浅谈线切割机床中走丝与慢走丝-数控机床市场网

浅谈线切割机床中走丝与慢走丝

2020-9-1 来源：河南省医用高分子材料技术与应用作者：王克通访问量：

摘要: 近年来，随着我国经济的快速发展，工业技术不断进步，人们要不断研发和革新数控加工技术，而线切割加工技术是机床加工领域的一种关键技术。线切割数控机床是加工精密零件和形状复杂的金属模具的专用机床，适宜作为模具加工的最后一道工序，可以加工硬度较高的金属材料，使其保持良好的切割状态。

关键词: 数控加工技术; 线切割; 加工硬度

线切割加工技术是机床加工领域的一种关键技术，而中走丝和慢走丝是线切割机床常用的两种加工工艺，本文重点对中走丝和慢走丝进行比较分析。线切割机床加工原理如图 1 所示。

图 1 线切割机床加工原理

1、线切割机床——中走丝

1.1 中走丝概述

中走丝是指复合走丝线割机床，并非走丝速度介于高低速之间。它以往复多次切割为前提，减少切割作业过程中材料变形和钼丝损耗所带来的误差，工件质量的标准可利用运丝速度进行调整，介于高速与慢速运丝之间。粗加工一般采用高速走丝（8~13mm/s），第一次切割高速稳定，采用高电流，以较大的脉宽进行大电流切割。修切加工采用低速运丝（1~3mm/s），工作状态走丝平稳，上下眼膜可控制运丝的抖动。切割精度较高，保证工件精度，尺寸及表面粗糙度（ Ra为 1.4~1.7μm）。多次修切，主要的目的是抛磨修光。在加工过程中，切割还需要注意，工件变形、吃刀量大小不均都可能影响质量及精度。根据不同的材料预留加工量，使其内应力扭曲变形，在多次修割中进行精加工，使工件的尺寸得到保障。

1.2 中走丝线切割加工条件

1.2.1 火花的间隙与切割速度的关系。

在日常加工中，切割速度的快与慢决定着火花间隙的大小。切割速度不能超过腐蚀速度，如超过，将会产生短路现象。其间需要保持一定的切割电流，从而保持间隙大小一致。切割速度匀速才能保证工件的要求尺寸。

1.2.2 火花间隙与冷却液的关系。

加工作业期间会不断产生大量废屑及微型颗粒物，而冷却液的主要作用是排屑和消除电离子的不同，决定着电火花的间隙大小，尤其是在加工高精度工件时，必须将火花间隙和间隙补偿量考虑在内。

1.2.3 工件材料。

工件的材料选择变形量小、屈服极高的材料，如有热处理淬、回火，应选择正确的工艺参数，冷却要均匀，尽量消除热处理中产生的残余应力。

1.3 中走丝加工的应用

目前，中走丝加工工艺的应用范围较广，包括: 各种冲模; 微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件; 样板和成型刀具; 冶金模、型腔模、拉丝模和成型模。它可以加工硬质材料、切割薄片和金属材料，也可以加工内外齿轮，适合于多品种零件、小批量的加工。

2、线切割机床——慢走丝

2.1 慢走丝概述

慢走丝是线切割的一种，可以加工所有导电材料（如金属材料、硬质合金、碳化物和石墨等）。放电加工期间，火花发生器产生火花，其后，在一定的时间间段内，加工时火花与工件产生连续的凹坑。火花产生的温度为 8 000~12 000℃。火花发生器释放的能量决定凹坑的尺寸。慢走丝适合用于加工形状复杂和精密细小的工件。

在慢走丝机床加工中，电极丝运转方式为低速单向运动，根据工件要求标准的不同，电极丝运转速度也需要不断调整。一般来说，走丝速度为 0.2mm/s，表面精确度可达微米级，质量效果接近磨削水平。在慢走丝机床中，电极丝为一次性使用，其目的是工作状态实时保持平稳、走丝均匀，避免产生抖动，加工后的工件质量效果良好。慢走丝切割机床采用持续供丝的方式，机床加工期间，电极丝放电后发生损耗，可给予持续补充。

2.2 切割精度

2.2.1 多次切割技术。

修切技术是提高加工精度及表面质量的根本手段。它是一门涉及制造技术、数控技术、智能化技术、脉冲电源技术、精密传动及控制技术的综合应用技术。第一次切割的主要目的是将零件成形，第二次切割的主要目的是提高零件的精确度，第三次（或三次以上）切割的主要目的是提高工件的表面粗糙度。根据工件要求的精度及表面粗糙度，合理选择切割刀数，切割刀数较高，通常为 7~9 刀。实施少量多次切割，第一次为粗切割，放电参数大，主要目的是把零件切开。把金属材料大部分去除，第二次为修切，放电参数减小，轨迹分阶段缩小，加工次数越多，工件表面质量越好。切割期间，零件表面轮廓变化曲线如图 2 所示，其中，粗糙度 Ra 为轮廓算数平均偏差，粗糙度 Rz 为轮廓最大高度。割一修三轮廓线如图 3 所示，切割工件实际图如图 4 所示。

图 2 零件表面轮廓变化曲线

图 3 割一修三轮廓线

图 4 切割工件实际图

2.2.2 拐角策略。

在某些工件作业过程中，切割拐角时，电极丝走丝停歇会造成角部塌陷。为了提高切割精度，避免此类问题，人们需要采取更多的拐角策略，如改变走丝路经、沟槽清角、内圆清角、V形清角，避免走丝停歇造成角部塌陷。

2.2.3 水平垂直状态。

工件与电极丝处于水平垂直状态，上喷水嘴和下喷水嘴与工件处于贴面加工，间隙为 0.1mm，上下水冲液能起到很好的排碳及冷却作用，从而提升加工效率。

2.3 机床的主要部分

慢走丝的加工设备主要由机身、工作台、走丝机构、丝杠、工作液循环制冷系统、伺服马达和离子感应器等几部分组成。

2.3.1 机身。

机身是机床的基础体，是安装其他部件、机床内部的电机电器的内部放置，是一种外观箱式结构，包括机身导轨。

2.3.2 工作台。

工作台用来装夹工件，装夹冶具。它由导轨、丝杠、电机传送机构组成，丝杠采取螺旋方式位移。

2.3.3 走丝机构。

走丝机构主要由运丝轮和运丝电机组成，包括陶瓷轮、张力轮等其他机构形成的单向走丝。

2.3.4 工作液循环系统。

该系统用于过滤水质，去离子水要达到工作液循环加工要求。水槽是工作液的存储处，有脏水槽、净水槽; 离子感应器用于电阻率测量，测量流入树脂桶的离子值。树脂桶是存放树脂的容器，树脂是石油中的提取物，用于去离子，更好地过滤水质。

2.4 中走丝与慢走丝的区别及优缺点

中走丝属于往复高速走丝电火花线切割机床范畴，以持续运转的钼丝（称为电极丝）作为电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属，通过多次切割减少误差，直至切割成型。其工件质量介于高速走丝和慢速走丝之间，故而称为中走丝，中走丝是快走丝的升级产品，所以也可以叫作能多次切割的快走丝。它的加工速度接近于快走丝，而加工质量趋于慢走丝。走丝速度为 1~12m/s，可以根据需要进行调节。

北京安德建奇 AR60-MA中走丝

日本沙迪克 AQ400Ls 慢走丝

慢走丝以持续运转的铜丝（称为电极丝）作为电极，一般以低于 0.2m/s 的运转速度进行单向运动，使电极与工件处于脱离子水的环境中进行脉冲火花放电，加工中产生的高温会使脱离子水逐渐消耗。慢走丝用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，一般走丝速度低于0.2m/s，精确度达 0.001mm。切一修三后，粗糙度 Ra 可达到 0.8μm，切一修四后粗糙度Ra 可达到 0.33μm，表面粗糙度质量接近磨削水平。电极丝作为一次性使用，工作状态平稳，走丝均匀，电极丝抖动小，加工质量较好。

慢走丝采用先进的电源技术，实现了高速加工，最大加工速度可达 350mm/min。

3、结语

线切割机床加工精度高、功能强，但加工成本高。如果要充分发挥机床的作用，创造好的经济效益，就必须对工件进行合理的加工工艺分析和技术性能分析，充分了解机床的结构性能，熟练掌握机床的操作技能，最大限度地发挥机床的潜力，提高生产效率。

投稿箱：
如果您有机床行业、企业相关新闻稿件发表，或进行资讯合作，欢迎联系本网编辑部，邮箱：skjcsc@vip.sina.com

分享到：新浪微博腾讯微博人人网 QQ空间

更多相关信息