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(shù)(脈沖寬度ON、功率管數(shù)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。
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(shù)是影響加工表面粗糙度的重要因素之一。電參數(shù)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(shù)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(wěn)定性能好。脈沖寬度是指脈沖電流持續(xù)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(shù)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(wěn)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(wěn)。這是因為單脈沖脈寬過大,即脈沖電流持續(xù)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(fā)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(xiàn)象,表面粗糙度較好。
1.2.功率管數(shù)IP
功率管數(shù)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(shù)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(shù)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(wěn)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(shù)。這樣就可以同時得到加工質量和加工速度的提高。
實踐表明,改變矩形波脈沖電源的一項或幾項電參數(shù),對加工工藝的影響很大,須根據(jù)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(shù),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(wěn)定進行,提高加工質量。