纳米级慢走丝加工

在零部件生产加工车间，线切割是机械零部件生产的一个重要的环节。其中，慢走丝则是零件生产车间最精密的线切割加工技术之一。 线切割简称WEDM，全称为电火花线切割加工，它的工作原理是利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电，使表面局部微量的金属气化、切割成型。

线切割加工技术的优点

线切割主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，比如成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极，各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等等。在加工过程中，第一次切割成形加工一般采用较大电流，在第二次和第三次加工时使用小电流。此外还可以控制最小脉宽。电火花切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花切割机（俗称快走丝）、低速单向走丝电火花线切割机（俗称慢走丝）和立式自旋转电火花线切割机。

各个档次的慢走丝加工技术

（1） 顶级慢走丝加工机床

顶级慢走丝加工机床，代表了慢走丝加工技术的最高水平。它是利用连续移动的电极丝，对工件进行脉冲火花放电，蚀除金属、切割成型的一种加工方法。能够支持医疗、航空产业等精密零部件加工和模具加工的高精度电火花线切割机。这类机床的加工精度能保证在0.002mm以内，最高加工效率可达400~500mm²/min，表面粗糙度可达Ra0.05µm，具备完美的加工表面质量，表面几乎无变质层，能使用φ0.02mm的电极丝进行微精加工，主机大都具有热平衡系统，一些机床采用在油中进行切割和加工。这类机床自动化程度高，可用CNC进行编程，直接完成模具的精密加工，所加工的模具寿命已达到机械磨削的水平。这类机械设备通常由欧美国家和瑞士制造。

（2） 高档慢走丝加工机床

该类机器设备拥有自动穿丝功能，无电阻防电解电源，整体热恒定系统，能采用Φ0.07mm电极丝进行切割，精度在±0.003mm左右，最高加工效率能达到300mm²/min以上，表面粗糙度能达到Ra＜0.2µm，具有适时检测工件截面变化、实时优化放电功率功能。这类机床也广泛用于精密冲压模加工。这类机床通常由日本、瑞士制造居多。

（3） 中档慢走丝加工机床

其配置和性能满足了国内大多数精密线切割加工的要求。一般都采用无电阻防电解电源，具有浸水式加工、锥度切割功能。实用的最高加工效率为150~200mm²/min，最佳表面粗糙度达到Ra＜0.4µm，切割精度可达±0.005mm，一般采用Φ0.1mm及以上的电极丝进行切割，配备防撞保护系统，可避免由编程错误或者误操作引起的碰撞受损，配备或者可选配自动穿丝机构。这类机床一般是由瑞士和日本公司在中国制造工厂生产，一些台湾机的技术水准也能达到。
These mid-range slow-speed wire EDM machines are usually manufactured in Chinese factories by Swiss and Japanese companies, and some Taiwanese machines also reach comparable technical levels.

（4） 入门级慢走丝加工机床

其配置和性能满足国内普通模具与零件加工要求。一般多使用切一修一，切一修二的工艺，能稳定达到表面光洁度在Ra0.8µm,加工精度在±0.008mm，大多只能使用0.15mm及以上的电极丝进行切割，加工的表面细微组织、拐角，与先进的机床有一定差距。这种设备通常是由中国国内自主研发或者台湾机床。

我司拥有日本西部慢走丝线切割机器

日本西部M50B是我司正在使用的一款慢走丝机型，相对其它的普通机型，具有明显地优势：

1、 切割倾斜/斜度支持

有些机型只支持很小U/V倾斜角度或者斜切能力很弱，日本西部提供±60mm 的 U/V 行程加±10° 的斜切能力，在较厚工件中也能做倾斜切割。对需要制作斜边、斜壁或复杂型腔中有角度 / 倾斜面的零件，这个功能可以减少加工难度和工序数。

2、 线穿丝/自动化准备时间:

一般机型在线段之后重新穿丝或需要准备多道工序费时，人工干预多，但M50B标配自动穿丝与线供应，对生产节拍和效率友好。标配自动线穿丝 (auto wire threader)；也有自动线供应 (AWF) 系统；标准配件中包括液压 /水箱 /冷却 /过滤等系统比较完善。

3、 精度随时间、温度、机器老化下的稳定性

滚珠丝杠或者非刮研床身的机型在长期使用后容易产生间隙、热变形，精度降低。Seibu 用手工刮研铸物床身 +结构设计稳定 +良好热管理，保持精度。公称精度约 ±3 微米（pitch 精度）。在要求精密切割、多次切割累积误差要小的模具型腔、医疗器械零件等领域非常重要。

4、 表面粗糙度、切割后的修整需求

有些机型切割面粗糙，需要后续抛光或加工补偿，而M50B 的 Super fine finish 电路等功能能直接产出较好表面，减少修整需求，X×Y×Z≈500×350×310mm(约19.7×13.8×12.2英尺)，如果模具或零件需要较好表面不希望后续大量修整 /抛光，则这个特性能节省人工 + 时间。

5、 工件尺寸、厚度限制

有些设备适合小型或中型工件，但厚型工件 /大尺寸设备受限，M50B 的工作行程和工作台承重、尺寸允许厚度/尺寸较大的工件加工。最大工件重量约 800 kg；工作台尺寸 /夹具使用灵活。对于重工件 /厚型腔 /大型铸件 /金属块等的加工，这样的承重和工作台稳定性是必须的。

6、 机床结构与制造品质

日本制造；基体材质（铸物）经精刮（hand scraped）加工以减小变形；刚性好，整体结构稳定性强。在长时间运行、温度波动大的环境中能更好保持精度；对模具厂或者在精密夹具精度要求高的哪类公司尤其有价值。

需要注意的地方

在某些情况下，M50B可能不是最佳机型：

虽然精度约 ±3 µm 很好，但某些非常高端机型（比如更高端系列，如 Seibu 的 MM 系列或 Ultra/高精度专用线割机）能做到 ±1 µm，这些在极微细/极精密应用里可能更好。

切割厚度与斜切角度在很高倾斜 /厚度时可能会受限，即使支持 ±10°，在较厚工件斜切时效果与表面质量可能稍有影响。

成本较高。高精度、自动化、结构优良的机型，设备本体价、维护成本、操作要求都比基础线割机高。