慢走丝加工技术的优点

　　精密、复杂、长寿命冲压模具制造精度及表面质量要求的不断提高，快走丝加工技术已不能适应精密模具的制造要求，这种现状促进了慢走丝加工技术的迅速发展，其各方面工艺指标已达到了相当高的水平，是其它加工技术不可替代的。

　　1. 慢走丝加工技术的发展现状

　　（1）加工精度提高

　　多次切割技术是提高慢走丝加工精度及表面质量的根本手段。一般是通过一次切割成形，二次切割提高精度，三次以上切割提高表面质量。由于在切割拐角时电极丝的滞后，会造成角部塌陷。为了提高拐角切割精度，采取了更多的动态拐角处理策略。如：自动改变加工速度、自动调节水压、控制加工能量等。

　　先进的慢走丝加工机床采用的高精度精加工回路，是提高加工工件平直度的有效技术，使厚件加工的精度得到显著提高；为了进行小圆角、窄缝、窄槽及微细零件的微精加工，优质的数控低速走丝电火花线切割机床可以采用0.02～0.03 ㎜的电极丝进行切割。

　　为了保证高精度的加工，机床的机械精度、脉冲电源精度、伺服控制精度（包括对机械运动、脉冲参数、走丝系统和工作液系统的控制）都已达到极高的水准。采用水温冷却装置，使机床内部温度与水温相同，减小了机床的热变形；采用闭环数字交(直)流伺服控制系统，确保优良的动态性能和高定位精度，加工精度可控制在若干微米以内，精密定位可实现0.1μm当量的控制；采用浸入式加工，降低工件热变形；电机伺服，闭环电极丝张力控制；采用电压调制对刀电源实现高精度对刀，对刀精度可达0.002 ㎜，不损伤工件，不论干湿。

　　（2）表面质量日臻完善

　　先进的慢走丝加工机床采用平均电压为零的无防电解脉冲电源，电解的破坏已降到较低程度。此外，由于脉冲电源的改进，普遍采用高峰值，窄脉宽（微秒级），材料大多数为气相抛出，带走了大量的热，工件表面温度就上不去，开裂的现象大为减少；不仅加工效率高，而且使表面质量大大提高。采用无电解电源进行电火花线切割加工，可使表面变质层控制在2μm以下。切割的硬质合金冲模刃口的耐磨性和磨削没有什么不同，甚至优于机械磨削加工，越来越多的零件加工“以割代磨”。

　　（3）加工效率提升

　　由于纳秒级大峰值电流脉冲电源技术及检测、控制、抗干扰技术的发展，慢走丝加工机床的加工效率也在不断提高，当前先进的慢走丝加工机床的较高加工效率可达500㎜²/min。较大厚度工件的加工效率有实际意义的技术提升，如切割300 ㎜厚的工件时，加工效率可达170㎜²/min。对于厚度变化工件的加工，通过自动检测加工件的厚度，自动调整加工参数，防止断丝，达到该状态的较高加工效率。另外，先进慢走丝加工机床推出的快速自动穿丝技术，自动穿丝时间＜15 s提高了加工操作的效率；推出的双丝自动交换技术，能采用0.20～0.02 ㎜的电极丝自动进行双丝切换加工。采用粗丝进行靠前次切割，一般丝径为0.25 ㎜，以提高加工效率，并可无芯切割；然后采用细丝进行修整，一般采用0.10 ㎜的细丝，切割出小圆角，并可提高精度，总体可节省30%～50%的切割时间。

　　（4）自动化、智能化及信息化的发展

　　加工过程中，为了减少人的干预，保证达到预期的工艺指标，慢走丝加工的自动化、智能化及信息化取得了相应的发展。

慢走丝加工机床完备的工艺专家系统按加工要求给出成套参数。不仅包括常用电极丝牌号和相应的工件材料，还提供了如PCD、PCBN等特殊材料的加工参数，可依据上下喷嘴是否与工件接触，距离多大，是在切风中精修，还是敞开面精修，精度、表面粗糙度和效率哪一项优先的加工策略来生成各自的规准；放电专家系统应付切割中的随机因素，在切入、切出、截面变化、中心切割、接近边缘切割、大截面高速切割等情况下，在加工过程中运用自适应控制策略及自动化控制功能，得到不断丝稳定高效加工。

自动无孔探测功能也很实用，自动跳步加工时，如果预孔被忘记打出或孔位偏移，机床就会自动移到下一个预孔上，这样可防止在无人操作加工时停机，在穿好丝之后发生短路时，可自动搜寻消除短路的位置，提高了连续无人操作运转的可靠性。

　　机床的CNC系统配以标准化机械接口，组成智能化的制造系统，通过3R系统或EROWA系统的机械手，可方便地实现工件（托盘）的自动交换，配以专家系统及电极丝自动交换技术，可以自动完成全部加工过程。

　　2. 各档次慢走丝加工机床的技术水平

可将慢走丝加工机床分为、高档、中档、入门四个档次。生产慢走丝机床的典型厂家有瑞士GF加工方案（原阿奇夏米尔）、日本牧野、日本三菱、日本沙迪克、日本西部、日本法兰克等。

　　（1）慢走丝加工机床

　　这种慢走丝加工机床代表了目前的较高水平，主要由瑞士、日本制造。这类机床的加工精度能保证在±0.002 ㎜以内，较高加工效率可达400～500㎜²/min，表面粗糙度可达Ra0.05μm，具有完美的加工表面质量，表面几乎无变质层，能使用Φ0.02 ㎜的电极丝进行微精加工，主机大都具有热平衡系统，一些机床采用在油中进行切割加工。这类机床功能齐全，自动化程度高，可以直接完成模具的精密加工，所加工的模具寿命已达到机械磨削水平。

　　（2）高档慢走丝加工机床

　　这类机床基本上由瑞士和日本公司生产，具有自动穿丝功能，无电阻防电解电源，整体热恒定系统，能采用Φ0.07 ㎜的电极 丝进行切割，精度在±0.003 ㎜左右，较高加工效率能达300㎜²/min以上，表面粗糙度能达到Ra<0.2μm，具有适时检测工件截面变化、实时优化放电功率功能。这类机床也广泛用于精密冲压模加工。

　　（3）中档慢走丝加工机床

　　这档机床一般由瑞士和日本公司在中国的制造工厂生产，一些台湾机的技术水准也能达到这个档次，其配置和性能满足了国内大多数精密线切割加工的要求。一般都采用无电阻防电解电源，具有浸水式加工、锥度切割功能。实用的较高加工效率为150～200 ㎜²/min，较佳表面粗糙度达Ra＜0.4μm，切割精度可达±0.005㎜，一般采用Φ0.1㎜及以上的电极丝进行切割，配备的防撞保护系统可避免由编程错误或误操作引起的碰撞受损，配备或者可选配自动穿丝机构。

　　（4）入门级慢走丝加工机床

　　这档机床一般是台湾机床或者国内自主研发生产的机床，其配置和性能满足国内普通模具与零件的加工要求。一般多使用切一修一，切一修二的工艺，能稳定达到表面光洁度在Ra0.8μm左右，加工精度在±0.008㎜，大多只能使用0.15mm及以上的电极丝进行切割，加工的表面微细组织、拐角与先进的机床有一定的差距。中走丝加工技术的优点

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”。所谓中走丝加工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。因此用户所说的“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。

　　中走丝加工在实践中得出，在多次切割中靠前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较多可以实现七次切割）的任务是抛磨修光 ，可用较小脉宽（目前较小可以分频到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完全扭转变形，在后面多次切割中能够有足够余量进行精割加工，这样可使工件较后尺寸得到保证。