一、加工原理:
數控電火花線切割是在電火花成形加工基礎上發(fā)展起來的，簡稱數控線切割，圖 6-1 所示為其基本工作原理。工件裝夾在機床的坐標工作臺上，作為工件電極，接脈沖電源的正極；采用細金屬絲作為工具電極，稱為電極絲，接入負極。若在兩電極間施加脈沖電壓，不斷噴注具有一定絕緣性能的水質工作液，并由伺服電機驅動坐標工作臺按預先編制的數控加工程序沿 x 、 y 兩個坐標方向移動，則當兩電極間的距離小到一定程度時，工作液被脈沖電壓擊穿，引發(fā)火花放電，蝕除工件材料。控制兩電極間始終維持一定的放電間隙，并使電極絲沿其軸向以一定速度作走絲運動，避免電極絲因放電總發(fā)生在局部位置而被燒斷，即可實現電極絲沿工件預定軌跡邊蝕除、邊進給，逐步將工件切割加工成型。
二、加工特點
1、數控線切割加工是輪廓切割加工，勿需設計和制造成形工具電極，大大降低了加工費用，縮短了生產周期。
2、直接利用電能進行脈沖放電加工，工具電極和工件不直接接觸，無機械加工中的宏觀切削力，適宜于加工低剛度零件及細小零件。
3、無論工件硬度如何，只要是導電或半導電的材料都能進行加工。
4、切縫可窄達僅 0.005mm ，只對工件材料沿輪廓進行“套料”加工，材料利用率高，能有效節(jié)約貴重材料。
5、移動的長電極絲連續(xù)不斷地通過切割區(qū)，單位長度電極絲的損耗量較小，加工精度高。
6、一般采用水基工作液，可避免發(fā)生火災，安全可靠，可實現晝夜無人值守連續(xù)加工。
7、通常用于加工零件上的直壁曲面，通過 X-Y-U-V 四軸聯(lián)動控制，也可進行錐度切割和加工上下截面異形體、形狀扭曲的曲面體和球形體等零件。
8、不能加工盲孔及縱向階梯表面。
線切割機床的分類
線切割機床一般按照電極絲運動速度分為快走絲線切割機床和慢走絲線切割機床，快走絲線切割機床業(yè)已成為我國特有的線切割機床品種和加工模式，應用廣泛；慢走絲線切割機床是國外生產和使用的主流機種，屬于精密加工設備，代表著線切割機床的發(fā)展方向。
此外，線切割機床可按電極絲位置分為立式線切割機床和臥式線切割機床，按工作液供給方式分為沖液式線切割機床和浸液式線切割機床。
線切割機床的工藝范圍
數控線切割加工已在生產中獲得廣泛應用，目前國內外的線切割機床已占電加工機床的 60 ％以上。圖 6-2 為數控線切割加工出的多種表面和零件。
一、加工模具
適用于加工各種形狀的沖模、注塑模、擠壓模、粉末冶金模、彎曲模等。
二、加工電火花成形加工用的電極
一般穿孔加工用、帶錐度型腔加工用及微細復雜形狀的電極，以及銅鎢、銀鎢合金之類的電極材料，用線切割加工特別經濟。
三、加工零件
可用于加工材料試驗樣件、各種型孔、特殊齒輪凸輪、樣板、成型刀具等復雜形狀零件及高硬材料的零件，可進行微細結構、異形槽和標準缺陷的加工；試制新產品時，可在坯料上直接割出零件；加工薄件時可多片疊在一起加工。
線切割機床的主要技術參數
線切割機床的品種規(guī)格較多，主要技術參數包括機床尺寸參數及加工范圍參數、加工精度參數、電參數、運動參數等。表 6-3 為線切割機床的常見尺寸參數及加工范圍參數，其余參數可參見表 6-1 、 6-2 。
線切割機床的基本組成
各種線切割機床的結構大同小異，圖 6-3 示出了兩種線切割機床的外觀，可分為主機、脈沖電源和數控裝置三大部分。
坐標工作臺：
坐標工作臺用以裝夾工件，如圖 6-4 所示。下拖板通常與床身固定聯(lián)接；中拖板置于下拖板之上，可沿橫向導軌作 X 坐標方向往復移動；上拖板（工作臺）則置于中拖板之上，可沿縱向導軌作 Y 坐標方向往復移動。線切割加工時通過控制系統(tǒng)發(fā)出進給信號，控制兩個驅動電機帶動拖板沿兩個坐標方向各自移動，合成各種平面圖形曲線 軌跡，進行加工。工作臺的移動精度直接影響工件的加工質量，因此各拖板均采用滾珠絲杠傳動副和滾動導軌，便于實現精確和微量移動，且運動靈活、平穩(wěn)。
與其它數控機床一致，線切割機床的坐標系符合國家標準，以右手直角笛卡兒坐標系為基礎，參考電極絲相對靜止工件的運動方向來決定：面向機床正面，橫向為 X 方向，且絲向右運行為 X+ 方向，向左運行為 X- 方向；縱向為 Y 方向，且絲向外運行為 Y+ 方向，向內運行為 Y- 方向。
走絲機構：
走絲機構使電極絲以一定的速度連續(xù)不斷進入和離開放電區(qū)域，是線切割機床區(qū)別于普通機床的主要標志，如圖 6-5 、 6-6 所示。
一、快走絲機構
快走絲機構的電極絲材料一般采用鉬絲，細而長的鉬絲以一定張力平整地卷繞在儲絲筒上，儲絲筒通過彈性聯(lián)軸器與驅動電機相連，作旋轉運動，同時沿軸向移動，走絲速度等于儲絲筒周邊的線速度。為重復使用該段鉬絲，儲絲筒下方的 走絲溜扳 上置有左、右行程撞塊，當儲絲筒軸向運動到鉬絲供絲端終端時，行程撞塊碰到行程開關，立即控制儲絲筒反轉，使供絲端成為收絲端，鉬絲反向移動，如此循環(huán)交替運轉，實現鉬絲的往復運動。在運動過程中，鉬絲由絲架支撐，并依靠上、下導輪形成鋸弓狀。
二、慢走絲機構
慢走絲機構主要包括供絲繞線軸、伺服電機恒張力控制裝置、電極絲導向器和電極絲自動卷繞機構。電極絲材料一般采用成卷的黃銅絲，可達數千米長、數十公斤重，預裝在供絲繞線軸上，為防止電極絲散亂，軸上裝有力矩很小的預張力電機。切割時電極絲的走行路徑為：整卷的電極絲由供絲繞線軸送出，經一系列輪組、恒張力控制裝置、上部導向器引至工作臺處，再經下部導向器和導輪走向自動卷繞機構，被拉絲卷筒和壓緊卷筒夾住，靠拉絲卷筒的等速回轉使電極絲緩慢移動。在運行過程中，電極絲由絲架支撐，通過電極絲自動卷繞機構中兩個卷筒的夾送作用，確保電極絲以一定的速度運行；并依靠伺服電機恒張力控制裝置，在一定范圍內調整張力，使電極絲保持一定的直線度，穩(wěn)定地運行。電極絲經放電后就成為廢棄物，不再使用，被送到專門的收集器中或被再卷繞至收絲卷筒上回收。
作液循環(huán)過濾系統(tǒng)：
線切割加工時由于切縫很窄，順利排除電蝕產物是極為重要的問題，因此工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)是機床不可缺少的組成部分。其作用是充分地、連續(xù)地向放電區(qū)域供給清潔的工作液，及時排除其間的電蝕產物，冷卻電極絲和工件，以保持脈沖放電過程持續(xù)穩(wěn)定地進行。
一、快走絲工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)
快走絲線切割時采用的工作液一般是 5 ％ ～ 15 ％濃度的油酸鉀皂 乳化液，液壓泵抽出儲液箱里的工作液，流經上、下供液管 被壓送到加工區(qū)域，隨后經坐標工作臺中的回液管流回儲液箱，經過濾復原后，繼續(xù)使用，如圖 6-9 所示。
二、慢走絲工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)
慢走絲線切割時一般采用去離子水做工作液，即將自來水通過離子交換樹脂凈化器去除水中的離子后供使用，圖 6-10 所示為工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)原理圖。泵 P 2 抽出清液槽里的工作液，流經工作液溫度控制裝置被壓送到加工區(qū)域，隨后經加工槽中的回流孔及管道流回污液槽；再由泵 P 1 抽出污液槽里的污液，經過濾器過濾后，一部分直接流入清液槽，另一部分通過離子交換樹脂凈化器后流入清液槽。泵 P 2 抽出的工作液由電阻率控制裝置通過測量水的微弱電流值而測定電阻率，利用電磁閥的開關調整通過離子交換樹脂凈化器的水量，保持恒定的電阻率。
脈沖電源：
一、作用
電火花線切割用的脈沖電源的作用是把工頻交流電流轉換成一定頻率的單向脈沖電流，以供給火花放電間隙所需要的能量來蝕除金屬。脈沖電源對線切割加工的生產率、表面質量、加工速度、加工過程的穩(wěn)定性和電極絲損耗等技術經濟指標有很大的影響，應給予足夠的重視。
二、分類
電火花線切割加工脈沖電源可按多種方式分類，現就機床上常用的類型做一簡單介紹。
晶體管矩形波脈沖電源廣泛用于快走絲線切割機床；并聯(lián)電容式脈沖電源可以實現窄的脈沖寬度和高的峰值電流，且易于控制，已在慢走絲線切割機床上用得很多；高頻交流式脈沖電源可以得到微小的單個脈沖放電能量，可用于微細精表面的加工；無電解作用式脈沖電源能使間隙電壓的平均值等于零，且加工表面不發(fā)生電解腐蝕、無電解變質及陽極氧化層，可控制加工表面硬度不下降，不僅可以提高模具零件壽命，而且可以大幅度削減研磨工作量。
受加工表面粗糙度和電極絲允許承載電流的限制，線切割加工總是采用正極性加工，電源的脈寬較窄，單個脈沖能量、平均電流一般較小。
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