此步进电机很容易产生失步和丢步等现象，轻则影响加工精度，重则可导致零件报废。为克服上述现象，保证工件的加工质量，故应把加工电压、电流进给速度控制在一定范围。
一般情况下把加工电压调至50V左右，调整脉宽使之小于20μs（一般在12μs~16μs之间）加工电流控制在0.3~0.5A范围内，进给速度调至2~3档为佳，脉冲间隔应大于5（一般在5~7之间）。关于叶形孔尖点的处理和加工，有些叶型孔其尖点小于0.1mm，已小于一般钼丝的最小加工半径（一般钼丝直径0.18mm），在程序中直接输入补偿量，系统无法生成程序或生成错误程序。这在编程中要特别注意，在实际操作中不能完全采用电脑系统程序加工，而要对系统生成的程序进行人工修正以满足加工要求，这就需要编程人员要熟练掌握每段程序的加工路径，还要在实践中不断的去学习、总结和提高。
2.关于零件加工表面条纹的产生及改进措施。加工零件表面产生的黑白条纹，这是快走丝线切割加工的一大特点。这种条纹对加工工件表面粗糙度略有影响，条纹的出现与电极运动有关和电极丝的松紧也有一定的关系。在电极丝进口处呈黑色，出口处呈白色，这是因为排屑和冷却系统不同造成的。进口处工作液充分，放电是在液体介质中进行的，而在电极丝出口处，放电多在气体介质中进行，导致进口处的放电间隙比出口处大，结果使进口处的条纹比出口处的条纹略微低几微米到几十微米。另外，如果电极丝太松，电极丝在运动中容易产生抖动，从而使黑、白条纹高低差异更大，从而影响零件表面粗糙度，减小条纹的措施，应适当调节钼丝张紧度，尽量减少钼丝在加工过程中产生抖动，定期更换导轮及轴承，使导轮自身运行稳定，减小震动。采用合理的工作液喷射方式，使电极丝出口和入口处工作液供应情况尽量一致，尤其是要改善工件下部工作液的供应状况。
3.减小与防止工件变形和提高加工精度。有些工件在切割完以后，尺寸总是超差，检查机床精度和数控程序都正常，这很可能是由于工件在加工过程中变形引起。关于工件变形量的控制在机械加工中一直是一个难题，减小工件变形量主要有以下几点措施：(1)对于外形有余量的毛坯件的加工，可在零件轮廓外的毛坯上打孔，在切割时钼丝要从预先打好的孔处起切，进行封闭切割，而不能直接从毛坯件的外边缘直接切入；(2)切割路径的选择，选择合适的切割路径可有效减小工件变形。一般情况下先从余量小的地方开始起切，余量大的地方放到最后切；(3)对不方便在零件上打孔穿丝的情况可以用改变压紧位置的方法来减小变形，用多点压紧来代替单点压紧，用来回多次换压紧位置的方法来消除应力以减小工件变形量；(4)合适的压紧力度，在加工中工件的压紧力度，不是越大越好，松了也不行，力度一定要适中；(5)对于精度要求高的产品，可采用两次切割加工，既先粗切割一次，再精切割一次，粗切割时预留0.5mm左右余量，然后在精加工到尺寸；(6)采用热处理方法回火，消除材料的应力。
4.关于断丝的原因分析及预防措施,。在实际加工中经常会碰到断丝现象，主要有以下几点原因：
(1)参数选择不合适，电流过大，进给速度过快，措施：在加过程中应选择合适的加工参数，尤其是在刚开始加工时，电流应小一些，进给速度应慢一些，待加工稳定后在逐步加大电流和进给速度。但一般情况下，加工电流不宜超过4A，因为电流超过4A以后，电极丝性能会发生变化，迅速出现脆化和老化等现象，从而大大缩短电极丝的使用寿命，很容易造成断丝。
(2)水冷不到位，喷嘴喷出的液体（工作液）没有喷到电极丝上，使电极丝局部温度过高，发生断丝。其措施：加强工作液冷却循环及时清理喷嘴中的杂物。
(3)电极丝松紧度不合适，丝不宜太紧，太紧后超过电极丝的受力极限造成断丝，丝太松的话又容易叠丝造成断丝，同时切割的表面也比较粗糙精度也难以保证。
五、结语
总而言之，数控电火花线切割加工工艺相比较传统工艺优势明显，需要对操作工作中的工艺要求和注意事项进行明确，对存在的问题进行分析和处理，以保证加工的顺利进行，提升工件加工的效率和质量。
参考文献：
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[2]郭崇文.硬质合金YG6的电火花线切割加工工艺参数研究[D].太原理工大学,2015.
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