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　　20世紀(jì)60年代單向慢速走絲靠模電火花線切割機(jī)床進(jìn)入我國。我們既驚奇其靠一根很細(xì)的黃銅絲，能在浸泡于煤油中的鋼工件上加工出冷沖模的凹凸模塊，同時又不滿其極低的加工效果，每分鐘只能加工幾平方毫米。

　　70年代初期，張維良高工發(fā)明了高速走絲機(jī)械系統(tǒng)，往復(fù)無限循環(huán)走絲，依然用的是靠模切割方式，但加工效率立刻提升到10幾mm2/min。在上海市科技主管的指令下，復(fù)旦大學(xué)設(shè)計(jì)了全部用分立元件構(gòu)成的數(shù)控裝置，形成了我們獨(dú)有的復(fù)旦型快走絲電火花線切割機(jī)床，俗稱“快走絲線切割”。而后為了適用于塑料模具，我們獨(dú)立發(fā)明了錐度裝置，引入了單板機(jī)控制，一直發(fā)展到今天的微機(jī)CNC控制。

　　在這時期，西方的單向慢走絲電火花線切割機(jī)床也從靠模切割方式發(fā)展到了數(shù)控方式，俗稱“慢走絲線切割”，也有錐度切割，也是計(jì)算機(jī)CNC控制方式。

　　在人們的心目中，快走絲線切割機(jī)床是低檔機(jī)，精度永遠(yuǎn)在0.01～0.03 mm，表面粗糙度差，表面總有黑白條紋。而進(jìn)口的慢走絲通過多次切割精度可以達(dá)到2～5 μm，表面粗糙度值可以達(dá)到0.2 μm。習(xí)慣概念上，人們認(rèn)為快走絲線切割可以通過降低速度并且多次切割，也能達(dá)到慢走絲一樣的精度和表面粗糙度，于是出了“中走絲”方法。閉環(huán)控制的中走絲電火花線切割機(jī)床在實(shí)施多次切割之后，是提高了精度，也降低了表面粗糙度值，但由于往復(fù)循環(huán)的走絲方式存在兩個工況，總差那么最后一口氣。

　　走絲方式的總結(jié)分析

　　通過分析收集整理國內(nèi)外不同類型的電火花線切割機(jī)床，研究分析了它們的機(jī)械構(gòu)造，大致可以分為如下4大類：①拋棄式單向走絲。②無限往復(fù)循環(huán)走絲。③旋轉(zhuǎn)式無限往復(fù)循環(huán)走絲。④單向無限循環(huán)走絲。

　　（1）拋棄式單向走絲是國外電火花線切割機(jī)床的唯一主力走絲方式，即俗稱中的“慢走絲線切割”，其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)一樣明顯。走絲速度慢，可以用送絲滑塊，因而定位精度高，誤差幾乎為零。在恒張力的控制下，加工表面粗糙度質(zhì)量也好。但是因?yàn)槠渥呓z速度慢，放電間隙中的冷卻能力不夠，絲的損耗很大，只能拋棄。尤其是第一次切割時更為明顯，為了能切割，只能加高電壓，增大加工電流，此時間隙不穩(wěn)，精度很差。放電加工的時間利用率很高，但是效率不高，特別是不能切割大厚度的工件。

　　（2）無限往復(fù)循環(huán)走絲是我們中國人自己的發(fā)明。

　　我國生產(chǎn)的快走絲電火花線切割機(jī)床無一例外都是這種走絲方式。自從張維良發(fā)明這種走絲方式之后，一直沿用至今。無論是快走絲還是中走絲，都是如此。它使用導(dǎo)輪定位，在往復(fù)循環(huán)下，有兩種定位工況。因?yàn)槭峭鶑?fù)循環(huán)，走絲會來回反復(fù)，絲應(yīng)力也會正反向波動。冷卻液進(jìn)出口也會定時交換，工件表面必然有條紋（可以是黑白相間，也可以是同色條紋，但必定都是高低相間的條紋）。 換向時，走絲暫停，因而時間利用效率低。

　　但因?yàn)樽呓z速度高，冷卻效果好，放電效率高，特別明顯的是，它能切割高達(dá)1 m之多的大厚度工件。這種走絲方式分成單存絲筒和雙存絲筒兩類，因?yàn)樾Ч嗨疲詥未娼z筒方式占據(jù)了絕對多數(shù)。

　?。?）旋轉(zhuǎn)式往復(fù)循環(huán)走絲是中國式無限往復(fù)循環(huán)走絲方法中的一朵奇葩。發(fā)明人是畢業(yè)于上海交通大學(xué)的楊新生博士。這也是一種雙存絲筒走絲方法。其特點(diǎn)是走絲系統(tǒng)圍繞著電極絲做高速旋轉(zhuǎn)，而走絲速度如同慢走絲機(jī)床一樣，可以非常地低。它的出現(xiàn)曾經(jīng)引起線切割界內(nèi)部技術(shù)人士極大的關(guān)注與轟動。人們一度認(rèn)為這可能是中國式電火花線切割走向精密化的方向，因?yàn)槿藗兲烊坏卣J(rèn)為走絲速度低，容易精度高。由于種種原因（地區(qū)加工能力不足及資金短缺等），這種方法沒有出現(xiàn)人們期待中認(rèn)為它應(yīng)該走到的輝煌。所以無從進(jìn)一步評價。

　?。?）單向無限循環(huán)走絲，這是中國電火花線切割界中高端技術(shù)人士夢寐以求的走絲方式。幾十年來的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，這是中國式快走絲電火花線切割機(jī)床走向高端精密化的必由之路。現(xiàn)在我們已經(jīng)成功發(fā)明了這種走絲方式，并且已經(jīng)申請了發(fā)明專利。

　　單向無限循環(huán)走絲方法兼顧采用了第一種單向慢走絲和第二種往復(fù)循環(huán)快走絲的長處，努力避免了它們的缺點(diǎn)，因而有非常明顯的特點(diǎn)。它可以無限循環(huán)地使用電極絲，從而加工時間利用效率高，不需有往復(fù)循環(huán)那樣的換向停息時間。它又是單向無限循環(huán)，走絲速度無級可調(diào)，它既可以像快走絲那樣有超過10 m/min的走絲速度，也可以像慢走絲一樣慢到每秒幾毫米。因?yàn)閱蜗蜃呓z，所以可以穩(wěn)定地實(shí)施單一的恒張力控制，定位非常穩(wěn)定，加工精度很高，而且冷卻進(jìn)出水口一致不變，表面粗糙度值也低，從而不會出現(xiàn)黑白相間高低相間的條紋。

　　單向無限循環(huán)走絲方式的創(chuàng)新理念

　　單向無限循環(huán)走絲方法及構(gòu)造是一種創(chuàng)新發(fā)明。它的存在有其明確的技術(shù)特征。這種技術(shù)特征有兩點(diǎn)：第一，因?yàn)闊o限循環(huán)電極絲的頭尾兩端相聯(lián)，必須能簡便快速地進(jìn)行正確而精致的對接；第二，電極絲必定能從存絲筒的一端進(jìn)入存絲筒的筒體上，通過機(jī)械合理與精確的運(yùn)行，從存絲筒的另一端出來，通過導(dǎo)輪進(jìn)入加工區(qū)，再通過導(dǎo)輪回到存絲筒的進(jìn)入口，從而完成周而復(fù)始的生生不息的無限循環(huán)。

　　第一個特征，人們很容易理解。人們可以利用激光束電子束離子束對金屬絲進(jìn)行焊接。我們曾經(jīng)嘗試使用電阻焊，因?yàn)榧庸な褂玫碾姌O絲是一個短路環(huán)，使用困難。第一種方法：在使用激光離子電子進(jìn)行束焊接時，我們在保護(hù)氣氛中把頭尾兩端各燒熔成一個小熔球，再迅速對接在一起冷凝，這樣電極絲兩端通過熔球相連在一起，有很好的物理性質(zhì)。這時只要用線切割電源進(jìn)行電火花磨削，磨掉小球，使電極絲直徑一致。第二種辦法：我們認(rèn)真地加工電極絲的兩端，使其具有特別形態(tài)，然后在保護(hù)氣氛中燒熔兩端極薄的一層，快速對接冷凝，這時電極絲直徑前后一致。雖然電極絲拉應(yīng)力有點(diǎn)下降，但我們鐘情于后一種方法。兩種方法均需要一個精致的機(jī)構(gòu)（發(fā)明專利）。

　　第二個特征，理解要花一定的精力。人們習(xí)慣理解的存絲筒是一個像快走絲一樣的剛性的圓筒體。這種快走絲的圓筒上繞著許多圈電極絲，電極絲與存絲筒的表面在加工運(yùn)行中處于相對靜止的位置。這種相對靜止的狀態(tài)必定導(dǎo)致運(yùn)動時的往復(fù)循環(huán)，因?yàn)殡姌O絲必定有走到盡頭的時候，只能反過來倒走回去，由此往復(fù)循環(huán)。

　　為了理解我們的發(fā)明，可以想象一下，是否可能存在著這樣一個可任意變形的“柔性筒體”，它有內(nèi)外兩個面，而且是內(nèi)外兩面柔性相連接的，外面不僅可以沿著存絲筒軸心線方向運(yùn)動，而且還可以柔性地轉(zhuǎn)到里面，里面同樣可以轉(zhuǎn)到外面。這樣的“柔性存絲筒”在繞著軸心線旋轉(zhuǎn)時，“柔性存絲筒”

　　由外連續(xù)不斷向內(nèi)轉(zhuǎn)換時，可以使電極絲從一端運(yùn)動向另一端。當(dāng)電極絲頭尾相連時，可以達(dá)到單向無限循環(huán)的結(jié)果（見附圖）。

      柔性存絲筒原理簡圖

　　這種想象中存在的“柔性筒體”在實(shí)現(xiàn)時可以有幾組相同的機(jī)械結(jié)構(gòu)組合而成，并且完成這種“柔性筒體”的功能。

　　單向無限循環(huán)走絲中的存絲筒分成軸輥和環(huán)帶兩大類，有多種不同類型組合的機(jī)構(gòu)都能完成“柔性存絲筒”的功能。軸輥類需要像快走絲一樣的上絲機(jī)構(gòu)，而環(huán)帶類儲存運(yùn)行上絲均自己完成。這些機(jī)構(gòu)都能完成電極絲在“存絲筒”上存儲和運(yùn)行，電極絲從“存絲筒”的一端存運(yùn)到另一端，通過導(dǎo)輪到達(dá)加工區(qū)，再通過導(dǎo)輪返回“存絲筒”，周而復(fù)始單向無限循環(huán)。限于篇幅，在此不再贅述。

　　單向無限循環(huán)走絲有其明顯的特征性優(yōu)點(diǎn)：①提高時間利用率，以上海特略公司的中走絲機(jī)床為例，存絲筒滿筒或半筒時候的時間利用效率提高5%～10%。②提高表面質(zhì)量，快走絲與中走絲進(jìn)出冷卻水口交換造成的高低條紋不平從0.020～0.002 mm降到理論上的零。③提高加工精度，單向運(yùn)行機(jī)制可平穩(wěn)張力，有利于定位，沒有往復(fù)走絲的電極絲扭張力跳變驅(qū)動導(dǎo)輪二次偏動，導(dǎo)輪定位誤差從0.01～0.02 mm，降到理論上的零。④單向運(yùn)行機(jī)制有利于平穩(wěn)放電壓，有利于進(jìn)給，穩(wěn)定電極絲應(yīng)力變化，有利于提高行走進(jìn)給效率。

　　我國從事電火花線切割的工作者，早就知道慢走絲第一次加工后精度比不上往復(fù)循環(huán)快走絲加工的精度。

　　那么有了單向無限循環(huán)走絲的電火花線切割，在既定的加工精度及粗糙度之下，還需要多次切割嗎？進(jìn)口的慢走絲電火花機(jī)床，需要3～5次切割的精度與表面粗糙度，我們一次就可以完成，至多兩次。這是多么美好的中國夢??！中國式的快走絲電火花線切割機(jī)床，從此可以以高端精密化的姿態(tài)走向世界。