±1μm，高精密慢走丝加工有哪些技巧？

慢走丝机床属于高精密加工机床，当下先进的慢走丝加工已经达到了令人惊叹的精度水准，尺寸精度可控制在1μm以内，精密定位可实现纳米级当量的控制，表面粗糙度指标可达Ra0.05μm以内。

但有些工厂在使用慢走丝机床时，没有精密加工概念，以为好机床随便就能实现高精密加工。事实上，精密加工务必注意一系列加工细节。

01 高精密加工的工艺前提

慢走丝机床都带有工艺参数库，其工艺参数一般都是在具体条件下（如工件材料、电极丝、温度20±1℃、湿度40-80%等）试验得出的。如果下述条件发生变化或者不能达标，可能会导致加工结果产生偏差。

1）冲水规范：按标准参数加工时，水压表指示值与理论值相比较后，差值应小于0.5bar；

2）工件与喷嘴间隙：0.05~0.10mm；

3）表面粗糙度要求Ra≧0.35µm时可选用注重效率型的切割丝（推荐使用与机床随机所配相同类型的丝），当Ra<0.35µm时，为了获得好的加工表面，选用注重表面的镀锌丝进行加工；

4）精加工时，请保证水µS<10，尤其在精修加工时，请按工艺参数要求。必要时，请更换树脂或纯净水。

02

温度对加工精度的影响

为了进行高精确和高质量的慢走丝线切割加工，环境稳定必须符合规定的要求，不能有任何阳光的直射或气流，应监控温度变化。机床保证工作精度的温度范围为20±3º，如果温差较大，则会影响加工精度及表面粗糙度。

室温变化对加工精度有较大的影响，其影响反映在尺寸、位置、形状三方面。如下图所示，温度变化越大、工件尺寸越大，其受温度的影响就更明显。例如长度200mm的工件，温度相差5度时会产生0.01mm的尺寸误差。一个较大的零件最好在一次开机中完成，如果放了一个晚上，只是主切影响不大，但要是修切中停止就很难保证加工精度了。

室温变化对加工精度的影响

数控机床的热特性对加工精度有重要影响，几乎占到加工精度的半数以上。机床在长时间停止运行状态下和热平衡状态下的加工精度差异较大，究其原因，是因为数控机床的主轴和各运动轴在运行一段时间后，其温度相对维持在某一固定水平，且随着加工时间的变化，数控机床的热态精度趋于平稳，这就表明了即使是高精密的机床也只有在稳定的温度环境与热平衡状态下才能获得稳定的加工精度。在开机后就要投入高精密加工生产的情况，对机床进行预热是最基本的精密加工常识。然而，机床的“热身运动”这个准备环节被很多工厂忽视或者不知晓。

如果机床搁置状态达到多天以上时，建议在高精密加工前进行30分钟以上的预热；如果搁置状态仅为数小时，建议在高精密加工前进行5-10分钟的预热。预热的过程就是让机床参与加工轴的反复移动，最好进行多轴联动，比如让XYZ轴从坐标系的左下角位置移动到右上角位置，反复走对角线。执行的时候可以在机床上编写一个宏程序，让机床反复执行预热的动作。

03 与机床维护保养相关

慢走丝加工的精度与机床的维护保养状况直接相关，尤其是对运丝系统的维护保养。要注重以下这些方面：

1）需检查导电块冷却水是否正常。尤其是下导电块的冷却水是否有，因为切割的过程中会掉铜末，长期使用机床后可能会堵塞下导电块冷却水甚至下喷嘴加工用冲水，应进行清理、疏通；

2）下臂上的下导轮转动是灵活。检查并清洗；

3）收丝轮是否正常；

4）检查丝的张力及丝速，必要时重新调节；

5）检查并清洗导丝嘴和导电块。

04

防止加工变形影响加工精度

可以采取一定的措施对慢走丝加工的变形予以控制，防止变形对加工精度产生影响。

1）切割前的粗加工或应力释放切割

如果需要在一块材料上进行大面积切割，会使材料内部残余应力的相对平衡状态受到破坏，材料会产生很大的变形。我们可以先消除材料的大部分应力，办法是进行粗加工（粗加工），把大部分的余量先去掉，或者是进行释放应力的路径切割。

对于大件凹模的慢走丝加工，可以做两次主切，先将主切的偏移量加大单边0.1-0.2mm进行第一次主切，让其应力释放，再用标准偏移量进行第二次主切，如下图所示。

进行释放应力的粗加工减少变形

对于长的狭窄外形，先在此型孔内部进行释放应力的路径切割，再加工型孔外形，如下图所示，

释放应力切割

2）加工穿丝孔

切割凸模时，如果不加工穿丝孔，直接从材料外切入，如下图（a），因材料应力不平衡产生变形，会产生张口变形或闭口变形。可在材料上加工穿丝孔，进行封闭的轮廓加工，如下图（b）可明显减少慢走丝加工带来的变形。

（a）变形较大 (b)变形较小

加工穿丝孔减少变形

3）优化加工路径

一般情况下，最好将加工起割点安排在靠近夹持端，将工件与其夹持部分分离的切割段安排在加工路径的末端，将暂停点设在靠近坯件夹持端部位。一些加工中由于加工路径安排不合理，也是造成线切割加工变形的原因。如下图所示，比较合理的加工路径是：A→B→C→D……→A。如果按照顺时针方向：A→L→K→J……→A，由于切割开始就将工件与夹持部分切断，加工到程序的末段时，凸模的切割精度直接受到夹持不可靠因素的影响。

加工路径的安排

4）多型孔凹模板加工工艺优化

模板在慢走丝加工时，随着原有内应力的作用及线切割所产生的热应力的影响，将产生不定向、无规则的变形，使后面的切割吃刀量厚薄不均，影响了加工质量和加工精度。

针对此种情况，对精度要求比较高的模板，在多次切割加工中。第1次切割将所有型孔的废料切掉，取出废料后，再由机床的自动移位功能，依次完成型孔的修切：主切a腔，取废料→主切b腔，取废料→主切c腔，取废料→……→主切n腔，取废料→a腔修切→b腔修切→……→n腔修切，加工完毕。

这种切割方式能使每个型孔加工后有足够的时间释放内应力，能将各个型孔因加工顺序不同而产生的相互影响、微量变形降低到最小程度，较好地保证模板的加工尺寸精度。

但是这样加工穿丝次数多，工作量较大，更适合于带有自动穿丝机构的慢走丝线切割机床。这样切割完后经测量，形位尺寸符合高精度要求。

5）设置多段暂留量

大型、复杂形状的工件加工情况，应设置两处或以上的暂留量，设置多个起割点，如下图所示。编程时以开放形状的方式加工，编程前先把图形分解成多段，并分别串接起来，加工时先加工轮廓，最后加工暂留量部分。

设置多段暂留量