線切割加工——屬于脈沖放電加工，要求被加工零件的導(dǎo)電性能良好,。
1.快走絲線切割機(jī)床組成
主要由主機(jī)、機(jī)床電氣箱、工作液箱、自適應(yīng)脈沖電源和數(shù)控系統(tǒng)等組成,，如圖1所示。
圖1 HCKX250A型數(shù)控快走絲線切割機(jī)床
2.線切割機(jī)床的加工原理
(1)線切割——數(shù)控電火花線切割加工的簡稱,。
(2)工作原理：利用移動的金屬絲作工具電極,，并在金屬絲和工件間通以脈沖電流，利用脈沖放電的腐蝕作用對工件進(jìn)行切割加工的,。
(3)由于它利用的是絲電極,，因此，只能作輪廓切割加工,。
(4)工作原理如圖2所示,。
圖2 線切割機(jī)床的加工原理
1--數(shù)控裝置 2--儲絲簡 3--導(dǎo)輪 4--電極絲 5--工件 6--噴嘴
7--絕緣板 8--脈沖發(fā)生器 9--液壓泵 10--水箱 11--控制步進(jìn)電動機(jī)
(5)當(dāng)工件與線電極間的間隙足以被脈沖電壓擊穿時(shí),，兩者之間即產(chǎn)生火花放電而切割工件。
(6)通過數(shù)控裝置l發(fā)出的指令,，控制步進(jìn)電動機(jī)11,，驅(qū)動X、Y兩托板移動,，可加工出任意曲線輪廓的工件,。
3.線切割機(jī)床的分類
(1)根據(jù)控制方式的不同，電火花線切割機(jī)床分為：電氣靠模線切割機(jī)床,；光電跟蹤線切割機(jī)床,；數(shù)字控制線切割機(jī)床。
(2)根據(jù)電極絲走絲方式的不同,，數(shù)控線切割機(jī)床分為：快走絲線切割機(jī)床,；慢走絲線切割機(jī)床。
1)快走絲線切割機(jī)床
①線電極運(yùn)行速度較快(300—700m／min),。
②可雙向往復(fù)運(yùn)行,，即絲電極可重復(fù)使用，直到絲電極損耗到一定程度或斷絲為止,。
③常用線電極為：鉬絲(Φ0.1～Φ0.2mm),。
④工作液通常為：乳化液或皂化液。
⑤由于電極絲的損耗和電極絲運(yùn)動過程中換向的影響,，其加工精度要比慢走絲差,，表面粗糙度要高；
⑥尺寸精度：0.015～0.02mm,；
⑦表面粗糙度Rɑ：1．25～2.5μm,。
⑧一般尺寸精度最高可達(dá)到：0．01mm，表面粗糙度Rɑ為：0.63～1.25μm,。
2)慢走絲線切割機(jī)床
①線電極運(yùn)行速度較低(0.5～15m/min),。
②線電極只能單向運(yùn)動，不能重復(fù)使用,，這樣可避免電極損耗對加工精度的影響,。
③絲電極有：紫銅、黃銅,、鎢,、鉬和各種合金，直徑一般為0.1～0.35mm,。
④工作液：去離子水,、煤油。
⑤尺寸精度：±0.001mm
⑥表面粗糙度：Ry0.3μm。
4.線切割加工工藝指標(biāo)
常用的工藝指標(biāo)有：切割速度,、加工精度和表面粗糙度,。
(1)切割速度
1)線切割加工就是對工件進(jìn)行切縫的加工。
2)切割速度(或加工速度)表示：
①單位時(shí)間內(nèi)電極絲中心所切割過的有效面積(mm2/min) ,；
②進(jìn)給速度(mm／min)附加線切割厚度,。
(2)加工精度
加工精度包括：被加工工件的形狀精度和位置精度。
1)形狀精度
①被加工工件的形狀精度是指從XY平面看到的加工形狀的平面精度(即尺寸精度),，被加工表面的Z向垂直度,。
②提高形狀精度：要求切割面的線性度要小。即：被加工表面要均勻平滑,，垂直度小,。
③慢走絲線切割加工的工件多為正腰鼓形，即工件中部凹進(jìn),，
④快走絲卻相反,，一般是工件中部凸出。
2)位置精度
①位置精度——是指所切割輪廓間的相對位置偏差,。
②位置精度的決定因素：
a.機(jī)床本身的精度,，即機(jī)床的機(jī)械精度和控制精度；
b.操作過程中所選用的定位方式,。
3)加工表面粗糙度
①表面粗糙度——是指加工后輪廓表面的微觀不平度,。
②表示粗糙度的參數(shù)主要有：Rɑ、Rz,、Ry,。
③慢走絲線切割加工的表面粗糙度用下列公式表示：Ry = kz tk0.38 Ip0.34
式中：κz為常數(shù)；tk為脈沖寬度(μs),；Ip為脈沖峰值電流(A),。
5.影響加工工藝指標(biāo)的因素
可分為電量與非電量因素的影響。
(1)電參量對加工工藝指標(biāo)的影響
電參量——是指脈沖電源的參變量,，包括脈沖峰值、脈沖寬度,、脈沖頻率和電源電壓,。
1) 脈沖峰值電流 對加工工藝指標(biāo)的影響
在其他參數(shù)不變的情況下，脈沖峰值電流的增大會增加單個脈沖放電的能量,，加工電流也會隨之增 大,。線切割速度會明顯增加，表面粗糙度變差,。
2)脈沖寬度對加工工藝指標(biāo)的影響
①在加工電流保持不變的情況下,，使脈沖寬度和脈沖停歇時(shí)間成一定比例變化。
②脈沖寬度增加，切割速度會隨之增大,，但脈寬增大到一定數(shù)值后,，加工速度不再隨脈沖的增大而增大。
③線切割加工的脈沖寬度一般不大于50μs,。
④增大脈寬,，表面粗糙度會有所上升。
3)脈沖頻率對加工工藝指標(biāo)的影響
①單個脈沖能量一定的條件下,，提高脈沖放電次數(shù),，即提高脈沖頻率，加工速度會提高,。
②理論上,，單個脈沖能量不變，則加工表面的粗糙度也不變,。
③事實(shí)上,，對快走絲線切割，當(dāng)脈沖頻率加大時(shí),，加工電流會隨之增大,，引起換向切割條紋的明顯不同，切割工件的表面粗糙度會隨之變差,。
4)電源電壓對加工工藝參數(shù)的影響
①峰值電流和加工電流保持不變的條件下,，增大電源電壓，能明顯提高切割速度,，但對表面粗糙度的影響不大,。
②在排屑困難、小能量,、小粗糙度條件下,，以及對高阻抗、高熔點(diǎn)材料進(jìn)行切割加工時(shí),，電源電壓的增高會提高加工的穩(wěn)定性,，切割速度和加工面質(zhì)量都會有所改善。
(2)非電參量對加工工藝指標(biāo)的影響
1)走絲速度
①對切割速度的影響：主要是通過改變排屑條件來實(shí)現(xiàn)的,。
②提高走絲速度有利于：電極絲把工作液帶入較大厚度的工件放電間隙中,；電蝕產(chǎn)物的排出，使加工穩(wěn)定,，提高加工速度,。
③走絲速度過高：會導(dǎo)致機(jī)械振動加大、加工精度降低和表面粗糙度增大,，并易造成斷絲,。
④對快走絲線切割，應(yīng)考慮由于絲電極速度的改變所產(chǎn)生的換向切割條紋對表面粗糙度的影響。
2)電極絲張力對加工工藝指標(biāo)的影響
①提高電極絲的張力可以減小加工過程中絲的振動,，從而提高加工精度和切割速度,。
②如果過分增大絲的張力，會引起頻繁斷絲而影響加工速度,。
③電極絲張力的波動對加工穩(wěn)定性和加工質(zhì)量影響很大,，采用恒張力裝置可以減小絲張力的波動。
3)電極絲對加工工藝指標(biāo)的影響
①包括絲的材料和絲的粗細(xì)兩個方面
②絲電極材料:慢走絲線切割多采用黃銅和紫銅絲作為電極材料,，快走絲線切割多采用鉬絲和鎢鉬合金作為電極材料,。
③絲的粗細(xì)：增大絲半徑，可以提高電極絲容許的脈沖電流值,，可以提高加工速度,，但同時(shí)，加工表面粗糙度增大,。一般,，使用粗電極絲切割厚工件；使用細(xì)電極絲切割粗糙度要求高的工件,。
4)工件厚度對加工工藝指標(biāo)的影響
①切割薄工件時(shí)
工作液易于進(jìn)入和充滿放電間隙,，有利于排屑和消除電解液過程中工作液里的正負(fù)離子。
但工件太薄,，則易使電極絲抖動,，不利于加工精度和表面粗糙度。
②切割厚工件時(shí)
工作液難以進(jìn)入和充滿放電間隙,，故加工穩(wěn)定性差,，但由于電極絲不易抖動，故加工精度和表面租糙度較好,。
5)工作液對加工工藝指標(biāo)的影響
①工作液的作用：介電,、冷卻、排屑等
②對加工速度和加工質(zhì)量的影響：
用煤油加工出的工件呈暗灰色,；
用去離子水加工出的工件呈灰色,；
用乳化液加工出的工件呈銀白色。
③工作液的電阻率對加工速度的影響：
快走絲線切割機(jī)床的工作液裝置一般都沒有凈化設(shè)施,，工作液使用時(shí)間不能太長,；
慢走絲線切割由于多用去離子水，所以應(yīng)定期更換離子交換樹脂,。
6.線切割的加工形式
線切割加工可以分為平面加工、錐度加工和二次切割加工等,。
(1)平面加工
平面加工——是指電極絲在加工過程中始終是嚴(yán)格垂直的,，電極絲只在X、Y方向移動，進(jìn)行二維平面形狀的加工,。
(2)錐度加工
錐度加工——是指在加工過程中,，通過對X、Y,、U,、V軸的控制，實(shí)現(xiàn)上下異形的立體加工,。
在進(jìn)行錐度加工時(shí)需要指定變量的值：
A：定義所要加工的錐度,、 Z1：程序面高度
Z2：加工速度顯示面高度、 Z3：上導(dǎo)嘴到工作臺上表面距離(等于ΔZ3+S+Z5)
ΔZ3：用于確定Z3的參數(shù),，該參數(shù)在設(shè)備安裝調(diào)試后由系統(tǒng)自動測定
S：上導(dǎo)嘴與工件上表面間隙,，在工件裝夾完畢后用塞尺測出，一般取0.1～0.2mm為宜,。
Z4：下導(dǎo)嘴到工作臺上表面距離,，該參數(shù)在設(shè)備安裝調(diào)試后由系統(tǒng)自動測定； Z5：與程序面對應(yīng)的非程序面高度,。
圖3 錐度加工裝置
1-電極絲回收 2-電極絲下導(dǎo)軌 3-電極絲上導(dǎo)軌 4-電極絲供給 5-V軸驅(qū)動器
6-U軸驅(qū)動器 7-Y軸驅(qū)動器 8-X軸驅(qū)動器 9-數(shù)控紙帶
圖4 錐度加工參數(shù)意義
A：定義所要加工的錐度,；Z1：程序面高度； Z2：加工速度顯示面高度,；
Z3：上導(dǎo)嘴到工作臺上表面距離(等于ΔZ3+S+Z5) ,；Z5：與程序面對應(yīng)的非程序面高度；
ΔZ3：用于確定Z3的參數(shù),，由系統(tǒng)自動測定,；S：上導(dǎo)嘴與工件上表面間隙，一般取0.1～0.2mm為宜,。
圖5 錐度A值的正負(fù)號定義
錐度A值的正負(fù)號定義與所使用的絲半徑偏置方式(G41,、G42)有關(guān)
(3)二次切割加工
1)二次切割加工——預(yù)先留出精加工余量進(jìn)行第一次切割加工，然后針對留下的精加工余量,，把加工條件改為精加工條件,，分段縮小偏置量，再進(jìn)行切割加工,。
2)一般可分為1～5次切割,，稱為二次切割加工法。
二次切割加工有如下三個目的：
①可去掉第一次切割時(shí)在起始接頭處留下的凸起部分,。
②改善表面粗糙度,。逐漸改變每次切割時(shí)的電條件，降低單個脈沖能量,，改善加工表面粗糙度,。
③提高尺寸精度,。
經(jīng)過熱處理的材料，內(nèi)部會產(chǎn)生應(yīng)力,，這種應(yīng)力在內(nèi)部是處于穩(wěn)定狀態(tài)的,，但經(jīng)過線切割放電機(jī)加工后，會破壞這種穩(wěn)定狀態(tài),，使內(nèi)部應(yīng)力釋放,，產(chǎn)生變形。
對粗加工后的工件,，再進(jìn)行1～4次的精加工,，可改善表面粗糙度，還能修正尺寸精度,。
圖6 一次切割留下的凸起部分