梁天宇

摘要：本文通過(guò)電火花線切割加工和電火花成型加工的三要素，電火花加工和銑削加工的比較，電火花線切割加工和電火花成型加工的共同特點(diǎn)和不同特點(diǎn)的闡述，從不同角度分析了兩種不同的電火花加工方法的特點(diǎn)，對(duì)實(shí)際加工方法的選擇和應(yīng)用起到了指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：電火花線切割加工;電火花成型加工;三要素

電火花加工是利用能量密度很高的電火花，使工件材料熔化、氣化和蒸發(fā)而去除的一種特種加工方法。電火花線切割加工和電火花成型加工都屬于電火花加工中的一種。電火花線切割加工（高速、低速）是利用金屬絲做線狀電極，?對(duì)工件進(jìn)行切割，類似于銑削。電火花成型加工（穿孔加工、型腔加工）是利用成型工具電極，對(duì)工件進(jìn)行仿型加工，類似于鉆削。下面對(duì)線切割加工中的工藝問(wèn)題進(jìn)行分析。

1.電火花線切割加工、電火花成型加工的三要素

表1電火花線切割加工、電火花成型加工的三要素

比較指標(biāo)

數(shù)控高速走絲

電火花線切割加工

數(shù)控低速走絲

電火花線切割加工

數(shù)控電火花成型加工

極小間隙

電極

電極（絲）材料

鉬絲、鉬鎢絲、鎢絲（脆、貴）

黃銅絲、鍍鋅絲

紫銅、石墨、鑄鐵、鋼

電極絲

直徑

￠0.06-￠0.25?mm

￠0.02-￠0.38?mm

工件材料

一切導(dǎo)電材料

放電間隙

0.01-0.03mm

0.003-0.12?mm

0.04-0.84?mm

脈沖電壓

開路電壓80-100?V，工作電流1-5A

開路電壓300V，工作電流1-32A

電壓380V，工作電流100A

工作液

乳化液

去離子水

煤油、機(jī)油、正構(gòu)烷氫和導(dǎo)構(gòu)烷氫合成型油

2.電火花加工和銑削加工的比較

表2??電火花加工和銑削加工的比較表

加工方法

主要能量形式

加工工具

工件類型

加工結(jié)果

切屑

銑削加工

機(jī)械能

銑刀：高速鋼，硬質(zhì)合金，立方氮化硼等

普通材料

切去工件材料

帶狀、條狀等切屑

電火花線切割加工

電能、熱能

軟工具：電極絲，如鉬絲、鉬鎢絲、鎢絲、黃銅絲、鍍鋅絲等

高硬度材料和復(fù)雜形狀、精密微細(xì)的特殊零件，如鈦合金、耐熱不銹鋼、高強(qiáng)鋼、復(fù)合材料、工程陶瓷、金剛石、紅寶石、硬化玻璃等

熔化、氣化工件材料，熱膨脹拋出電蝕產(chǎn)物

電蝕產(chǎn)物（金屬熔滴，直徑約0.1-50um）

電火花成型加工

軟工具：電極，如紫銅、石墨、鑄鐵、鋼等

3.電火花線切割加工、電火花成型加工的共同特點(diǎn)及應(yīng)用

3.1電火花加工不受工件材料硬度等方面的限制，所以適合用低硬度的刀具加工任何硬、脆、韌、軟（低剛度）、高熔點(diǎn)導(dǎo)電材料的工件。

因?yàn)殡娀鸹庸な请娔苻D(zhuǎn)化成熱能來(lái)熔化和氣化金屬，熔融溫度可以達(dá)到10000℃以上，可以熔化和汽化任何金屬。材料的加工性主要取決于材料的熱性能，如熔點(diǎn)、比熱容、熱導(dǎo)率等，幾乎與其力學(xué)性能無(wú)關(guān)，如硬度、韌性、抗拉強(qiáng)度等。所以刀具（工具電極）的硬度可以低于被加工材料的硬度，突破傳統(tǒng)切削加工對(duì)刀具的限制，實(shí)現(xiàn)用軟的刀具加工硬韌的工件。

兩種電火花加工所能加工的工件材料可以是鈦合金、耐熱不銹鋼、高強(qiáng)鋼、復(fù)合材料、工程陶瓷、金剛石、紅寶石、硬化玻璃等高硬度、高韌性、高強(qiáng)度、高熔點(diǎn)的材料;甚至可以加工像聚晶金剛石、立方氮化硼等一類超硬材料，如成型刀具、樣板、量具等的加工。

3.2電火花加工時(shí)刀具和工件間沒(méi)有顯著的機(jī)械切削力，所以適合加工精密微細(xì)、復(fù)雜形狀的工件。

電火花加工時(shí)，刀具（工具電極）和工件不直接接觸，有一個(gè)0.003-0.12㎜左右的放電間隙，兩者之間沒(méi)有顯著的機(jī)械切削力，所以適合加工低剛度的工件和精密微細(xì)的工件，如0.01-1mm范圍的薄壁、窄槽、窄縫、深孔、型孔。如發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴、電子顯微鏡柵孔、激光器件、噴氣渦輪機(jī)葉片、巡航導(dǎo)彈整體渦輪、各種模具、特殊斷面的型孔、噴絲頭等的加工。對(duì)形狀復(fù)雜的零件，如各種型孔、立體曲面、復(fù)雜形狀的工件、特小孔、深孔、窄縫等，只要編出程序，均可方便的加工出理想的工件。

3.3加工中整個(gè)工件幾乎不受熱的影響，所以適合加工熱敏感性的工件。

因?yàn)槊}沖電火花放電在10-7-10-3?s左右，持續(xù)時(shí)間極短，放電時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)擴(kuò)散范圍小，材料受熱影響范圍小，材料內(nèi)部幾乎不受熱的影響，所以可以加工如硬質(zhì)合金這樣的熱敏感性材料。

4.電火花線切割加工、電火花成型加工的不同特點(diǎn)

4.1刀具（工具電極）形狀不同。電火花線切割加工的工具電極是金屬絲所做的線狀電極，如￠0.1-￠0.25㎜的鉬絲、鉬鎢絲、黃銅絲等。電火花成型加工的工具電極是一個(gè)仿形工具電極，與被加工表面有相同的截面或形狀。

4.2加工的工件形狀不同

（1）貫通加工（?Z軸方向）。電極絲是沿著軸線方向移動(dòng)的，所以它只能加工二維及三維直紋面零件，必須貫通。它不能加工不通孔類工件、立體成型表面工件和階梯表面工件。

（2）輪廓切割（X、Y軸方向）。可以加工復(fù)雜形狀和精密微細(xì)的工件。它不能加工以下工件：窄縫小于電極絲直徑加放電間隙的工件，完全清角的工件，厚度超過(guò)絲架跨距的工件，加工長(zhǎng)度超過(guò)機(jī)床X、Y拖板的有效行程長(zhǎng)度的工件，非導(dǎo)電的工件。

5.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電火花加工的三要素，電火花加工和銑削加工的比較，電火花線切割加工和電火花成型加工的共同特點(diǎn)和不同特點(diǎn)的多方面分析，明確了兩種加工方法的區(qū)別，指導(dǎo)了加工方法的選擇和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]高速走絲線切割機(jī)床操作與實(shí)例.北京.國(guó)防工業(yè)出版社.2010.10.

[2]特種加工技術(shù).西安.西安電子科技大學(xué)出版社.2011.07.