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电火花线切割拐角加工精度的实时预测 荆晓雪 北京邮电大学自动化学院，北京（100084 ） E-mail ：collean@126.com 摘 要：本文介绍电火花线切割加工机理及影响拐角加工精度的因素；分析比较目前对于拐 角加工精度采用的各种方法。在此基础上提出一种新的实时预测方法，摆脱以前采用方法的 弊端，并用实验加以验证其正确性，对日后提高拐角加工精度的控制有一定意义。 关键词：电火花线切割，拐角加工精度，实时预测 1. 电火花线切割概述及其发展动态 1.1 电火花加工及电火花线切割加工概述 电火花加工（Electrical discharge machining ，简称 EDM ）是基于正负电极间脉冲放电 时的电腐蚀现象对材料进行加工的，又称为放电加工、电蚀加工、电脉冲加工等。它是一种 将电转化成热能来去除工件的加工方法。电火花加工从20 世纪50 年代开始研究并逐步应用 到生产中[1]，历经半个多世纪的研究和发展，到目前已成为制造技术中重要分支。 电火花线切割加工（Wire electrical discharge machining ，简称 WEDM ）是在电火花加工 ２、３ 基础上发展起来的一种新的工艺形式，是用线状电极（通常直径为0.05～0.3 mm[ ] ）对 工件进行脉冲放电而实现加工的。电火花线切割加工具有加工余量小、加工精度高、生产周 期短、制造成本低等突出优点。线切割加工技术已经得到了迅速发展，逐步成为一种高精度 和高自动化的加工方法，在超硬材料、复杂型面、精细表面、低刚度零件和模具等加工领域 中，已成为不可缺少的工艺方法。 1.2 国内外电火花线切割加工技术研究现状 自1956 年前苏联生产出第一台电火花线切割机床至今已有50 多年历史,在此期间无论 国外还是国内电火花线切割都经历了巨大的变化，从最初的靠模电火花切割机床，到光电控 制电火花线切割机床，到数控电火花线切割机床以及一系列加工技术、工艺方法的改进，使 得电火花线切割加工已成为目前应用最为广泛的特种加工方法，并愈来愈引起人们的关注和 重视[4] 。 目前我国生产和使用的绝大多数为快速往复走丝的电火花线切割机，而国外生产和使用 的则主要为慢速单向走丝电火花线切割机，两者相比，除了采用的工艺不同外，无论在精度、 功能、自动化程度、可靠性、加工稳定性和加工工艺指标方面，前者较后者水平均明显低一 个档次。我国的WEDM最大加工速度为266mm2 2 /min, 国外达500mm /min;我们的尺寸精度为 0.01mm，国外达2-5µm，表面粗糙度我们一般为Ra1.25µm，最好为Ra0.6-1µm ，而国外则小 于Ra0.3µm[5] 。 2. 电火花线切割加工精度及其控制的发展动态 长期以来加工精度一直是电火花线切割加工所追求的重要性能之一。尤其是近来随着高 科技产业的不断进步，在模具以及工件的加工方面对电火花线切割加工机的加工精度的要求 越来越高。比如在半导体的引线框架的穿通模具的制作中，对加工面的垂直精度，棱角的形 状精度的要求都在1µm 以内。因此对电火花线切割拐角加工精度的分析是十分必要的。 -1- 2.1 影响因素 影响电火花线切割拐角加工精度的因素主要分为以下几种： １）粗加工中电极丝在放电及工作液压力的作用下出现弯曲，而滞后于上下导向器。当转弯 时，上下导向器已改变方向，加工区的电极丝中心还未到达拐角点，就要跟随改变方向了， 从而造成了过切。凸模拐角处产生塌角，凹模拐角处多出相应部分。凹模多余部分在精加工 中可以修掉，但凸模却无法弥补，从