導語：如何才能寫好一篇線切割加工，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞： 加工 工藝

有了好的機床、好的控制系統、好的高頻電源及程序，也不一定就能加工出合乎要求的工件，還必須重視線切割加工時的工藝技術和技巧。只有工藝合理，才能高效率地加工出高質量的工件，因此，必須對線切割加工的各種工藝問題進行深入的探討。

1 加工流程

數控電火花線切割加工，一般是作為工件加工中的精加工工序，即按照圖樣的要求，最后使工件達到圖形形狀尺寸、精度、表面粗糙度等各項工藝指標。因此做好加工前的準備，安排加工工藝路線，合理選擇設定參數，是完成工件加工的一個重要環節。電火花線切割加工流程如圖1所示。

2 分析零件圖

主要分析被加工零件是否適合采用數控線切割機床加工，明確加工要求。其次對工件上已加工表面進行分析，確定哪些面可以作為工藝基準、采用什么方法定位。分析零件的形狀和材料熱處理后的狀態，考慮在加工過程中是否發生變形。由于線切割加工往往是最后一道工序，如果發生變形往往難以禰補，應在加工中采取措施，從而制定出合理的切割路線。

3 確定毛胚

（1）工件材料的選擇是由圖樣設計時確定的，工件應在回火后才能使用，而且回火要兩次以上或者采用高溫回火。另外，加工前要進行消磁處理及去除表面氧化皮和銹斑等。

（2）加工路線的選擇，在加工中，必須注意以下幾點：

（a）避免從工件端面開始加工，應從穿絲孔開始加工；

（b）加工的路線距離端面（側面）應大于5mm；

（c）加工路線開始應從離開工件夾具的方向進行加工，最后再轉向工件夾具的方向。

（d）在一塊毛坯上要切出2個以上零件時，不應連續一次切割出來，而應從不同預孔開始加工。

4 工藝基準的準備

為保證將工件正確、可靠地裝夾在機床或夾具上，必須預加工出相應的基準，并盡量使定位基準與設計基準重合。

5 穿絲孔加工

凹形類封閉形工件在切割前必須具有穿絲孔，以保證工件的完整性。凸形類工件的切割也有必要加工穿絲孔。由于坯件材料在切斷時，會破壞材料內部應力的平衡狀態而造成材料的變形，影響加工精度，嚴重時甚至造成夾絲、斷絲。如圖3所示。因此還要考慮到穿絲孔的位置和大小等因素。

為了保證孔徑尺寸精度，穿絲孔可采用鉆絞、鉆鏜或鉆車等較精密的機械加工方法。

（1）穿絲孔位置選在工件待切割型孔的中心時，操作加工較方便。選在靠近待切割型孔的邊角處時，切割無用軌跡最短。選在已知坐標尺寸的交點處時，有利于尺寸的推算。因此，要根據實際情況妥善選取穿絲孔位置。

（2）穿絲孔的大小要適宜，一般不宜太大，以鉆或鏜孔工藝簡便為宜。如果穿絲孔很小，不但增加鉆孔困難，而且不便穿絲。太大也會增加工藝上的困難，一般選用直徑范圍為3～10mm。

6 電極絲的選擇

常用電極絲有鉬絲、鎢絲、黃銅絲和包芯絲等。鎢絲抗拉強度高，直徑在 0.03～0.1mm范圍內，一般用于各種窄縫的精加工，但價格昂貴。鉬絲抗拉強度高，適于快速走絲加工，我國快速走絲機床大都選用鉬絲作電極絲，直徑在0.12～0.14mm范圍內，切割厚度大于150毫米時，鉬絲應選用直徑在0.16～0.18mm范圍內，要切割光潔度較高的工件時鉬絲可選用直徑0.12mm的。電極絲直徑的選擇應根據切縫寬窄、工件厚度和拐角尺寸大小來選擇。若加工帶尖角、窄縫的小型模具宜選用較細的電極絲；若加工大厚度工件或大電流切割時應選較粗的電極絲。

7 工件的裝夾方式的確定

線切割加工機床的工作臺比較簡單，一般在通用夾具上采用壓板固定工件。為了適應各種形狀的工件加工，機床還可以使用旋轉夾具和專用夾具。工件裝夾的形式與精度對機床的加工質量及加工范圍有著明顯的影響。常見工件的裝夾方法有：懸臂支撐方式，兩端支撐方式裝夾，橋式支撐方式裝夾，板式支撐方式裝夾

8 工件找正

工件位置的校正：在工件安裝到機床工作臺上后，在進行夾緊前，應先進行工件的平行度校正，即將工件的水平方向調整到指定角度，一般為工件的側面與機床運動的坐標軸平行。工件位置校正的方法有：拉表法，劃線法，固定基面靠定法。

9 電極絲找正

為了準確地切割出符合精度要求的工件，電極絲必須垂直于工件的裝夾基面或工作臺定位面。常用的電極絲垂直度校正有利用找正器校正和利用校直儀校正兩種方法。

10 機床檢查與調整.

加工前，特別是加工精密工件之前，要對機床進行檢查與調整。

（1）檢查縱橫方向拖板絲桿副間隙。由于頻繁往復運動，縱橫方向拖板絲桿副的配合間隙會發生變化。因此在加工微精工件前，要認真檢查與調整，符合相應精度標準后，再開始加工。

（2）檢查導軌。加工前，應仔細檢查導軌V形槽是否受損。因導軌與電極絲間的電腐蝕以及滑動摩擦等，容易使導軌V形槽出現溝槽，如圖6所示，這不但會引起電極絲產生抖動，也易被卡斷，所以要經常檢查和更換。另外，應注意去除堆積在V形槽內的電蝕產物。

（3）檢查保持器。電極絲導向定位采用保持器或輔助導輪時，必須經常檢查其工作面是否出現溝槽。如果出現溝槽，應調換保持器工作臺面位置或更換輔助導輪。

11 機床的精度檢測

（1） 幾何精度及其檢測

幾何精度又稱為靜態精度，它綜合反映機床關鍵零部件經組裝后的綜合幾何形狀誤差。

（2） 數控精度及其檢測

是檢測機床各坐標軸在數控系統的控制下所能達到的位置精度，根據實測的定位精度數值，可判斷零件加工后所能達到的精度。

（3） 工作精度檢驗

又稱為動態精度，是在放電加工的情況下，對機床的幾何精度和數控精度的一項綜合考核。

12 加工準備

在加工工件前，我們還要對一系列的操作進行加工前的準備，這樣才能加工出合格的工件。

12.1 加工程序的編制

編制程序單可以分為人工編程和自動編程兩類。人工編程通常只常適用于簡單圖形的編程，對于要加工形狀復雜或具有非圓曲線的零件時，一般常用自動編程，利用CAXA線切割XP軟件繪制圖形，生成軌跡后再生成代碼程序再傳輸，但是生成代碼后一定要校核代碼，仔細檢查圖形尺寸。

12.2 工作液的選擇與配制

工作液作為線切割機加工脈沖放電介質和冷卻液，對加工的工藝指標影響甚大。它主要由基礎油、爆炸劑、清潔劑、劑、防銹劑等組成。主要作用是消除電離，冷卻放電區，清除放電產物。把配好的工作液倒入工作液箱，并接好出水管。

12.3 脈沖電源的選用

（1）加工材料在40毫米以下，選用矩形脈沖切割時電壓選擇開關"2"放在第一檔（70V），脈寬選擇開關"4"可放在第二檔，然后根據不同厚度調節"3"的大小。

（2）加工材料在40毫米～80毫米時，選用矩形脈沖切割，電壓選擇開關"2"放在第二檔或第三檔，脈寬選擇開關"4"放在第三檔，然后根據不同厚度調節"3"的大小。

（3）加工材料在80毫米～110毫米時，選用矩形脈沖切割，電壓選擇開關"2"放在第三檔或第四檔（空載85V～100V），脈寬選擇開關"4"可放在第三檔或第四檔，然后根據不同的厚度調節"3"的大小。

（4）加工材料在110毫米以上，選用矩形脈沖切割，電壓選擇開關"2"放在第四檔或第五檔，脈寬選擇開關"4"放在第四檔或第五檔，然后根據不同厚度調節"3"的大小。

（5）加工光潔度要求高的工件時，即Ra≤2.5時，可用分組脈沖切割，加工工件厚度H≤40毫米時，電壓選擇開關"2"放在第二檔或第三檔，脈寬選擇開關"4"放在第一檔，"5"放在"-1"位置。使用分組脈沖切割時，變頻的跟蹤調節很重要，因為分組脈沖的能量較小，調節得過快容易發生短路，所以一般計算機高頻自動檔放在"1"位置，然后變頻的細調微旋轉一個角度即可[7]。

12.4 電參數的確定

（1）要求切割速度高時。當脈沖電源的空載電壓高、短路電流大、脈沖寬度大時，則切割速度高。但是切割速度和表面粗糙度的要求是相互矛盾的兩個指標，所以，必須在滿足表面粗糙度的前提下再追求高的切割速度，且切割速度還是受到間隙消電離的限制。

（2）要求表面粗糙度好時。若切割的工件厚度在80mm以內，則選用分組波的脈沖電源為好，它與同樣能量的矩形波脈沖電源相比，在相同的切割速度條件下，可以獲得較好的表面粗糙度。無論是矩形波還是分組波，其單個脈沖能量小，則Ra值小。亦即脈沖寬度小、脈沖間隔適當、峰值電壓低、峰值電流小時，表面粗糙度較好。

（3）要求電極絲損耗小時。多選用前階梯脈沖波形或脈沖前沿上升緩慢的波形，由于這種波形電流的上升率低，故可以減小電極絲損耗。

（4）要求切割厚工件時。選用矩形波、高電壓、大電流、大脈沖寬度和大的脈沖間隔可充分消電離，從而保證加工的穩定性。

12.5 速度參數的選擇

（1）進給速度。工作臺進給速度太快，容易產生短路和斷絲；工件臺進給速度太慢，加工表面的腰鼓量就會加大，但表面粗糙度較小。正式加工時，一般將試切的進給速度下降10%～20%，以防止短路和斷絲。

（2）走絲速度。應盡量快一些，這有利于減少因電極絲損耗對加工精度的影響。尤其是對厚工件的加工，由于電極絲的損耗，會使加工面產生錐度。一般走絲速度是根據工件厚度和切割速度來確定的。

13 線切割加工

正確的安裝工件、選擇和配制好工作液、正確的選擇電參數、速度參數等之后，就開始對工件進行加工了。

13.1 輸入程序

將編制好的加工程序，利用鍵盤或其他輸入設備輸入到數控裝置中。同時在加工之前，應將間隙量輸入到數控系統中。對于較復雜的程序，要進行空機校驗。

13.2 正式切割加工

經過以上各方面的調整準備工作，可以正式加工。將防護板安裝好，按加工順序操作。

參考文獻：

[1] 單巖，夏天.數控線切割加工[M].機械工業出版社，2004年7月第1版第1次.

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關鍵詞：薄片模具樣板；拔模斜度；線切割；異形編程；尺寸精度

中圖分類號：G710 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）51-0160-02

一、引言

壓鑄模具在壓鑄成型過程中，模具周期性地受加熱和冷卻，且受到噴入灼熱金屬的沖刷和腐蝕，壽命往往有限。某公司產品的尾翼生產中，為保證產品的一致性，需常對模具的關鍵部件型芯進行修理或更換，為方便檢測尾翼狹槽，常用一種薄片模具樣板來檢驗其接觸率以保證合格。而這帶有兩方向拔模斜度的薄片模具樣板的制作工藝卻值得探討。薄片模具樣板如圖1所示，大端公差未注部分為手持部分，小端斜邊為過渡半徑。熱處理硬度為50HRC。

二、常規的加工方法與分析

（一）常規的加工工藝過程：

下料、鍛造、退火；刨削加工；銑削成型；淬火；磨削加工（留研磨余量單邊0.03mm）；鉗工研磨（達到圖樣尺寸要求，修整過渡半徑）；計量與檢測。

（二）生產過程中出現的工藝問題

淬火變形，翹曲；磨削加工中，拔模斜度難以保證，加工還會出現變形、翹曲等現象；鉗工研磨余量不均勻。

（三）工藝過程分析

對常規加工工藝的分析：

1.淬火變形，由于樣板屬于薄片，淬火后有翹曲變形現象難以避免。

2.平磨加工的裝夾方法有兩種：一種是正弦虎鉗夾持法；另一種是磁力吸盤吸附法。但薄片樣板在兩個方向上都有拔模斜度，都需借助于塞片與百分表找正，操作非常困難。

3.平磨加工中，由于樣板薄，如果夾持或吸附力小，存在相當大的安全隱患。而夾持或吸附力大，則制件變形或淬火過程中產生的變形、翹曲得不到消除。

4.上述原因造成的鉗工研磨余量不均勻，加工難度大。

（四）通過分析可可得如下結論

1.夾持與找正方法難以保證拔模斜度要求。

2.淬火變形與翹曲由于夾緊力與吸附力的原因得不到消除。

三、線切割異面編程加工法

（一）線切割加工的特點及分析

電火花線切割能切割加工傳統方法難于加工或無法加工的高硬度、高強度、高脆性、高忍性等導電材料；由于脈沖能量集中在很小的范圍內，加工精度較高，精度可達0.02～0.01mm，表面粗糙度可達Ra1.6μm；加工過程中，工具與工件不直接接觸，不存在顯著的切削力，有利加工低剛度工件。上述線切割加工的優點分析可知：線切割加工無切削力，夾緊力可以小，淬火中產生變形與翹曲可以得到充分消除。

（二）圖形處理

Hl線切割系統中的異面編程可以滿足由于夾持與找正方法難以保證拔模斜度要求。但Hl線切割系統中的異形編程的是兩個相互平行不同形平面的分別編程，必須找到或創造出平行平面，斜度要在線切割范圍內。因此，對圖樣做延伸處理，大端從工作部分延伸到手持長度，小端延伸到端部豎直平面如圖2所示。

（三）異形編程與切割

1.分別拾取圖2中上下兩平行平面邊輪廓尺寸數據精確到0.001mm。如圖3：

2.以距小側邊中點5mm處為起始點分別對兩輪廓進行編程，要求程序數相同。

上平面輪廓及程序：

N 1： B 4870 B 0 B 4870 GX L3；

N 2： B 0 B 1250 B 1250 GY L4；

N 3： B 83260 B 511 B 83260 GX L3；

N 4： B 0 B 1761 B 1761 GY L2；

N 5： B 0 B 1761 B 1761 GY L2；

N 6： B 83260 B 511 B 83260 GX L4；

N 7： B 0 B 1250 B 1250 GY L4；

N 8： B 4870 B 0 B 4870 GX L1；

N 9： DD

下平面輪廓及程序：

N 1： B 4870 B 0 B 4870 GX L3；

N 2： B 0 B 1334 B 1334 GY L4；

N 3： B 83260 B 522 B 83260 GX L3；

N 4： B 0 B 1856 B 1856 GY L2；

N 5： B 0 B 1856 B 1856 GY L2；

N 6： B 83260 B 522 B 83260 GX L4；

N 7： B 0 B 1334 B 1334 GY L4；

N 8： B 4870 B 0 B 4870 GX L1；

N 9： DD

3.上下異形切割。上下圖形3B指令段數相同，每段指令同步開始，同步結束且上下圖形的加工方向要相同。上下異形切割，把工件的上下面圖形分別編程生成2個3B指令文件，存放在圖庫里，先調入下面圖形3B指令文件，進入錐度參數設置子菜單。再把光標移到上面圖形3B指令文件，后可顯示上下面兩個圖形疊加。然后開始模擬切割。上下異形切割，Base基準面高、Hight絲架距和Width工件厚度三個參數的準確性對錐度加工的精度很關鍵。要準確測量與調試再輸入。為減少裝夾工件的作用力同時削除工件淬火變形與翹曲現象，采用502粘接裝夾，使薄片樣板坯料裝夾力盡量小。找正工件，正確選擇線切割參數后進行切割。

四、新的樣板加工工藝過程

下料、鍛造、退火；刨削加工尺寸25mm（保證磨削單邊余量0.5mm）；淬火；平磨尺寸25mm；線切割異面編程切割（留研磨余量單邊0.03mm）；鉗工研磨（達到圖樣尺寸要求）；線切割角度切割及鉗工修整過渡半徑；樣板的計量與檢測。

五、結束語

通過對薄片模具樣板加工工藝過程進行分析，提出了采用切切割異形編程的工藝加工方法，不但解決了拔模斜度找正難的問題，而且使淬火產生的變形在切割中得以消除，同時由于線切割加工中的工具與工件不直接接觸，不存在顯著的切削力，因此也不存在裝夾及吸附變形現象。經數次加工證明：該加工方法不僅工藝簡單，工序數少，而且后續鉗工研磨加工余量均勻，拔模斜度與尺寸精度都能容易地得以保障，并且可以提高此類薄片模具樣板的加工精度。

參考文獻：

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【關鍵詞】線切割；機械加工；應用

隨著科學技術的發展，機械加工尤其是模具加工技術得以快速發展。在經歷了50多年的發展后數控加工技術已日益完善并廣泛應用到各個制造領域，數控電火花線切割（簡稱線切割）技術在機械加工尤其是模具數控加工中的應用更加廣泛。

一、線切割技術原理及分類

線切割機床的鉬絲通過貯絲筒、上下絲架控制做高速來回往返運動，鉬絲的線性度和垂直精度由上下絲架的導輪控制，加工零件通過上下絲架間的墊板固定。將鉬絲和加工零件分別接上脈沖電源的正、負極，加工零件利用放電產生的高溫而熔化，切除加工零件的多余部分，得到需要的模具形狀。

線切割機床分為慢速走絲機床和快速走絲機床，慢走絲加工精度高，但其成本也較高。快走絲機床因為結構比較簡單、生產效率高、生產成本較低等優點而被國內大多數廠家廣泛使用，雖然其加工精度較低，但一般都能滿足生產的需要。從總的發展趨勢來看，慢走絲線切割機床是發展方向。我們平時所說的線切割機一般是指快走絲機床。

二、線切割技術的特點

科學技術和工業生產的發展推動了模具加工尤其是復雜模具加工的發展。作為模具加工行業最常用也是最關鍵的技術，數控電火花線切割技術集電子、機械、計算機應用和控制數學等多領域技術于一體，主要用于加工小錐度型腔模具和直壁模具，不僅能滿足模具精度的要求，而且還縮短了生產時間、提高了生產效率、降低了生產成本。

1、加工不同形狀的零件。隨著科技的發展，線切割技術已經形成了一套完整的智能化數字控制系統，加工什么樣的零件就編制相應的控制程序，只要在機床上輸入加工零件的圖形就可以自動完成加工過程。線切割技術的自動化使得生產過程更加靈活方便，任何形狀的零件都可以實現自動加工，尤其是加工形狀復雜和難度較高的零件（如沖壓模具中的凸凹模和注塑模中的鑲塊、復雜模具型腔中出現的尖角和帶有小錐度的通孔等），線切割更能發揮其技術優勢。

2、加工高硬度材料。線切割機床正負極放電產生的溫度可高達一萬攝氏度以上，能熔化各種金屬材料。因此，在加工過程中不受零件硬度的限制，可加工任何高硬度材料，如硬質合金、聚晶金剛石和淬火的工具鋼等。

3、提高零件的精度。線切割機利用電和熱能對零件進行加工，可以靈活調整影響零件精度的各項參數，有利于提高零件精密度，從而實現加工過程的自動化。

線切割機床的缺點：只適合量少、形狀復雜的零件或研發產品的加工，而對大批量、相對形狀簡單的零件來說則成本太高；而且也不能加工非導電材料。

三、線切割加工技術所需的條件

1、脈沖電源正負兩個電極之間的電壓必須達到60v―300v，放電間距也要保持適當的距離，放電間距過大大則不能擊穿介質，形不成火花放電；放電間距過小則會形成積炭，甚至可能會產生電弧放電現象，導致工作無法進行。正負兩個電極間必須充滿離子水或乳化液等介質。

2、正負兩個電極間要有足夠的脈沖能量，放電通道的電流密度要能滿足工作需要，而且必須是瞬間的脈沖放電，以保證放電所產生的熱量全部作用在很小的工作范圍內。脈沖放電不能一次完成，需要多次進行并且在空間和時間上要分散開，避免局部傷面過大而使零件報廢。同時要保證放電后所產生的廢物及時隨循環的介質液體排出，使廢物不在放電間距之內，以便順利進行重復放電。

四、線切割技術在機械加工中的具體應用

隨著科學技術的快速發展，作為電加工技術中的一種主要方式，線切割技術在機械加工特別是模具加工行業得到了普遍的應用。線切割技術在淬火鋼模具和硬質合金等零件的加工過程中被廣泛采用，還特別適合加工窄縫和復雜形狀的細小零件，對于擠壓模和沖模加工等更能體現線切割技術的優勢。具體如下：

對于中小型沖模的加工方法，目前通常采用線切割技術進行整體加工，這樣不僅提高了沖模的配合精度，而且也縮短了周期降低了生產成本；而對于形狀復雜、帶有窄縫或尖角的小型凹模型孔，首先對零件整體結構進行淬火，然后再進行加工，這樣不僅能使模具設計和制造簡單化，而且還能確保模具精度達到設計要求。目前數控線切割機床大多數都采用四軸聯動技術，這樣對于傳統加工方法不能完成的上下異型面扭轉體和錐體等零件，通過線切割技術可以輕易完成而且質量很好，使得數控線切割技術在機械加工中的應用前景更加廣闊。

五、線切割技術常見的問題及解決辦法

1、鉬絲頻繁燒斷。出現斷絲的原因很多，在工作中要具體分析：一是導電塊與鉬絲不良接觸，導致在加工過程中產生火花；二是導輪長時間工作導致噴嘴有雜物堵塞而造成斷絲；三是長時間沒有更換介質液而使液體太臟，導致加工過程中產生的廢屑不能及時排出而造成斷絲；四是脈沖電源的參數調節不合適致使加工電流不穩定而斷絲；五是因為導絲機構的長時間使用，機械傳動精度達不到使用要求，導致貯絲筒和導輪的竄動而斷絲；六是零件加工結束后因被切除部分傾斜或脫落而導致電極絲被夾斷。

解決辦法：如果在零件加工過程中出現斷絲，必須首先要把變頻、脈沖電源、走絲電動機和介質液泵關閉，把變頻開關轉到“手動”位置后再打開變頻開關，使機床工作臺按程序繼續走完并回到起點位置，這樣操作后才可以穿絲。如果零件的厚度非常小，可以不讓工作臺回到初始位置，而是關閉電源后在現在的位置進行穿絲。若斷的電極絲不能再重復利用，則必須更換新的電極絲，這時要對新絲的直徑進行認真測量，如果現有的新絲直徑與斷絲直徑之間相差懸殊，則必須重新計算加工參數，以確保零件的精度。

2、短路。發生短路的原因比較簡單，主要有：加工參數的設置或選擇不合理；沒有及時清理導電塊和導輪上的廢物致使堆積嚴重；由于加工零件的變形導致切縫變窄或介質液濃度過高致使產生的電蝕物排放不通暢。解決辦法：出現短路現象要立刻把變頻關閉，觀察短路現象能否自行消除。如果不能自行消除，則要把高頻電源關閉，把短路部分用汽油、酒精或者丙醇等溶劑沖洗干凈。

六、數控線切割技術的發展趨勢

線切割技術的加工過程非常復雜，目前人們對線切割技術的原理研究不夠，多數成果是在大量實驗的基礎上總結得到的。因此深入研究線切割技術的原理并廣泛應用于機械加工實踐是十分必要的。同時，針對慢走絲線切割機床精度高但成本相對較高，而快走絲線切割機床雖然結構簡單成本較低但加工精度卻相對較低這一情況，人們必須創新思路，不斷研發新的工藝，使二者有機結合起來，做到精度較高卻成本較低，這也是人們研究線切割技術的必然方向。隨著科學技術的不斷發展和進步，數控線切割機床在開發和設計上會向著更加科學合理的方向發展，在加工技術上會向著自動化和智能化程度更高的方向發展。目前高科技的數控機床已經開始試用網絡管理技術，相信隨著科技的進一步發展，網絡管理技術會被普遍應用，系統管理效果會更好。相信數控線切割技術在將來的發展空間必然十分廣闊！

總之，隨著現代工業的迅猛發展，機械加工行業會向著生產周期短、成本低而精度高的方向發展。線切割技術因為在提高產品質量和工作效率、擴大生產范圍及降低生產成本等方面的優勢，在機械加工行業占據著重要地位，因此對線切割技術進行研究和探索具有重大而深遠的意義！

參考文獻

[1]單巖，夏天.《數控線切割加工》.機械工業出版社

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關鍵詞：線切割加工;教學策略;解答;課堂實踐

20世紀40年代，前蘇聯科學家拉扎連柯夫婦發現電火花的瞬時高溫可使局部的金屬熔化、氣化而被腐蝕掉，開創和發明了電火花加工。其加工原理是將電、熱、光、聲、化學等能量或其組合施加到工件被加工的部位上，以而實現材料去除。電火花線切割加工機床是教學中最為常用和典型的線切割加工機床之一。

一　線切割加工的特點

線切割是通過電火花放電產生的熱來熔解去除金屬的，所以加工材料的難易與材料的硬度無關，加工中不有著顯著的機械切削力。它可以加工硬質合金等一切導電材料。線切割加工中最小角部半徑為電極絲的半徑加上加工間隙。

線切割加工是利用移動的細金屬導線(銅絲或鉬絲)做電極，對工件進行脈沖火花放電，切割成型的一種工藝策略。線切割加工中產品的形狀是通過工作臺按給定的制約程序移動而合成的，只對工件進行輪廓圖形加工，余料仍可利用。

線切割加工用移動的細金屬導線(銅絲或鉬絲)做電極。加工中由于電極絲連續移動，使新的電極絲不斷地補充和替換在電蝕加工區受到損耗的電極絲，避開了電極損耗對加工精度的影響。線切割加工只能加工通孔及邊緣，能方便地加工出小孔、形狀復雜的窄縫及各種形狀復雜的零件。

二　提升學生學習線切割加工效率的重要性

由于線切割加工完全顛覆了傳統的切削加工思想，因此，學生在初學時往往無法理解其特點和加工歷程，感到不理解很難學。隨著現代社會新材料、新加工技術的進展，對于機械類專業的學生又必須了解和掌握現代加工技術和手段，所以要求學生在校期間能夠很好的理解和掌握線切割加工的基本策略和論述。這就需要教師在教學策略和教學手段上采取新的措施，一方面加深學生對課堂知識的了解、掌握，另一方面提升學生學習的興趣。

三　目前《線切割加工》的教學情況

國內許多《線切割加工》教材開發了相應的CAI演示課件，配合書本，應能提升學生對各種特種加工策略的理解，但就筆者多年教學實踐發現，單純配合CAI課件的線切割加工教學雖能提升部分學生對特種加工基本歷程的理解，但對教學效果提升并不是太大，究其理由主要有兩方面：一是課件本身質量不高，制作粗糙、只能體現大致的加工歷程，或者在投影儀上投影不清，學生對此印象不深；二是課后沒有教學實踐或實訓教學相配合，達不到學以致用、強化認識的目的。上面陳述的理由導致學生學習流于形式，只是死記硬背一些加工的特點應付考試，考完就忘，因此，必須采取措施引導學生能夠將所學知識充分運用到設計中，達到學有所用，學為所用和用為所學的目的。

四　《線切割加工》的教學策略

1.學習線切割加工基礎內容。

其中包括： 線切割加工的物理本質及特點、線切割加工機床介紹、主要工藝指標、電參數對工藝指標的影響、非電參數對工藝指標的影響、合理選擇線切割加工工藝、通過觀看由往屆學生參加的加工實訓錄像，進行總結。學生由于剛剛接觸線切割加工，所以對所講述的概念、工藝指標還很模糊，即使通過加工實訓錄像，對線切割有了初步的認識，但是還是不足重重，這個時候需要對不足進行總結。

2.解答。

對不理解的知識點提出的不足，教師對其一一進行解答，同時展示往屆同學們加工成果來提升同學們的學習熱情。對加工所用鉬絲和加工的不同成品工件進行講解。讓學生進一步了解加工工具和加工工件的聯系。學生明白了上次總結的不足，觀看了加工工件和加工工具，產生了對生產加工的興趣，尤其是看見往屆同學加工的樣品，自己也開始躍躍欲試。

3.針對學習 。

通過對線切割機床的說明書學習，掌握線切割加工機床基本術語和約定、界面及功能模塊 通過實例進行強化學習。單一的教師教，學生學，已經吸引不了同學們的興趣，把機床說明書發給大家，通過以上的學習，聯系說明書進行自己的知識結構組建，形成一個自己的論述概念，之后教師在半輔助的操作講解，讓論述和實踐達到統一。

4.針對總結 。

總結學生在操作的時候上絲、緊絲、加工起點的應注意的不足、工件的裝夾技藝，對于以上關鍵不足和同學們提出的不足進行加強學習，對錯誤操作進行改正。學生的線切割準備工作尤為重要，因為它直接影響到加工工件的精度，是要求最為嚴格的部分。教師需要一邊演示一邊講解，同學們操作時如有錯誤立即糾正，針對錯誤講解這種做法所帶來的影響，其中包括論述的理由和實踐的理由，加深同學們對論述知識和實踐知識的統一。

5.課堂實踐。

給出練習題目，通過對題目的設計，讓學生掌握設計技藝，之后加工，測量尺寸，改善補償量，再進行加工，達到標準。此練習題目重點在于對加工零件的設計和尺寸補償，反復練習到達要求，進行模擬加工，查看加工路線的正確性。最后進行加工，檢查加工工件表面粗糙度和尺寸的范圍。寫出包涵系數選擇在內的總結報告。

6.設計 。

參加到校企合作中的一個環節中去，對零件進行設計。通過校企合作的有利條件，挑選生產加工中可以線切割加工的零件部分，通過產品各個部分組裝時候的精度和表面出粗糙度的制約，來檢查學生生產實踐的程度。

7.檢測總結

對加工出的工件進行檢測之后進行安裝，總結出加工零件時各個參數的選擇，加工各種零件時參數的范圍。讓學生參與到組裝的環節，感受勞動成果，加強學習興趣，增加成就感。

通過一步一步的深入學習、探討、探討、總結。教學的目的明確，以學生學會為目的，教師在教學的時候是采取反復指正的歷程，通過教學的歷程帶動學生們主動深思，對有疑問的不足及時進行解答，實踐，再解答。通過論述和實踐的解答讓同學們達到熟練掌握的程度。

參考文獻

[1]　袁偉：數控線切割加工技術課程的組織與教學，《中國新技術新產品》，2012年第9期.

[2]　鄂大辛：數控線切割加工的開放實驗，《實驗室研究與探索》，2012年第7期.

[3]　高鋒：數控異面切割原理及實踐總結，《新技術新工藝》，2012年第8期.

篇5

關鍵詞：線切割加工；表面質量；措施

1.上下切割面燒傷呈焦黃色

線切割加工中預置進給速度對切割速度、加工精度和表面質量影響很大。預置進給速度應緊密跟蹤工件蝕除速度。二者加工間隙應恒定在最佳值上。這樣可增大有效放電狀態，減少開路和短路，使切割速度達到給定加工條件下的最大值，從而保證加工的穩定性和零件表面質量。

1.1進給速度過高（過跟蹤）此時間隙中空載電壓波形消失，加工電壓波形變弱，短路電壓波形濃。這時工件蝕除的線速度低于進給速度，間隙接近于短路，加工表面發焦呈褐色，工件的上下端面均有過燒現象。

1.2進給速度過低（欠跟蹤）此時間隙中空載電壓波形較濃，時而出現加工波形，短路波形出現較少。這時工件蝕除的線速度大于進給速度，間隙近于開路，加工表面亦發焦呈淡褐色，工件的上下端面也有過燒現象。

1.3進給速度稍低（欠佳跟蹤）此時間隙中空載、加工、短路三種波形均較明顯，波形比較穩定。這時工件蝕除的線速度略高于進給速度，加工表面較粗、較白，兩端面有黑白交錯相間的條紋。

1.4進給速度適宜（最佳跟蹤）此時間隙中空載及短路波形弱，加工波形濃而穩定。這時工件的蝕除速度與進給速度相當，加工表面細而亮，條紋均勻。在這種情況下，能得到表面粗糙度、精度高的最佳加工效果。表1給出了根據進給狀態調整變頻的方法。

表1根據進給狀態調整變頻的方法

實頻狀態 進給狀態 加工面狀況 切割速度 電極絲 變頻調整

過跟蹤 慢而穩 焦褐色 低 略焦、老化快 應減慢進給速度

欠跟蹤 忽慢忽快不均勻 不光潔易出深痕 低 易燒絲、絲上有白斑傷痕 應加快進給速度

欠佳跟蹤 慢而穩 略焦褐、有條紋 較快 焦色 應稍增加進給速度

2.加工表面紋路粗糙

2.1電極絲張力的影響。線切割加工中，電極絲的張力大小同樣影響到加工面的質量、加工速度和加工穩定性。當加工厚度80mm以上時，由于剛開始切入時容易發生斷絲，所以絲的纏繞力應“松些”，待電極絲工作一段時間后，操作人員再根據加工面的質量情況對絲張力作調整，以補充張力伸長和下降帶來的張力改變。當加工薄件或切割精度和粗糙度要求較高的零件時，絲的張力應適當取大，即絲的纏繞力緊些，因為此時工作液容易進入放電間隙，有利于排屑，加工穩定性好，加工表面粗糙度也好。但當工件厚度在2～3mm左右時，由于電極絲容易抖動，易引發斷絲，對工件精度和加工表面粗糙度均不利，所以為了避免由絲振動引起的斷絲，此時絲張力不宜過緊。

2.2走絲速度偏高。線切割加工中，當加工厚件時，隨著走絲速度的提高，在一定范圍內，加工速度也提高了。走絲速度的提高，有利于電極絲將工件液帶入較大厚度的工件放電間隙中、排除電蝕產物，提高放電加工的穩定性。但走絲速度過高，將導致電極絲的正反走絲換向頻繁，使有效工作時間減少，從而加大了機械振動，降低加工精度和切割速度。再者，由于電極絲的絲徑決定了切縫寬度和允許的峰值電流，而峰值電流的增大是隨線切割速度的提高而增大。所以，絲速不能過高，否則將導致加工速度的提高，進而造成峰值電流的增大，最終造成斷絲故障發生。為此高速切割厚件時，一般選取7～10mm/s的絲速來保證加工速度和表面加工質量。

3.工作液影響

3.1根據線切割加工機理，要求工作液具有良好的絕緣性能。絕緣性能低時，放電間隙狀態變差，不能正常放電，同時也減小了液體對工件的親和附著力，減小了對窄縫的去油污能力和對電極的洗滌作用，導致整個端面出現發黑和生銹現象。當絕緣性能較強時，則放電間隙變小，切割速度降低，使得切屑困難，若此時工作液噴淋不到位，循環流動差，也會導致加工面發黑和粗糙度差現象。因此，在線切割初加工中，乳化油和水的比例為1：5，在使用中要求濃度不小于1：10。

3.2切削液方向。削液方向流動不能隨意，否則切削液不能順利進入工件放電位置，作用就會減小，影響加工表面質量。改善方法：切削液最好是按螺旋狀形式包裹住電極絲，以提高工作液對電極絲振動的吸收作用，減少鉬絲的振動，還有利于電極絲把切削液帶入放電裝置，改善表面粗糙度。

3.3切削液清潔度切削液使用時間過長，其中的金屬微粒逐漸變大，工作液的作用下降，使表面質量下降，還會堵塞冷卻系統，所以必須對工作液進行過濾，使用時間長，要更換冷卻液。改善方法：在冷卻泵體抽水孔處放一塊海綿，使切削液中雜質吸附在海綿上，必要時需要換新的切削液。

4.結束語

綜上所述，影響線切割加工工件表面質量的因素很多，只要正確分析和有效控制各種因素并采取相應措施，就能在保證高生產率的前提下，改善和提高線切割加工工件的精度及表面質量。

參考文獻：

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關鍵詞：快走絲線切割機床；加工質量；分析；電參數；選擇

1.引言

影響絲線切割加工產品質量的因素有很多，受到多個綜合性因素的影響，如機床的制造精度因素，電加工機理、工藝方法等因素。在生產實踐應用中，由于快走絲線切割機床的工藝較為復雜，在生產過程中，進行不同的參數設置會有不同的生產結果，在生產過程中，如參數選擇應用不當，會對產品的加工質量產生一定的影響。作為加工模具的主要生產設備，高速走絲電火花線切割機床在實踐應用中，會出現很多的問題，如由于工藝等多方面的問題會出現加工表面粗糙度達不到相關要求，無法達到模具和精密零件的加工的要求。因此，要對影響加工質量的因素進行分析找到其固有的規律，根據產品的要求，找到適宜的工藝并設置相應的工藝參數，總結出提高加工質量的工藝等方法是非常必要的。本文對快走絲線切割機床加工過程中的工藝參數進行了實驗分析，對影響加工質量的因素進行了探析，通過建立工藝參數數據庫的方式來總結出優質的工藝加工方法。

2.加工質量分析

在生產操作中，對于快走絲線切割機床加工質量產生影響的因素諸多，比如由于操作機床的技術問題等原因，還有一些電參數的工藝設計問題。對質量產生影響的因此是多樣性的，如：工藝系統的精度、剛度和穩定性等因素。如由機床、電極絲、夾具、工件所組成的工藝系統的精度的管理水平等。提高加工質量的比較有效的方法之一即是改善加工工藝。對于加工工藝的提高，要根據加工產品的特點來選擇合理的加工條件、次數及電參數等工藝參數，以達到最佳的切削效果。其中最重要的一個環境即工藝參數的設定，合理的設定工藝參數對于質量的影響重大，通過要求設計者要具備豐富的專業知識，并在實踐中積累了大量的操作經驗。能夠根據產品的要求來設計合理的工藝參數。

3.最佳電參數選擇

在快走絲線切割機床加工工藝設計中，最為重要的設計之一即是電參數工藝參數的設計。電參數工藝數據的設置對于快走絲線切割機床加工產品的表面粗糙度、放電間隙大小、電極絲的損耗率等都有加大的影響。直接決定了加工產品的精度、質量和效率。在進行實驗的基礎上，結合生產實際要求，選擇適宜的最佳的電參數，確定在各種加工條件下的最優電參數組合。

3.1實驗設計

在生產實踐中，為確定對快走絲線切割機床加工工藝設計的合理參數，進行了選擇實驗。選用的材料為國產線切割機通常所使用的常見的加工材料，在加工中選用了不同厚度的正方形鋼件，在試驗中主要對于加工材質的材料、厚度、硬度及表面的粗糙度四項參數進行了設置，主要設定了脈沖電流、電壓、寬度、間隔，投入快走絲線切割機床加工的功放管數量以及加工效率六種電參數。在進行快走絲線切割機床加工工藝電參數設計時，選用了DK7740H線切割機床作為實驗設備；此設備的電極絲為鉬絲。經過三個月的實驗，對快走絲線切割機床加工工藝設計中的電參數進行了分析測試，實驗數據總結如表1。

3.2加工工藝規律

在快走絲線切割機床加工工藝電參數設計實驗中，根據實驗的數據，畫出了影響粗糙度和加工效率影響曲線，主要分析了脈沖電流、電壓、寬度、間隔等參數對于快走絲線切割機床加工產品的粗糙度及加工效率的影響。

通過快走絲線切割機床加工工藝電參數設計實驗，總結出在工藝條件基本相同的情況下的參數設計規律有：

一是切割效率隨著脈沖電流、脈沖電壓、脈沖寬度及脈沖頻率的增大而提高；二是加工表面粗糙度值隨脈沖電流、脈沖電壓、脈沖寬度的減小而減??；三是加工間隙隨脈沖電壓的提高而增大；四是如果想提高產品的加工精度，同時需要改善表面粗糙度；五是在脈沖電流一定的情況下，脈沖電壓增大，有利于提高加工穩定性和脈沖利用率。

3.3電參數選擇與工藝參數庫

在對快走絲線切割機床加工工藝電參數的探析中，要同時兼顧加工效率、質量兩方面的影響因素，根據生產產品的特點，一般需要在六十到一百二十伏內進行參數選擇，最佳的脈沖電壓是在七十到一百一十伏。在生產實踐中，如果選擇的脈沖電壓過高，當高于一百二十伏時，此時的脈沖源的穩定性就會變得比較的差，此時產品的進給速度過低，由于低于電火花放電腐蝕速度，因而會造成放電通道的不穩定，會使得燒絲或斷絲的現象發生。因此，在進行精細產品的加工時，要考慮把脈沖的寬度控制在二十Ls內，而對于一般精度產品的加工，則在二十到六十Ls內選擇即可。脈沖間隔的選擇與加工產品所用的厚度也有關系，如果選用的工件材質厚度比較厚，則要選用較大的脈沖間隔。通常會在十到二百五十Ls之間選擇。在實際的工作中，要根據所用的產品情況設計合理的參數值，并對加工的質量進行跟蹤分析研究。將所用的參數及加工效果記錄在案，以便于后續的篩選與優化組合，建立工藝參數庫，來進行數據庫的優化。

4結語

本文對快走絲線切割機床加工質量及工藝參數選擇進行了探析，對影響切割機床加工質量的因素進行了分析，通過進行工藝實驗，建立了工藝參數庫，以指導企業有效的開展生產。

參考文獻：

[1]張學仁.數控電火花線切割加工技術.哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2000.

[2]Albert.Wire EDM in the Extreme. Modern Machine Shop，1997（2）

篇7

關鍵詞： 線切割 設備加工 雙元三創 工學結合 校企合作

一、問題提出與研究意義

創新作為知識經濟的主要特征已經逐步成為社會的共識，某些企業正面臨發展的轉型時期，企業的發展創新離不開一批具有創新精神和創新能力的藍領工人，這就需要中職教育積極開展“三創”教育，“三創”教育的成效直接關系企業的發展。中職學校的“三創教育”的宗旨是采用創意、創新、創業與職業教育相結合的方式培養學生，這與企業的需求相吻合。在“三創教育”作用下的校企合作模式中，學生、學校和企業之間相輔相成且相得益彰。當下，國家教育部大力提倡創新教育中職學校對學生創新意識和創新能力的培養尤顯重要。近幾年來，學校一直致力于“創意、創新、創業”的教育，也取得了一些成績，學生的創新意識明顯增強。由學校牽頭、企業共同參與，帶領學生一起探索解決企業實際問題，使企業受益，結合學?！叭齽摗苯逃?，為今后學生在實習就業中運用創新理論謀求發展提供借鑒。

我校機電專業學生在合作企業進行實習時發現，線切割設備在當地企業運用廣泛，但是普遍存在加工效率不高、材料損耗大、二次回收不到位等缺點，具有較大的改進空間。本文在探索企業創新之路時將該過程中的節能環保技術作為重點，尋找合適的突破口。在校企合作模式下，學生、學校和企業可共同參與到這套線切割設備的技術創新中，進行研究設計，最終達到互惠互利的共贏局面。

通過校企合作培養模式，切實可行地提高中職師生創新水平，力爭在全國創新設計比賽中取得優異成績，讓更多更優秀的比賽選手參加各級各類創新比賽，爭取在國家級比賽中產生金牌選手。同時，這種培養模式，對其他專業的訓練也有可借鑒之處。企業從中可獲得學校的科研支持和政府在節能環保方面的政策支持，填補相關領域的空白，提高經濟效益，擴大自身影響力。

二、“雙元三創”人才培養模式構建與內容

（一）“雙元三創”人才培養模式簡介。學校依托校企合作，大力推行工學結合人才培養模式改革，結合省級機電專業示范建設，針對某一崗位（群）的任職要求，將創意、創新、創業的“三創”教育滲透于專業技能知識教學中，探索出一套企業“元”和學?！霸惫餐瑓⑴c培養人才的實踐體系，構建實施保障體系和激勵體系，逐步形成“雙元三創”人才培養模式，最終使學生不僅較出色地勝任崗位，而且知識層次、職業素養及職業能力、創意能力、創業能力和創新能力均獲得全面提高，達到“校企融合、工學結合”的職業教育目的。

本模式的運作遵循“企業出題，學校選題，教師析題，學生解題”的原則，跳脫出單純的“傳道、授業、解惑”的學校角色，在教育過程中使用企業環境，為解決企業實際問題而培養學生，使學校和企業的溝通交流更順暢，實現校內基地生產化和校外基地教學化，使企業認可職業院校的教育功能且愿意參與到學校的人才培養過程中，從而彌補經費的不足，克服實踐場所缺乏的弊端，借助企業資源提高學生和教師的職業能力和職業素質，使學校輸出的人才滿足市場需求。企業專家及時反饋技術的發展變化，幫助校方及時調整人才培養模式，使學校的教學內容更適應市場和企業的需求，使人才培養模式發生明顯變化。通過例會制度及校企督查，不斷調整教學要求，使之始終與產業專業發展實際對接。最終，本模式將檢驗成果的選擇權交予市場，由市場鑒定校企合作的成效和人才培養模式的優劣。

（二）“雙元三創”人才培養模式內容。該模式不僅適用于線切割設備的開發設計階段，還適用于設備的實驗、制造和銷售等各個階段；不僅涉及設備本身的研發，而且涉及相關過程與“三創”教育的互動機理。為探索由此帶來的師生、校企及學校與社會的合作模式中的不確定性與復雜性，本文將對該模式中的各主體、各維度及主體與維度的交互關系進行研究，并在該模式下對線切割設備進行創新性研發，設計制造張緊力調節裝置和環保濾水箱，挖掘并分析過程前后產生的各類數據，構建相應的原始數據庫和實驗數據庫，形成適應市場需求的方案庫，最終制造完成線切割設備，如圖1所示。

圖1 “雙元三創”模式下線切割設備創新研究與實踐的主要內容

1.校企合作模式的方法研究

以企業生產加工中產生的實際問題為線索，從多維度、多元主體互動角度，探索師生、校企及學校與社會的合作模式，如圖2所示。通過一系列機構改進，控制系統創新，合作運行，實現學校教師理論知識的轉化、企業生產實際經驗轉化，工人師傅直接間接經驗吸取，加強校企合作，促進學生創新意識的發展。在該模式中，“三創”思想和節能環保要求作用于整個模式內的各個環節。為了更好地發揮校企合作模式的積極效應，本文將研究“三創”思想和節能環保要求在新環境新問題中對多元主體的作用機理，為日后教育改革提供借鑒。

圖2 校企合作模式的研究內容

2.校企合作模式下的線切割設備研發

線切割設備的設計是個與市場交互的動態過程，而參數和結構確定需要進行大量實驗和模擬，因此，線切割設備的研發具有不確定性和復雜性。本文將根據線切割設備的特點及節能環保的要求劃分為兩個主要研究部分，分別是張緊力調節裝置和環保濾水箱。在研發過程中，以市場需求為引導，以現場實際情況為依據，提出合理的張緊力調節裝置和環保濾水箱的技術措施，有效收集和分析實驗數據，最終確定優化方案。同時，以設備研發為主線，在不同階段建立相應的原始數據庫、實驗數據庫和方案庫，剖析不同庫間的相關性，為日后設備的研發提供技術和數據支持。

（三）“雙元三創”人才培養模式實施。線切割設備中的鉬絲控制子設備和水處理子設備是至關重要的兩個部分，相應的技術路線如圖3所示。在研發過程中，首先要對原有企業產品數據進行分析和挖掘。企業原先的產品數據凝聚了以往的技術經驗，具有重要的研究價值和參考價值，在圖3中表現為原始數據庫。其次，在原始數據分析與挖掘的基礎上進行張緊力調節裝置和環保濾水箱的創新性設計，在設計過程中產生的新數據是不可替代的寶貴經驗，在圖3中表現為經驗數據庫。在設計過程和優化方案成型期間，需要對實驗數據進行反復分析，并再次反饋到創新性設計中，形成循環往復的研發過程。最終，根據市場的不同需求確定相應的方案庫，完成線切割設備的整體研發。

圖3 線切割設備創新研究實施步驟

根據已經進行的實驗研究，線切割鉬絲自動控制器設備的創新性研發主要內容集中在設計一種能對鉬絲起到提供智能修正和張力穩定作用的張緊力調節裝置。

該裝置是一種線切割鉬絲張緊力自動控制系統，由若干導輪、電腦芯片、探測傳感器組成。該裝置具體原理是將鉬絲在探測傳感器上的信號傳輸給電腦，經過處理將符合要求的指令傳給伺服電機，要求鉬絲張緊力穩定在一個可量化的范圍內，從而提高加工精度，表現光潔度、鉬絲的使用壽命，增加電流，加快加工速度。根據上述原理，在具體研發中分為三大步驟（如圖4所示）：（1）根據市場需求和企業現場實際選擇傳感器；（2）設計張緊力調節裝置的各部分結構；（3）設計裝置電路。其中部分內容根據實際情況進行調整，使時間利用率最大化。

圖4 張緊力調節裝置研發步驟

經創新設計后的裝置具有如下特點：（1）鉬絲減少抖動；（2）自動緊絲功能。確保切割時的效果始終如一；（3）減少短路引起的過電流燒絲，延長鉬絲的使用壽命；（4）適用高厚度的物件加工，不容易斷絲。

水處理設備的創新性研發主要內容集中在環保濾水箱的設計，以改變傳統濾水箱吸屑力不強、油污布滿機器不環保的現狀。

“雙元三創”模式滲透于整個線切割設備的研發過程。對于該模式的運行步驟，首先，探究各主體的特點及主體間的互動機制；其次，模式中的各維度的特點及維度與主體間的互動機制；最后，理論聯系實際，探究線切割設備創新研發過程中的“雙元三創”模式運作方式和特點。

三、“雙元三創”模式運作方式和特點

（一）以賽促教學，積極開拓校企合作新模式。結合學生特點，培養學生的競賽意識，積極組織學生參加各類專業比賽，以賽促學。以線切割設備加工的校企合作為契機，教師在首屆浙江省中等職業技術學校教師創新大賽中獲得一等獎，在寧波創新創業比賽中獲得金點子獎，申請多項專利?！半p元三創”人才培養模式的建立，使得學校在教學管理、技能培養和職業素養的培養上，充分利用從合作企業學到的先進管理經驗和管理模式，不斷規范教師的教和學生的學，實現學校育人與企業用人的無縫對接。

（二）以教研促教改，面向市場育人才。在課程體系中引入行業標準，在教學中引入企業資源，面向崗位需求培養學生技能，考證競賽相結合，最終用市場反饋檢驗成果。多維交互式合作體系的構建有利于發揮職業教育在知識與技能、過程與方法、校企合作方面的目標導向作用，有利于促進學生創新意識的發展，有利于促進學校與企業、學校與社會的溝通與交流，有利于增強職業教育的吸引力，提高社會（企業）對職業教育的認可度。本模式引入真實市場需求，吸收教學改革研究成果，改善人才培養模式，發揮中職院校人力資源優勢，提高對外技術服務的附加值，形成“企業主導、師生參與、校內實施、市場應用”的產學研校企合作新途徑。

（三）提高企業效益，降低育人成本。企業追求經濟效應，我們追求成才效應，兩者“結合”的完善程度決定著產教結合的總體水平。出于企業以營利為目的的特殊性質，學校采用“先切入后擴展的方法”，在校企合作的前期不伸手向企業要一分錢，而讓企業以人力資源、技術資源或物質資源方式參與，利用企業的資源優勢，爭取企業的資源投入。企業在嘗到“甜頭”后，投入資金于校企合作中，使生產反哺教學成為可能。此外，校方作為資金的使用方，建立線切割設備研發中心，提高各方資金的使用效益，確保人才培養、科研和人才隊伍建設等方面的資金投入，使合作各方投入的回報率最大化，以吸引更多資金。

（四）構建優質創業平臺，鋪實學生就業之路。校企共建、派遣名師授課，引進NFTE（全球創業指導基金會）創業課程，升格“三創”講座課程為中職教育主干課程，加大學生創新能力培養力度，構建專業“三創”教育平臺。建設“三創“創業谷，以政策、資金和場地扶持，構建學生創業就業素質拓展平臺。學生積累工作經驗，學有所用，用有所去。

四、結語

“雙元三創”的人才培養模式形成了以企業需求出發――融產教研為一體――為地方經濟服務的良性循環，為同類學校實施校企合作提供了理論依據，具有參考和借鑒價值。該模式的運行使學生崗位適應性不斷增強，就業質量不斷提高。同時，學校從課程改革入手，在日常教學活動中滲透“三創”教育。學校在高一、高二、高三階段分別安排“創意教程”、“NFTE（全球創業指導基金會）創業”、“創業就業指導講座”等必修“三創”教育課程。

參考文獻：

[1]莊開剛.論“三創教育”在中職教育中的滲透.中等職業教育期刊，2012（5）.

[2]方彥軍.“三創教育”的研究與實踐.中國科教創新導論，2010（8）.

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關鍵詞：數控多線；切割技術；發展趨勢

中圖分類號：X703文獻標識碼： A

1引言

隨著人類社會的進步和日益發展的需求，能源作為推動社會快速發展的重要作用而被全球所關注。尤其是當人們普遍認為地球上有限的資源終有終結的一天時，科學家們無不把許多精力用在了尋求新能源的領域。如水力發電、風力發電、太陽能發電等。近年來，太陽能的應用越來越廣。對于這取之不盡，用之不竭的太陽能，讓全人類的目光都聚焦在這里，使硅片加工業也隨之興起，從而使光伏產品得以高速發展。然而，對于硅材料的加工要求也越來越高，超薄硅片的切割技術，打破了傳統鋸片加工的形式，采用多線的加工方法引領當今硅片生產的潮流，硅片多線切割技術是目前世界上比較先進的硅片加工技術。

在一個國家國民經濟的發展中，電子信息產業是龍頭，而集成電路產業則是整個電子信息產業的核心和基礎，集成電路產業的振興對一個國家的經濟發展有著重要的戰略意義。目前，IC(Integrate Circuit 集成電路)正向著 VLSI(Very Large-Scale Integration 超大規模集成電路)/ULSI (Ultra Large Scale Integration)方向發展，對半導體加工設備的精度、效率、加工件的幾何規格及切片的厚度、平行度、表面微觀質量等主要指標均提出了更高的要求。同時，隨著國際上硅原材料價格不斷上漲，減少加工時的損耗就是降低了加工成本，因此，對加工損耗也提出了更高的要求。

IC的加工過程一般包括：（1）硅棒磨圓；（2）切邊；（3）切片；（4）倒角；（5）研磨；（6）倒棱；（7）拋光；（8）清洗。其中切片加工工序是至關重要的一道工序，其主要工藝要求為：高效率、低成本、窄切縫（材料利用率高）、無損傷、無環境污染等，切片質量直接影響著IC的加工質量和成品率。傳統的硅片切片方式是內圓切割，工件與刀具之間為剛性接觸，機床的運動精度、刀具的幾何精度以及工藝過程中產生的力、熱、振動等，都影響切片質量，采用內圓切割工藝切割的硅片會產生較大的翹曲變形，硅片表面還會殘留切痕和微裂紋，硅片內部損傷層較深，在研磨過程中很難消除，增大了碎片的可能性。多線切割方式已經取代了內圓切割方式成為硅片加工方式的主流，這種切割方式利用金屬線的單向或者往復高速運動，把磨料帶入加工區域進行研磨切割，將半導體材料一次同時切割成數百片薄片。多線切割方式具有加工精度高、切割效率高、節約原材料等優點。

隨著多線切割技術的成熟和不斷發展，其高精度、高效率、低損耗的優點使其應用范圍從單純的半導體單晶硅加工擴大到太陽能多晶硅、石英晶體、寶石、玻璃、及壓電陶瓷加工行業。

2數控多線切割技術要點

所謂硅片切割就是用線切割的方式把硅棒切割成一定厚度的硅片，硅片厚度一般在0.18mm-0.20mm 左右，有時在切割中還要進行厚度轉變等，為了在一塊硅片上最大限度地切割出盡量多的硅片，盡量提高產量，減少晶體硅原料的用量，必須解決切割技術中的重要問題。

多線切割原理是使用鋼絲線帶動砂漿中的碳化硅微粉，對硅進行切斷的一種加工方法。在加工過程中，高速旋轉的導線輪帶動鋼線以一定的壓力壓在被加工的硅體上，同時，在切割部位噴淋一定量的砂漿，使其中的碳化硅微粉懸浮在鋼線上，在鋼線高速運動的同時，通過碳化硅顆粒對硅進行磨削，從而使硅體被切開，實現切斷、切方、切片等加工工藝。多線切割技術中，利用鋼絲在導輪上刻上精密的線槽，線槽的精度要與所使用的切割線的直徑相匹配，四個順序纏繞的導輪的線槽上下平行，鋼線通過線槽形成兩個兩個平行線網，兩個上下平行的線網就可以確定硅片的切割厚度和切割鋸痕的寬度。導輪的旋轉是利用發電機來帶動的，導輪旋轉可以帶動切割鋼線高速運行，運行速度每秒可以達到10米到20米之間。噴砂機在工作臺旁邊噴出砂漿，砂漿均勻地布局在線網上，通過金屬絲的高速運行，給碳化硅研磨料提供動力來進行硅片的切割。已經放出或用過的鋼線利用收線輪收集，然后利用放線輪將新的鋼線放出。導輪間的空間和工作臺的垂直形成共同決定切割晶棒的直徑最大值，比較常見的是150mm-200mm的單晶棒料，而且，隨著目前切割技術的不斷進步，300mm的硅片生產也有較快的發展。

多線切割比內圓切割有著明顯的優勢，下面就對兩種技術進行比較說明。

首先，多線切割比內圓切割的效率高，每次切割的數量可以達到幾千片，切割速度在300平方英尺／小時到2000平方英尺／小時之間，相比之下，內圓切割的效率就小多了，每次只能切割出一片。

第二，多線切割的材料消耗少。多線切割的切割用料只為內圓切割用料的60%。

第三，利用多線切割可以最大限度的降低硅片表面的損壞程度。

第四，多線切割精度高，硅片較薄，同一塊硅棒，利用多線切割法可以切出更多的硅片，有較高的收得率。

第五，多線切割方法的加工硅錠有較大的直徑，便于生產和使用。

同時，多線切割也有很多缺點和不足：

首先，在調節切片厚度時困難較大，難以再切割中進行有效的檢測和質量控制；而由于內圓切割方法每次只切割一片，因此也就方便隨時進行質量、厚度檢測，對每片都方便進行晶體狀況和厚度的調整。

第二，多線切割要就較高的切割成功率，如果出現斷絲等狀況，就會導致晶棒報廢，因此有較大的風險。

第三，生產成本較高。切割使用的金屬線只能使用一次，且價格較貴，而內圓切割片機的價格則遠遠低于線切割機的價格，一般前者價格是后者價格的三分之一左右。切割鋼絲非常細，直徑只有 70μm-160μm，它是利用含碳量極高的鋼線材加工而成的，切割鋼絲強度高、尺寸精度準確，且在表面鍍有黃銅。因此切割鋼絲有較小的切割損失，同時又較高的切割率和更加平整光滑的切割面。切割鋼絲在半導體切割、集成電路切割、水晶切割等硬質、脆質材料的切割中有重要的應用價值。

3數控多線切割技術發展趨勢

國外數控多線切割機床已經發展到了第四代產品，國內多家企業正在研究開發第三代數控多線切割機床。為了滿足大直徑半導體硅片的加工要求，數控多線切割機床正朝著不斷增大切割加工尺寸、提高切片質量、切割效率、運行穩定性、智能化水平等方向發展。

我國正致力于開發第三代數控多線切割機床，主要用于半導體單晶硅材料的切割，其基本特征：最大加工尺寸820 mm×220 mm×220 mm；張力控制精度：小于0.5N；鋼絲運行速度：最快900 m/min；最小切片厚度：0.1 mm；單片平行度≤0.005mm；使用切割線直徑：φ0.10～φ0.18mm；切片速度：0.01～999.9 mm/min。

主要攻克的難點包括多線切割機床張力控制技術，高速主軸技術，多傳感器智能檢測技術，故障自診斷技術。張力控制是多線切割機床的核心技術之一。在切割過程中，切割線的張力一般設定在25～30N，切割線單向或者往復運動完成切割動作時，張力必須保持穩定。張力穩定性將影響切割過程中切割線的抖動，直接影響加工質量；同時，張力穩定性也決定了切割線的穩定性，因為如果在切割過程中由于張力不穩定而造成斷線，則將損失掉成百上千片的切片，造成巨大的經濟損失。高速主軸技術是實現高速加工的主傳動部分，散熱和是高速主軸技術的兩大難點。在主軸高速運轉的情況下，主軸軸承將產生大量熱量，如果不能保證散熱能力，則會降低軸承的壽命和加工精度，甚至損壞軸承和電機等；高速主軸的也是一大難點，為了減小軸承內部摩擦和磨損，降低發熱量，必須要有良好的機構。目前主要的方式有：脂、油霧、少油 3 種。其中少油是一種新型的方式，具有供油量精確，散熱效果好，油利用率極高，無環境污染等特點。多傳感器智能檢測技術是大型數控多線切割機床必須解決的技術難點。主要包括：張力檢測傳感器，切割線偏轉傳感器，斷線檢測傳感器，工作臺異常檢測傳感器，排線器異常檢測傳感器等。這些傳感器是相互聯系的，如何接收眾多傳感器的反饋，實現對多線切割機床系統的穩定可靠的控制，是在大型數控多線切割機床的研制中必須解決的問題。故障自診斷技術是大型數控多線切割機床智能化的重要部分，在發生故障時，系統可根據監測的結果進行故障定位，并給出實時處理方案, 提高了系統的安全性和穩定性。系統故障自診斷技術實現故障檢測、故障報警、故障存儲、故障處理等功能。此外，針對國際上數控多線切割機床的發展趨勢，可以增加自動繞線功能，以提高設備自動化水平，節約人工手動繞線的時間，提高生產效率；研究砂漿中研磨材料配比以及供砂方式，可以提高硅片的加工質量；增加設置硅材料回收裝置，將被切割下來的硅材料從研磨液中分離出來供再次利用，進一步降低切割的損耗。

國產第三代數控多線切割機床的研制成功，將會打破國內φ200 mm硅片生產線上的最后一個瓶頸，打破國外產品市場壟斷，降低IC行業購置和運行成本，具有巨大的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]任麗.超薄太陽能硅片線切割工藝中懸浮液特性研究[J].太陽能學報，2008,03

篇9

Abstract： In view of the problems of broken wires in the process of high-speed wire cutting， this paper analyzes the cause mechanism of broken wire and important factors of the broken wire in detail and puts forward the preventive measures of broken wires in the process of high-speed wire cutting by the experience.

關鍵詞：高速走絲線切割；斷絲；防范

Key words： high-speed wire cutting；broken wire；prevent

中圖分類號：TG484 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）34-0112-02

0 引言

電火花線切割是特種加工中應用比較廣泛的一種加工。其機床按電極絲運動速度的不同可分為高速走絲電火花線切割機床和低速走絲電火花線切割機床，其中高速走絲電火花線切割機床因其操作簡單、成本低等優點而被高校實習普遍采用。但是高速走絲線切割加工經常會出現斷絲現象，斷絲影響了加工表面質量，降低了加工效率，頻繁的斷絲還會導致工件報廢。斷絲成了高速走絲線切割加工工藝發展的重大阻礙[1]。

東北石油大學工程訓練中心擁有4臺高速走絲線切割機床，主要應用于學生的工程實訓。在實訓過程中經常出現斷絲現象，影響實訓的順利進行。經過我校教師多年的潛心研究，目前已經很好地控制了斷絲問題。下面根據我們的經驗分析斷絲的基理和防范措施。

1 斷絲基理分析

高速走絲線切割加工中產生的斷絲，一般分為兩種情況，即正常磨損斷絲和非正常斷絲[2]。正常磨損斷絲是指在加工中由于放電腐蝕導致電極損耗，電極絲逐漸變細，直到最后電極絲不能承受正常的能量負載而燒斷。通過合理選擇影響加工的因素可以適當的延長電極絲的使用壽命。非正常斷絲則是指由于加工中某些因素導致切割過程不穩定、高頻電參數設置不合理使放電不穩、工作液濃度配置不當，以及加工條件的變化和漂移等原因造成的斷絲。非正常斷絲對工件的加工質量和加工效率產生很大影響，應盡量避免。

2 非正常斷絲分析和防范

加工過程中產生的非正常斷絲的因素有很多，其主要原因是加工過程不穩定所致，所有引起加工不穩定的因素都可能導致斷絲。

2.1 高頻電源參數引起的斷絲分析與預防措施

高頻電參數的選取直接影響到高速走絲電火花線切割加工的工件表面質量和加工的速度，而在加工中表面質量和加工速度又是相互制約的，所以在加工時電參數的選擇以及相互之間的協調非常重要，主要包括脈沖寬度、脈沖間隙和脈沖強度。脈沖寬度與脈沖間隙比值要合適，如果比值過大將明顯降低切割速度，影響連續進給，破壞加工的穩定性；比值也不能過小，脈沖間隙過小，工作液來不及進入縫隙恢復絕緣，很容易造成電弧短路而造成斷絲。在選用較大的脈沖強度時會使加工速度變快，但加工表面粗糙度值大，使加工不穩定性增加，也會造成斷絲。在加工中產生斷絲時，先排除是否因其它原因造成斷絲，若判斷是電參數選擇不當，要盡量選擇較低的峰值電流，調小脈沖寬度的同時增大大脈沖間隔，這里要注意，脈沖間隔不能太大，否則會使放電進給不能連續，產生斷路而停止切割。一般情況下，脈沖寬度與脈沖間隔的比值選取在1：3～1：5之間。

2.2 進給速度不當引起的斷絲與預防措施

加工時工作臺進給速度是否合適也是造成斷絲的重要因素。進給速度過快，會頻繁的出現短路現象，加工工件表面出現不穩定的條紋痕跡，上下斷面呈現燒傷現象，加工工件表面呈現焦褐色，一方面加工效率下降，另一方面極容易出現斷絲情況；進給速度太慢，加工經常空載，極間將偏于開路，會出現時而開路時而短路現象，特別是在加工厚工件時，更易斷絲。一般電極絲進給速度通過調整參數中的變頻（CF）數值來控制，進度速度要與電極絲腐蝕的速度相適應，同時還要考慮工件的厚度。當工件厚度小于10mm時，進給速度可以適當增加，變頻（CF）數值范圍可調至75～90之間；加工厚度大于50mm的工件時，要相應增加脈沖強度，變頻（CF）數值要盡量調小，一般不超過60，使進給速度變慢，這樣既可提高加工效率又可防止斷絲。

2.3 電極絲張緊力的影響與預防措施

在加工過程中，電極絲張緊力的大小對其使用壽命和出現斷絲現象具有一定的影響[3]。電極絲張緊力過于松會造成加工時電極絲抖動，加工表面精度下降，嚴重時電極絲跳出導輪槽，出現斷絲。因此，電極絲張緊力的大小應根據電極絲材料性能和直徑的不同，在電極絲抗拉強度允許的范圍內應盡可能大一些，從而達到較好的切割質量。需要注意的是電極絲都具有一定的延展性，在使用一段時間后，在拉力作用下被拉長使電極絲松動，應及時進行緊絲，避免造成斷絲。

2.4 工作液濃度和導電率的影響

電火花線切割加工時需要用專門的乳化液配制，主要起冷卻、絕緣和沖刷的作用。工作液的濃度和導電率對加工過程中放電是否平穩起到一定影響。工作液濃度過高，致使溶液的導電率變小，火花放電產生大量氣泡，導致電弧放電在空氣中進行，而工作液起不到放電介質和冷卻作用，電極絲在持續高溫下加速消耗最后燒斷。工作液濃度過低，其導電率變大，在加工時會經常出現短路現象，影響加工表面質量和加工效率，當脈沖電流過大時，將燒斷電極絲。因此，工作液要滿足使加工過程穩定并具有一定的絕緣強度，配制時一般按濃度5%～10%配制。在加工過程中可通過產生火花大小得知工作液導電率變化，從而適當調整。

2.5 工件變形或受污、有夾渣或成分不均造成斷絲與預防措施

加工時工件自身的組織、性能、形狀大小也會影響電極絲的正常工作。當切割厚度較薄的板材工件時，工件切開后部分產生錯位變形，容易將電極絲夾住，導致斷絲。此時，可以通過調高峰值高頻電流，增大脈沖寬度的方法，使電火花間隙加大，或用較粗的電極絲切割薄件等方法防止斷絲。對于含有殘余應力較大的工件，在切割時工件切開部分變形也會夾斷電極絲。此時，應考慮消除工件殘余應力措施及正確選擇切入口和切割路線[4]。當工件表面存在毛刺、鐵銹和污物時，容易造成集中放電或是放電不連續，出現刮絲或撞絲現象而引起斷絲。所以，線切割加工前要清除起始位置的毛刺和飛邊，如果工件表面有鐵銹或污物，須清理干凈，然后進行加工。加工時若多次在工件同一區域產生斷絲，加工條件改變后仍不見效，此時很可能是工件材料有夾渣、成分不均引起的?？刹扇≡龃箅娏鞣岛兔}沖間隔，減小脈沖寬度，如果允許降低工作液濃度，讓電極絲緩慢的切割通過此難加工區域，然后再調節到正常的加工速度進行切割。

3 結束語

在加工中，導致電火花線切割斷絲的因素是多方面的，通過實踐分析找出斷絲的原因，采取有效地預防和排除斷絲方法，可有效地提高電火花線切割的加工精度、加工質量和加工效率。

參考文獻：

[1]趙萬生.先進電火花加工技術[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]張健.高速走絲電火花線切割加工斷絲解決方案實證[J].科技傳播，2010，11（08）：6-8.

篇10

關鍵詞：高職；數控線切割；實訓；實際問題

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.006

1 引言

近年來，為了響應國家中國制造2025的重大戰略，提高生產一線數控技術工人的技術水平迫在眉睫。高職院校的數控實訓教學任務是培養基本功扎實的數控技術、技能人才，以適應當前社會需求。而數控實訓教學是培養人才的重要環節。數控線切割實訓在高職數控類實訓中必不可少，在該類實訓過程中，學生根據教室布置得實訓任務，在教師指導下可以按進度完成，但是如果遇到一些實際問題需要進行解決時，學生往往顯不夠自信。

本文以數控線切割實訓中的一個典型的實際問題為例，介紹了該問題的處理和解決辦法，旨在引導學生學以致用，最大程度的的理解和掌握所學知識和技能。

2 問題描述

在生活中，人們在家里衛生間、陽臺、廚房等地為了方便下水，都有可能會安裝地漏。但是，在有的地方安裝的地漏，需要接一個彎管，用來連接洗衣機等其他裝置。如果地漏上方的遮罩中間沒有通孔，或者通孔尺寸不足，就無法正常的安裝彎管。對于這種生活實際問題，需要利用數控線切割機床給據彎管的孔徑尺寸對地漏上方的遮罩進行重新開孔處理。只要所開孔的尺寸合適，大于或等于彎管孔外口徑，就能保證彎管通過地漏上方的遮罩。實物圖片如圖1所示。

3 問題解決途徑

針對該實際問題，應該在學生掌握基本數控線切割加工知識的基礎上，培養學生學會分析實際問題的能力。首先必須對問題進行分析整理。第一，需要開孔的是一個地漏上方的遮罩，因為該接個尺寸不大，厚度較小，所以在線切割機床上裝夾必須采用壓板，懸臂裝夾。第二。由于遮罩并不是完全封閉，中間有下水用的空隙，所以可以找一個合適的位置進行穿絲，進而進行線切割加工。第三，為了使彎管能順利通過遮罩必須保證正常的配合，可以使需開孔的尺寸大于彎管外徑尺寸1毫米左右。

根據上述分析，可以編制加工工藝，繪制加工圖形，做好加工準備，如圖2所示。

將加工之后，已開孔的遮罩能與彎管正常配合。如圖3所示。

4 結論與展望

本文就以數控線切割實訓中遇到的一個典型的實際問題為例，詳細介紹了該問題的分析、處理、解決方法步驟，能夠有效地讓學生w會學以致用，幫助學生更好的理解和掌握所學的數控線切割基本知識和技能，簡便實用，可操作性強，具有一定的現實指導意義，也為同類學生實訓解決一些實際問題提供了有效地參照依據。

參考文獻：

[1]李玉龍，廉良沖.數控線切割加工復雜文字的編程技術研究[J].新技術新工藝，2012，08，25 .

[2]周信安，張立昌.數控加工實訓第二版[M].西安交通大學出版社，2015（06）.