電火花線切割加工（走絲）是一種電熱生產(chǎn)工藝，利用放電去除工件上的材料。它是對(duì)傳統(tǒng)電火花加工方法的改進(jìn)，幾乎與所有導(dǎo)電材料兼容，并能加工出復(fù)雜的設(shè)計(jì)和形狀。本文將討論電火花線切割、兼容材料及其在許多行業(yè)中的應(yīng)用。

什么是線切割加工（走絲）？

線切割加工是一種非接觸式減材制造工藝，使用帶電細(xì)線和介電流體將金屬零件加工成理想的形狀。

該工藝通過(guò)熔化或汽化材料而不是刀具去除材料來(lái)產(chǎn)生精確的切割。因此，它可以方便地加工不適合傳統(tǒng)加工技術(shù)的零件特征。不過(guò)，零件必須是導(dǎo)電的。

電火花線切割加工是如何工作的？

電火花線切割加工的原理很簡(jiǎn)單。

使用該工藝加工零件時(shí)，需要將工件浸入電介質(zhì)流體中，用機(jī)械虎鉗固定工件，然后將電火花線穿過(guò)工件，使其在通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生火花。

在此過(guò)程中，電線帶一側(cè)電荷，工件（必須是導(dǎo)電材料）帶另一側(cè)電荷。當(dāng)兩者靠近時(shí)，熾熱的電荷就會(huì)跳過(guò)間隙，將金屬小塊熔化。

此外，電火花線切割加工過(guò)程還使用去離子水來(lái)控制加工過(guò)程，并沖走去除的微小顆粒。

線切割機(jī)床的組成

該機(jī)器由多個(gè)部件組成，這些部件共同作用，使材料形成所需的形狀。以下是線切割機(jī)典型的組成部件：

1. 數(shù)控面板

數(shù)控面板控制電火花線切割加工的整個(gè)操作過(guò)程，對(duì)整個(gè)操作的控制包括對(duì)線切割路徑順序的控制，以及對(duì)切割過(guò)程的自動(dòng)管理。

2. 電源

電源裝置是向金屬絲電極和工件提供脈沖（100V 至 300V）的部件。此外，它還控制通過(guò)線電極與工件相互作用的電荷的頻率和強(qiáng)度。

在電火花線切割加工過(guò)程中，必須使用高度發(fā)達(dá)的電源裝置來(lái)提供必要的電荷質(zhì)量和類(lèi)型。

3. 線材

線材是產(chǎn)生放電的電極，工件的形狀和厚度直接影響線材的直徑。通常情況下，可使用直徑為 0.05 至 0.25 毫米的金屬絲，主要使用的金屬絲類(lèi)型包括：

-黃銅線

黃銅具有良好的導(dǎo)電性能，因此是最常用的 EDM 金屬絲材料。它是銅和鋅的合金，鋅含量越高，切割速度越快。不過(guò)也要注意平衡，因?yàn)楫?dāng)鋅含量超過(guò) 40% 時(shí)，會(huì)降低黃銅線的耐腐蝕性。

-鍍鋅絲

鍍鋅絲在金屬絲表面涂上一層純鋅或氧化鋅，制造商使用鍍鋅線材是因?yàn)樗芴岣呒庸に俣取?/p>

-退火鋼絲

退火工藝有助于制造含鋅量較高（超過(guò) 40% 的鋅）的線材，這種工藝是在鋼絲上鍍一層純鋅。這種線材非常適合批量生產(chǎn)，可以加工多種材料。

-如何選擇正確的線材

要為您的項(xiàng)目選擇合適的放電加工線材，請(qǐng)考慮以下幾點(diǎn)：

• 拉伸強(qiáng)度
• 抗斷裂強(qiáng)度
• 導(dǎo)電性
• 蒸發(fā)溫度
• 硬度

4. 介質(zhì)

電火花線切割加工必須在充滿介電液的槽中進(jìn)行，這種液體可防止工件上的微小顆粒附著在線電極上。最常見(jiàn)的介質(zhì)是去離子水，它可以冷卻加工過(guò)程，并使工件表面光潔度良好。

5. 電極

電火花線切割機(jī)的電極是金屬絲（陰極）和工件（陽(yáng)極），伺服電機(jī)控制電火花線電極，確保其在電火花線切割過(guò)程中不與工件發(fā)生任何接觸。

適合線切割機(jī)床切割的材料

線切割放電加工機(jī)床可以在工件上加工出復(fù)雜的形狀和圖案，它們還能加工大多數(shù)能導(dǎo)電的材料。

可切割的常見(jiàn)形狀和材料包括：

鋁

鋁具有出色的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能。然而，鋁天生較軟，加工后可能會(huì)產(chǎn)生膠質(zhì)堆積。如果操作不當(dāng)，在加工過(guò)程中很難切削。

鈦

電火花線切割加工非常適合鈦，因?yàn)樵摴に嚳梢猿惺苓@種合金的粘性，并能分解冗長(zhǎng)的切屑。不過(guò)，需要用去離子水作為介質(zhì)，以幫助控制加工過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。

鋼

鋼是一種非常堅(jiān)固的金屬，許多制造商傾向于使用線切割機(jī)床而不是數(shù)控機(jī)床加工復(fù)雜的鋼件特征。但是，這種材料會(huì)產(chǎn)生大量熱量，因此需要采取必要的預(yù)防措施。

黃銅

黃銅具有很高的抗拉強(qiáng)度，很容易用機(jī)器切割。但切割速度要慢，因?yàn)樗且环N軟金屬。

石墨

使用傳統(tǒng)切割工具很難切割石墨，但電火花線切割工藝是合適的，因?yàn)榫€材鋒利，可防止顆粒析出。

電火花線切割與傳統(tǒng)電火花加工的區(qū)別

線切割放電加工工藝是對(duì)傳統(tǒng)放電加工工藝的改進(jìn)，它們的操作模式相似。但是，它們之間也有顯著的區(qū)別。以下是兩種加工工藝的一些區(qū)別：

1. 電極

如上所述，線切割放電加工中使用的電極是加熱的細(xì)線，相比之下，傳統(tǒng)放電加工使用石墨或銅等高導(dǎo)電金屬電極來(lái)產(chǎn)生電荷。電極的形狀和尺寸也各不相同，這會(huì)影響其光滑度。例如，圓形電極產(chǎn)生的表面最光滑，其次是正方形、三角形和菱形。

2. 加工速度

傳統(tǒng)電火花加工的電極必須具有不同的形狀。因此，制造商必須在加工之前制作和塑造電極，這需要時(shí)間。相比之下，線切割放電加工機(jī)床在電極就位后即可使用，適用于需要快速完成的項(xiàng)目。

3. 精度

線切割加工使用金屬絲作為電極，其精度比傳統(tǒng) EDM 高。例如，電火花線電極的切割厚度約為 0.004 英寸，由于精度高，電火花加工更適合加工形狀和設(shè)計(jì)復(fù)雜的零件。而傳統(tǒng)電火花加工則不同，后者更適合剛性較強(qiáng)的切割。

4. 應(yīng)用

電火花線切割加工用途廣泛，可切割黑色和有色金屬，在不同的行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。此外，它的尺寸和形狀也不會(huì)限制其用途，因?yàn)樗饶芗庸らL(zhǎng)形零件，也能加工超小型零件。另一方面，傳統(tǒng)的電火花加工適合加工較硬和較厚的材料。

線切割加工的優(yōu)點(diǎn)

• 切割精確，基本不用對(duì)工件進(jìn)行進(jìn)一步加工；
• 適用于制造傳統(tǒng)的數(shù)控加工難以完成的復(fù)雜設(shè)計(jì)和形狀；
• 適用于加工小型零件和切割高度精細(xì)的項(xiàng)目；
• 只需一個(gè)加工階段，機(jī)器就能切割材料，不會(huì)留下毛刺或變形；
• 加工過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，不會(huì)中斷。

線切割加工的缺點(diǎn)

• 只與導(dǎo)電材料兼容；
• 某些材料（如鋁）的切割表面可能會(huì)產(chǎn)生氧化層，需要額外的精加工，從而增加成本；
• 初始投資和維護(hù)成本較高。

線切割加工的應(yīng)用

從手板到完整的零件生產(chǎn)過(guò)程，許多行業(yè)都使用線切割放電加工機(jī)床。

汽車(chē)行業(yè)

汽車(chē)行業(yè)的零件形狀復(fù)雜且精度要求高。因此，該行業(yè)傾向于使用線切割機(jī)床，該工藝適用于開(kāi)孔和開(kāi)腔，以定制汽車(chē)部件。

醫(yī)療行業(yè)

線切割放電加工機(jī)床能加工出高精度的復(fù)雜零件，適用于所有醫(yī)療領(lǐng)域。此外，與線切割放電加工服務(wù)配合良好的金屬也經(jīng)常用于制造醫(yī)療設(shè)備。

由于金屬線的直徑?jīng)Q定了切口的大小，因此線切割機(jī)床可為牙科植入物和注射器部件等零件添加微小特征，而不會(huì)破壞其結(jié)構(gòu)完整性。

航空航天工業(yè)

線切割加工的零件公差很小，是航空航天零件制造商的首選加工工藝。該工藝與水刀切割工藝一樣，尤其適用于無(wú)法承受傳統(tǒng)切割工具所產(chǎn)生的高溫和應(yīng)力的零件。

航空航天工業(yè)中的零件需要具有出色的表面光潔度和精確度。制造商多年來(lái)一直使用線切割工藝制造發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪葉片、起落架零件等。

結(jié)論

線切割放電加工是一種多功能的精密加工工藝，可用于制造復(fù)雜的形狀和幾何形狀。它常用于需要滿足嚴(yán)格公差要求的航空航天和醫(yī)療行業(yè)，還可用于制造手板或批量生產(chǎn)零件。

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常見(jiàn)問(wèn)題

有哪些其他類(lèi)型的 EDM？

除了線切割放電加工（Wire EDM），還有鉆孔放電加工和沉孔放電加工。它們的區(qū)別在于使用的電極不同。鉆孔放電加工的電極是管狀的，能加工出更細(xì)更深的孔。另一方面，沉孔放電加工使用導(dǎo)電金屬形成所需形狀的 “正極”。

線切割放電加工和激光切割有什么區(qū)別？

激光切割使用高功率熱光束切割材料，而線切割放電加工則使用金屬絲的電加工工件。

線切割放電加工中為什么要使用去離子水？

去離子水具有低碳特性，它可作為冷卻劑調(diào)節(jié)介電溫度。