1机床的发展

世界线切割机床的发展

20世纪中期, 苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化﹑氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法, 线切割放电机也于1960年发明于苏联。当时以投影器观看轮廓面前后左右手动进给工作台面加工，其实认为加工速度虽慢，却可加工传统机械不易加工的微细形状。代表的实用例子是化织喷嘴的异形孔加工。当时使用之加工液用矿物质性油（灯油）。绝缘性高，极间距离小，加工速度低，实用性受限。将之NC化，在脱离子水（接近蒸馏水）中加工的机种首先由瑞士放电加工机械制造厂在1969年巴黎工作母机展览会中展出，改进加工速度，确立无人运转状况的安全性。但NC纸带的制成却很费事，若不用大型计算机自动程序设计，对使用者是很大的负担。在廉价的自动程序设计装置（Automatic Programed Tools APT）出现前，普及甚缓。日本制造厂开发用小型计算机自动程序设计的线切割放电加工机廉价，加速普及。线切割放电加工的加工形状为二次元轮廓。自动程序装置广用简易形APT（APT语言比正式机型容易），简易形APT的出现为线切割放电机发展的重要因素

国内线切割机床的发展

线切割机床起源于20世纪70年代初，在实行市场经济以前线切割机床的发展比较缓慢，主要是因为当时中国的电子工业比较落后，线切割机床的生产厂均为国有企业。

虽然技术能力强，但是由于与市场脱节，加之计划经济的束缚生产出的线切割机床不仅故障率高，而且性能也很有限（只能切割50mm厚，效率为30mm²/min左右）但是无论如何这种线切割机床是中国*的一种机床，它同国外的线切割机床相比虽然精度低一些，但是它的制造及使用成本是有优势的，对于那些发展中国家是非常适合的，正是由于这种潜在市场的需求。

在中国实行市场经济以后，全国涌现出了很多的线切割机床生产厂，于是线切割市场上出现了无序竞争，无序竞争演变成价格竞争，为了降低成本，一些技术实力差的企业降低生产标准，加之国家有关技术监督机构管理不得力，使市场上的不同厂家的线切割机床质量出现巨大差异，同是线切割机床有的可以使用10年精度不衰减，有的只能使用二年，同一规格的线切割机床价格可以相差10万人民币，这确实给用户的选型造成很大困难（特别是国外用户），稍有不甚就会上当，那么这些不合格的线切割机床为什么还能在市场上出现？

造业对线切割应用的普及，现在的线切割机床的应用已不仅仅局限在模具制造，有大部分机械零件的粗加工也在用线切割机床，所以低档次的线切割机床也有一定市场。另一个原因就是GB7926—87线切割机床精度标准中明确规定：在达到本标准之前首先要达到JB2670—82《金属切削机床精度检验通则》，而一些不具能力的生产厂钻国家标准的空子，他们无视JB2670—80国家标准，在生产过程中降低加工精度选用劣质材料，于是就出现了如前所述的1—2年以后精度*丧失。

从社会环境来看，中国实行市场经济的时间不长，一些小型的线切割机床生产厂还处在原始资本的积累阶段，这些厂家往往不具备整机制造能力，只能是组装式生产，生产全过程的质量控制根本谈不上，研发、创新就更不可能，这类制造商在中国的东部地区非常之多，再加上目前中国与市场经济相配套的法律还不成熟，以及因利益驱使的地方政府保护，所以这些不具生产能力的企业还会继续生存，从目前的现状看国家对此的态度是通过市场的竞争而自然淘汰。

线切割机床发展现况

中国的高速走丝电火花线切割机床起源于20世纪70年代初，受当时较落后的电子工业影响，发展比较缓慢。进入80年代，市场经济的号角得到了众多中小型线切割机床生产厂的响应。但当时多数小型的线切割机床生产厂还处在原始资本的积累阶段，往往不具备整机制造能力，只能是组装式生产，生产全过程的质量控制根本谈不上，研发、创新就更不可能。演化到90年代，就不可避免进入了一个无序竞争的状态。高速走丝线切割机作为由我国自主研发的一项技术，在整个机械加工*具有着里程碑的意义。经历了上个世纪80年代的飞速发展，90年代的激烈竞争，当中国的模具工业以腾飞的增长比例跃进*三的行列时，国内电火花线切割机制造业在保持增长速度20%以上的同时，也正面临着市场的新一轮洗盘。一度雨后春笋般涌出的机械制造企业，试图分得高速电火花线切割机市场一杯羹，或成或败，在价格战后昙花一现的例子也比比皆是。激烈之后趋于平缓，恶性竞争之后寻求理性回归，而在这新一轮的大浪淘沙面前，国内高速线切割机又该如何在铅华洗尽后仍能笑傲市场？

新世纪初，随着对高速线切割技术研发投入的增加，一种加工质量明显高于其他高速走丝电火花线切割机，并逼近一般的低速走丝线切割机，在保留快速走丝线切割机床结构简单、造价低、工艺效果好、使用过程消耗少等特点的基础上，引用国际上精密模具加工设备的*理念及慢走丝多次切割技术，引起了众多线切割制造商和用户的关注，并逐渐被用户称之为中走丝线切割。此后，在国内高速走丝切割机床发展*，“中走丝”这个新生的名词逐渐走进广大厂商的视线，并迅速成为切割机床市场新的宠儿。

如今，“中走丝”这一非科学名称已然成为了中国*的高速走丝线切割机中一类产品的代号，不仅风行国内而且逐渐在国际市场展露头脚，不少企业仍坚信并积力于将高速走丝线切割机推向国际。

现已*，多次切割可以有效提高高速走丝电火花线切割机的加工质量，但不是所有的高速走丝电火花线切割机都能进行多次切割，或者说不是所有的高速走丝电火花线切割机采用多次切割技术后都能获得好的工艺效果。只有那些制造精度高，并在诸方面创造了多次切割条件的高速走丝线切割机才能进行多次切割和无条纹切割，并获得显著的工艺效果。而高速走丝线切割机采用多次切割技术后，其加工质量提高显著，并接近于经济型低速走丝线切割机，且这种机床的价格及其消耗则远远低于低速走丝电火花线切割机。

“目前来说，国内的企业技术力量上参差不齐，资本实力也各不相同。要焕发出高速线切割机的新的春天，首先是要重视在技术上的创新，只有技术才是可持续发展的基础和保证；再次就是可以采取企业联盟的方式，由实力较强的企业牵头，与相关企业联合或是合作，通过扬长避短实现资源共享；再次就是要良性竞争、理性竞争，切忌简化产品，防止技术退化。现在，我们在技术上的努力，换来了‘中走丝’的走俏，这是一条值得继续探索的道路。

2切割机床介绍

中走丝电火花线切割机（Medium-speed Wire cut Electrical Discharge Machining简写MS-WEDM），属往复高速走丝电火花线切割机床范畴，是在高速往复走丝电火花线切割机上实现多次切割功能，被俗称为“中走丝线切割”。中走丝技术在这里指出，所谓“中走丝”并非指走丝速度介于高速与低速之间，而是复合走丝线切割机床，即走丝原理是在粗加工时采用高速（8-12m/s）走丝，精加工时采用低速（1-3m/s）走丝，这样工作相对平稳、抖动小，并通过多次切割减少材料变形及钼丝损耗带来的误差，使加工质量也相对提高，加工质量可介于高速走丝机与低速走丝机之间。因而可以说，用户所说的“中走丝”，实际上是往复走丝电火花线切割机借鉴了一些低速走丝机的加工工艺技术，并实现了无条纹切割和多次切割。中走丝技术在实践中得出，在多次切割中次切割任务主要是高速稳定切割，可选用高峰值电流，较长脉宽的规准进行大电流切割，以获得较高的切割速度。第二次切割的任务是精修，保证加工尺寸精度 。可选用中等规准，使第二次切割后的粗糙度Ra在1.4～1.7μm之间。 为了达到精修的目的，通常采用低速走丝方式，走丝速度为1～3m/s，并对跟踪进给速度限止在一定范围内，以消除往返切割条纹，并获得所需的加工尺寸精度。 第三次、第四次或更多次切割（目前中走丝控制软件多可以实现七次切割）的任务是抛磨修光 ，可用小脉宽（目前小可以分频到1μs）进行修光，而峰值电流随加工表面质量要求而异，实际上精修过程是一种电火花磨削，加工量甚微，不会改变工件的尺寸大小。走丝方式则像第二次切割那样采用低速走丝限速进给即可。中走丝技术在加工过程中，多次切割还需注意变形处理，因为工件在线切割加工时，随着原有内应力的作用及火花放电所产生的加工热应力的影响，将产生不定向、无规则的变形，使后面的切割吃刀量厚薄不均，影响了加工质量和加工精度。因此需根据不同材料预留不同加工余量，以使工件充分释放内应力及*扭转变形，在后面多次切割中能够有足够余量进行精割加工，这样可使工件后尺寸得到保证。

特点与优点

在日常生活中，我们常常听说中走丝、慢走丝、快走丝，对于业内人来说，可能是非常的简单，但是对于业外人来说，不知道三者之间到底应如何区分？本文简单介绍一下，三者的区别。如要更细了解请查找更多的相关的资料。
首先，中走丝、慢走丝、快走丝都是指的电火花线切割机床。电火花线切割机（Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM），属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切割机（Reciprocating type High Speed Wire cut Electrical Discharge Machining俗称“快走丝”）、低速单向走丝电火花线切割机（Low Speed one-way walk Wire cut Electrical Discharge Machining俗称“慢走丝”）和立式自旋转电火花线切割机（Vertical Wire Electrical Discharge Machining machine tool With Rotation Wire）三类。又可按工作台形式分成单立柱十字工作台型和双立柱型（俗称龙门型）。

快走丝是指钼丝来回走动，这样比较节约钼丝，但是精度低，一般国产线切割机使用。

中走丝也是电火花线切割机床的一种，工作原理是利用连续移动的钼丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。其走丝速度及工件质量介于快走丝和慢走丝之间所以叫做中走丝，准确的说：中走丝是快走丝的升级产品，所以也可以叫：能多次切割的快走丝，所以它的加工速度接近于慢走丝，而加工的质量也趋于慢走丝。走丝速度在1～12m/s之间，可以根据需要进行调节。

慢走丝线切割DK7632慢走丝是电火花线切割的一种英文简写是（WEDM-LS）是利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。它主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，根据电极丝的运行速度不同，电火花线切割机床通常分为两类：一类是慢走丝（也叫低速走丝电火花线切割机床）电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/s，精度达0.001mm级，表面质量也接近磨削水平。电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好。而且采用*的电源技术，实现了高速加工，大生产率可达220mm2/min。

1、中走丝线切割的特点
高速走丝与低速走丝（或快走丝和慢走丝）的提法，是用电极丝的走丝速度来区分的。而中走丝，虽然其走丝速度介于二者之间，但它描述的重点，并不是走丝速度，仅仅是参照了以前的名词，形象化地把这种——在高速走丝基础上发展起来的，加工效果向低速走丝靠拢的——新型机床，称为了中走丝；且又与俗称（以前的名词）快走丝、慢走丝相对应。

事实上，在现行有效的“特种加工行业”标准中，已经不以走丝速度来划分线切割机床类型，而是分为了“单向走丝型”和“往复走丝型”两类。例如，GB/T 7925-2005 电火花线切割机（往复走丝型） 参数。这样，快走丝和中走丝，都属于往复走丝型线切割。而在平常的叙述中，仍不妨以快走丝和中走丝相区别。现在，来看中走丝线切割的特点。

1）可实现多次切割 中走丝与快走丝的显著区别，是可实现多次切割。多次切割的目的，是为了提高表面质量，满足加工工件的需要，从而扩大适应范围。例如，中走丝机床，在三次切割后，表面粗糙度达Ra≤1.2μm.
多次切割对机床的机械精度、重复定位精度、运丝系统的稳定性、脉冲电源的性能、工作液的电导率以及多次切割的工艺数据库等的要求远远高于普通HSWEDM机床的要求。

（2）脉冲电源有所突破 为实现多次切割而又保证加工效率，必须提高在粗加工时的切割速度，这需要脉冲电源的密切配合。

为此，根据电力电子技术的发展，将脉冲电源进行了改进，并取消了限流电阻（限流电阻。这样一来，既提高了脉冲电源性能，又节约了能源。

当前，中走丝脉冲电源的大切割速度接近200mm2/min，多次切割（例如三次）的平均速度，可达60-80mm2/min左右；而且，获得了极低电极丝损耗的效果。因此，有的被号称为智能化高频脉冲电源。

（3）控制系统 中走丝线切割多采用工业PC机构成一体化的编程控制系统，结合工艺数据库，系统能提供佳加工条件，以达到高速加工、保证质量、简化操作的目的。

例如，用户在输入加工条件（材料、厚度等）、工艺参数（表面粗糙度等）后，系统就可给出合适的电规准（脉冲宽度、脉冲间隔、空载电压、加工电压、加工电流等），以及伺服进给速度、电极丝运丝速度等进行各次加工，并在加工中作出适当反应。

所以，控制系统需要脉冲电源、机床电气系统的密切配合，也有把这类型机床称为“智能化多速走丝线切割机床”的。

（4）机床电路 为满足各次切割的不同要求，电极丝运丝速度要求可进行调节，采用交流变频调速是常用的方式。
如此一来，可采用电子逻辑电路代替继电器控制电路，同时也方便了与控制系统接口，便于对运丝速度的控制。
采用变频调速后，也减缓了运丝电机的换向冲击，有利于保持电极丝的稳定。

（5）机床机械精度的提高及其他 为保证多次切割的效果，机床必须有较高的重复定位精度，这对床身、导轨等都有一定的要求。

采取的措施包括：设计合适的结构、选用合适的材料、使用直线导轨，以及进给系统采用无间隙齿轮副或电机直拖消间隙等，以此来保持机床的精度和耐用性。

在电极丝的稳定性方面，也同样采取了各种各样的措施。

另外，开发了新的工作液，新的过滤系统，以满足加工和环保要求。

2、快走丝线切割与中走丝线切割
把传统的“快走丝线切割”称为了“普通高速走丝线切割”，以区别于以后出现的新型机床——就目前来说，“中走丝”就是这样的新型机床。

（1）快走丝（普通高速走丝线切割机床）仍会有较大的拥有量
中走丝是近年发展起来的新型机种；之前，快走丝已经历了一个年产销数万台的鼎盛时期，这大量的机床仍将继续使用。并且，由于快走丝技术成熟，价格低廉，以及大厚度加工的优势，所以仍将占有相当大的*。
即使计算到使用日久而退出的机床，和采用中走丝技术改造的少量机床，快走丝的数量，仍将是一个可观的数字。考虑到机床较长的使用寿命，所以在相当长的时间内，快走丝数量仍占有优势。

（2）快走丝与中走丝将长期共存
目前，中走丝线切割有较强的推广力度，也有较好的发展势头。它“在加工一些厚度不大的工件方面已有实用的价值，但若加工的工件厚度较大，实现可靠加工就较为困难。
由于中走丝秉承了快走丝性价比高的优点，又有加工质量好的优势，虽然加工效果越好的机床价格越高，但仍然会被一些有需要的用户接受。结合上面的论述，可知快走丝与中走丝将长期共存。
并且，随着中走丝技术的完善，在电气控制方面，部分快走丝将有向中走丝融合的趋势，保持性价比优势的快走丝机床或者大众化机床，将借鉴中走丝的可用技术，从而提高性能。

工作环境

中走丝线切割机床的工作环境的一些相关注意的事项
1.选择没有粉尘的场所，避免留众多的通道在线切割的旁边；
（1） 线切割放电机器之本身特性，其空气中有灰尘存在，将会使机器的丝杆受到严重磨损，从而影响使用寿命；
（2） 线切割放电机器属于计算机控制，计算机所使用的磁盘对空气中灰尘的要求相当严格的，当磁盘内有灰尘进入时，磁盘就会被损坏，同时也损坏硬盘；
（3） 线切割放电机本身发出大量热，所以电器柜内需要经常换气，若空气中灰尘太多，则会在换气过程中附积到各个电器组件上，造成电器组件散热不良，从而导致电路板被烧坏掉。因此，机台防尘网要经常清洁。
2.选择能承受机床重量的场所；
3.选择没有振动和冲击传入的场所，线切割放电机床是高精度加工设备，如果所放置的地方有振动和冲击，将会对机台造成严重的损伤，从而严重影响其加工精度，缩短其使用寿命，甚至导致机器报废。
4.满足线切割机床所要求的空间尺寸；
5.选择温度变化小的场所，避免阳光通过窗户和顶窗玻璃直射及靠近热流的地方
（1）高精密零件加工之产品需要在恒定的温度下进行，一般为室温20C；
（2）由于线切割放电机器本身工作时产生相当大的热量，如果温度变化太大则会对机器使用寿命造成严重影响。
6.选择屏蔽屋：因线切割放电加工过程属于电弧放电过程，在电弧放电过程中会产生强烈的电磁波，从而对人体健康造成伤害，同时会影响到周围的环境.
7.选择通风条件好，宽敞的厂房，以便操作者和机床能在好的环境下工作。
线切割的其它注意事项：
1. 钼丝与工件的被加工表面之间必须保持一定间隙，间隙的宽度由工作电压 、加工量等加工条件而定。
2. 电火花线切割机床加工时，必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，如煤油、皂化油、去离子水等，要求较高绝缘性是为了利于产生脉冲性的火花放电，液体介质还有排除间隙内电蚀产物和冷却电极作用。钼丝和工件被加工表面之间保持一定间隙，如果间隙过大，两极间电压不能击穿极间介质，则不能产生电火花放电；如果间隙过小，则容易形成短路连接，也不能产生电火花放电。
3. 必须采用脉冲电源，即火花放电必须是脉冲性、间歇性，上图中ti为脉冲宽度、to为脉冲间隔、tp为脉冲周期。在脉冲间隔 内，使间隙介质消除电离，使下一个脉冲能在两极间击穿放电。

工作液

中走丝线切割工作液的作用与注意事项：
电火花线切割稳定切割的前提首先必须保证在切割过程中不断丝。而断丝机率主要随着放电能量和切割厚度的增加而加大，即与电极丝在放电通道内所受到的离子轰击、冷却状态及停留时间密切相关。切割的效率和表面粗糙度也与极间冷却与消电离并恢复绝缘状态有关。当采用含有机械油5%左右的乳化液作为工作介质时，切割完毕后观察切割工件表面有两个现象：首先切割完毕的试件是粘附在基体上的，一般需要用力甚至敲击才可以使其与基体脱离；其次切割完毕的试件表面覆盖着胶粘的甚至是粉末状的蚀除产物，需用煤油才能清洗干净。这主要是伴随着放电通道内10000°C以上的高温，工作介质将分解生成大量的高分子化合物并与金属蚀除产物反应生成胶体状或颗粒状物质。这些物质将粘附在切缝内，并主要在切缝出口部位堆积，严重影响电蚀产物的排除，并使新鲜的工作介质进入切缝十分困难。由于两极间不能保证存在不断更新的工作介质，这样将直接影响正常放电的延续甚至是在混有大量胶体物质的间隙内进行的放电甚至产生电弧放电，从而使工件和电极丝表面得不到及时冷却，绝缘状态不正常，造成正常放电比例降低，切割速度降低，工件表面烧伤，换向条纹严重并使得加工质量恶化，同时损伤电极丝，严重时引起烧丝。因此选用乳化液作为工作介质对于极间通道内冷却状态的改善、消电离并恢复绝缘状态均有较大的影响，并且工件愈高，运丝速度愈慢，电极丝在加工区域停留时间将愈长，断丝的机率自然就会增加。而乳化液在放电通道内分解成胶体或颗粒状物质是一种必然的现象，所以使用乳化液作为工作介质必然大大限制切割工艺指标的提高。极间冷却状态的恶化其直接的结果将导致WEDM-HS必须以十分保守的放电能量换取不断丝的加工情况。

纯净水基工作液的优缺点：
中走丝线切割机床由于纯水基工作液导电率较高，所以在切割过程中具有较强的电解作用，虽然切割出的工件表面十分均匀，但工件表面因为电解作用将导致色泽较暗，这种现象在多次切割时体现的更加明显；
1.纯水基工作液因为没有油性成分，所以一旦挥发后其切割的蚀除产物就粘接在工作台上和导轮周围，清理困难，严重时甚至会将导轮抱死，一旦运丝后电极丝与导轮将产生滑动摩擦导致导轮精度丧失而报废；
2.水基工作液因为具有较强的碱性，长期使用会使得机床油漆面起泡和褪色；
3.水基工作液必须严格控制稀释比例，否则极易锈蚀机床和工件；
4.水基工作液挥发性较强，同时由于组分的问题，一般在切割过程中都会散发出一些异味。
目前市面上有线切割专用乳化液、固体乳化皂、复合工作液等，选择好的工作液对加工的质量起到相当大的做用。

组成

1．机床主体：床身、丝架、走丝机构、X—Y数控工作台
2．工作液系统
3. 高频电源：产生高频矩形脉冲，脉冲信号的幅值、脉冲宽度可以根据不同工作状况调节。
4. 数控和伺服系统

加工的应用

1．广泛应用于加工各种冲模。
2．可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件
3．加工样板和成型刀具。
4．加工粉末冶金模、镶拼型腔模、拉丝模、波纹板成型模
5．加工硬质材料、切割薄片，切割贵重金属材料。
6．加工凸轮，特殊的齿轮。
7．适合于小批量、多品种零件的加工，减少模具制作费用，缩短生产周期

3控制

开环控制

中走丝线切割开环控制（Open -loop control system ）指调节系统不接受反馈的控制，只控制输出，不计后果的控制。又称为无反馈控制系统。在数控机床中由步进电动机和步进电动机驱动线路组成。数控装置根据输入指令，经过运算发出脉冲指令给步进电动机驱动线路，从而驱动工作台移动一定距离。这种伺服系统比较简单，工作稳定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。所以一般仅用于可以不考虑外界影响，或惯性小，或精度要求不高的一些经济型数控机床。

闭环控制

中走丝线切割闭环控制（closed-loop control system）则是由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统，又称反馈控制系统。在数控机床中由伺服电动机、比较线路、伺服放大线路、速度检测器和安装在工作台上的位置检测器组成。这种系统对工作台实际位移量进行自动检测并与指令值进行比较，用差值进行控制。这种系统定位精度高，但系统复杂，调试和维修困难，价格较贵，主要用于高精度和大型数控机床。

半闭环控制

中走丝线切割半闭环伺服系统的工作原理和闭环伺服系统相似，只是位置检测器不是安装在工作台上，而是安装在伺服电动机的轴上。这种伺服系统所能达以的精度、速度和动太特性优于开环伺服系统，其复杂性和成本低于闭环伺系统，主要用于大多数中小型数控机床。

4参数设置

工艺要求

自本世纪初国内有数家电加工机床生产企业通过对高速电火花线切割机床的改造，实现了在高速电火花线切割机床上的多次切割加工，该类机床被称为“中走丝”（所谓“中走丝机”并不仅指走丝速度介于高速与低速之间，而且加工质量也介于高速走丝机与低速走丝机之间）。因而可以说，用户所说的“中走丝机”，实际上是指那些能实现无条纹切割和多次切割的往复走丝电火花线切割机。多次切割技术可以明显提高高速走丝机的加工质量，解决一次切割时的材料变形影响，提高加工精度，获得较低的表面粗糙度，消除往返切割条纹，并保证一定的切割速度。较大地提高了高速电火花线切割的工艺水平，且由于该类机床具有较高的性价比而逐步被广大的中小企业用户所接受，对于“中走丝”而言，使用过程中的运行成本并未增加，但切割的工艺指标尤其是切割表面粗糙度值却有较大幅度降低。

目前，高速走丝机的多次切割技术有了长足的发展，加工质量的明显提高引起了众多制造商和用户的注意。中走丝电火花线切割多次切割后工件表面光洁度虽然提高了，但该类机床的切割精度比低速电火花线切割机床仍存在较大差距，且精度的保持性也需进一步提高。究其原因在于：大多数“中走丝”机床都是对现有的高速电火花线切割机床运丝系统进行了改进，但其基本结构仍没有质的变化；由于电极丝的反复使用，在中走丝切割过程中必然存在电极丝的损耗，从而影响放电间隙并终降低了切割精度；中走丝多次切割加工对于大部分端子模、冲压模的凹模，加工效果明显，无论精度、粗糙度均有明显提升，操作也比较简单。对于凸模加工，工艺性较强，操作经验很重要，有些体积大、材料厚的凸模加工还有待积累加工经验。此外有关理论修正量与实际修正量的差异与规律及高速电火花线切割的放电机理等问题还有待于进一步改进。

严格按照以下条件生产：
① 机床本体方面：按国家相关标准严格控制机床的制造精度，特别是提高机床的定位精度和重复定位精度。同时也选用中国台湾或日本进口线性滑轨、精密丝杆，进行螺距补偿或者闭环控制等。使前后二次切割轨迹*一致；
② 运丝系统方面：采用高耐磨性电极丝保持器，保持电极丝的相对稳定，控制电极丝的空间形位变化，减小加工过程中电极丝的张力变化。
③ 脉冲电源方面：提高一次加工的切割速度，稳定在120 mm2/min以上.，减小电极丝损耗，保证加工件的精度，同时提供性能良好的精加工脉冲电源。
④ 变频伺服方面：提供了适合粗、精加工的伺服模式，满足不同加工对象的加工要求，与电规准合成将伺服参数写入加工参数数据库。
⑤ 冷却系统方面：改变常用的粗放冷却方式，采取多级过滤并对介电常数等关键参数加以控制，确保精加工的顺利进行。
⑥ 控制软件方面：提供开放的加工参数数据库，可以根据材料的质地、厚度、粗糙度等条件，合理设置粗切割、精修和精微修光的脉冲参数、加工轨迹补偿量、电极丝移动方式及其移动速度等，并开发了相应的多次切割智能数据库。
虽然加工质量有了明显提高，但当前的切割速度仍旧偏低，不能满足用户的需要，有待于我们继续努力。

加工技术

次切割任务是高速稳定切割
⑴脉冲参数：选用高峰值电流，较长脉宽的规准进行大电流切割，以获得较高的切割速度。
⑵电极丝中心轨迹的补偿量小：
f = 1/2φd +δ+ △ + S式中，f为补偿量（mm）;δ为次切割时的放电间隙（mm）;φd为电极丝直径（mm）;△为留给第二次切割的加工余量（mm）; S为精修余量（mm）。 在高峰值电流粗规准切割时，单边放电间隙大约为0.02mm；精修余量甚微，一般只有0.003mm。而加工余量△则取决于次切割后的加工表面粗糙度及机床精度，大约在0.03～0.04mm范围内。这样，次切割的补偿量应在0.05～0.06mm之间，选大了会影响第二次切割的速度，选小了又难于消除次切割的痕迹。
⑶走丝方式：采用高速走丝，走丝速度为8～12m/s，达到大加工效率。
第二次切割的任务是精修，保证加工尺寸精度
⑴脉冲参数：选用中等规准，使第二次切割后的粗糙度Ra在1.4～1.7μm之间。
⑵补偿量f：由于第二次切割是精修，此时放电间隙较小，δ不到0.01mm，而第三次切割所需的加工质量甚微，只有几微米，二者加起来约为0.01mm。所以，第二次切割的补偿量f约为1/2d+0.01mm即可。
⑶走丝方式：为了达到精修的目的，通常采用低速走丝方式，走丝速度为1～3m/s，并对跟踪进给速度限止在一定范围内，以消除往返切割条纹，并获得所需的加工尺寸精度。
第三次切割的任务是抛磨修光 。
⑴脉冲参数：用小脉宽进行修光，而峰值电流随加工表面质量要求而异。
⑵补偿量f：理论上是电极丝的半径加上0.003mm的放电间隙，实际上精修过程是一种电火花磨削，加工量甚微，不会改变工件的尺寸大小。所以，仅用电极的半径作补偿量也能获得理想效果。
⑶走丝方式：像第二次切割那样采用低速走丝限速进给即可。
凸模加工工艺
凸模在模具中起着很重要的作用，它的设计形状、尺寸精度及材料硬度都直接影响模具的冲裁质量、使用寿命及冲压件的精度。在实际生产加工中，由于工件毛坯内部的残留应力变形及放电产生的热应力变形，故应首先加工好穿丝孔进行封闭式切割，尽可能避免开放式切割而发生变形。如果受限于工件毛坯尺寸而不能进行封闭形式切割，对于方形毛坯件，在编程时应注意选择好切割路线（或切割方向）。切割路线应有利于保证工件在加工过程中始终与夹具（装夹支撑架）保持在同一坐标系，避开应力变形的影响。夹具固定在左端，从葫芦形凸模左侧，按逆时针方向进行切割，整个毛坯依据切割路线而被分为左右两部分。由于连接毛坯左右两侧的材料越割越小，毛坯右侧与夹具逐渐脱离，无法抵抗内部残留应力而发生变形，工件也随之变形。若按顺时针方向切割，工件留在毛坯的左侧，靠近夹持部位，大部分切割过程都使工件与夹具保持在同一坐标系中，刚性较好，避免了应力变形。一般情况下，合理的切割路线应将工件与夹持部位分离的切割段安排在总的切割程序末端，即将暂停点（支撑部分）留在靠近毛坯夹持端的部位。
中走丝线切割机床适合加工各种复杂形状的冲模及单件齿轮、花键、尖角窄缝类零件 ，具有速度快、周期短等优点，应用非常普及。高速走丝的线切割机床的电极丝主要是采用钼丝，电极丝运动速度快通常为8~12米/秒，而且是双向往返循环运行，在加工过程 中很容易发生断丝。如果在切割工件过程中多次断丝，不仅会造成一定的经济损失，而且会带来重新绕丝的麻烦；不仅耽误时间，而且会在工件上产生断丝痕迹，影响加工质 量，严重的会造成工件报废。
本文详细的总结了中走丝线切割机床在工作中经常出现的断丝原因及解决办法：

断丝原因分析

1,钼丝钼丝的松紧程度
如果钼丝安装太松，则钼丝抖动厉害 ，不仅会造成断丝，而且由于钼丝的抖动直接影响工件表面粗糙度。但钼丝也不能安装 得太紧，太紧内应力增大，也会造成断丝，因此钼丝在切割过程中，其松紧程度要适当 ，新安装的钼丝，要先紧丝再加工，紧丝时用力不要太大。钼丝在加工一段时间后，由 于自身的拉伸而变松。当伸长量较大时，会加剧钼丝振动或出现钼丝在贮丝筒上重叠。 使走丝不稳而引起断丝。应经常检查钼丝的松紧程度，如果存在松弛现象，要及时拉紧 。
钼丝安装。钼丝要按规定的走向绕在贮丝筒上，同时固定两端。绕丝时，一般贮丝 筒两端各留10mm，中间绕满不重叠，宽度不少于贮丝筒长度的一半，以免电机换向频繁 而使机件加速损坏，也防止钼丝频繁参与切割而断丝。
机床上钼丝引出处有挡丝棒，挡丝棒是由两根红宝石制成的导向立柱，挡丝棒不像 导轮那样作滚动运动，他们直接与钼丝接触，作滑动摩擦。因此磨损很快，使用不久柱 体与钼丝接触的地方就会形成深沟，必须及时检查并进行翻转和更换，否则会出现叠丝 断丝。
2,运丝机构
中走丝线切割机的运丝机构主要是由贮丝筒、线架和导轮组成。当运丝机构的精度下降时 （主要是传动轴承），会引起贮丝筒的径向跳动和轴向窜动。贮丝筒的径向跳动会使电 极丝的张力减小，造成丝松，严重时会使钼丝从导轮槽中脱出拉断。贮丝筒的轴向窜动 会使排丝不匀，产生叠丝现象。贮丝筒的轴和轴承等零件常因磨损而产生间隙，也容易 引起丝抖动而断丝，因此必须及时更换磨损的轴和轴承等零件。贮丝筒换向时，如没有 切断高频电源，会导致钼丝在短时间内温度过高而烧断钼丝，因此必须检查贮丝筒后端 的行程开关是否失灵。要保持贮丝筒、导轮转动灵活，否则在往返运动时会引起运丝系 统振动而断丝。绕丝后空载走丝检验钼丝是否抖动，若发生抖动要分析原因。贮丝筒后 端的限位挡块必须调整好，避免贮丝筒冲出限位行程而断丝。挡丝装置中挡块与快速运 动的钼丝接触、摩擦，易产生沟槽并造成夹丝拉断，因此也需及时更换。导轮轴承的磨 损将直接影响导丝精度，此外，当导轮的v型槽、宝石限位块、导电块磨损后产生的沟槽 ，也会使电极丝的摩擦力过大，易将钼丝拉断。这种现象一般发生在机床使用时间较长 、加工工件较厚、运丝机构不易清理的情况下。因此在机床使用中应定期检查运丝机构 的精度，及时更换易磨损件。
3,工件
工件材料：对不经锻打、不淬火材料，在线切割加工前好采用低温回火消除内应 力，因为如果工件的内应力没有得到消除，在切割时，有的工件会开裂，把钼丝碰断； 有的会使间隙变形，把钼丝夹断或弹断。如淬火后t8钢在线切割加工中及易引起断丝尽 量少用。切割厚铝材料时，由于排屑困难，导电块磨损较大，注意及时更换。
工件装夹：虽然线切割加工过程中工件受力极小，但仍需牢固夹紧工件，防止加工 过程中因工件位置变动造成断丝。同时要避免由于工件的自重和工件材料的弹性变形造 成的断丝。在加工厚重工件时，可在加工快要结束时，用磁铁吸住将要下落的工件，或 者人工保护下落的工件，使其平行缓慢下落从而防止断丝。 4电参数电参数选择不当也 是引起断丝的一个重要原因，所以要根据工件厚度选择合理的电参数，将脉冲间隔拉开 一些，有利于熔化金属微粒的排出，同时峰值电流和空载电压不宜过高，否则使单个脉 冲能量变大，切割速度加快，容易产生集中放电和拉弧，引起断丝。一般空载电压为 100v左右。在电火花加工中，电弧放电是造成负极腐蚀损坏的主要因素，再加上间隙不 合适，容易使某一脉冲形成电弧放电，只要电弧放电集中于某一段，就会引起断丝。
根据工件厚度选择合适的放电间隙：放电间隙不能太小，否则容易产生短路，也不 利于冷却和电蚀物的排出；放电间隙过大，将影响表面粗糙度及加工速度。当切割厚度 较大的工件时，应尽量选用大脉宽电流，同时放电间隙也要大一点，长而增强排屑效果 ，提高切割的稳定性。
中走丝线切割断丝的原因分析：
线切割作为我国的一种电火花线切割加工模式，应用极为广泛。电火花线切割加工的优点在于可以加工淬火类等热处理后的零件、异型零件，切除废料少等。工具电极通常为直径0.10~0.18mm的钼丝，加工过程中极易断丝，不但耽误生产时间、增加生产成本，而且降低了零件的加工质量。

原因分析如下：
1．跟工件有关的断丝
（1）工件经热处理后工件内部存在内应力，在切割过程中造成内应力释放，夹住钥丝而造成断丝。如果在工件热处理前加工穿丝孔，从工件内侧进行切割可以避免内应力造成断丝。
（2）切割工件后，由于废料自重较大，在掉落瞬间夹住钥丝造成断丝。在切割快完成时，可以用磁铁同时吸住废料和工件，或用夹具（如压板）夹住，等待加工完成后再取下废料。
（3）铸造类零件在铸造过程中可能造成的砂眼、气孔，工件内部有不导电的杂质，在切割过程中可能会拉断丝。对于此类零件，条件许可情况下可以采用探测工具探测零件内部材质是否均匀，对于不具备条件的应该随时监测切割过程中机床仪表，对于电压或者电流突变情况应该及时处理。
（4）工件切入点处或者穿丝孔在热处理后可能会有不导电的氧化物等杂质造成无法切割，造成断丝。对此可以用锉刀或者砂轮打磨工件切入点，去除不导电物质，露出导电部分再切割。
（5）工件表面覆盖层（如塑料薄膜，油漆等）不导电造成的断丝。工件接脉冲电源正极，钥丝接脉冲电源负极，如果工件由于覆盖层跟脉冲电源正极接触不良，则无法放电加工，可能会拉断钼丝，因此必须保证工件和脉冲电源正极可靠连接，必要时首先去除掉工件表面覆盖层。

2．跟工作液有关的断丝
（1）工作液的浓度不合理造成断丝。工作液浓度要合理，首先要选择质量好的工作液，水质要好，然后根据零件不同的加工工艺指标要求进行工作液配制，配比一般为5%~20%。通常电火花线切割机床每天工作8h，连续使用8~10天后就需要更换新的工作液，否则容易断丝。对于大厚度或要求切割速度高的工件可以将工作液浓度降低5%~8%左右，这样加工稳定；而对于加工质量要求高的工件，工作液配比可以提高到10%~20%。
（2）工作液冲刷不足造成的断丝。工作液的作用之一是冲刷切缝，冷却钥丝和工件，排除蚀除物。工作液喷出时如果冲击力过大可能会造成钥丝偏移，放电不均匀；冲击力过小时则工作液喷出不足，无法冲入切缝中，无法放电，造成放电条件恶劣，无法排出蚀除物造成断丝。因此要定时检查喷嘴和回流通道是否有堵塞，工作液喷出速度要合理，对于大厚度零件可以开大工作液喷出速度，使得工作液能充分进入切缝进行冷却和排屑。
（3）工作液不够或者堵塞造成无切削液加工，钥丝很快会烧断。因此，机床工作过程中要不定时检查工作液是否足够，循环通道是否畅通。

3．跟走丝机构有关的断丝
（1）跟导电块有关的断丝。导电块通常是压住或者抬起钥丝一点，由于钼丝运行长时间接触导电块，导电块会有沟痕，沟痕过大会夹断铝丝，因此应该定期将导电块旋转一定的角度，或者直接更换导电块。
（2）跟导轮有关的断丝。钼丝通过导轮导向，因此导轮的精度影响钼丝运行，其中支撑导轮的轴承影响导轮的轴向和径向跳动，进而影响到钥丝放电加工时的稳定性，因此，应该严格按照机床保养说明定期喷注润滑脂或者更换轴承，乃至直接更换导轮组件。
（3）张紧机构造成的断丝。如果张丝的时候重锤过重，在张丝过程中也可能会造成断丝，或者钼丝超过弹性变形的限度，铝丝在运转过程中由于频繁换向以及频繁的放电以及冷却，很快也会断丝。因此，张丝的时候应该选择合理的重锤个数进行张紧。
（4）储丝筒造成的断丝。储丝筒的径向跳动会造成钼丝切割过程中张力突变，会拉断钼丝轴向跳动还会造成叠丝，更容易造成断丝。因此应该定期检测储丝筒精度并调整。
（5）钼丝在储丝筒上缠绕不合理造成的断丝。钼丝在储丝筒两端应该预留5~10mm宽度的钼丝，否则钼丝在换向时张紧力不均匀容易挣断钼丝，如果钥丝在储丝筒上有叠丝也会造成断丝，因此应该在张丝时候调整钼丝在储丝筒上排列合理。
（6）储丝筒运转电机的换向机构失灵造成的断丝。储丝筒运转电机的换向通过手动调整压板调节储丝筒的轴向行程，开关压板压下行程开关后电机应该换向，如果开关压板没有固定好或者没有压下行程开关，或者行程开关失灵，从而会造成储丝筒超程拉断钼丝。因此，机床运行前应该保证行程开关和开关压板可靠工作。
（7）钼丝没有放置在导轮的槽中造成的断丝。上钼丝时如果钼丝没有放置在正常的走丝路径上，如导轮槽外等，开机即会拉断丝，后果很严重。所以穿好钼丝后一定检查一遍走丝路径，看钼丝是否在正常的走丝路径上。
（8）钼丝热胀冷缩造成断丝。工件加工完毕后，如果钼丝停靠在储丝筒的中间段，若钼丝张得过紧则在冷却后可能会挣断钼丝。因此，钼丝应该停靠在储丝筒的一端，如果不加工零件还应该松开丝头一端。

4．跟编程有关的断丝：
（1）工件加工编程路径不合理造成断丝。选择了容易造成工件切割过程中变形的走丝路径，工件变形时夹断钼丝，而且切割出来的凸模尺寸精度低。应选择整个加工过程中，尽量保持工件变形小的走丝路径，而且切割出来的凸模尺寸精度高。
（2）二次切割造成的断丝。如果切割过程中断丝，机床会有回退功能，重新上新钼丝后沿着原切割路径从头开始切割，则由于次切缝后的缝隙，再次切割放电会不均匀，铝丝损耗会比较严重。曾经切割一个大厚度零件，一晚上连续断丝七次，每次总是不等切割到次的断丝点就再次断丝，细心查找原因发现，断丝点都是烧断的。通过更改切割路径，使钼丝反向走丝切割，顺利加工出零件，没有再断丝。

5跟钼丝有关的断丝
（1）钼丝质量差造成的断丝。钼丝质量不好可能会造成断丝，应该选择质量好的钼丝。
（2）钼丝损耗造成的断丝。正常情况下钼丝每切割l0000mm2直径损耗大概为0.001~0.02mm，因此钼丝损耗过多且寿命到期后，尤其是将要再次长时间一次性切割一个零件，为了避免切割中可能会断丝，也为了保证加工质量，应该及时更换新钼丝。
（3）钼丝张紧力不合适造成的断丝。走丝路径长短以及合理与否对张力影响很大，而且新上钼丝应该首先调整张力均匀，如果钼丝张紧太紧，容易拉断丝；如果铝丝张紧太松，则钥丝伸长后容易短路回退，如果跳出导轮也容易拉断钼丝。因此，钼丝张紧力要定期调整到合适大小。
（4）废除的断丝头造成的断丝。钼丝固定端剪断的钼丝如果混入线路中或者在丝桶上面叠丝也会造成断丝，因此剪掉的钼丝应该专门放入一个容器中，避免引起断丝。
（5）铝丝打折或者叠丝造成断丝钼丝不耐弯曲，因此钼丝打折或者在储丝桶上叠丝都很容易造成断丝，对此在上丝或者调整钼丝张力的时候一定注意。

6．跟切割工艺参数有关的断丝：
（1）工艺参数设置不合理造成的断丝。工艺参数选择不合理会对钼丝损耗有很大的影响，过大的损耗会加快断丝。工艺参数的选取应该根据具体的零件而选择，如零件的材质、零件厚度、零件的精度要求等进行选取。参数选取一般由操作人员凭经验选取，也可以凭借一些智能技术，如神经网络中的BP算法等进行优化选取切割工艺参数。
（2）对于大厚度零件，通常排屑困难，工作液很难进入到切缝中去，因此进给速度不能太快，否则容易出现短路或者拉弧现象，从而很快烧断钼丝。所以要选择大的脉宽等，让工作液充分冲刷切缝中的蚀除物，否则加工不稳定，烧断钼丝，但是过大的工作电流也很容易烧断钼丝。
（3）对于薄壁类零件，如果进给速度过快，也容易造成频繁短路，钼丝也很容易烧断或拉断。因此，切割工艺参数选择不能过大。
综上所述，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。只有找到具体断丝的原因，才能有效地提高加工效率、预防断丝。

5结论和展望

中走丝机床是我国的电加工机床，在模具制造及零件加工领域内有广泛的应用，在中低档市场中占有相当的分量。目前，中走丝机床如何发展是电加工行业十分关心的课题。我们必须吸取国外的成功经验，扬长避短，直接应用当今计算机技术的新成果，尽快研制功能强大的基于PC的数控系统，从硬件上为中走丝机床的发展打下良好的基础；同时注意人工智能技术与高速走丝线切割机的结合，运用计算机软件技术来提高机床的性能。此外，加强机床本体的研究和开展多次切割工艺技术的应用，使机床的整体加工水平有一个较大的提高，不断增强高速走丝线切割机在市场上的竞争能力。在运用新技术、新工艺的同时，还必须重视对电火花线切割加工工艺规律进行深入细致的基础理论和实验研究，这也是一个非常重要的环节