電火花線切割電參數的優化研究

趙登華

（和信精密科技（吳江）有限公司，江蘇 蘇州215200）

0 引言

電火花線切割是利用電極絲與工件之間的火花放電產生局部高溫蝕除材料以實現切割加工，其具有控制方式較為簡單、加工精度高等特點，廣泛應用于復雜型面或超硬材料加工等領域。由于高速走絲電火花線切割加工是一個復雜不穩定且受多種因素影響的過程［1］，與低速走絲線切割相比，在加工的可靠性、穩定性方面存在較大差距，故合理選擇電參數對保證加工質量、提高加工效率具有重要作用。因此，如何合理選擇加工電參數，以提高加工精度和效率，成為高速走絲電火花線切割加工中亟待解決的問題［2］。

在對電火花線切割電參數的分析研究中，國外J.Larkiola等專家曾提出應用神經網絡方法優化工藝參數［3］，但是若試驗的影響因子較多，則試驗次數很多且計算過程復雜，而且神經網絡算法也存在收斂速度較慢等問題。由于高速走絲線切割工藝本身屬于較復雜的多輸入、多輸出的非線性系統，本文將采用非線性多目標規劃方法建立其工藝模型，實現加工電參數的優選。

1 電參數對線切割加工的影響

對工藝指標影響較大的參數有脈寬ON、脈間OFF、峰值電流IP、伺服電壓SV。實踐證明，脈沖電源的電參數對切削速度和表面粗糙度影響可近似用公式（1）表示：

式中，K為切割速度工藝常數；K′為粗糙度工藝常數；Tk為脈沖寬度（μs）；IP為脈沖峰值電流（A）；f為放電頻率（Hz／s）。

由此可以看出，脈沖寬度、脈沖間隔和峰值電流等電參數對加工工藝指標影響較大。……