電火花快走絲線切割機(jī)床是目前我國(guó)電加工行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品之一，是模具加工的重要設(shè)備,也是電加工機(jī)床出口創(chuàng)匯的主要品種。快走絲線切割機(jī)床與慢走絲線切割機(jī)床相比由于其在性能價(jià)格比上的優(yōu)勢(shì)，以及它固有的技術(shù)特點(diǎn)，近年來(lái)被越來(lái)越多的國(guó)外用戶所接受，并已引起外國(guó)制造商的注意。這種情況對(duì)我們發(fā)展快走絲線切割機(jī)床既提供了機(jī)遇，也提出了挑戰(zhàn)。如果我們對(duì)快走絲線切割機(jī)加工工藝的研究與開(kāi)發(fā)不給以足夠的重視，就有可能使我們?cè)谶@一領(lǐng)域中失去優(yōu)勢(shì)，而處于被動(dòng)的狀態(tài)。我國(guó)的快走絲線切割機(jī)床發(fā)展至今，其加工工藝指標(biāo)沒(méi)有重大的突破。而面對(duì)模具工業(yè)整體要求的提高以及加工方法的競(jìng)爭(zhēng)，其加工工藝指標(biāo)必須要有較大的提高，方能適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要求。早在“八五”期間，電加工行業(yè)就提出作為提供用戶的商品，快走絲線切割機(jī)應(yīng)具備下列指標(biāo)：
1．表面粗糙度Ra為1.25~0.63μm時(shí)，切割速度為20mm²/min.
2．表面粗糙度Ra為2.5~1.25μm時(shí)，切割速度為40mm²/min.
3．按國(guó)標(biāo)GB7926-87中有關(guān)條目的加工與檢驗(yàn)方法，切割八角工件時(shí)，其縱剖面的尺寸差為0.006mm,橫剖面的尺寸差為0.009mm。加工四個(gè)孔的位置誤差為0.008mm，四個(gè)孔的尺寸誤差為 0.012mm。
4．應(yīng)有高效切割機(jī)床提供用戶，最高速度達(dá)到250mm²/min。
以上的指標(biāo)目前對(duì)于成為商品化的快走絲線切割機(jī)床（或按目前的加工工藝方法）來(lái)講，幾乎都難以達(dá)到和實(shí)現(xiàn)。
一．提高快走絲線切割加工工藝指標(biāo)的重要手段——多次切割
多次切割猶如常規(guī)金加工中通過(guò)粗加工、半精加工和精加工等多道工序去除加工余量，其加工工藝效果是不言而喻的。所以不論高精度機(jī)床還是普通機(jī)床都采用多次切割工藝，包括慢走絲線切割機(jī)床，也是通過(guò)多次切割來(lái)達(dá)到其高精度、高光潔度的效果。但對(duì)于我國(guó)的快走絲線切割機(jī)床能否采用多次切割技術(shù)，本人認(rèn)為，我們要分析快走絲線切割機(jī)床上實(shí)現(xiàn)多次切割的關(guān)鍵是在具有高重復(fù)定位精度的機(jī)床上，使電極絲具有確定的動(dòng)態(tài)平衡位置以及較窄的的動(dòng)態(tài)變化范圍。而影響上述變化的重要因素有：
1．導(dǎo)輪與軸承的軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng)。
2．貯絲筒的徑向跳動(dòng)和絲架的振動(dòng)。
3．由于電極絲受熱后延伸率的不均引起電極絲抖動(dòng)。
4．由于電極絲受高速走絲的拋離效應(yīng)引起電極絲與導(dǎo)輪切點(diǎn)的變化。
5．工作液噴射壓力不穩(wěn)定對(duì)電極絲產(chǎn)生的擾動(dòng)。
6．放電力對(duì)電極絲的擾動(dòng)。
因此，我們只要消除或降低上述因素對(duì)電極絲動(dòng)態(tài)位置的干擾就能在快走絲線切割機(jī)床上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的多次切割。
二．快走絲線切割機(jī)床上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的多次切割的理論依據(jù)：
決定機(jī)床能否多次切割的機(jī)床精度指標(biāo)不是機(jī)床一次切割的綜合誤差值（例如GB7926-87規(guī)定的加工對(duì)邊為28mm的正八棱柱的橫割面上各對(duì)邊距離的最大允差為0.015mm，就是綜合加工精度），而是機(jī)床的重復(fù)定位精度，如上述國(guó)標(biāo)規(guī)定，線切割機(jī)床的重復(fù)定位精度為0.002mm，以及每一脈沖指令的進(jìn)給精度即上述標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的座標(biāo)工作臺(tái)每移動(dòng)0.02mm脈沖指令的實(shí)際移動(dòng)距離允差0.001mm。因此，對(duì)于執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“電火花線切割精度”GB7926-87生產(chǎn)驗(yàn)收質(zhì)量合格的快走絲線切割機(jī)床都是較易實(shí)現(xiàn)上述精度指標(biāo)。由于多次切割的加工加工余量都不大，如第二次切割軌跡相對(duì)于第一次切割軌跡的偏移量一般在0.04mm左右。這樣第二次切割實(shí)際加工軌跡相對(duì)于第一次加工軌跡的理論誤差最大為0.005mm（其中重復(fù)定位精度0.002mm，0.04mm偏移量引起的進(jìn)給精度最大誤差0.002mm。偏移及插補(bǔ)運(yùn)算誤差0.001mm）。如果第三次切割相對(duì)于第二次切割的偏移量為0.02mm則它們的加工軌道最大誤差為0.004mm，因此，我國(guó)的快走絲線切割機(jī)床進(jìn)行多次切割的軌跡運(yùn)動(dòng)控制精度是有保障的。而問(wèn)題在于一方面是上述提到的快走絲線切割機(jī)床電極絲動(dòng)態(tài)位置干擾問(wèn)題，另一方面在于如何結(jié)合我國(guó)快走絲乳化液線切割機(jī)床的具體情況與特點(diǎn)提出相應(yīng)的多次切割的加工工藝。
三．快走絲線切割機(jī)床的多次切割加工工藝探討：
1．加工參數(shù)的選擇
本人曾在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，由于多次切割采用半敞開(kāi)式加工，雖然加工電規(guī)準(zhǔn)較低，但放電力仍有將電極絲向外推動(dòng)的趨勢(shì)，因此理論上的二次、三次偏移量與實(shí)際偏移量是有所不同的，必須合理電規(guī)準(zhǔn)并正確選擇理論偏移量，這樣多次加工才能實(shí)現(xiàn)其效果。偏移量的選擇：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與慢走絲的多次切割相同，多次切割的偏移量與工件材料、工件厚度、電極絲張力、電參數(shù)、線架跨距等因素有關(guān)，切割硬質(zhì)合金較切淬火G12鋼偏移量要小，隨著脈沖能量的增加，偏移量有增大趨勢(shì)，隨著工件厚度的增加，偏移量有下降趨勢(shì)，隨著電極絲張力增大，偏移量有減小趨勢(shì)，隨著線架跨距增大，偏移量有增大的趨勢(shì)，一般偏移量為幾十μm；電參數(shù)的選擇：多次切割中要求第一次切割以高速切割，但是還是要與具體加工的模具要求來(lái)定第一次加工的切割速度，為了保證多次切割件精度的可行性，必須適當(dāng)控制脈沖參數(shù)，一般第一次加工電流控制在3A左右，脈寬40μs左右，隨著加工次數(shù)的上升電參數(shù)逐步減小從幾十微秒到1~2個(gè)微秒，電極絲張力的選擇，在第一次切割中，由于采用大電流切割，電極的發(fā)熱較嚴(yán)重，故采用較低的張力，在多次切割中，雖然電參數(shù)的能量選擇較小，但在半敞開(kāi)環(huán)境中工作，電極絲比較容易受外界擾動(dòng)，因此，為了提高電極絲抗外界擾動(dòng)能力，需提高電極的張力，這樣同時(shí)也能降低電極絲的滯后量。
2．切縫中多次切割：
本人曾做過(guò)試驗(yàn)，新配量10%濃度快走絲的乳化液的電阻率只有700Ωcm左右，實(shí)測(cè)的放電間隙的寬度卻是用低電阻率乳化液快走絲比用高電阻率去離子水慢走絲要小得多，并且放電間隙值也基本不易隨加工條件而變化，原因是由于乳化液中表面活性劑的作用，使電極絲周圍優(yōu)先形成有乳化劑及機(jī)油構(gòu)成的油膜，當(dāng)附有油膜的電極絲與切縫彈性碰撞時(shí)，油膜通常不會(huì)撞破而發(fā)生放電，只有當(dāng)附有油膜的電極絲與在切割方向上工件材料接觸，摩擦并蹭破油膜或把油膜擠得很薄時(shí)才容易發(fā)生火花放電，進(jìn)行電蝕加工，正因如此，所以切縫對(duì)電極絲有一定的消振作用，可以實(shí)現(xiàn)切縫中多次的切割。對(duì)多次切割，無(wú)論是凸模還是凹模都得先根據(jù)工件形狀選定一面作為暫不加工的支撐段及適當(dāng)?shù)钠鹎懈铧c(diǎn)，然后編制兩條正反程序，并設(shè)定合適的偏移量進(jìn)行縫中多次切割。上述多次切割完成后先增設(shè)輔助工具將工件原位固定（或采用粘結(jié)），再用同樣的多次切割對(duì)預(yù)留段進(jìn)行切割，這樣整個(gè)工件就可獲得多次切割的精度效果。
感言：在具有較高重復(fù)定位精度的快走絲電火花線切割機(jī)床上，經(jīng)過(guò)一定的技術(shù)攻關(guān)，采用合適的加工工藝，多次切割是完全可行的，特別是在快走絲線切割機(jī)床的制造成本是慢走絲線切割機(jī)床的十分之一，甚至更少，快走絲加工的模具成本又是慢走絲模具加工成本的幾十分之一的情況下，提高快走絲線切割機(jī)加工工藝指標(biāo)意義重大。
