快走絲-中走絲-慢走絲線切割機床的區(qū)分
首先，中走絲、慢走絲、快走絲都是指的電火花線切割機床。電火花線切割機（Wire cut Electrical Discharge Machining簡稱WEDM）.
什么是中走絲線切割，中走絲電火花線切割機（Medium-speed Wire cut Electrical Discharge Machining簡寫MS-WEDM），屬往復高速走絲電火花線切割機床范疇，是在高速往復走絲電火花線切割機上實現(xiàn)多次切割功能，被俗稱為“中走絲線切割”。中走絲技術在這里指出，所謂“中走絲”并非指走絲速度介于高速與低速之間，而是復合走絲線切割機床，即走絲原理是在粗加工時采用高速（8-12m/s）走絲，精加工時采用低速（1-3m/s）走絲，這樣工作相對平穩(wěn)、抖動小，并通過多次切割減少材料變形及鉬絲損耗帶來的誤差，使加工質量也相對提高，加工質量可介于高速走絲機與低速走絲機之間。因而可以說，用戶所說的“中走絲”，實際上是往復走絲電火花線切割機借鑒了一些低速走絲機的加工工藝技術，并實現(xiàn)了無條紋切割和多次切割。中走絲技術在實踐中得出，在多次切割中第一次切割任務主要是高速穩(wěn)定切割，可選用高峰值電流，較長脈寬的規(guī)準進行大電流切割，以獲得較高的切割速度。第二次切割的任務是精修，保證加工尺寸精度 。可選用中等規(guī)準，使第二次切割后的粗糙度Ra在1.4～1.7μm之間。 為了達到精修的目的，通常采用低速走絲方式，走絲速度為1～3m/s，并對跟蹤進給速度限止在一定范圍內，以消除往返切割條紋，并獲得所需的加工尺寸精度。 第三次、第四次或更多次切割（目前中走絲控制軟件最多可以實現(xiàn)七次切割）的任務是拋磨修光 ，可用最小脈寬（目前最小可以分頻到1μs）進行修光，而峰值電流隨加工表面質量要求而異，實際上精修過程是一種電火花磨削，加工量甚微，不會改變工件的尺寸大小。走絲方式則像第二次切割那樣采用低速走絲限速進給即可。中走絲技術在加工過程中，多次切割還需注意變形處理，因為工件在線切割加工時，隨著原有內應力的作用及火花放電所產生的加工熱應力的影響，將產生不定向、無規(guī)則的變形，使后面的切割吃刀量厚薄不均，影響了加工質量和加工精度。因此需根據(jù)不同材料預留不同加工余量，以使工件充分釋放內應力及完全扭轉變形，在后面多次切割中能夠有足夠余量進行精割加工，這樣可使工件最后尺寸得到保證。
快走絲線切割是電火花線切割的一種，也叫高速走絲電火花線切割機床（WEDM-HS），其電極絲（一般采用鉬絲）作高速往復運動，走絲速度為8～10m/s，電極絲可重復使用，加工速度較高，走絲容易造成電極絲抖動和反向時停頓，使加工質量下降，是我國生產和使用的主要機種，是我國獨創(chuàng)的電火花線切割加工模式。1960年，蘇聯(lián)首先研制出靠模線切割機床。中國于1961年也研制出類似的機床。早期的線切割機床采用電氣靠模控制切割軌跡。當時由于切割速度低，制造靠模比較困難，僅用于在電子工業(yè)中加工其他加工方法難以解決的窄縫等。1966年，中國研制成功采用乳化液和快速走絲機構的高速走絲線切割機床，并相繼采用了數(shù)字控制和光電跟蹤控制技術。此后，隨著脈沖電源和數(shù)字控制技術的不斷發(fā)展以及多次切割工藝的應用，大大提高了切割速度和加工精度。
低速走絲線切割機電極絲以銅線作為工具電極，一般以低于0.2m/s的速度作單向運動，在銅線與銅、鋼或超硬合金等被加工物材料之間施加60~300V的脈沖電壓，并保持5~50um間隙，間隙中充滿脫離子水(接近蒸餾水)等絕緣介質，使電極與被加工物之間發(fā)生火花放電，并彼此被消耗、腐蝕，在工件表面上電蝕出無數(shù)的小坑，通過NC控制的監(jiān)測和管控，伺服機構執(zhí)行，使這種放電現(xiàn)象均勻一致，從而達到加工物被加工，使之成為合乎要求之尺寸大小及形狀精度的產品。目前精度可達0.001mm級，表面質量也接近磨削水平。電極絲放電后不再使用，而且采用無電阻防電解電源，一般均帶有自動穿絲和恒張力裝置。工作平穩(wěn)、均勻、抖動小、加工精度高、表面質量好，但不宜加工大厚度工件。由于機床結構精密，技術含量高，機床價格高，因此使用成本也高。 單向走絲電火花線切割機床早期只有國外公司的獨有機種。臺灣的低速走絲電火花線切割機起步雖然較晚，但這幾年來發(fā)展迅速。其關鍵的一個舉措就是由若干家電加工機床制造企業(yè)共同出資，在有關部門一定限度的支持下，由臺灣工業(yè)技術研究院投入大量的人力、物力做關鍵技術的開發(fā)。經過10多年的攻關，在控制系統(tǒng)及電源等關鍵技術上取得了突破。臺灣各企業(yè)制造的低速走絲電火花線切割機目前應屬中檔機的范圍，近3年每年達到20%～30%的增長率，估計未來5年，臺灣低速走絲電火花線切割機的年產量能達2000臺，可占世界市場的25%以上。低速走絲電火花線切割機的技術含量高、市場前景好，可以獲得較高的回報，是電加工行業(yè)各個廠家的“必爭之地”、“戰(zhàn)略高地”。也可以說，誰掌握了低速走絲電火花線切割機的技術，誰就獲得了下一步企業(yè)發(fā)展壯大的機遇。為了搶占中國市場，日本、瑞士、臺灣的電加工機床制造企業(yè)在中國大陸設廠生產這類機床。我國的科技工作者在科技部專項基金的支持下，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的研發(fā)，取得了重大突破，目前已擁有了具有自主知識產權的產品，并占領了一定的市場份額，其性能指標可達中檔機水平。目前還有一些國內企業(yè)則希望通過與臺灣相關企業(yè)的合作，來發(fā)展低速走絲電火花線切割加工技術。
與單向低速走絲電火花線切割機床相比，往復高速走絲電火花線切割機床在平均生產率、切割精度及表面粗糙度等關鍵技術指標上還存在較大差距。針對這些差距，本世紀初，國內有數(shù)家高速往復走絲電火花線切割機生產企業(yè)實現(xiàn)了在高速走絲機上的多次切割加工（該類機床被俗稱為“中走絲” Medium Speed Wire cut Electrical Discharge Machining）。所謂“中走絲”并非指走絲速度介于高速與低速之間，而是復合走絲線切割機床，其走絲原理是在粗加工時采用8-12m/s高速走絲，精加工時采用1-3m/s低速走絲，這樣工作相對平穩(wěn)、抖動小，并通過多次切割減少材料變形及鉬絲損耗帶來的誤差，使加工質量也相對提高，加工質量可介于高速走絲機與低速走絲機之間。因而可以說，用戶所說的“中走絲”，實際上是往復走絲電火花線切割機借鑒了一些低速走絲機的加工工藝技術，并實現(xiàn)了無條紋切割和多次切割。經過幾年的發(fā)展，國內幾乎所有生產高速走絲電火花線切割機床的廠家都在生產及銷售中走絲，但最終表明不是所有的往復走絲電火花線切割機都能進行多次切割，或者說不是所有的往復走絲電火花線切割機采用多次切割技術后都能獲得好的工藝效果。多次切割是一項綜合性的技術，它涉及到機床的數(shù)控精度、脈沖電源、工藝數(shù)據(jù)庫、走絲系統(tǒng)、工作液及大量的工藝問題，并不是簡單地在高速走絲機上加上一套運絲變頻調速系統(tǒng)即可實現(xiàn)的，只有那些制造精度高，并在諸方面創(chuàng)造了多次切割條件的往復走絲電火花線切割機才能進行多次切割和無條紋切割，并獲得顯著的工藝效果。因此我們的生產企業(yè)必須充分注意到這個問題，一定要按系統(tǒng)工程來做，真正把這一技術用好，把這一產品做好。如目前已有一些企業(yè)為進一步提高機床本體精度，X、Y坐標工作臺采用了直流或交流伺服電機作驅動單元直接驅動滾珠絲杠，同時采用了帶螺距補償功能的全閉環(huán)控制，可以利用數(shù)控系統(tǒng)對機床的定位精度誤差進行補償和修正。在保證精度的前提下，減小因長期使用而導致的加工精度下降，延長機床的使用壽命。運絲系統(tǒng)方面采用特殊（大多數(shù)采用金剛石）電極絲保持器，保持電極絲的相對穩(wěn)定，減小加工過程中電極絲的張力變化。冷卻系統(tǒng)方面改變常用的粗放冷卻方式，采取多級過濾并對介電常數(shù)等關鍵參數(shù)加以控制，確保精加工的順利進行?？刂栖浖矫嫣峁╅_放的加工參數(shù)數(shù)據(jù)庫，可以根據(jù)材料的質地、厚度、粗糙度等條件選擇對應的加工參數(shù)。相信經過我們的努力，多次切割技術將會更加完善，往復走絲電火花線切割加工技術也將得到更好的應用和發(fā)展。 往復走絲電火花線切割機采用多次切割技術后，雖加工質量有明顯提高，但它仍然屬于高速走絲電火花線切割機的范疇，切割精度和光潔度仍與低速走絲機存在較大差距，且精度和光潔度的保持性也需要進一步提高。“中走絲機”具有結構簡單、造價低以及使用消耗少等特點，因此也有其生存的空間，目前執(zhí)行的標準仍然是高速走絲機的相關標準，因此生產企業(yè)在對用戶的宣傳上要注意，一定要實事求是。
本文有蘇州中航長風數(shù)控科技有限公司http://www.zhcfsz.com 整理發(fā)布。
