線切割機(jī)床整理

1、往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)訂的走絲速度為612 m/s，是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的機(jī)種。自1970年9月由第三機(jī)械工業(yè)部所屬國(guó)營(yíng)長(zhǎng)風(fēng)機(jī)械總廠研制成功“數(shù)字程序自動(dòng)控制線切割機(jī)床”，為該類機(jī)床國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。1972年第三機(jī)械工業(yè)部對(duì)工廠生產(chǎn)的CKX數(shù)控線切割機(jī)床進(jìn)行技術(shù)鑒定，認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。1973年按照第三機(jī)械工業(yè)部的決定，編號(hào)為CKX 1的數(shù)控線切割機(jī)床開始投入批量生產(chǎn)。1981年9月成功研制出具有錐度切割功能的DK3220型的坐標(biāo)數(shù)控機(jī)，產(chǎn)品的最大特點(diǎn)是具有1.5度錐度切割功能。完成了線切割機(jī)床的重大技術(shù)改進(jìn)。隨著大錐度切割技術(shù)逐步完善，變錐度、上下異形的切割加工也取得了很

2、大的進(jìn)步。大厚度切割技術(shù)的突破，橫剖面及縱剖面精度有了較大提高，加工厚度可超過1000mm以上。使往復(fù)走絲線切割機(jī)床更具有一定的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)滿足了國(guó)內(nèi)外客戶的需求。這類機(jī)床的數(shù)量正以較快的速度增長(zhǎng)，由原來年產(chǎn)量23千臺(tái)上升到年產(chǎn)量數(shù)萬臺(tái)，目前全國(guó)往復(fù)走絲線切割機(jī)床的存量已達(dá)20余萬臺(tái)，應(yīng)用于各類中低檔模具制造和特殊零件加工，成為我國(guó)數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用最廣泛的機(jī)種之一。但由于往復(fù)走絲線切割機(jī)床不能對(duì)電極絲實(shí)施恒張力控制，故電極絲抖動(dòng)大，在加工過程中易斷絲。由于電級(jí)絲是往復(fù)使用，所以會(huì)造成電極絲損耗，加工精度和表面質(zhì)量降低。 低速單向走絲電火花線切割機(jī)低速走絲線切割機(jī)電極絲以銅線作為工具電極，一般以低于

3、0.2m/s的速度作單向運(yùn)動(dòng)，在銅線與銅、鋼或超硬合金等被加工物材料之間施加60300V的脈沖電壓，并保持550um間隙，間隙中充滿脫離子水(接近蒸餾水)等絕緣介質(zhì)，使電極與被加工物之間發(fā)生火花放電，并彼此被消耗、腐蝕，在工件表面上電蝕出無數(shù)的小坑，通過NC控制的監(jiān)測(cè)和管控，伺服機(jī)構(gòu)執(zhí)行，使這種放電現(xiàn)象均勻一致，從而達(dá)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(chǎn)品。目前精度可達(dá)0.001mm級(jí)，表面質(zhì)量也接近磨削水平。電極絲放電后不再使用，而且采用無電阻防電解電源，一般均帶有自動(dòng)穿絲和恒張力裝置。工作平穩(wěn)、均勻、抖動(dòng)小、加工精度高、表面質(zhì)量好，但不宜加工大厚度工件。由于機(jī)床結(jié)構(gòu)精密

4、，技術(shù)含量高，機(jī)床價(jià)格高，因此使用成本也高。 單向走絲電火花線切割機(jī)床早期只有國(guó)外公司的獨(dú)有機(jī)種臺(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，近3年每年達(dá)到20%30%的增長(zhǎng)率，估計(jì)未來5年，臺(tái)灣低速走絲電火花線切割機(jī)的年產(chǎn)量能達(dá)2000臺(tái)，可占世界市場(chǎng)的25%以上。低速走絲電火花線切割機(jī)的技術(shù)含量高、市場(chǎng)前景好，可以獲

5、得較高的回報(bào)，是電加工行業(yè)各個(gè)廠家的“必爭(zhēng)之地”、“戰(zhàn)略高地”。也可以說，誰掌握了低速走絲電火花線切割機(jī)的技術(shù)，誰就獲得了下一步企業(yè)發(fā)展壯大的機(jī)遇。為了搶占中國(guó)市場(chǎng)，日本、臺(tái)灣的電加工機(jī)床制造企業(yè)在中國(guó)大陸設(shè)廠生產(chǎn)這類機(jī)床。我國(guó)的科技工作者在科技部專項(xiàng)基金的支持下，投入了較大的研發(fā)力量，已完成新一代低速走絲電火花線切割機(jī)的研發(fā)，取得了重大突破，目前已擁有了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，并占領(lǐng)了一定的市場(chǎng)份額，其性能指標(biāo)可達(dá)中檔機(jī)水平。目前還有一些國(guó)內(nèi)企業(yè)則希望通過與臺(tái)灣相關(guān)企業(yè)的合作，來發(fā)展低速走絲電火花線切割加工技術(shù)。 立式自旋轉(zhuǎn)電火花線切割機(jī)    

6、60;  立式自旋轉(zhuǎn)電火花線切割機(jī)（臥式自旋轉(zhuǎn)電火花線切割機(jī)）。立式回轉(zhuǎn)電火花線切割機(jī)的特點(diǎn)與傳統(tǒng)的高速走絲和低速走絲電火花線切割加工均有不同，首先是電極絲的運(yùn)動(dòng)方式比傳統(tǒng)兩種的電火花線切割加工多了一個(gè)電極絲的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其次，電極絲走絲速度介于高速走絲和低速走絲直接，速度為12m/s。由于加工過程中電極絲增加了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以立式回旋電火花線切割機(jī)與其他類型線切割機(jī)相比，最大的區(qū)別在于走絲系統(tǒng)。立式回轉(zhuǎn)電火花線切割機(jī)的走絲系統(tǒng)由走絲端和放絲端兩套結(jié)構(gòu)完全相同的兩端做為走絲結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了電極絲的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和低速走絲的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。兩套主軸頭之間的區(qū)域?yàn)橛行Ъ庸^(qū)域。除走絲系統(tǒng)外，機(jī)床其他組成

7、部分與高速走絲線切割機(jī)相同。 與單向低速走絲電火花線切割機(jī)床相比，往復(fù)高速走絲電火花線切割機(jī)床在平均生產(chǎn)率、切割精度及表面粗糙度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上還存在較大差距。針對(duì)這些差距，本世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)有數(shù)家高速往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了在高速走絲機(jī)上的多次切割加工（該類機(jī)床被俗稱為“中走絲” Medium Speed Wire cut Electrical Discharge Machining）。所謂“中走絲”并非指走絲速度介于高速與低速之間，而是復(fù)合走絲線切割機(jī)床，其走絲原理是在粗加工時(shí)采用8-12m/s高速走絲，精加工時(shí)采用1-3m/s低速走絲，這樣工作相對(duì)平穩(wěn)、抖動(dòng)小，并通過多次切割減少

8、材料變形及鉬絲損耗帶來的誤差，使加工質(zhì)量也相對(duì)提高，加工質(zhì)量可介于高速走絲機(jī)與低速走絲機(jī)之間。因而可以說，用戶所說的“中走絲”，實(shí)際上是往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)借鑒了一些低速走絲機(jī)的加工工藝技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了無條紋切割和多次切割。經(jīng)過幾年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)幾乎所有生產(chǎn)高速走絲電火花線切割機(jī)床的廠家都在生產(chǎn)及銷售中走絲，但最終表明不是所有的往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)都能進(jìn)行多次切割，或者說不是所有的往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)采用多次切割技術(shù)后都能獲得好的工藝效果。多次切割是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)，它涉及到機(jī)床的數(shù)控精度、脈沖電源、工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、走絲系統(tǒng)、工作液及大量的工藝問題，并不是簡(jiǎn)單地在高速走絲機(jī)上加上一套運(yùn)絲變頻調(diào)速

9、系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)的，只有那些制造精度高，并在諸方面創(chuàng)造了多次切割條件的往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)才能進(jìn)行多次切割和無條紋切割，并獲得顯著的工藝效果。因此我們的生產(chǎn)企業(yè)必須充分注意到這個(gè)問題，一定要按系統(tǒng)工程來做，真正把這一技術(shù)用好，把這一產(chǎn)品做好。如目前已有一些企業(yè)為進(jìn)一步提高機(jī)床本體精度，X、Y坐標(biāo)工作臺(tái)采用了直流或交流伺服電機(jī)作驅(qū)動(dòng)單元直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，同時(shí)采用了帶螺距補(bǔ)償功能的全閉環(huán)控制，可以利用數(shù)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的定位精度誤差進(jìn)行補(bǔ)償和修正。在保證精度的前提下，減小因長(zhǎng)期使用而導(dǎo)致的加工精度下降，延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命。運(yùn)絲系統(tǒng)方面采用特殊（大多數(shù)采用金剛石）電極絲保持器，保持電極絲的相對(duì)穩(wěn)定，減小加

10、工過程中電極絲的張力變化。冷卻系統(tǒng)方面改變常用的粗放冷卻方式，采取多級(jí)過濾并對(duì)介電常數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)加以控制，確保精加工的順利進(jìn)行?？刂栖浖矫嫣峁╅_放的加工參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以根據(jù)材料的質(zhì)地、厚度、粗糙度等條件選擇對(duì)應(yīng)的加工參數(shù)。相信經(jīng)過我們的努力，多次切割技術(shù)將會(huì)更加完善，往復(fù)走絲電火花線切割加工技術(shù)也將得到更好的應(yīng)用和發(fā)展。 往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)采用多次切割技術(shù)后，雖加工質(zhì)量有明顯提高，但它仍然屬于高速走絲電火花線切割機(jī)的范疇，切割精度和光潔度仍與低速走絲機(jī)存在較大差距，且精度和光潔度的保持性也需要進(jìn)一步提高?！爸凶呓z機(jī)”具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低以及使用消耗少等特點(diǎn)，因此也有其生存的空間，目前執(zhí)行

11、的標(biāo)準(zhǔn)仍然是高速走絲機(jī)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此生產(chǎn)企業(yè)在對(duì)用戶的宣傳上要注意，一定要實(shí)事求是。注意：電火花線切割分類:區(qū)分快走絲線切割，中走絲線切割，慢走絲線切割。 a：快走絲電火花線切割的走絲速度為612 m/s，電極絲作高速往返運(yùn)動(dòng)，切割精度較差。 b:中走絲電火花線切割是在快走絲線切割的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)變頻多次切割功能，是近幾年發(fā)展的新工藝。 c：慢走絲電火花線切割的走絲速度為0.2m/s，電極絲做低速單向運(yùn)動(dòng)，切割精度很高。4、電火花線切割加工的應(yīng)用 線切割加工為新產(chǎn)品試制、精密零件加工及模具制造等開辟了一條新的工藝途徑，主要應(yīng)用與一下幾個(gè)方面。1) 試制新產(chǎn)品及零件加工 在新產(chǎn)品開發(fā)過程中需要單件

12、的樣品，可使用線切割直接切割出零件。例如，試制切割特殊微電機(jī)硅鋼片定轉(zhuǎn)子鐵芯，由于不需另行制造模具，可大大縮短制造周期，降低成本。又如，在沖壓生產(chǎn)時(shí)，未制造落段模時(shí)，先用線切割加工的試樣進(jìn)行成型等后續(xù)加工，得到驗(yàn)證后在制造落料模。另外由于線切割加工時(shí)修改設(shè)計(jì)，變更加工程序比較方便，加工薄件時(shí)還可多片疊在一起加工。因此在零件制造方面，可用于加工品種多、數(shù)量少的零件，特殊難加工材料的零件，材料試驗(yàn)件、各種型孔、型面、特殊齒輪、凸輪、樣板、成型道具等。有些具有錐度切割的線切割機(jī)床可以加工出“天圓地方”等上、下異形面的零件。同時(shí)還可以進(jìn)行微細(xì)加工，異形槽等表面的加工。2) 加工特殊材料 切割某些高硬度

13、、高熔點(diǎn)的金屬時(shí)，使用機(jī)械加工的方法幾乎是不可能的，而采用線切割加工既經(jīng)濟(jì)又能保證精度。電火花成型加工用的電極，一般穿孔加工用的電極，帶錐度型腔加工用的電極以及銅鎢、銀鎢合金之類的電極材料，用線切割加工特別經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也適用與加工微細(xì)復(fù)雜形狀的電極。3） 加工模具零件 電火花線切割加工主要應(yīng)用與沖模、擠壓模、塑料模、電火花型腔模的電極加工等。由于電火花線切割加工機(jī)床加工速度和精度的迅速提高，目前已達(dá)到可與坐標(biāo)磨床相競(jìng)爭(zhēng)的程度。例如，中小型沖模的材料為模具鋼，過去用分開模和曲線模削的方法加工，現(xiàn)在改用電火花線切割整體加工的方法，制造周期可縮短四分之三到五分之四，成本降低三分之二到四分之三，配合精度

14、高，不需要熟練的操作工人。因此，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的精密沖模的磨削等工序，已被電火花和電火花線切割加工所代替。應(yīng)用范圍線切割加工為新產(chǎn)品試制、精密零件加工及模具制造開辟了一條新的工藝途徑，適合加工各種特殊性能的材料和各種復(fù)雜表面及微細(xì)、精密、薄壁以及低剛性零件，因而廣泛應(yīng)用于航空、電子、電器、汽車、家電、輕工等領(lǐng)域。電火花線切割技術(shù)用于模具制造已相當(dāng)成熟，據(jù)估計(jì)約有75%80%的電火花線切割機(jī)床用于模具加工，因此電火花線切割技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外沖壓模制造中不可缺少的重要技術(shù)。電火花線切割的具體應(yīng)用范圍如表1所示：表 1電火花線切割技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域分類適用范圍二維形狀模具冷沖模（沖裁模、彎曲模和拉伸模

15、）、粉末冶金、擠壓模、塑料模三維形狀模具沖裁模落料凹、三維型材擠壓模、拉絲模電火花加工用的電極加工形狀復(fù)雜、微細(xì)通孔用的電極、加工帶斜度的型腔電極微細(xì)精密加工加工化學(xué)纖維噴絲頭異性窄縫、槽微型精密齒輪及模具量具輪廓成型刀具外形、樣板凸輪及模板試制品及零件加工試制品直接加工多品種、小批量的幾何形狀復(fù)雜的零件以及超大厚度零件特殊材料零件加工半導(dǎo)體材料、鐵氧體材料、陶瓷材料、聚晶金剛石 電火花線切割加工的機(jī)床1、 線切割機(jī)床組成 線切割機(jī)床組成：床身、儲(chǔ)絲機(jī)構(gòu)、線架、xy工作臺(tái)、油箱等部件組成繞過儲(chǔ)絲筒上的鉬絲經(jīng)過線架作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，加工工件固定在xy工作臺(tái)上，x、 y兩方向的運(yùn)動(dòng)各由一臺(tái)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

16、控制，數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就走一步，并通過中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)兩方向的絲杠旋轉(zhuǎn)，分別使得x 、y工作臺(tái)進(jìn)給。2、 線切割的適應(yīng)對(duì)象 主要是難切割材料，如高強(qiáng)度、高韌性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密細(xì)小和形狀復(fù)雜的零件。3、 電火花線切割機(jī)床分類根據(jù)電極絲的運(yùn)行速度，電火花線切割機(jī)床通常又分為兩大類：一類是高速走絲電火花線切割（High Speed Wire-cut Electric Discharge Machine, HSWEDM），這類機(jī)床的電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度為 612m/s，這是我國(guó)生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種，也是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的電火花線切割加工模式；另一類是低速走絲電

17、火花線切割機(jī)（Low Speed Wire-cut Electric DischargeMachine, LSWEDM），這類機(jī)床的電極絲作低速單向運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度低于 0.2m/s，這是國(guó)外生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種。高速走絲走絲方式高低雙速走絲電火花多次切割時(shí)，一般也是一次切割成型，后續(xù)多次切割提高精度和表面質(zhì)量。因此，一次切割的首要任務(wù)是提高切割效率，而切割精度和表面質(zhì)量可通過后續(xù)多次切割來完成。由前文可知，在一次切割效率方面，LSWEDM 顯著高于 HSWEDM，但 LSWEDM高效切割的成本較高，另外，LSWEDM 的核心技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)還難以做到完全消化、吸收，國(guó)產(chǎn)的 LSWEDM 切割

18、效率與國(guó)外仍有較大差距。故在高低雙速走絲高效切割的走絲方式選擇上，本文最終選擇了高速走絲切割。高速走絲為我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的線切割加工工藝方法，其具有切割厚度大、切割成本低，同時(shí)機(jī)床的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)難度較低，維護(hù)和使用極為方便，其工作原理如圖 1所示。雖然使用乳化液的傳統(tǒng)高速走絲線切割效率長(zhǎng)期徘徊在較低水平，但隨著具有優(yōu)秀洗滌性能的復(fù)合工作液的出現(xiàn)，高速走絲切割工藝指標(biāo)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展。試驗(yàn)條件下，在不明顯增加切割成本的前提下，其最高切割效率可達(dá) 200mm2/min，穩(wěn)定切割效率為 120-140 mm2/min，已接近了中檔 LSWEDM實(shí)用的一次切割最高 150mm2/min 的切割效率，這極大的縮

19、小了兩者之間的差距。因此綜合技術(shù)難度、經(jīng)濟(jì)成本、切割效率，一次切割采用高速走絲切割方式對(duì)高低雙速走絲電火花線切割而言是較佳的選擇。供液方式為進(jìn)一步提高一次切割的切割效率，在采用高速走絲切割工藝的基礎(chǔ)上，出于改善放電極間洗滌狀態(tài)，引進(jìn)了高壓噴液裝置。這樣在使用復(fù)合工作液的條件下，工作液隨絲高速帶入和高壓噴液相結(jié)合的極間供液方式，可極大的改善極間的洗滌狀態(tài)，獲得較佳的極間工作狀態(tài)，為繼續(xù)提高放電能量創(chuàng)造了條件，從而可進(jìn)一步提高高低雙速走絲電火花線切割的首道切割效率。其工作原理如圖2所示。圖 2 高速走絲高壓噴液結(jié)構(gòu)示意圖張力控制電極絲張力大小對(duì)電火花線切割加工效率有著直接的影響，張力越小，對(duì)電極絲

20、的振動(dòng)幅度抑制能力越差，從而引起切縫寬度的增加，在蝕除速度（單位時(shí)間蝕除的體積）一定的條件下，切割速度（單位時(shí)間電極絲掃過的面積）將會(huì)降低。因此，適當(dāng)增加電極絲張力，以抑制電極絲的抖動(dòng)，在高低雙速走絲高效切割時(shí)有利于提高切割效率。老式的 HSWEDM 上沒有恒張力裝置，加工一段時(shí)間后，一般需要手動(dòng)緊絲，較為費(fèi)時(shí)費(fèi)力，現(xiàn)在新式的“中走絲”機(jī)床上一般均有恒張力裝置，提高了工作效率。目前各種恒張力裝置的工作原理不盡相同，但均能不同程度的實(shí)現(xiàn)對(duì)電極絲張力的控制，提高了加工中電極絲的穩(wěn)定性。低速走絲走絲方式高速走絲由于其本身固有的缺陷，切割精度長(zhǎng)期徘徊在較低水平，從根本上難有突破。低速走絲則不然，其單向

21、低速走絲方式，可有效提高切割精度，其工作原理如圖 3所示。因此，為獲得高的切割精度，在高低雙速走絲后續(xù)多次切割中，本文采用了單向低速走絲方式。高低雙速走絲后續(xù)多次切割一般處于切縫中或去料后的半敞開條件下，具有較好的極間洗滌條件，可大大降低對(duì)噴液壓力的要求。同時(shí)在較小的噴液壓力下，可采用復(fù)合工作液代替去離子水，以避免昂貴地去離子水裝置。此外，低速走絲切割還可使用目前的高頻脈沖電源及控制系統(tǒng)。這樣在保留低速走絲較高切割精度的優(yōu)勢(shì)下，極大的降低了低速走絲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用成本。因此綜上所述，在高低雙速走絲電火花線切割后續(xù)精加工中，可采用改進(jìn)后的單向低速走絲加工方式1-壓緊卷筒 2-電極絲自動(dòng)卷繞

22、電機(jī) 3-滾筒 4-供絲繞線軸 5-預(yù)張力電機(jī)6、14-導(dǎo)論 7-恒張力控制輪 8-恒張力控制伺服電機(jī) 9-壓緊卷筒 10-壓緊卷筒11-電極絲 12-導(dǎo)絲器 13-工件 14-導(dǎo)輪 15-拉絲卷筒圖3 低速走絲加工原理圖張力控制電極絲張力對(duì)電火花線切割加工精度的影響較大。張力較小時(shí)，加工區(qū)域段電極絲剛性較低，電極絲容易產(chǎn)生抖動(dòng)、滯后彎曲等，引起加工尺寸偏差、腰鼓形和塌角等加工誤差的產(chǎn)生。在多次切割的后續(xù)單邊放電切割加工中，較小的張力還會(huì)引起電極絲讓刀量的增加，使多次切割加工精度降低。因此，在電極絲強(qiáng)度極限下盡可能提高電極絲張力，對(duì)提高高低雙速走絲電火花線切割后續(xù)單向低速走絲多次切割的切割精度

23、至關(guān)重要。對(duì)于高低雙速走絲的低速走絲高精度切割而言，首先不僅要盡可能提高電極絲張力，其次還要對(duì)電極絲張力大小精確控制，最后還應(yīng)保證張力分布的均勻性。而在運(yùn)絲系統(tǒng)上添加張力精控裝置，是一種極為有效的手段。電極絲張力精控裝置主要工作過程為，首先通過走絲系統(tǒng)中的檢測(cè)傳感器，實(shí)時(shí)采取加工區(qū)域電極絲張力值并進(jìn)行相應(yīng)處理；其次將處理后的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)讀入控制器，并與通過軟件設(shè)定的初始值進(jìn)行比對(duì)；最后將比對(duì)結(jié)果反饋至張力執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)加工中電極絲張力的精確控制。高低雙速走絲電火花線切割工藝研究意義由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，特別是電加工機(jī)床的主要應(yīng)用領(lǐng)域模具制造業(yè)的快速發(fā)展以及航空航天、軍工、IT、家電、建材等行

24、業(yè)需求的不斷增長(zhǎng)，電加工機(jī)床的產(chǎn)量近年來已得到了迅速提升，從上世紀(jì)末各種電加工機(jī)床年產(chǎn)量1萬臺(tái)左右發(fā)展到目前的5萬臺(tái)左右，其中80%以上為WEDM，而HSWEDM又占據(jù)了WEDM總數(shù)的90。目前HSWEDM市場(chǎng)保有量為30萬臺(tái)，為我國(guó)模具制造業(yè)及相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供了有力的裝備支撐，但HSWEDM的生產(chǎn)目前很大一部分是在低水平的重復(fù)制造，技術(shù)上如果沒有突破，這一局面還將長(zhǎng)期持續(xù)下去。作為精密WEDM的LSWEDM是目前電加工機(jī)床發(fā)展的重中之重，市場(chǎng)對(duì)該產(chǎn)品的需求增加很快，目前我國(guó)市場(chǎng)每年的需求量接近3000臺(tái)，且近年每年都以800臺(tái)左右、45億元的銷售額在快速增長(zhǎng)，目前世界知名品牌企業(yè)已全部完成

25、在中國(guó)的本土化，臺(tái)資企業(yè)亦大量涌入內(nèi)地。LSWEDM技術(shù)在經(jīng)歷了一段時(shí)間的沉寂后，近年技術(shù)上獲得了飛速發(fā)展，其根本原因是放電機(jī)理及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的巨大進(jìn)步所導(dǎo)致的。由于LSWEDM的無電阻納秒級(jí)千安培峰值電流的脈沖電源技術(shù)、高速精準(zhǔn)檢測(cè)控制技術(shù)及抗干擾技術(shù)等相當(dāng)復(fù)雜，機(jī)械、電源、控制等各方面要求很高，因此它被視為電加工產(chǎn)品“皇冠上的明珠”。LSWEDM加工的表面質(zhì)量和精度已能滿足精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的要求，可以作為精密模具最終加工的主要手段，“以割代磨”的趨勢(shì)越來越明顯。目前，其它加工方法還無法與LSWEDM優(yōu)異的加工性能相競(jìng)爭(zhēng)，而且LSWEDM的加工工藝水平及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性已優(yōu)于機(jī)械磨削。但L

26、SWEDM所取得的令人矚目的技術(shù)進(jìn)步也是憑借巨大的投入所獲得的，由于其放電是建立在去離子水介質(zhì)條件下的傳統(tǒng)間隙放電，對(duì)于放電介質(zhì)的研究基本局限在如何改變?nèi)ルx子水的電導(dǎo)率方面，因此LSWEDM工藝指標(biāo)提高的手段主要集中在機(jī)械、電源、控制等領(lǐng)域，從而也造成了LSWEDM機(jī)床制造成本居高不下，運(yùn)行成本也比較昂貴的局面。因此在目前我國(guó)各制造產(chǎn)業(yè)占主導(dǎo)地位的仍是HSWEDM。目前我國(guó)高精度的LSWEDM主要依賴從國(guó)外進(jìn)口，各生產(chǎn)廠商對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)也嚴(yán)格保密。我國(guó)大陸電加工企業(yè)真正能進(jìn)行LSWEDM生產(chǎn)并實(shí)現(xiàn)銷售的僅有曾與日本Sodick公司合資經(jīng)營(yíng)的蘇州三光科技有限公司和在國(guó)家立項(xiàng)攻關(guān)支持下經(jīng)歷數(shù)十年

27、研究耗資巨大的蘇州電加工研究所，年產(chǎn)量不足500臺(tái)，其產(chǎn)品的技術(shù)水平與國(guó)外上世紀(jì)90年代的相當(dāng)。我國(guó)LSWEDM的研制與生產(chǎn)從20世紀(jì)80年代才開始，起步較晚，缺乏對(duì)LSWEDM加工機(jī)理及基礎(chǔ)性研究，產(chǎn)品生產(chǎn)主要依靠拷貝國(guó)外技術(shù)，發(fā)展后勁嚴(yán)重不足。長(zhǎng)此以往僅僅靠在別人后面追趕的研究和制造方式將導(dǎo)致LSWEDM的技術(shù)水平與國(guó)外產(chǎn)品的差距愈拉愈大，希望短期內(nèi)在技術(shù)上獲得較大地提高相當(dāng)困難。另一方面，具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的HSWEDM經(jīng)過了數(shù)十年的發(fā)展，以其優(yōu)良的性價(jià)比及低廉的運(yùn)行成本，特別是HSWEDM的制造成本是LSWEDM的1/10，甚至更少，用HSWEDM加工模具的成本又是用LSWEDM加工

28、模具的成本的幾十分之一。因此HSWEDM廣泛地占據(jù)了我國(guó)的模具加工市場(chǎng)。但隨著模具等加工精度及表面完整性要求的提高，特別是未來電火花線切割加工技術(shù)，向著滿足更高的生產(chǎn)效率、更高的加工精度而發(fā)展，其局限性也愈來愈明顯。HSWEDM與LSWEDM兩者相比，除了采用的工藝不同外，無論在加工精度、機(jī)床功能、自動(dòng)化程度，還是在可靠性、加工穩(wěn)定性和加工工藝指標(biāo)方面，前者較后者的水平均明顯低一個(gè)檔次，并且差距愈來愈大。雖然我國(guó)科研人員對(duì)HSWEDM進(jìn)行了數(shù)十年的研究，在HSWEDM控制功能、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特別是大錐度機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面取得了很多成果，但在切割工藝指標(biāo)方面則長(zhǎng)期處于徘徊的局面，并且價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致產(chǎn)品的

29、生產(chǎn)水平與質(zhì)量均有所下降，由此造成我國(guó)LSWEDM的需求量增長(zhǎng)，但因?yàn)閺S家自立開發(fā)能力的限制只能把這塊市場(chǎng)拱手讓給國(guó)外廠商，而自身的HSWEDM產(chǎn)品又處在低水平重復(fù)生產(chǎn)狀態(tài)，直至近年來具有良好洗滌能力的復(fù)合工作液的研制成功并替代傳統(tǒng)的乳化液在全國(guó)80以上“中走絲”機(jī)床上成功應(yīng)用及加工機(jī)理研究的逐步深入，HSWEDM的切割工藝指標(biāo)尤其是切割速度和表面粗糙度在經(jīng)歷了20多年的徘徊后取得了階段性的進(jìn)展。隨著“中走絲”機(jī)床的大范圍應(yīng)用，研究人員對(duì)“中走絲”在提高工藝指標(biāo)方面，特別是切割精度方面的局限性也有了更深刻的認(rèn)識(shí)，“中走絲”機(jī)床在多次切割過程中仍具有許多不確定的因素，最主要方面是電極絲運(yùn)絲方式的

30、局限產(chǎn)生的電極絲空間位置的不確定性，從而導(dǎo)致中走絲切割精度的獲得具有一定的隨機(jī)性，因此迫切需要建立一種可以穩(wěn)定獲得較高切割精度的機(jī)床平臺(tái)。在此背景下，本課題提出了高低雙速走絲電火花線切割加工技術(shù)。課題最終目的在于研究和開發(fā)一種能夠從根本上提高 HSWEDM 的切割精度，但同時(shí)生產(chǎn)、制造和使用成本均較低的、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的和適合國(guó)情的高效、高精度線切割技術(shù)。HSWEDM 雖然在切割精度上仍徘徊不前，但在大厚度、低成本切割方面仍擁有天然。4、電火花線切割機(jī)床的型號(hào) 電火花線切割機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)包括：工作臺(tái)行程（縱向行程×橫向行程）、最大切割厚度、切割錐度、切割速度、加工精度、加工

31、表面粗糙度及數(shù)控系統(tǒng)的控制方式等。 國(guó)際GB/T15375-1994規(guī)定：數(shù)控電火花線切割機(jī)床的型號(hào)以DK7開頭，如DK7725。DK7725的基本含義為：D為機(jī)床的類別代號(hào)，表示電加工機(jī)床；K為機(jī)床的特性代號(hào)，表示數(shù)控機(jī)床；第一個(gè)7為組代號(hào)，表示電火花加工機(jī)床；第二個(gè)7為系代號(hào)（高速走絲線切割機(jī)床為7；低速走絲線切割機(jī)床為6；電火花成型機(jī)床為1）；25為主參數(shù)代號(hào)，表示工作臺(tái)橫向行程為250mm。即DK7725表示工作臺(tái)橫向行程為250mm的數(shù)控高速走絲電火花線切割機(jī)床。5、電火花線切割機(jī)床的結(jié)構(gòu) 電火花線切割機(jī)床的結(jié)構(gòu)主要由機(jī)床本體、脈沖電源、工作液循環(huán)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和機(jī)床附件幾部分組成。電火花線切割機(jī)床結(jié)