1.工艺原理

（1）线切割物理过程 线切割和电火花成形加工一样，只是加工形式不同。其物理过程，见9.1.1节。当工件加工面与电极（金属丝）同处于介质液中，并在两电极上加无负荷直流电压V，则在两极的间隙（G）中建立起电场。设其场强为F，与V、G之间的关系，当遵循下式

F=V/G

据此，电火花加工的物理过程可参见表9-1。根据试验研究，放电间隙G在粗加工为数十微米、精加工为数微米时，在场强F的作用下，阴极逸出的电子将高速向阳极运动，并在运动过程中撞击介质液中的中性分子和原子，使产生电离。从而形成带负电的粒子（主要为电子）和带正电的粒子（主要为正离子）。其过程如图9-14所示。

（2）实现电火花线切割的条件

1）工具电极（金属丝）与工件电极之间，必须加60～300V的脉冲电压。同时，须维持最佳、合理的放电间隙（G）。若极间距大于G，介质不能击穿，无法进行火花放电；若极间距离小于G，将导致积炭，甚至产生电弧放电，无法继续进行加工。

2）两极之间必须充满介质液。线切割一般为去离子水或乳液。

3）输送到两极间的脉冲能量应足够大。即放电通道要有很大的电流密度（一般为10⁴～10⁹A/cm²）。

4）放电必须是瞬间脉冲放电，一般为0～1ms。这样，才能使放电产生的热量来不及扩散，而是在火花放电作用于加工面上作用点附近的小范围内，以保持火花放电的冷极特性。

5）脉冲放电需多次进行，且在时间上与空间上是分散的，以避免发生局部烧伤。

6）脉冲放电过程中产生蚀除物，须及时随循介质液排到放电间隙之外，使火花放电能多次、重复地顺利进行，达到工件型面逐层加工的目的。

2.快走丝线切割机床组成与工艺特点

（1）机床组成 快走丝线切割机床主要由电源柜和主机组成。电源柜中包括管理控制系统、高频脉冲电源和伺服驱动等；主机则包括X、Y轴（有的机床第U、V轴）、工作台、丝筒、立柱（或丝架）、工作液箱及其过滤系统等，如图9-15所示。

图9-14 电火花加工的物理过程

图9-15 线切割机床组成

（2）线切割机床的运动与成形加工 电火花线切割加工采用金属丝作为工具电极。电极丝由直流电动机驱动丝筒，经导轮与张力系统传动与保持恒定张紧力，使电极丝相对工件加工面作平行运动。工件定位、安装于工作台夹具上，按规定的数控程序随工作台，相对电极丝作X、Y轴合成运动的轨迹，以完成成形加工。

1）若电极丝相对工件加工面，按一定规律进行偏摆，形成一定倾斜角的运动，则可以切割出带锥度的加工面，或切割出上、下形状不同的异形件，此即为四轴联动锥度加工，如图9-16所示。当加工方向确定时，电极丝的倾斜方向不同，切割出的工件加工面的锥度方向也就不同。反映在工件上则为上大或下大；锥度则有左锥或右锥之分：按电极丝的前进方向，向左倾斜则为左锥（见图9-16a），向右倾则为右锥（见图9-16b）。(www.daowen.com)

采用导轮移动切割加工面锥度的方式有两种，即单导轮平移；上、下导轮同时绕同一圆心平移或摆动，见表9-11。

2）在线切割成形加工运动中，电极丝中相对理论轨迹的偏移量是编制线切割程序的重要工艺参数，如图9-17所示。

电火花线切割加工过程中，电极丝中心的运动轨迹与工件加工面轮廓有一定的平行位移量（见图9-17），称偏移量。为保证线切割的轨迹与理论轨迹相同，其偏移量（Δ），见下式

式中 D——电极丝直径（mm）；

δ——放电间隙（mm），快走丝的放电间隙：切割钢时为0～0.01mm；切割硬质合金时为0～0.005mm；切割纯铜工件时为0～0.02mm。

电极丝中心相对工件加工面的理论轨迹的偏移，可分为左偏（见图9-17b）和右偏（见图9-17c）。按电极丝的前进方向，电极丝位于理论轨迹左边时为左偏；电极丝位于理论轨迹右边时为右偏。

图9-16 锥度加工

表9-11 用导轮移动切割斜度的方式

图9-17 电极丝中偏移

（3）线切割的工艺特点

1）电火花线切割成形加工过程中的切割运动轨迹采用数字控制。可直接成形切割完成模具成形件，不需制造成电极。更换加工对象时，只需另编程序即可进行线切割加工。其能够加工的工件形状包括各种复杂的二维型面、小孔、可切割0.05～0.07mm的窄缝以及圆角半径小于0.03mm的锐角等。线切割的余量小，余料可利用。对贵重金属的加工经济性尤高。同时，由于为无切削力加工，可用以切割薄片件、易变形的工件等。

2）由于电极丝在切割过程中不与工件接触，进行连续运动，因此，单位长度上的损耗小，所以在切割面积不大的工件时，电极损耗引起的加工误差很小，甚至可忽略。

3）脉冲电源输出用以电火花加工的电流小、脉冲宽度较小，属于半精加工、精加工范畴。故常采用负极性加工，即脉冲电源的正极为工件，电极丝为负极。反之称为正极性加工，电火花成形加工常采用正极性加工。

4）电火花线切割的自动化程度高，可进行多台管理；成形加工周期短，成本低等。