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双丝EDM线切割技术
2008/7/3/09:35

由于线切割技术的成本不断上升，因此，为了提高精密EDM线切割机械的性能和降低其生产成本，双丝切割技术诞生，并作为一种强有力的生产工具而得到应用。

对于很多模具企业而言，由于市场的快速发展一方面要想方设法降低生产成本，另一方面又要千方百计缩短加工时间。当他们在与时间和成本战斗时，另一个伙伴—— 机床制造企业正在努力地帮助他们提高产品质量、产量和产品的经济性。以EDM制造商为例，他们正在采取多种方法，努力降低用户的操作成本。这些主要体现在以下几个方面：

1.提高EDM脉冲电源的效率，降低设备整体能耗。

2.强调降低线切割电极丝的运行速度，开发新型放电加工工艺技术。

3.提高粗加工的加工精度，减少修切次数。

4.提高细丝（φ0.1mm以下）EDM黄铜电极丝的加工速度和加工精度，因为在某些应用领域，它们可以代替粗丝（φ0.2mm以上）加工。

以上方法对于提高加工效率是非常有效的。此外，还可以将EDM线切割机床看作是加工中心，实现粗加工和精加工电极丝的自动互换，这样也可以达到提升效率和降低成本的目的。

满足小半径圆角加工

在对工件进行线切割加工时，应用双丝EDM线切割系统应首先使用粗丝，放电加工内部半径较大的轮廓，然后再自动地改换成较细丝进行小轮廓及精加工，并完成小半径圆角部分的加工（图1）。

图1 粗丝切割方法不能满足小半径加工的要求

从图2中可以看到，采用双丝切割技术，在节约费用方面的好处是显而易见的。通常，这一零件只能全部采用φ0.1mm的电极丝进行加工，这种加工方法耗费大量时间，并且在普通的EDM机床上转换不同直径的电极丝，耗时且非常麻烦，难以保证加工精度。

图2 采用双丝线切割技术可节约加工时间

满足多形状加工要求

许多零件的内部轮廓和外部轮廓要求采用EDM机床进行加工。如图3所示的应用领域，该工件内部和外部的多处细小部位具有较小半径的圆角，如果在普通的EDM机床上进行加工，至少可以采用两种方法解决这一工件的加工问题：

图3 采用不同直径的线切割技术可以加工多种零件

1.采用细丝加工完成外部轮廓和内部轮廓。

2. 采用细丝切割内部轮廓，然后用手工更换成粗丝，完成外部轮廓的切割加工。采用这一工艺也许可以达到较快的切割速度，但是会因为更换电极丝而损失时间，而且也会因换丝而增加费用。在大部分EDM机床上，更换电极丝是一个很费时间的过程，而且在实际更换过程中，电极丝的导向位置还需要重新调整。

如果采用双丝EDM机床（图4），则可以使用另外一种不同的加工方法进行加工：首先，如果需要加工的部位足够小，则可先用粗丝对其内部轮廓进行无芯切割。然后，利用双丝加工系统自动将电极丝转换成细丝，对内部轮廓进行精切割加工。最后，再更换成粗丝，完成零件的外部轮廓加工。

图4 FI2050TW精密数控线切割机床

这里特别要注意的是：由于电加工过程中，电极丝的导向位置可能会发生一些变化，因此，在对细小部位进行高精度加工时，如果要使用两种不同直径的电极丝，那么操作人员必须在放电加工前，对每一电极丝的位置进行验证（该过程可自动执行）。此外，在加工较大的零件时，如为了避免工件在放电加工过程中材料变形而引起定位不准确，可以先使用粗丝对工件外部轮廓进行粗加工，然后再开始对内部轮廓进行加工。

充分发挥电极丝性能的优势

随着电极丝材料成本的不断上涨，双丝EDM切割系统的优势将越来越明显。因为，使用双丝EDM系统加工工件，可以先使用高性能镀锌电极丝方便地完成粗加工任务，然后再自动更换成比较经济的黄铜电极丝进行精加工操作。这样，采用两种电极丝相结合的方法，可以充分利用镀锌电极丝加工速度的优势。

采用三种不同方法切割同一个具有高精度和高表面粗糙度要求的60mm工具钢工件，其加工结果如表所示。在这一应用领域中，采用两种不同的电极丝，其所节约的费用是非常明显的。

表采用三种不同线切割方法加工60mm工具钢工件

始终保持完美的加工质量

此外，还有些双丝EDM系统能够使工件的表面粗糙度达到Ra0.05μm的水平。为了达到这样的表面粗糙度水平，必须采用优质镀锌电极丝加工。但是，这种 φ0.2mm的优质镀锌电极丝价格通常比黄铜电极丝高出60%，为了降低运行成本，在粗加工时可采用黄铜电极丝，而精加工时则采用镀锌电极丝。这样使用粗丝对大厚度工件进行细丝无法实现的粗加工，再使用细丝进行最后的精加工，可以使精加工切割中应用的高价电极丝得到有效利用。

实现上述加工的前提需要机床具有很高的自动化程度，FI2050TW机床的前部可以安装两卷＜8kg的电极丝（图5），后部可以安装一卷16kg或25kg的电极丝。这样双丝系统使得机床从一卷丝自动的换到另一卷丝。