慢走絲是利用連續(xù)移動(dòng)的細(xì)金屬絲（稱為電極絲，一般為銅絲和鉬絲）作電極，對工件進(jìn)行脈沖火花放電，產(chǎn)生6000度以上高溫，蝕除金屬、切割成工件的一種數(shù)控加工機(jī)床。慢走絲機(jī)床屬于數(shù)控機(jī)床中機(jī)械自動(dòng)化程度較高的機(jī)械。慢走絲加工時(shí)在線電極與工件之間存在疏松接觸式輕壓放電現(xiàn)象。

?簡介

由于慢走絲線切割機(jī)是采取線電極連續(xù)供絲的方式，即線電極在運(yùn)動(dòng)過程中完成加工，因此即使線電極發(fā)生損耗，也能連續(xù)地予以補(bǔ)充，故能提高零件加工精度。慢走絲線切割機(jī)所加工的工件表面粗糙度通常可達(dá)到Ra=0.8μm及以上，且慢走絲線切割機(jī)的圓度誤差、直線誤差和尺寸誤差都較快走絲線切割機(jī)好很多，速度也快的多。所以在加工高精度零件時(shí)，慢走絲線切割機(jī)得到了廣泛應(yīng)用。除了早期的中小型企業(yè)，在諸如航空，汽車，醫(yī)療等大型企業(yè)的加工工廠內(nèi)也極為常見。

工作原理

慢走絲是利用連續(xù)移動(dòng)的細(xì)金屬絲（稱為電極絲）作電極，對工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型的一種加工機(jī)床。慢走絲加工時(shí)在線電極與工件之間存在的疏松接觸式輕壓放電現(xiàn)象。當(dāng)柔性電極絲與工件接近到通常認(rèn)為的放電間隙 - 例如8～10μm時(shí)，并不發(fā)生火花放電，甚至當(dāng)電極絲已接觸到工件，從顯微鏡中已看不到間隙時(shí)，也常常看不到火花，只有當(dāng)工件將電極絲頂彎并偏移一定距離 - 幾微米到幾十微米時(shí)才發(fā)生正常的火花放電。此時(shí)線電極每進(jìn)給1μm，放電間隙并不減少1μm，而是電極絲增加一點(diǎn)線間張力，工件則增加一點(diǎn)側(cè)向壓力，顯然，只有電極絲和工件之間保持一定的輕微接觸壓力后才能形成火花放電。據(jù)此認(rèn)為在電極絲和工件之間存在著某種電化學(xué)產(chǎn)生的絕緣薄膜介質(zhì)

加工特點(diǎn)

表面質(zhì)量

（1）納秒級大峰值電流脈沖電源技術(shù)

電火花加工時(shí)金屬的蝕除分熔化和氣化兩種。寬脈寬作用時(shí)間長，容易造成熔化加工，使工件表面形貌變差，變質(zhì)層增厚，內(nèi)應(yīng)力加大，易產(chǎn)生裂紋。而脈寬小到一定值時(shí)，作用時(shí)間極短，形成氣化加工，可以減小變質(zhì)層厚度，改善表面質(zhì)量，減小內(nèi)應(yīng)力，避免裂紋產(chǎn)生。

先進(jìn)的低速走絲電火花線切割機(jī)采用的脈沖電源其脈寬僅幾十ns，峰值電流在1000 A以上，形成氣化蝕除，不僅加工效率高，而且使表面質(zhì)量大大提高。

（2）防電解（BS）脈沖電源

低速走絲電火花線切割加工采用水質(zhì)工作液。水有一定的導(dǎo)電性，即使經(jīng)過去離子處理，降低電導(dǎo)率，但還有一定的離子數(shù)量。當(dāng)工件接正極，在電場作用下，OH-離子會(huì)在工件上不斷聚集，造成鐵、鋁、銅、鋅、鈦、鎢的氧化和腐蝕，并使硬質(zhì)合金材料中的結(jié)合劑—鈷成離子狀態(tài)溶解在水中，形成工件表面的“軟化層”。曾采用提高電阻率的措施 - 由幾十千歐?厘米提高到幾百千歐?厘米，盡可能降低離子濃度，雖對改善表面質(zhì)量起了一定的作用，但還是不能有效地徹底解決“軟化層”的問題。

防電解電源是解決工件“軟化層”的有效技術(shù)手段。防電解電源采用交變脈沖，平均電壓為零，使在工作液中的OH-離子電極絲與工件之間處于振蕩狀態(tài)，不趨向工件和電極絲，防止工件材料的氧化。

采用防電解電源進(jìn)行電火花線切割加工，可使表面變質(zhì)層控制在1μm以下，避免硬質(zhì)合金材料中鈷的析出溶解，保證硬質(zhì)合金模具的壽命。

切割精度

（1）多次切割技術(shù)

多次切割技術(shù)是提高低速走絲電火花線切割加工精度及表面質(zhì)量的根本手段。它是設(shè)計(jì)制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、智能化技術(shù)、脈沖電源技術(shù)、精密傳動(dòng)及控制技術(shù)的科學(xué)整合。一般是通過一次切割成形，二次切割提高精度，三次以上切割提高表面質(zhì)量。原來為達(dá)到高質(zhì)量的表面，多次切割的次數(shù)需高達(dá)7～9次，只需3～4 次。

（2）拐角加工技術(shù)不斷優(yōu)化完善

由于在切割拐角時(shí)電極絲的滯后，會(huì)造成角部塌陷。為了提高拐角切割精度，研究人員采取了更多的動(dòng)態(tài)拐角處理策略。如：改變走絲路徑；改變加工速度（薄板）；自動(dòng)調(diào)節(jié)水壓；控制加工能量等。

通過采用綜合的拐角控制策略，粗加工時(shí)角部形狀誤差減少70%，可一次切割達(dá)5靘的配合精度。

（3）采用提高平直度的技術(shù)

高精度精加工回路都是提高平直度的技術(shù)，被認(rèn)為對厚件加工意義重大。

（4）機(jī)床結(jié)構(gòu)更加精密

為了保證高精度的加工，采用了許多技術(shù)措施來提高主機(jī)精度：①控制溫度。采用水溫冷卻裝置，使機(jī)床內(nèi)部溫度與水溫相同，減小了機(jī)床的熱變形。②采用直線電機(jī)。響應(yīng)度高，精密定位可實(shí)現(xiàn)0.1μm當(dāng)量的控制，進(jìn)給無振動(dòng)，無噪音，提高放電頻率，保持穩(wěn)定放電，兩次切割Ry5μm。③采用陶瓷、聚合物人造花崗巖制件，其熱慣性比鑄鐵大25倍，降低溫度變化對切割精度的影響。④采用固定工作臺(tái)、立柱移動(dòng)結(jié)構(gòu)，提高工作臺(tái)承重，不受浸水加工和工件重量變化的影響。⑤采用浸入式加工，降低工件熱變形。⑥電機(jī)伺服，閉環(huán)電極絲張力控制。⑦高精度對刀：采用電壓調(diào)制對刀電源。對刀精度可達(dá)±0.005mm，不損傷工件，不論干濕。

加工效率

（1）最高加工效率

由于ns級大峰值電流脈沖電源技術(shù)及檢測、控制、抗干擾技術(shù)的發(fā)展，低速走絲電火花線切割機(jī)的加工效率也在不斷提高。

（2）較大厚度工件的加工效率

日本三菱電機(jī)公司FA-V系列機(jī)床在切割300 mm厚的工件時(shí)，加工效率可達(dá)170mm2/min。這是很有實(shí)際意義的技術(shù)提升。

（3）厚度變化工件的加工效率

自動(dòng)檢測加工件的厚度，自動(dòng)調(diào)整加工參數(shù)，防止斷絲，達(dá)到該狀態(tài)的最高加工效率。

（4）雙絲自動(dòng)交換技術(shù)

ROBOFIL 2030S1-TW機(jī)床能采用0.20～0.02 mm的電極絲自動(dòng)進(jìn)行雙絲切換加工。采用粗絲進(jìn)行第一次切割，一般絲徑為0.25mm，以提高加工效率，并可無芯切割；然后采用細(xì)絲進(jìn)行修整，一般采用0.10mm的細(xì)絲，切割出小圓角，并可提高精度?？傮w可節(jié)省30%～50%的切割時(shí)間。

（5）快速自動(dòng)穿絲技術(shù)

日本牧野公司稱自動(dòng)穿絲時(shí)間<15 s；日本沙迪克公司稱穿絲時(shí)間為13 s.日本三菱電機(jī)公司，當(dāng)板厚為50mm 時(shí)，穿絲時(shí)間為10 s，切絲、穿絲總時(shí)間為25s。

各國特點(diǎn)

國外

瑞士、日本制造的低速走絲電火花線切割機(jī)

（1）頂級低速走絲電火花線切割機(jī)

這種低速走絲電火花線切割機(jī)代表了目前的最高水平，如瑞士夏米爾公司的千系列機(jī)床、日本三菱電機(jī)公司的PA系列超高精度機(jī)床、日本牧野公司的UPJ-2超精密機(jī)床等。這類機(jī)床的 最大特點(diǎn)是加工精度很高，在±0.002mm以內(nèi)，表面粗糙Ra<0.2μm，一般都能使用<0.03mm的電極絲進(jìn)行微精加工，主機(jī)大都具有熱平衡系統(tǒng)，一些機(jī)床采用在油中進(jìn)行切割加工。瑞士阿奇夏米爾公司的雙絲機(jī)床也屬于這個(gè)檔次。這個(gè)檔次的中型機(jī)床每臺(tái)售價(jià)一般在200萬元以上。

（2）高檔低速走絲電火花線切割機(jī)

這檔機(jī)床除了采用無電阻防電解電源外，一般均帶有自動(dòng)穿絲裝置，能采用0.10mm的電極 絲進(jìn)行切割，精度在±0.003mm左右。最高加工效率能達(dá)500 mm2/min的超高速機(jī)也屬于這個(gè)檔次，如夏米爾公司的240CC、440CC機(jī)，日本三菱電機(jī)公司的FA-V超高速高性能機(jī)等。這個(gè)檔次的中型機(jī)床每臺(tái)售價(jià)在100萬元以上。

（3）中檔低速走絲電火花線切割機(jī)

為了搶占中國市場，日本、瑞士的電加工機(jī)床制造企業(yè)推出了這檔機(jī)床，價(jià)格一般在50～80萬元/臺(tái)。如瑞士阿奇公司的XENON、夏米爾公司的380，日本沙迪克公司的AQ系列、三菱電機(jī)公司的FA系列等。

這檔機(jī)床的配置和性能滿足了用戶采用低速走絲電火花線切割加工的基本要求。一般都采用無電阻、防電解電源，具有水浸式加工、錐度切割功能。實(shí)用的最高加工效率為120～150 mm2/min ，最佳表面粗糙度達(dá)Ra<0.5μm，切割精度可達(dá)±0.005mm，一般都采用0.15 mm以上的銅絲進(jìn)行切割。這檔機(jī)床一般都具備自動(dòng)穿絲功能，可供用戶選配。

國內(nèi)

臺(tái)灣制造的低速走絲電火花線切割機(jī)

臺(tái)灣的低速走絲電火花線切割機(jī)起步雖然較晚，但這幾年來發(fā)展迅速。其關(guān)鍵的一個(gè)舉措就是由若干家電加工機(jī)床制造企業(yè)共同出資，在有關(guān)部門一定限度的支持下，由臺(tái)灣工業(yè)技術(shù) 研究院投入大量的人力、物力做關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)。經(jīng)過10多年的攻關(guān)，在控制系統(tǒng)及電源等關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破。

臺(tái)灣各企業(yè)制造的低速走絲電火花線切割機(jī)應(yīng)屬中檔機(jī)的范圍，銷售價(jià)一般在50～60萬元/臺(tái)。這些機(jī)床一般都采用無電阻防電解電源具有錐度切割、浸入式加工等功能。

臺(tái)灣低速走絲電火花線切割機(jī)的最高加工效率在200mm2/min左右，實(shí)用加工效率為100～ 120mm2/min，切割表面粗糙度為Ra 0.5～0.8μm。一般認(rèn)為臺(tái)灣機(jī)的切割精度應(yīng)在±0.005mm左右。

大陸企業(yè)制造的低速走絲電火花線切割機(jī)：

（1）低速走絲電火花線切割機(jī)

通過與日本沙迪克公司的合資經(jīng)營以及自身的不斷整合，生產(chǎn)的低速走絲電火花線切割機(jī)屬國產(chǎn)機(jī)中的佼佼者。該公司的產(chǎn)品屬中檔機(jī)范圍，每臺(tái)售價(jià)為50余萬 元 。采用無電阻電源、防電解電源及水浸式加工技術(shù)，可以搭載銷售。最大生產(chǎn)率可達(dá)350mm2/min，有效加工效率為120～150 mm2/min，最佳表面粗糙度為Ra0.5-0.8μm，切割精度為±0.005mm。

（2）蘇州電加工機(jī)床研究所的低速走絲電火花線切割機(jī)

蘇州電加工研究所于20世紀(jì)70年代末在機(jī)械工業(yè)部的支持下開始研究低速走絲線切割技術(shù)，是國內(nèi)首家引進(jìn)日本FUNAC公司低速走絲電火花線切割機(jī)技術(shù)的研究所，并進(jìn)行許可證生產(chǎn)，先后共銷售了200余臺(tái)?！捌呶濉?、“八五”期間，在國家的支持下，又立項(xiàng)進(jìn)行攻關(guān)，不斷增強(qiáng)了低速走絲電火花線切割加工技術(shù)的研發(fā)能力。

蘇州電加工研究所在科技部專項(xiàng)基金的支持下，投入了較大的研發(fā)力量，已完成新一代低速走絲電火花線切割機(jī)的研發(fā)，產(chǎn)品在第九屆中國國際機(jī)床展覽會(huì)上推出，其性能指標(biāo)可達(dá)中檔機(jī)水平。

（3）低速走絲電火花線切割機(jī)開發(fā)情況

曾與日本沙迪克公司、印度某公司合作過，現(xiàn)仍在不懈地研發(fā)低速走絲電火花線切割加工技術(shù)，據(jù)悉試驗(yàn)樣機(jī)的最大加工效率可達(dá)200mm2/min。

還有一些企業(yè)則希望通過與臺(tái)灣相關(guān)企業(yè)的合作，來發(fā)展低速走絲電火花線切割加工技術(shù)，購入了臺(tái)灣低速走絲電火花線切割機(jī)的電箱，自己生產(chǎn)主機(jī)與之配套，已在展覽會(huì)上亮相。

機(jī)床構(gòu)造

主體

1.、機(jī)身導(dǎo)軌 采用高硬度耐磨材質(zhì)，附加手動(dòng)液壓潤滑油注入，通過各油管分流到各導(dǎo)軌以達(dá)到潤滑，減小摩擦系數(shù)的效果，每軸2條；也有機(jī)床采用氣體靜壓導(dǎo)軌，此導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)接近于零。

2.、絲桿 采取螺旋式位移，由伺服馬達(dá)轉(zhuǎn)速來決定絲桿的位移量，目前手動(dòng)單步最小移動(dòng)量為0.001MM，絲桿長度決定機(jī)床的可移動(dòng)范圍，絲桿間隙可測量后利用系統(tǒng)參數(shù)中補(bǔ)正加以修正，每個(gè)絲桿形成一個(gè)軸。

3、伺服馬達(dá)（三相電機(jī)） 伺服馬達(dá)轉(zhuǎn)速由伺服電箱內(nèi)主板選取的電壓檔級來決定。馬達(dá)步距最小為位移當(dāng)量為0.0001MM，各軸均有。

4、極限開關(guān)（閉合開關(guān)） 極限開關(guān)設(shè)置在絲桿位移范圍的左右端，絲桿實(shí)際移動(dòng)范圍中。當(dāng)機(jī)床移動(dòng)至極限開關(guān)閉合時(shí)，電信號(hào)輸入主板，主板輸出電信號(hào)停止伺服馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，各軸均有2個(gè)。

5、減速開關(guān)（閉合開關(guān)） 閉合開關(guān)的設(shè)置在未至極限開關(guān)內(nèi)，當(dāng)絲桿位移將至極限減速開關(guān)閉合處，電信號(hào)輸入主板，主板輸出電信號(hào)降低伺服馬達(dá)轉(zhuǎn)速，各軸均有2個(gè)。

6、伺服電箱 接受輸出電信號(hào)，控制電源的集成電路，內(nèi)有中央處理器。

7、顯示屏普通電子管、液晶顯示、到觸摸屏，是輸出顯示，輸入信號(hào)集成的面板。

8、手控器將常用功能集成于小面積的手柄上，方便使用者的操作，起輸入的功能。

水路

慢走絲具有一套水循環(huán)系統(tǒng)，用于凈化水質(zhì)，去離子來達(dá)到工作液再次加工的作用。

1、水缸工作液的存儲(chǔ)處，有污水缸，純水缸之分。

2、水泵污水泵把污水抽出注入過濾器，離子泵把過濾后的水注入樹脂桶以去離子，注水泵把工作液快速注入工作槽達(dá)到浸水加工的目的，高壓泵以高功率把純水導(dǎo)入上下機(jī)頭以高壓噴流除去工作中產(chǎn)生的電熔質(zhì)和穿絲輪的穿絲，各種機(jī)床的水路布局不同，但原理相同。

3、三通閥它的目的是把水流分開以達(dá)到不同的功用，由空氣轉(zhuǎn)換。

4、位置感應(yīng)器（閉合開關(guān)） 三通閥上的位置感應(yīng)，通過輸入電信號(hào)經(jīng)主板后將位置信息顯示于屏幕。

5、水位感應(yīng)器污水缸純水缸各1個(gè)，感應(yīng)水位以決定各泵是否可以工作，低于水位時(shí)輸入電信號(hào)經(jīng)主板處理后輸出電信號(hào)停止相關(guān)泵運(yùn)轉(zhuǎn)。

6、棉芯凈化后的水用于沖洗導(dǎo)電塊。

7、過濾器過濾污水中的金屬碎末。

8、水壓感應(yīng)器過濾器，棉芯上的水壓感應(yīng)器用于決定水泵是否可以向其注水，具有過壓保護(hù)。

9、離子感應(yīng)器電阻率測量,測量流入樹脂桶的離子值。

10、樹脂桶存放樹脂的容器，樹脂是石油中的提取物，用于去離子。

氣路

氣壓供應(yīng)系統(tǒng)，通過轉(zhuǎn)換閥來達(dá)到所需部位的氣壓供給，供給硬件有三通閥，自動(dòng)穿線系統(tǒng)，各部位氣缸等，以電制開關(guān)來實(shí)現(xiàn)氣流轉(zhuǎn)換。

1、氣壓感應(yīng)器供給氣壓不足預(yù)設(shè)值時(shí)輸入電信號(hào)停止硬件工作。

2、氣路轉(zhuǎn)換閥各氣路的供給的總制，采用集成方式以簡短標(biāo)識(shí)來區(qū)分。

3、電制開關(guān)氣閥各端口的電制，輸入電壓以使氣閥打開，停止輸入則氣閥關(guān)閉。

電路

此處所述電路是指加工時(shí)的電源供給線路。

1、碰數(shù)線：碰數(shù)線連接上機(jī)頭導(dǎo)電塊與工作臺(tái)，當(dāng)走線放電狀態(tài)下，電極線于裝夾于工作臺(tái)的工作物接觸時(shí)，便形成短路現(xiàn)象。

2、高壓線：加工輸入電流的負(fù)極線，連接上機(jī)頭和下機(jī)頭，走絲放電狀態(tài)下帶負(fù)電與工作物產(chǎn)生間隙放電。

3、臺(tái)面線加工輸入電流的正極線，連接工作臺(tái)。

4、回路線：連接工作臺(tái)左右端，增加電流的回路，有些機(jī)床已通過改善省去此線。

保養(yǎng)指南

清掃的必要性

線切割放電加工機(jī)的導(dǎo)向座關(guān)系到加工性能和精度，是很重要的一部分。機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生加工粉，加工槽內(nèi)的工作液變黑。導(dǎo)向座因?yàn)榻诤羞@些工作粉的工作液里，所以漸漸會(huì)附有污垢。如果導(dǎo)向座附著的污垢過量，加工性能和精度就會(huì)降低。為了保證線切割放電加工機(jī)的加工性能，請定期清掃導(dǎo)向座。三菱慢走絲維修

清掃概要

清掃導(dǎo)向座時(shí)，上部和下部都請對以下的位置進(jìn)行清掃。

1導(dǎo)向座的表面

請清掃導(dǎo)向座的表面以使表面不致附著污垢。切勿使污垢頑固粘著。

2導(dǎo)向座的內(nèi)部

清掃導(dǎo)向座內(nèi)部、安裝導(dǎo)電塊的部分。請仔細(xì)進(jìn)行清掃，切勿附著污垢、垃圾。

3導(dǎo)向座相關(guān)零部件

? 清掃導(dǎo)向座的蓋、氣缸和壓緊板（上部導(dǎo)向座）、蓋內(nèi)部的板彈簧、導(dǎo)電塊支座（下部）。請仔細(xì)進(jìn)行清掃，切勿附著污垢、垃圾。

? 請仔細(xì)進(jìn)行清掃，以使導(dǎo)向座的蓋能夠順暢自如地開關(guān)。

? 清掃上導(dǎo)絲器的氣缸軸后，請?jiān)跉飧纵S上涂抹少許潤滑油，并用手使氣缸運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)次，確認(rèn)其轉(zhuǎn)動(dòng)順暢自如。

（潤滑油請使用Multemp PS2或相當(dāng)品）

注意事項(xiàng)

進(jìn)行氣缸軸的清掃、涂抹潤滑油后，如果氣缸的運(yùn)轉(zhuǎn)還是不順暢時(shí)，請與公司聯(lián)絡(luò)。

如果在氣缸軸運(yùn)轉(zhuǎn)不順暢的狀態(tài)下運(yùn)行機(jī)器，則有可能降低加工性能，在導(dǎo)向座與導(dǎo)電塊之間產(chǎn)生放電，損壞導(dǎo)向座。

請勿在下部導(dǎo)向座門的內(nèi)側(cè)安裝的彈簧零部件變形·切斷的狀態(tài)下運(yùn)行機(jī)器。

如果在上述狀態(tài)下運(yùn)行機(jī)器，則有可能在門與導(dǎo)電塊之間產(chǎn)生放電，損壞導(dǎo)向座。