数控电火花线切割机床简介

1.数控电火花线切割机床的工作原理

数控电火花线切割和数控电火花成形加工的基本原理是一样的，不同的是在电火花线切割中是用连续移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作为工具电极来代替电火花成形加工中的成形电极，利用线电极与工件之间产生的脉冲火花放电来蚀除工件材料，工作台带着工件在X、Y两坐标平面中移动，从而切割出各种平面图线。工件的形状是由数控系统控制工作台（工件）相对于电极丝的运动轨迹决定的，因此，不需要制造专用的电极就可以加工形状复杂的模具零件。

图9－6　SC400型数控电火花成形机床的外形

1－数控电源柜；2－控制台；3－工作液槽；4－底座；5－机床垫铁；6－油箱；7－主轴箱；8－床身；9－滑枕

图9－7为电火花线切割原理图。工件接脉冲电源的正极，电极丝2（钼丝或铜丝）接负极，由脉冲电源6供给能量后，在工件与电极丝之间产生很强的脉冲电场，使其间的介质被电离击穿，产生脉冲放电。电极丝在储丝筒4的作用下进行正反向交替（或单向）移动。在电极丝和工件之间浇注工作液介质，在机床数控系统的控制下，工作台在水平面两个坐标方向按预定的控制程序实现切割进给，从而切割出需要的工件形状。

图9－7　电火花线切割原理图

（a）工件及其运动方向 （b）加工原理图
1－导向轮；2－电极丝（钼丝或铜丝）；3－工件；4－储丝筒；5－支架；6－脉冲电源；7－绝缘底板

电火花线切割主要用于冲模、挤压模、塑料模和电火花型腔模用的电极加工等。由于电火花线切割机床的加工速度和精度的迅速提高，目前已达到可与坐标磨床相竞争的程度。例如，中小型冲模的材料为模具钢，过去用分开模和曲线磨削的方法加工，现在改用电火花线切割整体加工的方法。

2.数控电火花线切割的主要特点

我国数控电火花线切割机床的拥有量占世界首位，技术水平与世界先进水平的差距也逐渐缩短。尤其是近年来，计算机技术和先进的电火花加工技术相结合，实现了各种复杂形状的模具和零件加工的自动化，其控制精度可达1μm，实际加工精度可达±0.01 mm。表面粗糙度可达Ra2.5～1.25μm的数控电火花线切割机床是精密金属加工、模具制造的必备设备。

数控电火花线切割的主要特点如下。

（1）直接利用线状的电极丝做工具电极，不需要像电火花成形加工一样的成形工具电极，可节约电极的设计、制造费用，并缩短生产准备时间，加工周期短。

（2）可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工的微细异形孔、窄缝和形状复杂的零件，其加工周期短、应用灵活，因而很适合于小批量零件和试制品的加工。(www.xing528.com)

（3）用一般切削加工方法难以加工或无法加工的材料，在电火花加工中，作为刀具的电极丝无须刃磨即可加工，可节省辅助时间和刀具费用。

（4）利用电蚀原理加工，加工中工具电极和工件不直接接触，没有像机械加工那样的切削力，因而工件的变形很小。电极丝、夹具不需要太高的强度，适宜于加工低刚度工件及细小零件。

（5）由于电极丝比较细，切口很窄，只对工件材料进行“套料”加工，实际金属去除量很少，轮廓加工时所需余量也少，故材料的利用率很高，能有效地节约贵重材料。

（6）由于采用移动的长电极丝进行加工，使单位长度电极丝损耗较小，从而对加工精度的影响比较小，特别在低速走丝电火花线切割时，电极丝一次使用，电极损耗对加工精度的影响更小。

（7）依靠数控系统的线径偏移补偿功能，使冲模加工的凹凸模间隙可以任意调节。依靠锥度切割功能，有可能实现凹凸模一次加工成形。

（8）对于粗、半精、精加工，只需调整电源参数即可，操作方便，自动化程度高。采用乳化液或去离子水作为工作液，不必担心发生火灾，可以昼夜无人看守连续加工。

鉴于上述特点，数控电火花线切割为新产品的试制、精密零件及模具的加工开辟了一条新的途径。

3.数控电火花线切割机床的分类

根据电极丝的运行速度不同，数控电火花线切割机床通常分为两大类：一类是高速走丝电火花线切割机床（WEDM－HS），这类机床的电极丝进行高速往复运动，一般走丝速度为8～12 m/s，这是我国生产和使用的主要机种；另一类是低速走丝电火花线切割机床（WEDM－LS），这类机床的电极丝进行低速单向运动，一般走丝速度为0.2 m/s，这是我国正在发展而国外已投入生产和使用的主要机种。

根据控制方式的不同，电火花线切割机床又可分为靠模仿形控制机床、光电跟踪控制机床和数字控制机床等。目前，国内外95%以上的电火花线切割机床都已采用数控化，而且采用不同的数控系统，有单片机、微型计算机系统，还有自动编程功能。

4.典型数控电火花线切割机床简介

数控电火花线切割机床常用机型有CKX－I型、SCX－2535型、SK－3256型、HXA型和DK77系列机型。DK7725机型依据JB/T 7445.2—1998标准命名。图9－8为DK7725型数控电火花线切割机床外形图。DK7725型数控电火花线切割机床属于中型电火花线切割设备，利用电蚀加工原理，由高频电源控制柜提供电蚀电源（可调），用金属丝（钼丝）作为工具电极，工件作为另一极。机床工作台的运动按预先编制的程序由计算机控制，因此机床可以自动切割出任意角度的直线和半径在90～999 mm以内圆弧所组成的复杂平面图形。DK7725型数控电火花线切割机床主要适用于切割厚度小于120 mm的各种淬火金属材料制作的通孔模具，以及用其他手段无法加工的形状复杂的精密金属零件。

图9－8　DK7725型数控电火花线切割机床外形图

1－软盘驱动器；2－电源总开关；3－键盘；4－开机按钮；5－关机按钮；6－急停按钮；7－彩色显示器；8－电压表；9－电流表；10－机床电器按钮；11－运丝机构；12－丝架；13－坐标工作台；14－床身