淺析電參數對快走絲電火花線切割表面質量和加工精度的影響

摘 要：針對快走絲電火花線切割中存在的表面質量差、加工精度低的問題，分析了快走絲電火花線切割加工條件中放電參數（脈沖寬度ON、功率管數IP、脈沖間隔OFF、開路電壓、脈沖頻率）對零件表面粗糙度、加工精度的影響，為快走絲電火花線切割加工積累了經驗。

關鍵詞：電參數； 快走絲電火花線切割； 表面質量；加工精度

前言

在線切割加工中，合理的加工工藝和加工技巧，是高效率加工出質量好的工件的重要保證。電參數是影響加工表面粗糙度的重要因素之一。電參數主要指脈沖寬度、脈沖間隙、脈沖頻率、峰值電流、開路電壓等。它們對材料電腐蝕過程影響最大，決定著表面粗糙度、蝕除率、切縫寬度大小及鉬絲的損耗率等，進而影響其它的工藝指標。

1.電參數的影響

1.1.脈沖寬度

快走絲線切割常用矩形波脈沖， 其加工效率高， 加工范圍寬， 穩定性能好。脈沖寬度是指脈沖電流持續的時間，脈沖寬度主要影響加工速度和表面粗糙度。在其他電參數不變的情況下，脈沖寬度增加初期，單個脈沖的能量也就隨之增加，切割速度提高；同時由于電蝕產物隨之增加，當電蝕產物來不及排除時，加工變得不穩定，表面粗糙度變差。但隨著脈寬的進一步增大，加工速度的增大相對平緩，表面粗糙度值也趨于平穩。這是因為單脈沖脈寬過大，即脈沖電流持續的時間過長，會使局部溫度升高，形成對側邊的加工量增大，熱量散發快，因此減緩了加工速度。脈沖寬度越小，放電所產生的熱量就越來不及傳導擴散，放電凹坑就越小、分散重疊好，工件材料沒有燒傷的現象，表面粗糙度較好。

1.2.功率管數IP

功率管數的增減決定脈沖峰值電流IS的大小。峰值電流是指放電電流的最大值，在其他電參數不變的條件下，峰值電流增大，則單個脈沖能量增多，加工速度會增大， 表面粗糙度會變差， 加工精度也會降低， 同時電極絲的損耗也加大，所以粗加工及切割厚件時取較大值，精加工時取較小值。

1.3.脈沖間隙OFF

在其他電參數不變的條件下，減小脈沖間隙會使加工平均電流增加，其切割速度明顯提高，對表面粗糙度影響不大。當脈沖間隔增大，平均電流就減小，單個脈沖能量降低，切割速度降低，表面質量提高。但脈沖間隙不能太小，否則將使消電離不充分，電蝕產物來不及排除，造成加工不穩定，影響表面粗糙度。因此，粗加工及切割厚工件時脈沖間隙應取大些，而精加工時取小些，但不能過小，否則會引起電弧和斷絲。

1.4.開路電壓。

隨著開路電壓峰值的提高，加工電流增大，切縫變寬，電蝕產物的排出更加方便，加工速度提高，但由于開路電壓提高時加工間隙會變大，所以加工精度略有降低。精加工時，開路電壓應比粗加工時低，在切割厚工件時應取較高的開路電壓。

1.5.脈沖頻率。

脈沖寬度窄，放電量小，有利于改善表面粗糙度，但是會影響加工速度。因此應盡量提高脈沖頻率，增加單位時間內的放電次數。這樣就可以同時得到加工質量和加工速度的提高。

2.小結

實踐表明，改變矩形波脈沖電源的一項或幾項電參數，對加工工藝的影響很大，須根據具體的加工對象和要求，全面考慮諸因素及其相互影響關系。選取合適的電參數，既要滿足主要的加工要求，又得注意提高各項加工指標。此外，不管加工對象和要求如何，還須選擇合適的脈沖間隔，以保證加工穩定進行，提高加工質量。

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作者簡介：武云龍（1988-），男，遼寧沈陽人，碩士，機械工程專業，研究方向：機械設計與制造。