近年来，随着工件加工难度的不断提高，模具零件的复杂程度、零件的精度和加工表面的质量，对加工机床设备的要求越来越高，对线切割产品的性能要求也越来越高。 复杂的工件通常由具有许多不同尺寸和角度的过渡连接的公司生产，例如尖角、圆角或钝角，这些角统称为角。 由于有棱角的工件需要弯曲，因此不能直线切割，使复杂的工件难以加工。 因此，如何实现复杂多角工件的高精度、高表面质量电火花加工一直是该领域的技术难题。
线切割（wire-EDM）是一种基于电火花加工原理的切割技术，利用丝线工具电极，即电极丝进行精密加工，主要采用放电切割方法加工各种多角复杂工件。 由于电火花加工脉冲放电时间短，伴随着电、磁、热、化学腐蚀等复杂的物理过程，在较短的时间内，两个电极之间有一个放电通道，在通道内形成局部瞬态高温能量，直接蒸发或液化化学材料。 基于上述加工原理，线切割具有宏观力小、非接触加工、材料适用性广、加工质量高等特点，特别适用于加工多角件、难加工模具零件和形状复杂的工件。 现有技术表明，电极丝上有裂纹将有利于切割，即包裹在电极丝芯材表面的表层断裂可以提高切割速度，但也可以降低电极丝的抗拉强度，使电极丝容易被拉断而不能继续切割， 解决这一技术问题的办法通常是增加芯材的直径，并在芯材和断裂面层之间增加一个连续的过渡层。但上述电极丝只能对加工难加工的工件进行1次修复2次，即当同一根电极丝加工缓慢时，工件最多只能切割3刀，其中第1刀是粗加工，第1刀是精细的，第4刀中的电极丝容易断裂， 在切割过程中会出现明显的停顿，复杂工件的拐角无法切割。因此，设计了一种高精度电火花线切割涂层线，以实现对有角的难加工工件的高效切割。 电镀灯丝设计。
如图1所示，所设计的电镀线包括丝线形状的芯材和覆盖在芯材表面的面层，所述面层包括附着在芯材表面的基层，所述基层包括多个间歇性附着在芯材表面的不规则多边形大块， 在相邻的大块之间设置第一裂缝;它还包括附着在基层表面的表层，每个大块的外表面附着在多个不连续的多边形小块上，相邻的小块之间设置有不规则的第二裂缝，所有小块和所有第二裂纹共同构成表层。
现在从以下三个方面具体分析一下如何设计涂层线的芯材、基层和面层结构。 （1）涂层线的芯材需要承受大电压和高电流密度，限制了电极线的损耗和热软化的减少和强度的降低，表面结构的电极线有效地降低了精加工放电时的第一力和水压， 并减小加工间隙向加工路径后方的压差推力，从而减缓电极丝的滞后效应，提高小圆弧和边角的加工质量。在进行慢速线材加工时，可以用多把刀具切割工件，先用刀具粗加工，然后进行多刀具细化，用同一根电极丝重复多刀具细化，电极丝不易断裂，切割过程中没有停顿，较复杂的工件可以在拐角处高效切割。 （2）涂层线芯材表面粘附在面层基层上，基层断裂。 基层由多个间歇性分离的不规则多边形块组成，第一裂纹排列在相邻块体之间，芯材与面层之间没有连续的过渡层，即芯材表面会通过第一裂纹部分暴露在空气中， 但这种结构并不降低电极丝的抗拉强度，而且电极丝不仅不容易被扯掉，而且可以多次切割工件，甚至可以切割1次修复10次，特别是在切割工件中难以加工的边角时。这是因为难加工工件的边角精度受到切割放电过程中电极丝的**力和高压冲洗对加工间隙向加工路径后部的压差推力引起的滞后的影响。 放电电流越大时，加工放电间隙中的力越大，电极丝上的反向推力越大; 水压越高，加工间隙向加工路径后方的压差力越大，这种滞后效应反映在切削小圆弧时加工角的塌陷上。 这种断裂的底座结构可以有效地减缓卸荷力和高压冲洗，从而提高拐角加工精度和表面质量。 （3）表层大块状裂纹和第一裂纹和小块状裂纹和第二裂纹共同构成表层，具有两级裂纹的网状裂纹结构直接穿过芯材外表面的表层布置，具有两级裂纹的网状裂纹结构可以更好地解决降低电极丝抗拉强度引起的问题通过断裂，即表层的网状裂纹结构不会过度降低电极丝的抗拉强度，并且电极丝在多次切割难加工工件时不会断丝，从而使芯材的直径不能增加。无需在芯材与断裂面层之间添加连续过渡层，制备由于基层表面的第一裂纹不是纵向裂纹，因此在切割过程中没有停顿，复杂难加工的工件可以在拐角处平滑切割。 此外，不规则的网状断裂结构比规则有序的表面结构更有利于切削难加工的工件。 由于电火花线切割是通过放电热加工的，工件表面材料因放电产生的高温而熔化，然后在淬火冷中出现变质层，变质层容易产生微裂纹，这是由于电极间隙对电离干扰的消除不足所致， 放电点不分散，多次在同一切割中形成放电。然而，这种纵横交错的不规则网络断裂结构有效地减少了电容效应引起的高能量释放和工作流体中电蚀产物（如液体残留物）引起的集中放电。 特别是在1个以上修整6的精炼中，这种结构的电极丝使电极间隙充分消除电离干扰，放电点分散均匀，放电过程稳定，从而获得优良的表面质量。 设计的涂层电极丝切掉了难加工的工件，抛光后表面基本没有线痕，提高了加工工件的表面质量。 
采用上述设计的电火花线切割难加工工件的涂层线作为实施例，采用独创技术伽马涂层线、镀锌电极线和黄铜电极线作为对比案例，在日本三菱MV1200R机床对材料进行SKH-9工件电火花切割加工，工件如图2所示， 切割工件分别进行精密测试和表面测试，具体包括工件尺寸精度、工件角度精度、工件抛光面线痕和工件表面粗糙度。加工机况见表1，各种电极线切割工件的加工情况见表2。 根据表2，总结分析了各种电极线切割工件的应用案例和测试结果，如下。
1）实施例案例中涂层线切割的难加工工件的尺寸精度为（2 3）m，其值小于对比案例中的（5 7）m，说明切割工件的尺寸精度高。（2）实施例中电镀线切割难加工工件的角精度为（0.）。5 1） m，比比情况下的 （2 4） m 小得多，表明切割工件的角精度很高。（3）抛光后工件的表面线条标记表示工件的表面粗糙度，用于表征切割后工件的表面质量。 在实施例中，对涂层线切割难加工工件进行抛光后，工件表面基本没有线痕，最多只有一个，有效提高了被加工工件的表面质量; 在比较案例中，对难加工工件进行抛光后，工件表面有3 5条线痕，严重降低了加工工件的表面质量。 （4）工件表面粗糙度用于表征工件表面质量，粗糙度值越小，表面质量越高。 在实施例中，涂层线切割的难加工工件的工件表面粗糙度值为Ra0345~0.352 米，小于 0385~0.485 m，表示多角复杂工件表面采用设计的涂层线切割，多角复杂工件采用上述设计采用电火花丝切割，在工艺试验和用户实际生产中均取得了良好的效果。 与原有技术相比，抛光后工件的尺寸精度、角度精度、表面线痕和表面质量都有了明显的提高，提高了加工工件的精度和表面质量，为企业创造了更大的经济效益。 原作者： 梁志宁， 林火根， 吴彤， 李攀.
作者单位： Ningbo Bode Hi-Tech Co.， Ltd. ***