浅析电参数对快走丝电火花线切割表面质量和加工精度的影响

摘 要：针对快走丝电火花线切割中存在的表面质量差、加工精度低的问题，分析了快走丝电火花线切割加工条件中放电参数（脉冲宽度ON、功率管数IP、脉冲间隔OFF、开路电压、脉冲频率）对零件表面粗糙度、加工精度的影响，为快走丝电火花线切割加工积累了经验。

关键词：电参数； 快走丝电火花线切割； 表面质量；加工精度

前言

在线切割加工中，合理的加工工艺和加工技巧，是高效率加工出质量好的工件的重要保证。电参数是影响加工表面粗糙度的重要因素之一。电参数主要指脉冲宽度、脉冲间隙、脉冲频率、峰值电流、开路电压等。它们对材料电腐蚀过程影响最大，决定着表面粗糙度、蚀除率、切缝宽度大小及钼丝的损耗率等，进而影响其它的工艺指标。

1.电参数的影响

1.1.脉冲宽度

快走丝线切割常用矩形波脉冲， 其加工效率高， 加工范围宽， 稳定性能好。脉冲宽度是指脉冲电流持续的时间，脉冲宽度主要影响加工速度和表面粗糙度。在其他电参数不变的情况下，脉冲宽度增加初期，单个脉冲的能量也就随之增加，切割速度提高；同时由于电蚀产物随之增加，当电蚀产物来不及排除时，加工变得不稳定，表面粗糙度变差。但随着脉宽的进一步增大，加工速度的增大相对平缓，表面粗糙度值也趋于平稳。这是因为单脉冲脉宽过大，即脉冲电流持续的时间过长，会使局部温度升高，形成对侧边的加工量增大，热量散发快，因此减缓了加工速度。脉冲宽度越小，放电所产生的热量就越来不及传导扩散，放电凹坑就越小、分散重叠好，工件材料没有烧伤的现象，表面粗糙度较好。

1.2.功率管数IP

功率管数的增减决定脉冲峰值电流IS的大小。峰值电流是指放电电流的最大值，在其他电参数不变的条件下，峰值电流增大，则单个脉冲能量增多，加工速度会增大， 表面粗糙度会变差， 加工精度也会降低， 同时电极丝的损耗也加大，所以粗加工及切割厚件时取较大值，精加工时取较小值。

1.3.脉冲间隙OFF

在其他电参数不变的条件下，减小脉冲间隙会使加工平均电流增加，其切割速度明显提高，对表面粗糙度影响不大。当脉冲间隔增大，平均电流就减小，单个脉冲能量降低，切割速度降低，表面质量提高。但脉冲间隙不能太小，否则将使消电离不充分，电蚀产物来不及排除，造成加工不稳定，影响表面粗糙度。因此，粗加工及切割厚工件时脉冲间隙应取大些，而精加工时取小些，但不能过小，否则会引起电弧和断丝。

1.4.开路电压。

随着开路电压峰值的提高，加工电流增大，切缝变宽，电蚀产物的排出更加方便，加工速度提高，但由于开路电压提高时加工间隙会变大，所以加工精度略有降低。精加工时，开路电压应比粗加工时低，在切割厚工件时应取较高的开路电压。

1.5.脉冲频率。

脉冲宽度窄，放电量小，有利于改善表面粗糙度，但是会影响加工速度。因此应尽量提高脉冲频率，增加单位时间内的放电次数。这样就可以同时得到加工质量和加工速度的提高。

2.小结

实践表明，改变矩形波脉冲电源的一项或几项电参数，对加工工艺的影响很大，须根据具体的加工对象和要求，全面考虑诸因素及其相互影响关系。选取合适的电参数，既要满足主要的加工要求，又得注意提高各项加工指标。此外，不管加工对象和要求如何，还须选择合适的脉冲间隔，以保证加工稳定进行，提高加工质量。

参考文献：

[1] 杜树浩. 高速走丝电火花线切割加工工艺的仿真[D].成都：西华大学，2009.

[2] G.A.Alekseyev， M.V.Korenblum. Analysis of the Conditions for the High Efficiency Wire Cut EDM[J]. Poreeedings of the Ninth International Symposium for Elector-Machining（ISEM-9），

Nagoya， JaPan， 1989.

[3] 席洪波. 电火花线切割加工参数智选系统的研究[D].西安：西安建筑科技大学，2008.

[4] 王至尧. 电火花线切割工艺[M].北京：原子能出版社，1987.

[5] 张学仁， 刘晋春. 数控电火花线切割加工技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002.

[6] 郭永丰. 电火花线切割加工[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.

[7] Y.Suziki， M.Kishi. Improvement of Surface Roughness in wire EDM[J]. Poreeedings of the Ninth International Symposium for Elector-Machining （ISEM-9）， Nagoya， JaPan， 1989.

作者简介：武云龙（1988-），男，辽宁沈阳人，硕士，机械工程专业，研究方向：机械设计与制造。