摘 要：在制造工業(yè)技術不斷進步的推動之下，傳統(tǒng)的機械加工已經逐漸被數控加工所取代，員工對這類加工的認知需求也變得越來越迫切，對于數控技術普遍都受國人較為容易理解為計算機控制原理，但對于電加工技術的認識就比較少了，有必要與大家共同探討數控電加工設備，了解未來工業(yè)成就的支柱。

關鍵詞：電加工技術；應用；發(fā)展

中圖分類號：TG661 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0044-02

前 言

傳統(tǒng)的機械加工技術歷史悠久，其極大地推動了人類物質文明以及生產技術的發(fā)展。但伴隨著現代科技的不斷進步，生產工藝變得復雜化，傳統(tǒng)的機械加工又嚴重制約了生產力的發(fā)展，已經不適應發(fā)展的需求。直到1943年前蘇聯拉扎林柯夫才擺脫了傳統(tǒng)的切削加工方法。利用電能來切削金屬。它是通過帶負電荷的工具電極各帶正電荷的工件之間產生一次火花放電，產生瞬時的高溫，使局部的金屬熔化、汽化而被蝕除掉，獲得“以柔克剛”的效果。下面我們從幾個方面談談數控電加工技術。

1 電加工的分類及其原理

根據放電加工原理及能量作用大致可分為：電火花加工、電化學加工、電子束加工、離子束加工、等離子弧加工等。電火花加工又稱放電加工，簡稱EDM。是通過工具電極各工件之間不斷產生脈沖性火花放電，靠放電時局部瞬時產生高溫把金屬蝕除下來的一種加工方法。電化學加工是通過電解溶液與金屬離子溶解加工。電子束加工是焊接過程中的一種溶化，氣化加工。離子束加工是蝕刻注入進行原子撞擊的一種動能加工。等離子弧加工是噴鍍過程通過涂覆熱能熔化的一種加工方法。

2 數控機床的發(fā)展及系統(tǒng)結構

數控機床的出現是在1952年美國的帕森斯公司和麻省理工學院伺服機構試驗所研制成功，直到1955年數控系統(tǒng)才投入實用性階段，我國數控機床的研制始于1958年清華大學研制的三座標數控機床，到了1966年誕生了第一臺用于直線——圓弧補的晶體管數控系統(tǒng)，即第二代數控系統(tǒng)，也就是現在線切割機床走線控制系統(tǒng)的初型。

使用微處理的CNC數控系統(tǒng)是目前使用最多的一種系統(tǒng)。也是現代計算機網格的必然控制手段。它的工作座標系是采用右手直角笛卡坐標系，在程序編制中，可根據圖紙尺寸的標注方法及精度要求可以任意選用絕對座標各相對座標系進行圖表程序處理。

3 電火花加工的分類

電火花加工在電加工行業(yè)中應用較為廣泛的一種加工方法，約占該行業(yè)的90%。參照工具電極和工件相對運動的方式不同，大致可分為電火花成型加工、線切割加工、電火花磨削加工、電火花同步共軛回轉加工、電火花高速小孔加工、電火花表面強化與刻字加工等六大類。其中線切割加工比例占了電火花加工的60%，電火花成型加工比例占了30%。隨著電加工工藝的不斷提高，線切割加工就成了先進工藝制作的重要標準。

4 電火花線切割加工的原理

線切割加工的基本原理是利用移動的細小金屬導絲（銅絲或鉬絲）作電極，對工件進行脈沖火花放電，通過計算機進給控制系統(tǒng)。配合一定濃度的工作液進行冷卻排屑，就可以對工件進行程序加工。

電火花線切割加工是利用電極絲與工件之間脈沖放電時產生的瞬間放電能量（熱效應），熔化、汽化工件材料而達到形狀及尺寸要求的一種加工工藝方法，簡稱線切割。

圖1所示為電火花線切割放電工作原理圖。工件與電極絲分別與脈沖電源的正負極相連，由于兩電極（電極絲和工件）微觀表面的凹凸不平，因此極間電場分布并不均勻。當電極絲和工件在絕緣工作液中靠近至一定距離時，離得最近凸點處的電場強度最高，極間介質（絕緣工作液）先被擊穿，形成放電通道。在電場作用下，通道內的負電子和正離子分別高速流向陽極和陰極，形成火花放電。電子和離子在高速運動中相互碰撞，陽極和陰極表面分別受到電子流和離子流的沖擊，使兩電極間隙內產生瞬時高溫熱源（通道中心溫度可達10000℃以上），使局部金屬材料被熔化和汽化。

5 電火花線切割加工分類及其控制方式

（1）按控制方式分為：靠模仿型控制、光電跟蹤控制、數字程序控制、微機控制等。

（2）按走絲速度分為：低速走絲方式（俗稱慢走絲）、中走絲方式（中走絲）和高速走絲方式（俗稱快走絲）。

現代的電加工設備已經很少靠模仿型控制和光電跟蹤控制方式?？熳呓z線切割主要是臺式單板機和柜式工控機兩種。臺式單板機主要以3B程序控制。個別的還用4B或5B格式。柜式工控機是近代網絡化的必然產物。采用的是國際標準化程序ISO代碼。以CPU依據的控制系統(tǒng)方式。慢走絲線切割的控制方式是以柜式工控機為主。極個別的是全智能化操作系統(tǒng)。國產的慢走絲一般是半自動控制方式。而國外進口機部分都是全自動操作方式。采用去離子水作工作液，只有在特殊精加工時才采用絕緣性能較好的煤油。

快走絲線切割的電極絲廣泛采用0.06～0.25mm的鉬絲作高速往復運動，它的運動速度為5～12m/s?？煽丶庸ぞ仍?.005～0.015mm左右。

0.25mm的鉬絲作中速往復運動，它的運動速度為8～12m/s。中走絲線切割的電極絲廣泛采用可控加工精度在0.001～0.015mm左右。精加工時采用慢速度1～3m/s。

慢走絲線切割的電極絲一般采用0.2mm銅絲作低速單向運動。它的運動速度低于0.2m/s?？煽丶庸ぞ仍?.002～0.005mm左右。也就是一條頭發(fā)絲的1/10到1/20。

6 控制介質

數控線切割機床的控制系統(tǒng)是根據人的“命令”控制加工的。所以必須先將要進行線切割加工的圖形用線切割控制系統(tǒng)所能接受的“語言”編制好命令。這種“命令”也就是加工程序。編程對于線切割加工來說是重中之重的技術核心部分。是產品尺寸達標與否、模具配合的主要控制手段?，F在流行采用的程序段格式主要是3B（個別擴充為4B或5B）格式，ISO格式。EIA（美國電子工業(yè)協(xié)會）格式。我國的數控線切割快走絲機床主要采用統(tǒng)一的五指令3B格式。

在IT時代的今天，信息網絡已融合在高科技制造行業(yè)當中，傳統(tǒng)的手工編程和紙帶控制方式已經不能滿足現代加工需要。程序的編制都已依賴于電腦來完成。目前的編程軟件主要有YH、CAXA、YCUT、AUTOP、HGD、ZCAD、AUTOP、ZCAD、CREO、UG。朝著自動編程技術發(fā)展的方向，軟件的開發(fā)不單在于圖形的程序編制簡單化，有的軟件還包含于機電一體化編程控制系統(tǒng)中。依賴掃描技術輔以4軸聯動或5軸聯動控制為基礎，結合多項的技術參數設置?？刂葡到y(tǒng)就能加工出理想的工件產品。

7 電火花線切割加工工藝

在電加工的技術角度來說，最重要的是在于它的工藝技術和技巧，只有工藝合理，才能高效率地加工出質量好的工件，分析圖樣是保證工件質量和工件綜合技術指標的第一步，其中加工路線和正確裝夾方法最為重要。加工操作主要在于電極絲的垂直度，脈沖電源的電參數調整，變頻進給速度控制等是表面粗糙度和加工精度的重要標志。

8 本校電火花技術發(fā)展歷史背景

電加工技術十幾年前已引進到學校，作為一門重要學科。由于生產效率低，技能單一，學校重視程度也隨之慢慢降低。2010年數控專業(yè)的再次興起，隨著學校的發(fā)展引進了較先進四軸聯動數控線切割機床、電火花機床，學校再一次將電加工技術，這門特種工提入重要課程。

9 總 結

從特種加工的角度來說，電加工是由電能轉換為熱能的一種結果，從數控加工來說又是以數字模式轉換為機械模式兩者相結合，成就了數控電加工設備在現代加工中的出色地位。

談了諸多電加工技術的優(yōu)越性，也結合學校的現有的設備，本人也對電加工技術也較感興趣，提出學校數控專業(yè)一新學科教材改為《數控電加工技術》、《數控電加工技術》（學生指導用書）、《數控電加工技術》（教師用書），同年主要參與組建了數控電加工車間，理論與實踐相結合的教學模式。讓專業(yè)課程更完善，讓學生掌握技能更全面。

參考文獻

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收稿日期：2018-4-10

作者簡介：劉桂勇（1978-），男，助理工程師，雙本科，主要從事機械類專業(yè)課程的教學工作以及計算機專業(yè)的專業(yè)課程教學工作。