电火花线切割的脉冲电源

5.2.5　电火花线切割的脉冲电源

电火花线切割所用的脉冲电源又称为高频电源，是线切割机床的重要组成部分之一。在一定条件下，线切割机床的加工效率主要取决于脉冲电源的性能。

1．线切割加工对脉冲电源的要求

由于电火花线切割加工大多属于精加工，因此对加工精度、表面粗糙度和切割速度等均有较高的要求，所以要求脉冲电源具有如下性能：

（1）脉冲峰值电流大小要适当　由于受机械结构与电极丝张力等的影响，电极丝的直径不能够选择得太粗，一般在0.05～0.25mm之间，因此细电极丝所允许通过的峰值电流就不可能太大。而另一方面，由于线切割加工的工件具有一定的厚度，要维持稳定放电加工并且要保持适当的加工速度，峰值电流又不能太小。在实际加工中，快走丝线切割加工的峰值电流通常取为10～30A，慢走丝线切割加工的峰值电流约比快走丝的高6～10倍。

（2）脉冲宽度要窄且可以调节　为了满足线切割加工的要求，应能对单个脉冲能量进行有效控制。脉冲宽度越窄，放电电极越短，热传导损耗小，能量利用率越高，且不易产生烧伤现象。但为了保持合适的加工速度，脉冲宽度又不能太小。在实际生产中，快走丝线切割脉冲宽度的变化范围约为0.5～64μs，而慢走丝脉冲电源的脉冲宽宽度变化范围可大一些，通常在0.1～100μs之间。

（3）脉冲频率要尽量高　频率高可以提高加工表面质量及加工速度。脉冲间隔不能过小，否则放电区域消电离不充分，易产生电弧，烧伤工件或烧断电极丝。一般脉冲频率在5～500kHz范围内。

（4）脉冲参数有较大的可调范围　电参数调整范围大可以适应不同工件、材料及加工规范的加工需要。一般情况下，脉冲宽度的调整范围为0.5～64μs，脉冲间隔为5～50μs，开路电压为60～100V，峰值电流为10～30A。慢走丝线切割的脉冲参数调节范围远大于上述范围。

此外，为适应线切割加工长时间连续工作的需要，脉冲电源的功率输出应稳定可靠，参数调节及维修应简捷、方便。

2．有关脉冲电源的工艺参数及其选择

（1）脉冲波形　脉冲波形有矩形波脉冲和分组脉冲两种，如图5-19所示。矩形波脉冲的加工效率较高，适用于高速加工；分组波的电能量较小，适合于对薄壁件的精加工。

（2）脉宽t_i与脉冲间隔t_o　一般t_i值选择在32μs范围内，t_o选择在160μs范围内。在加工排屑条件较好时，可以取t_o为t_i的3～5倍，切割深度较厚，排屑条件差时，可取t_o为t_i的5～8倍。减小t_o可以提高工作效率，但过小的t_o会破坏消电离过程，使加工不稳定。

图5-19　两种脉冲波形

（3）峰值电流I_e一般机床电源的工作电流的大小决定了参加工作的功率放大管子的数目多少，普通功率电源系统一般设置有十只功率放大管，每只管子的工作电流为5A，在机床操作面板上把工作电流分为由0.5～9.5的19个挡位，可以根据切割加工的工序性质和切割厚度来选择电流的大小，具体参数参考如下：

厚度大，粗加工：选择6～9只管；

一般厚度，半精加工：选择5～6只管；

中等厚度，精加工：选择3～4只管。

（4）工作电压　工作电压一般有两种，0挡和1挡两个挡位，其中1挡位为低压挡，用于对工件的安装校正时用；0挡为正常工作电压挡，在校正完工件、正常切割时用。