线切割加工范文

线切割加工篇1

关键词：折边浮块；线切割；变形；工艺

0 前言

线切割加工是模具生产制造中一门实践性很强的专业技术。有好的设备，好的控制系统，不一定就能加工出符合技术要求的工件，还必须重视工艺技术和加工技巧。只有工艺合理，才能保证加工质量，提高生产效率。

1 零件简介

如1图所示，折边浮块是折边模核心零件，本身的制造精度较高，与其他零件的配合滑位距离要求较为严格，同时要求折边浮块(Cr12模具钢)有一定的耐磨性和硬度（HRC45~50），不能变形。工作时，在滑槽中与其他零件相互配合上下快速移动，精确送纸折边，完成自动折边包装。

2 工艺分析

由于线切割切除工件材料时，材料内部应力的平衡状态被破坏，使工件产生一定的变形。折边浮块外形为“U”字型，结构较薄。热处理淬火前，应预加工出方槽（如2图所示），并留出单边1-2mm的加工余量；也可以在热处理淬火后，采用线切割粗割方槽， 并留出单边0.5-1mm的加工余量，让工件在精加工之前充分变形，消除内应力。

图纸中的尺寸15+0.02mm方槽，需要两个相互垂直方向的线切割加工，加工工艺不合理，加工时容易产生错位现象。因此，在按3图加工方槽及外形时，采用两个φ6标准圆柱销定位，利用机床的自动找中方槽的对称中心来加工方槽。另外，在按2图、3图、4图三个相垂直方向线切割加该浮块后，由于浮块四个3－0.01mm×1－0.03mm小凸台的干涉，存在加工盲区，如5图阴影部分所示。加工中需要合理的工艺和技巧，采用旋转切割的加工形式。

在设置电参数和刀具补偿量时，要考虑钼丝的磨损量，要充分考虑到零件的技术要求和几何形状，正常的加工电流I=1~1.5A，脉冲宽度t=8~16μS，脉冲间隙脉冲宽度=2~4，进给速度=15~40mm2/min。一般来说，当系统的加工电流达到加工电源短路电流的75%～80%时，加工进给速度比较合适。电参数的设置因机床电器情况和操作者工作经验的不同会一定的细微差异。

3 线切割加工路线的编制及技术要点

随着计算机技术的广泛应用，线切割加工编程普遍采用电脑绘图式自动编程，编程难度不是很大，故这里重点介绍工艺思路及技术要点。

（1）2图加工路线及技术要点。

加工路线：从O1孔穿丝找中切割φ6+0.02――跳步O2孔穿丝切割φ6+0.02――跳步O3切割至A点按图中箭头方向逆时针切割至回A点结束，如2图所示。

技术要点：工件外形的起割点A应尽量选取在图形的拐角处，靠近装夹这一边，以防止在切割中余料变形影响工件尺寸精度。另外，图中的2-φ6孔的孔径虽然技术要求不高，但在加工中应按φ6H7（0+0.021）公差等级来加工，以便为下一道工序做好准备，即用两个φ6标准圆柱销插孔定位，找出尺寸150+0.02长方槽对称中心。

(2) 3图加工路线及技术要点。

加工路线：从长方槽对称中心位置上O1点――跳步O2点按图中箭头方向逆时针切割至O3点结束，如3图所示。

技术要点：加工前，插入φ6定位销（过渡配合较为理想），磁吸工件打表校正位置，碰火花找正工件表面位置，退出2mm，然后再碰火花找出两定位销对称中心位置，锁定O1点。为了防止磁吸装夹部分的变形，磁吸装夹部分的材料的厚度至少应有4mm以上，避免在加工过程中由于材料过薄变形影响加工质量。

（3） 4图加工路线及技术要点。

加工路线：从O1点按图中箭头方向逆时针切割至O2点结束，如4图所示。

技术要点：磁吸工件打表校正位置。编程时考虑到工件外形表面已经加工好了，编MN，PQ段程序时，切割路线应让出工件表面0.5～1mm，以免钼丝的电火花烧伤已加工表面。

（4） 5图加工路线及技术要点。

加工路线：从A点按图中箭头方向切割至B点重复前段切割路线至割完工件阴影部分结束，如5图所示。

技术要点：浮块经过三次相互垂直方向的切割后，仍然有部分加工盲区如图阴影部分所示。因此，在上道工序的起割点O1点和磁铁位置不能变动的前提下，工件在加工中必须以一定的角度手动旋转，分几次切割掉阴影部分。同时，注意钼丝起割和结束时是否碰到工件两边的小凸台，电参数的取值要小，尤其是加工电流应控制在I=0.5～1A范围内，否则，钼丝与以加工表面接触的烧痕较重，影响表面加工质量。

5 结束语

线切割加工篇2

一、工件的分析

所谓“天圆地方”这个异形工件，指的是用线切割加工出一工件上表面为圆形，下表面为方形，上下表面为两个不同形状的工件。加工两个不同形状的工件就要有两个程式，上表面圆形与下表面方形固然有一定的锥度，所以我们还要考虑线切割机床轴的最大行程，这样才能保证工件不因锥度而影响工件割出来不是“天圆地方”的形状。

二、工件的绘图及加工程序要点

“天圆地方”这个工件，包括所有的异形工件，必须要注意的就是两个工件的绘图的“方位”要一致，因为“天圆地方”这个异形工件是由两个图形叠在一起组成的，如果方位不一致，两个工件叠在一起后就会出现如图1所示情况。

如果先画圆，文件名为01，我们是以坐标原点（0，0）来画的，那么画方形时，文件名为02，这时候就要注意了，要保证圆与方形相切，所以方形的中心点也应是圆的圆心点01，在绘图时，务必要注意的一个问题是两个工件的入丝点要一致，要在同一个方向，同一个位置入丝，如图2所示。

当绘好图后，接着就是做图形的加工路线程序了。加工程序的方向有正方向和反方向两个方向，圆形的绘图和方形的绘图是分开来绘的，所以两个图形的加工程序路线也是要分开来的。要注意的是，两个图形的加工方向必须要一样，不能一个图形是正方向，一个图形是负方向，如图3，如果两个图形的加工路线方向不一样，那么这个异形工件是加工不出来的。

三、文件的调出及加工前的设置

在加工前，要进行模拟一次，检查是否有超程的现象，文件的调出有先后之分，先后之分决定了异形工件的上下形状之分，“天圆地方”这个工件上面是圆形，下面是方形，所以在调出文件时要注意调出文件的顺序。圆的文件名是01，方形的文件名是02，我们要的形状是上圆下方，所以在模拟切割调出文件时，先调出02方形文件，后调出01圆形文件。

模拟切割完，如果行程没有出现超程的现象，下一步就是对工件进行加工了。加工前，要先对钼丝进行校正，主要是检查钼丝是否垂直，从而不影响加工的锥度，如图4所示，还要对X、Y方向进行校正，校正时钼丝在校正工具上的火花要均匀一致。钼丝校正好，工件装夹好，就可以进行加工了。首先把文件调出，在HL的界面按“W”快捷键选择“切割”指令，然后选择02文件（方形），选择了02文件之后屏幕上已显示出方形工件的图形，我们还要将01文件（圆形）叠加上来，按F3参数选择键后，选择锥度进入异形文件指令，然后选择01（圆形），此时，两图形已叠在一起了，还要输入丝架距，输入下导轮中心到刀面的距离（注意是下导轮中心到下刀面的距离），锥度为零，材料的厚度一定要输入，所以在安装材料前要把厚度测量好，这个厚度值决定所加工的度数及工件形状。

四、工件加工注意事项

为了加工出尺寸精度高、表面质量好的线切割产品，必须对所用工件材料进行细致考虑。

（1）由于工件材料不同，熔点、气化点、导热系数等都不一样，因而即使按同样方式加工，所获得的工件表面质量也不相同，因此必须根据实际需要的表面质量对工件材料作相应的选择。例如要达到高精度，就必须选择硬质合金类材料，而不应该选不锈钢或未淬火的高碳钢等，否则很难达到所需要求。

（2）由于工件材料内部残余应力对加工的影响较大，在对热处理后的材料进行加工时，由于大面积去除金属和切断加工会使材料内部残余应力的相对平衡受到破坏，从而可能影响零件的加工精度和表面质量。为了避免这些情况，应选择锻造性好、淬透性好、热处理变形小的材料。

（3）加工过程中应将各项参数调到最佳状态，以减少断丝现象。如果发生断丝势必会回到起始点，重新上丝再次进行加工，使加工工件表面质量和加工精度下降。在加工过程中还应注意倾听机床发出的声音，正常加工的声音应为很光滑的“哧-哧”声。同时，正常加工时，机床的电流表、电压表的指针应是振幅很小，处于稳定状态，此时进给速度均匀而且平稳。

影响电火花线切割加工工件表面质量的因素很多，但只要对其进行系统的分析和科学的分类，就可以对这类复杂而且零乱的因素进行控制与调配，从而改善和提高工件表面质量。

五、结语

用数控线切割加工异形工件的过程不是特别的复杂，只要注意以下几点问题，要加工异形工件也不是一件很困难的事。

（1）要注意两个工件的方位要一致。

（2）两个工件的走刀方向要一样。

（3）还要输入丝架距，输入下导轮中心到刀面的距离，（注意是下导轮中心到下刀面的距离），锥度为零，材料的厚度一定要输入。

（作者单位：开平市机电中等职业技术学校）

参考文献：

[1]王爱玲.数控编程技术[M].北京：机械工业出版社，2006.

线切割加工篇3

关键词：数控线切割加工机床，CAXA线切割V2软件，文字编程

 

1、引言

我校购买了4台新火花机床厂生产的型号为DK7732的数控线切割加工机床，主要用于实训教学和外协加工。该机床采用YH线切割控制系统，国际标准ISO代码方式控制，DOS系统。该机床采用508K的电子盘来存贮数据，电子盘上不得随意擦﹑写文件，更不能将数据保存到电子盘上，否则，可能会造成系统瘫痪，该系统只能通过3.5寸软盘来存贮数据。

该机床在加工一般零件时基本能满足需要，但是在加工文字或图案等零件时就必须先在其它计算机上编好程序或画好图形后通过软盘来拷贝到机床上。由于软驱及软盘早已不生产，不容易买到，而且在操作时也不方便。为此，经过分析研究，决定对这4台机床进行改造，使其能直接在该机床上能进行文字或图案等零件的编程。

2、具体改造情况如下

1）加装一个20G硬盘，安装WIN98系统。

2）安装CAXA线切割V2软件，利用CAXA线切割V2软件来进行文字或图案的线切割编程。

3）利用CAXA线切割V2软件进行文字切割编程步骤、方法，以“日”字为例进行说明。

（1）进入WIN98系统方法。

①用光标点取屏幕左上角的【YH52】窗口切换标志（或按ESC键），见图1，系统将转入编程屏幕。

线切割加工篇4

关键词：定位基准；加工工艺；夹具设计

中图分类号：S21 文献标识码：A

1概述

电火花线切割机床是电火花加工机床的一种，它是以一根沿本身轴线移动的细金属钼丝作为加工电极，沿着事先设定的轨迹加工出符合图纸要求工件的几何图形。加工的对象主要是平面形状，但是除了有金属丝直径决定的内侧拐角处最小圆弧半径的限制外，其他任何复杂的形状都可以加工。任何复杂形状的零件，只要能编制加工程序就可以进行加工，因而很适合小批量零件和试制品的生产加工。

数控机床加工的零件轮廓一般由直线、圆弧组成，对于一些非圆曲线轮廓则用直线或圆弧去逼近，然后按各线段的数据编写程序。目前，国内许多中低档数控机床由于经费问题，常常没有配备相应的编程软件，因而一些曲面加工变得比较麻烦。本文在现有电火花线切割加工技术基础上，通过设计工装夹具，解决了六圆柱型面零件的加工难题，在加工此类零件时均可以利用此方法和工装夹具实现，此方法解决了一般机加设备因刀具等原因无法加工的曲面与轮廓，而且扩展了线切割设备的加工范围，提高了设备的利用率。

2 零件结构分析

该工件为一专用扳手，通过手柄将力由手柄传递给扳手体，再由扳手体通过前端的六个圆柱型面将力传递给扳手前部，在拧紧过程中扳手体将沿自身旋转带动扳手头拧紧工件。而六个圆柱型面与扳手头的内六方起到万向节的作用，改变了扳手体的方向从而躲开了工件结构局限，使得工作力顺利的由手柄传到扳手的头部。因此对扳手体和扳手头结构上要求也就比较苛刻，故采用了六圆柱型面结构，以扳手头的内六方相配合来改变力的传动方向。同时，尺寸精度要求也比较高，在此结构的基础上，符合配合精度要求，才可以将手柄传导的力最大限度工作于扳手头拧紧工件。该零件材料为45号钢，具体结构为右端型面为六方圆柱面组成，为主要加工对象，零件左端为圆柱型，不利于装夹找正，右端由六个圆弧型形成六面体，加工起来非常困难。其加工时与另外一个零件相配合，并实现传递拧紧力矩的作用，工作部分要求精度为0.05mm，且圆柱面沿60°均布，该零件为批量件，数量较多，且尺寸规格都不一致。如图1。

3 夹具设计

由于线切割的加工精度比较高，通过编程可以加工复杂型面的零件。所以该零件采用了线切割加工。在电火花线切割加工中一般是在通用夹具上采用压板、螺钉或磁力夹具装夹工件，但为了适应各种形状工件加工的需求，需采用不同的装夹方式装夹工件，否则工件就可能夹不牢，导致工件移位或者倾斜，加工后无法满足加工尺寸与形状精度要求，有的装夹不合理会造成工件装夹变形，甚至令工件报废。基于该零件结构的特殊性、尺寸及行为公差要求难以保证的现实情况，同时能够完成尺寸出规格各异的批量件加工，需设计一套专用夹具完成该零件加工。

该夹具为六方体和一个中心套组成，六方体中心为￠12mm孔用于零件定位，其中周边六个面由平磨工序加工保证，六面与中心孔的尺寸及对称度要求在0.01mm范围内，这样就可以保证加工零件时，夹具翻转各角度位置，零件的角度和位置保证一致，以减少零件加工时的加工误差。在线切割的程序编程中，采用了一次走完整个轮廓的方法，这样翻转三次夹具就可以加工完一个零件，既节省了加工次数，又节省了加工时间，同时还保证了零件的加工精度要求。

在零件的找正上，由于零件的夹具精度非常高。所以只要将夹具的任意一个面放平，基准面靠严机床的托板上，将两平面的夹具靠在靠铁上，就可以在找正一次的情况下加工一个或一批零件。

中心套是为了加工各种规格零件而特意设计的。其外径与夹具配合，内孔与各种规格的零件相配合。这样就可以保证在加工中，只更换中心套就能完成所有零件的加工。同时根据装夹的需要，将中心套沿中心线切割加工成两块，这样只要把零件往中心套里一夹，就可以放进六方夹具完成零件的装夹了。

参考文献

[1]杨叔子.机械加工工艺手册[M].北京：机械工业出版社.2001.8.

[2]陈宏钧.实用机械加工工艺手册[M].北京：机械工业出版社.1996.12.

[3]徐鸿本.机床夹具设计手册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社.2004.1

线切割加工篇5

关键词：HF软件；线切割加工；编程

Abstract:CNC wire cutting more widely and in industrial production, this paper introduces an example of features of HF software and machining by using HF software, proved HF wire-cut software is powerful, easy to operate, and has a high practical value.

Key words: HF; WEDM; programming

中图分类号：O245文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1943年前苏联拉扎连柯夫妇和古雪夫几乎同时分别发明了电蚀加工和阳极机械加工，1955年，前苏联提出电火花线切割加工( Wire Cut EDM，简称WEDM)方案并于次年生产出第一台电火花线切割机床。我国于1958年开始着手设计制造简易电火花线切割机床，并于1960年首次展出电火花线切割机样品。因电火花线切割是采用往复移动的细金属导丝（钼丝）作电极对工件进行脉冲火花放电而切割成形的加工方法，故称为电火花线切割(简称：线切割)。电火花线切割加工，是电火花加工的一个分支，是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺，对于新型材料、传统冷加工困难的材料和复杂型腔等情况，线切割加工成为好的解决方法，为新产品试制、精密零件加工及模具制造开辟了一条新的工艺途径。

中走丝线切割机床属往复高速走丝电火花线切割机床范畴，是在高速往复走丝电火花线切割机上吸收了慢走丝机床多次切割的特点，对数控柜、主机加工工艺进行较大改进，使成为性能趋近于慢走丝，又有快走丝特性的新型往复走丝电火花线切割机，被俗称为“中走丝线切割”。中走丝机床是我国独创的电加工机床，电火花线切割加工的优点在于可以加工淬火类等热处理后的零件、异型零件，切除废料少等。在模具制造及零件加工领域内有广泛的应用。

中走丝线切割机床在加工的应用

1．广泛应用于加工各种冲模。

2．可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。

3．加工样板和成型刀具。

4．加工粉末冶金模、镶拼型腔模、拉丝模、波纹板成型模。

5．加工硬质材料、切割薄片，切割贵重金属材料。

6．加工凸轮，特殊的齿轮。

7．适合于小批量、多品种零件的加工，减少模具制作费用，缩短生产周期。

1 HF软件的特点

HF线切割数控自动编程软件系统，是一个高智能化的图形交互式软件系统。通过简单、直观的绘图工具，将所要进行切割的零件形状描绘出来；按照工艺的要求，将描绘出来的图形进行编排等处理。再通过系统处理成一定格式的加工程序。

HF系统在DOS和WINDOWS98/ME系统下都能良好可靠的运行，具有控制的实时性和数据的安全性；两种（ISA/PCI）控制卡，适应各种档次计算机，让用户任意选择；HF系统具有四轴联动控制，上下异形面加工；AUOTCAD、AUTOP数据接口；全绘图式自动编程，加工时可编程；停电记忆，上电恢复加工；加工轨迹，加工数据实时跟踪显示；先进、简便、实用的无绳遥控盒功能，两种不同的加工方式让用户极易个性选择和扩大加工对象。

HF多次切割，每一遍割完时可自动延时（任意定义延时时间，让丝速达到匀速）。 凹模第一遍切割完成自动暂停功能（以方便落料）。 留刀长度自定义设置。多次切割HF功能扩展卡，实现系统参数化控制脉宽、脉间、功率、变频、丝速。 快捷高频组号和参数设置，一点进入，任意控制。

优点：编程控制一体化。多次切割是未来线切割加工的顶尖发展方向。

2 HF绘图、编程实例

图1利用HF软件进行绘图、编程非常的方便。如图1所示的零件，很容易就知

道各个点的坐标。针对这样的图形，在绘图时直接用【绘直线】、【绘圆弧】的功能将轨迹线描述出来。

进入HF软件在“全绘式编程”界面，点击【绘直线】，定义起点为(-20，-21)；再点击“直线：终点”按钮，在“对话提示框”中输入20，-21回车便绘出了平行x轴一条轨迹线。点击【绘圆弧】按钮，进入绘圆弧功能。再点出“顺圆：终点+圆心”或“顺圆：终点+半径”按钮，进入其子功能。输入：30，-11回车，再输入R10回车便绘好了R10的圆弧。

再进入【绘直线】、【绘圆弧】的功能中，用“直线：终点”子功能等接着绘出剩下的轨迹线。从而完成此图形的绘制工作。

再点击【引入线引出线】按钮，选择作引线（长度法）输入引线长度3mm，回车输入终点，生成引入线和引出线。

确定钼丝的补偿方向和加工方向，点击“退出”按钮。点击【执行】，输入钼丝的补偿值，点击【后置】，确定切割次数，并生成平面G代码加工单。G代码加工单存盘，输入存盘文件名，例“LL”，回车。在加工界面上点击【读盘】，再点击“读G代码”程序，选择“LL..2NC”。

3 总结

HF线切割软件作为目前市场运用最为广泛的软件之一，是一个高智能化的图形交互式软件系统，其功能强大，易于操作且具有很好的兼容性，可以完成复杂图形的编程工作，具有较高的实用价值。学生可自行设计自己喜欢的图形，从而调动学生的学习积极性，提高学习兴趣，改善了教学效果。

参考文献：

[1] 徐运芳. HF软件编制快走丝线切割程序应用实例分析[J].自动化与控制,2011,（1）

[2] 徐运芳，潘建新，曾辉藩. HF软件在数控电火花线切割加工中的应用[J]. 现代机械,2011,（1）

线切割加工篇6

一、图像的前期处理

以图1为例，在这个图像上有明暗两种蓝色，底色为黑色，不符合我们的使用要求。

1．用photoshop打开图像，魔法棒点选黑色背景，再点选择（s）中反向按钮选择标示区域，用橡皮擦工具，擦除蓝色及色差。见图2

2．点选菜单图像中的模式—灰度—8位/通道，这一步的目的是去除杂色，使图像更加纯净。见图3

3．对处理过的图像进行保存。点击文件菜单中的存储为…，打开对话框，选择png；pcx；bmp；jpg四种格式中的一种进行保存（caxa仅对这几种图像格式支持），关闭绘图软件。

二、用caxa线切割软件生成加工代码，进行产品加工

1．将图形导入caxa线切割xp软件。新建一个caxa文件，设定一个文件名，双击文件，打开软件“caxa线切割”电子图版。点击菜单栏中的绘制——高级

曲线——位图矢量化——矢量化，打开对话框，选择前面保存的图像，给定图形宽度值。见图4

再点击绘制——高级曲线——位图矢量化——清除位图将图像底色除去，只\保留蓝色的轮廓图形。

2．图形的处理。观察发现蓝色线条生硬、不连续，无法满足线切割加工要求，更不能满足金属logo所要达到的构图简洁、形象生动、永久性强的产品要求。因此要对图形做进一步的修整，形成类似一笔画的图形，首先根据原图用做图的方法替换蓝色线条，再消除不连续、生硬的线条，将线条串联起来，形成一条封闭的图形,选择整个图形，点击右键，在快捷菜单中点击成比例缩放，输入数值点回车，确定图形尺寸。见图5

3．生成线切割加工轨迹。点线切割——轨迹生成，在参数表中根据钼丝的直径选择偏移量大小，按提示操作，拾取轮廓、选偏移方向、生成绿色加工轨迹。

4．生成代码。点线切割——生成3b代码，选择存储位置，输入文件名，点回车，左键单击绿色加工线，点右键确认后生成代码。见图6

5．检查代码是否正确，确认无误后放入线切割机床进行加工。

结语

在caxa中导入图像后，如果认为蓝色线条不符合你的要求可以删除，然后用软件中的样条命令勾画图形，然后点击等距线形成封闭图形的方法。不管你用这种方法还是用前一种方法，都能得到较理想的图形。用图片加工logo的方法也可用于电火花机床电极的加工，以方便企业在产品上打上logo标记。小小的金属logo，能够使用户在享受产品优质服务的过程中不经意间记住公司，极大地拓展了产品的影响力。

参考文献：

1.caxa电子图版2007基础实例教程机械工业出版社

2.photoshop cs3数码照片处理实例精讲 人民邮电出版社

线切割加工篇7

关键词：工作过程导向；项目课程设计；教学任务实施

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）08-0205-02

课程设计问题是职业教育的核心问题之一，要提升职业教育的内涵，课程模式的转变是前提。自2004年教育部、劳动部等在《职业院校技能型紧缺人才培养培训指导方案》中，引入了按照企业实际工作任务开发“工作过程系统化”的“教学项目”课程模式，工作过程导向的项目课程研究和实践现正在由点到面的发展，已基本成为我国职教课程改革的发展方向。工作过程导向的项目课程是以典型产品或服务所设计的项目为载体，让学生完成工作任务的课程模式。项目课程已经成为当前职业教育课程改革的基本取向。工作过程导向项目课程教学模式在教学过程中，强调以学生为主体组织实施教学，通过“任务驱动”让学生“做”起来。增强学生解决问题的能力，促进学生职业素养的提高。同时，通过建立教、学、做一体化的教学环境，优化教学过程，使学生在做中学、学中做，从而达到了很好的教学效果。

一、课程开发思想

如图1所示，整合以后的《数控电火花线切割加工技术》课程打破了原有的知识体系结构，改变了理论与实践相脱离的状况，以数控电火花线切割电火花机床操作的职业能力为主线，以学生作品工件加工为项目，以工作任务为模块对该课程重新开发与设计。

二、课程运行要求

1.一体化教学环境。本课程的教学在“一体化教学基地”实施完成，该基地含有必要的“理论学习设施——黑板、连体座椅”；必要的“编程学习设施——计算机以及CAD/CAM编程软件（CAXA线切割软件、YH线切割软件、TurboCAD线切割软件）”；必要的“机床加工设备——DM-CUT高速线切割机床、苏州三光高速线切割机床”。

2.互助式学习方式。本课程的学习打破了传统的“黑板讲授”教学，采用互助式教学为主要教学实施手段，采用角色扮演、小组互助等教学方式完成知识的传授，使得学生在融洽的氛围中不知不觉就能够构建起相应的知识体系。

3.双师素质要求。本课程的教学要求教师具备“双师”素质要求，即能够完成“项目整体任务分析、理论知识指导、软件自动编程指导、机床加工指导”等教学任务。

4.多元化教学考核。本课程实施多元化教学考核方式，有基于产品完成考核、基于作品完成考核、基于职业资格鉴定完成考核、基于学习过程完成考核等。

三、教学项目设计

在项目开发上，每个项目分为几个任务，遵循“以应用为目的，以必需、够用为度”的原则。不求知识系统化，而以能力为本位。提高实践操作能力是目的。其中质量和精度是实现项目任务的保证。学完项目任务，就完成了项目从简单到复杂的过程，通过任务完成，提高兴趣，增加成就感，感受项目过程的乐趣。表1为教学项目设计的明细表。

四、课程运行主线

本课程按照改革的主题思想编写一本适合本校学生学习的项目一体化（校本）教材，以本教材的运行作为主线来牵引整个课程的实施。教材共设计14个学习项目，涵盖了数控电火花线切割加工技术行业的各典型知识点，每一个学习项目的设计均遵循完整的行动模型，变化的是内容，不变的是过程，充分体现了“六步教学法”。

五、教学项目实施

本课程教学项目的实施，充分注重以学生为中心展开教学，通过教师的细节策划，让每个制作团队在作品完成后都得以拥有强烈的成就感，从而提升其学习兴趣。在整个教学过程中，力求每位同学都更好地参与到项目的学习中去，同时注重团队的协作性。如图2为部分项目教材与项目作品展示，表2为实施课程改革前后的教学效果的数据对比。通过数据对比可得出，实施课程改革后的教学效果明显优于课程改革前。

工作过程导向的课程开发依托载体，实现了理论与实践一体化，把学生放在主体地位，有利于培养学生的综合职业能力，是非常具有职业教育特色的课程模式。通过对《数控电火花线切割加工技术》工作过程导向项目课程的开发，对适合我国国情的职业教育课程的开发做出了有益的探索。

参考文献：

[1]严中华.职业教育课程开发与实施[M].北京：清华大学出版社，2009.

[2]熊建彪.行为引导型教学法在数控线切割实训中的应用[J].科技信息，2009，（20）.

[3]莫斌.基于工作过程的电火花线切割的教学法[J].湖南农机，2010，（9）.

基金项目：本项目研究得到天津市普通高等学校人文社会科学重点研究基地：师范能力与职业能力研究中心资助

线切割加工篇8

[关键词]光伏产业；硅材料；多线切割

中图分类号：TG48 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0050-01

近年来，太阳能的应用越来越广。对于这取之不尽，用之不竭的太阳能，让全人类的目光都聚焦在这里，使硅片加工业也随之兴起，从而使光伏产品得以高速发展。然而，对于硅材料的加工要求也越来越高，超薄硅片的切割技术，打破了传统锯片加工的形式，采用多线的加工方法引领当今硅片生产的潮流，硅片多线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术。

1、多线加工硅片的工艺及优点

光伏产品及电子产品中的硅片是需要多种工艺而完成的。在硅锭的制造上就有所不同。单晶硅是由单晶炉拉制而成，硅锭是圆柱形，而多晶硅锭是方形体。一圆一方，要达到最终的薄片，采用多线切割机加工的工艺上也有所不同。单晶硅是先切断，即切去头尾，后切方，最终再切片。多晶硅是先切方，即将整个方形硅锭切成几十块小方，后切去顶部和底部，最终再切片。采用多线切割硅片较传统锯切有许多优点：硅片弯曲度小，平行度好，表面粗糙度值低，厚度公差小，片间切割损耗少，切片加工出片率高，生产效率高，投资回报率高。因此，应用多线切割机是发展规模化生产和提高生产效率的必然选择，特别适用于太阳能光伏电池超薄基片的批量加工。

2、多线切割机的加工原理

多线切割原理是使用钢丝线带动砂浆中的碳化硅微粉，对硅进行切断的一种加工方法。在加工过程中，高速旋转的导线轮带动钢线以一定的压力压在被加工的硅体上，同时，在切割部位喷淋一定量的砂浆，使其中的碳化硅微粉悬浮在钢线上，在钢线高速运动的同时，通过碳化硅颗粒对硅进行磨削，从而使硅体被切开，实现切断、切方、切片等加工工艺。多线切割机加工硅片的原理如下图图一所示，图中的导线轮，收、放线轮，排线轮等均由伺服电动机同步驱动。张力轮由伺服力矩电动机驱动或气缸及压力传感器驱动。

3、影响硅片加工的重要因素

硅片是光伏电池和电子产品的重要元件，因此，对硅片的质量要求很高。多线切割硅片不是一根线在切，在导线轮上平铺缠绕平行的上千条钢线同时进行切割，换句话说，一次要加工上千片硅片，而且每片厚度只是在0.15～0.3mm之间，又加上硅材料是脆性材料，所以在切割过程中，某一个环节稍有问题，则导致硅片出现线痕、崩边、碎片而报废。硅是较昂贵的材料，是不允许有过多的报废的，这就给加工带来了难度。在加工硅片的过程中，对其加工质量造成影响的因素众多，但主要有以下几个方面。

3.1 导线轮的影响

由于导线轮上的钢线进行切割，因此对导线轮的旋转精度要求很高，不许有振动。导线轮上开的上千个钢线槽尺寸要求一致性，且跳动要在0.02mm以内，此外，导线轮支撑轴承要有温度控制装置。因为，导线轮是高速转动，如果运动不平稳，运动精度不稳定，会使被加工的硅片产生加工缺陷而出废品。因此，导线轮的运动精度，将决定机床的性能，它是判定机床好与坏的一个重要的指标。

3.2 钢线速度的影响

在加工过程中，钢线的速度是反映加工效率的主要指标。在保证钢线不断的情况下，钢线的速度应尽可能提高，但要与砂浆的供给能力相匹配，砂浆供给能力过大，会使硅片出现线痕或使钢线断线；砂浆供给能力过低，会出现厚薄片、线痕片，因此，钢线的速度提高，与之相关联的配套功能必须与之相适应，否则，单一提到钢线速度则无意义。

3.3 砂浆的影响

无论是切断、切方，还是切片，钢线在切割时均离不开砂浆的参与。砂浆是由聚乙二醇和碳化硅微粉按一定比例配制而成，由于在切割过程中，砂浆是悬浮在钢线上的，它不仅参与切割，而且还有冷却作用。因此，砂浆的浓度和黏度对加工性能影响很大。在切割过程中，由于钢线、碳化硅粉与硅体高速摩擦产生大量的热量，如果砂浆黏度大流动性差，会导致加工散热不好，加工硅片时会产生表面烧伤而成为次品，或钢线因过于受热而折断。如果砂浆过稀，黏度则低，使碳化硅粉在钢线上的浮着力减弱，降低了加工效率。也就是说，在砂浆中，为了使加工效果更好，碳化硅粉要占有一定的量，这样才有能力进行加工。否则，砂浆的黏度再大，而碳化硅粉数量不足，加工效果也不会好。

3.4 钢线张力的影响

多线切割机之所以能够实现，与钢线的张力是有直接关系的。没有张力就无法切割，而张力过大，钢线就会断线。因此，在切割过程中，钢线的张力及其变化，需进行实时有效的控制。多线切割硅片，在导线轮上缠绕着多则上千条钢线，加工时，张力随时在不断地变化，只要有一股线断线，将使整个加工失败。断线问题是衡量机床性能的又一个重要的指标。在加工过程中，钢线的张力不同，对硅片的片痕、崩边也有很大的影响。

钢线张力过大，悬浮在钢线上的碳化硅粉就会难以进入切割部位，且由于张力过大，钢线极易断线。因为，硅片的切割钢线一般直径为0.1～0.18mm，如此细的钢线，如果张力控制不稳定就会产生断线。一般情况下，张力变化控制在±1N的范围内。如果钢线张力过小，钢线弯曲度增大，钢线带砂能力同样下降，而且也容易出现跳线现象，同样也易产生线痕等残次片。可见，控制张力的变化和反馈，是多线切割的重要环节。

3.5 进给速度的影响

多线切割机的切割进给即钢线切入被加工工件的速度。进给速度的快慢，决定了机床的加工效率。因此，进给速度是机床制造商和用户非常看重的技术指标。切断、切方机进给大都在1mm/min左右，而切片机大都为0.2～0.4mm/min。因为，进给速度太大，钢线与工件的压力增大，线弓也随之增大，而钢线极易断线。加工切片下图图二所示。

小结

影响硅片加工的因素是多方面的，一台性能优良的多线切割机除了具备上述的性能外，还应具备控制的先进性，操作维修的简易性，使用的可靠性。多线切割机的应用，为我国的太阳能光伏行业和电子行业的发展，将起到推动作用，并有着广泛的市场。

参考文献

[1] 蒋近；太阳能硅片多线切割机张力系统控制机理研究及应用[D]；湖南大学；2011年.