隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各類產(chǎn)品對加工工藝的要求越來越高，同時對線切割加工技術(shù)也提出了更高的要求。電火花線切割機(jī)適用于加工高硬度、高熔點(diǎn)的材料，比傳統(tǒng)切削加工具有很大的加工優(yōu)勢，但是它的加工效率、加工精度等受脈沖電源、電極絲材料、機(jī)床精度、制造成本等各方面的因素限制。所以為了適應(yīng)工件加工要求，國內(nèi)外研發(fā)出了閉環(huán)交直流伺服控制系統(tǒng)、自適應(yīng)電源短路自動回退等技術(shù)，使得線切割機(jī)的工藝達(dá)到相當(dāng)高的指標(biāo)。

　　1、提高電火花線切割機(jī)床精度

　　通常線切割機(jī)床采用的是3相6拍步進(jìn)電動機(jī)和兩極齒輪減速作為進(jìn)給系統(tǒng)。步進(jìn)電動機(jī)的相變電流趨于正弦函數(shù)，所以由相變電流和電動機(jī)的轉(zhuǎn)角關(guān)系可知當(dāng)電動機(jī)相變電流較大時，輸出力矩同時增大，但是這同時也導(dǎo)致了工作臺的不穩(wěn)定，影響被加工件的表面精度。其次，電機(jī)采用齒輪驅(qū)動，而齒輪在嚙合時由于制造、裝配、磨損等更方面的因素會造成沖擊、振動，導(dǎo)致傳動不平穩(wěn)，所以線切割機(jī)床的加工精度會受到影響。

　　針對上述兩種現(xiàn)象，為提高機(jī)床傳動的精度，首先可以將機(jī)床原有的3相6拍步進(jìn)電動機(jī)改為5相10拍步進(jìn)電機(jī)，這種轉(zhuǎn)換可以減小電流最大相對變化率到31%(轉(zhuǎn)變前可達(dá)50%)，減小輸出力矩，從而提高機(jī)床的傳動精度。而針對電機(jī)齒輪傳動所造成的誤差，可以通過提高嚙合對數(shù)的方式來減小誤差。因此，可以將原來的兩對齒輪嚙合改為一對齒輪嚙合，使齒輪反轉(zhuǎn)時造成的誤差減小。

　　2、開發(fā)新型走絲系統(tǒng)

　　線切割加工對電極絲的基本要求是加工過程穩(wěn)定和自動穿絲。現(xiàn)階段己經(jīng)研發(fā)出雙絲系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)同一臺機(jī)床上自動交換兩種材質(zhì)、直徑的電極絲，粗、細(xì)絲分別采用相互聯(lián)鎖的兩套走絲系統(tǒng)，其換絲時間不超過45s，兩種絲交替工作，分別負(fù)責(zé)精加工和粗加工，有效的提高了加工效率和加工精度。

　　另一方面，我國的旋轉(zhuǎn)電火花機(jī)床雖然己經(jīng)誕生十多年了，但是它仍舊采用的是往復(fù)走絲。雖然往復(fù)走絲具有可以避免頻繁換絲、對機(jī)床制造和控制要求低等優(yōu)勢，但是往復(fù)走絲需要在空間狹小的回轉(zhuǎn)頭內(nèi)設(shè)置排絲和換向機(jī)構(gòu)，增加了回轉(zhuǎn)頭的工藝復(fù)雜度。所以己有學(xué)者提出了結(jié)合立式旋轉(zhuǎn)線切割機(jī)和單向走絲方式相結(jié)合的新型旋轉(zhuǎn)走絲機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)的電極絲運(yùn)動模塊由拉絲和放絲機(jī)構(gòu)組成，回轉(zhuǎn)頭有上下兩個且具有旋轉(zhuǎn)功能，同時須將與電極絲運(yùn)動相關(guān)的各構(gòu)件都置于旋轉(zhuǎn)臺上從而避免絲的扭轉(zhuǎn)、卡滯和纏繞等現(xiàn)象。另外，該種立式旋轉(zhuǎn)單向走絲機(jī)構(gòu)通過控制拉、放絲速度來控制電極絲張力，消除放電作用力和加工過程中產(chǎn)生的電磁力和摩擦力等。雖然立式旋轉(zhuǎn)單向走絲機(jī)構(gòu)相比現(xiàn)有的走絲系統(tǒng)具有很大的優(yōu)勢，但是仍缺少可采用的成熟的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)上具有相當(dāng)難度。

　　3、多軸聯(lián)動電火花數(shù)控加工系統(tǒng)開發(fā)

　　電火花線切割可加工高硬度、高熔點(diǎn)的材料，但是對于加工復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)具有一定的局限性，所以多軸聯(lián)動數(shù)控加工系統(tǒng)的開發(fā)可以彌補(bǔ)電火花線切割的加工局限。

　　多軸聯(lián)動電火花加工數(shù)控系統(tǒng)在航空航天等方面占著至關(guān)重要的地位，國際上對這類機(jī)床大多采取禁運(yùn)措施，目前我國也仍局限在4軸以上聯(lián)動的電火花加工系統(tǒng)的開發(fā)。該系統(tǒng)基本3大原則是實(shí)時性、穩(wěn)定性和可靠性，它能高效、正確的采集加工信息和傳遞操作指令，保證放電狀態(tài)的穩(wěn)定性，避免短路和拉弧的產(chǎn)生，提高加工表面的質(zhì)量。現(xiàn)階段可采用RT-Linux技術(shù)，通過雙核結(jié)構(gòu)概念來分別處理實(shí)時任務(wù)和非實(shí)時任務(wù)，并且通過線程承載法解決實(shí)時任務(wù)間協(xié)調(diào)控制問題和調(diào)度問題。該數(shù)控系統(tǒng)主要由實(shí)時控制模塊、用戶管理模塊、驅(qū)動模塊和模塊間通信構(gòu)成，通過模塊間相互通信和控制形成有機(jī)的整體，保障了3大基本要求。現(xiàn)該系統(tǒng)己可以應(yīng)用在國產(chǎn)五軸聯(lián)動電火花加工機(jī)床，并己投入生產(chǎn)實(shí)踐。

　　4、完善微細(xì)加工方法

　　隨著工業(yè)對微小零件需求的日益增長，微型機(jī)械己經(jīng)成為未來制造業(yè)的主要發(fā)展方向，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)難以滿足像微小齒輪、微小花鍵、微小聯(lián)軸器等特殊構(gòu)件的加工要求。現(xiàn)階段加工微小零件主要依靠微細(xì)電火花線切割機(jī)來實(shí)現(xiàn)。它的電極絲主要采用鎢絲，工作液為航空煤油，利用工件和微細(xì)電極絲間的脈沖性火花放電產(chǎn)生瞬間高溫來熔化或汽化金屬達(dá)到蝕除的目的。該種加工機(jī)械的關(guān)鍵在于脈沖放電能量、基于壓電陶瓷電動機(jī)的微驅(qū)動進(jìn)給系統(tǒng)、恒張力走絲系統(tǒng)、偏開路加工伺服控制策略等，而這些技術(shù)現(xiàn)階段的研究并不完善。

　　5、改善機(jī)床抬刀運(yùn)動

　　電火花線切割加工過程中抬刀運(yùn)動主要起到排除電蝕產(chǎn)物、提高加工區(qū)域工作液均勻程度，它可以保障加工的穩(wěn)定性和放電的效率。現(xiàn)有線切割機(jī)床的抬刀速率僅在5m/min左右，日本的AQ系列電火花機(jī)床抬刀速度較高可達(dá)12m/min。而研究與實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐表明高速抬刀比普通抬刀排屑的效果好，降低電蝕產(chǎn)物濃度的作用更顯著，所以研究高速抬刀有利于避免加工過程中不良放電的產(chǎn)生，有利于提高加工效率。

　　電火花線切割是現(xiàn)代特種加工工藝重要的組成部分，更是現(xiàn)代機(jī)械加工制造主要的方法之一。研究電火花線切割技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀有利于總結(jié)己有經(jīng)驗(yàn)，并為不斷改進(jìn)其加工工藝而提出有益意見，從而推動機(jī)械制造適應(yīng)生產(chǎn)需要的發(fā)展。