电火花线切割工艺参数

5.5.2　电火花线切割工艺参数

1．电脉冲参数的选择

目前的电火花线切割加工一般都采用晶体管高频脉冲电源，所采用的电脉冲能量小、脉宽窄、频率高，并采用正极性加工。在线切割加工中，可改变的电脉冲参数主要有电流峰值、脉冲宽度、脉冲间隔、空载电压和放电电流大小。当要求获得较精细的表面粗糙度时，所选用的电参数能量要小；若要求获得较高的切割速度，脉冲参数要选大一些，但加工电流的增大受排屑条件及电极丝截面积的限制，过大的电流易引起断丝。

电参数对加工蚀除效率、切缝宽度、加工表面粗糙度、电极丝损耗等指标都有直接的影响。由于线切割加工的放电表面积较小 所以其单脉冲放电能量较小。

一般峰值电流和脉冲宽度对加工影响较大，峰值电流越大，切割能量越大，切割速度越快，而加工表面的质量也越差，电极损耗也大；脉冲宽度越大，切割速度越快。脉冲间隔越小，频率就越高，平均电流会增大，有利于提高切割速度；但脉冲间隔不能太小，太小不利于消电离和工作液的绝缘恢复，有产生电弧放电的危险，一旦产生电弧，会烧伤工件，甚至发生断丝现象。一般，线切割的脉冲间隔t_o在10～250μs范围内选择。而脉冲宽度t_i可取1～60μs，脉冲频率T在10～100kHz范围内。

2．电极丝的选择

电极丝应具有良好的导电性和抗电蚀性，抗拉强度高，材质应均匀。常用电极丝有钼丝、钨丝、黄铜丝、纯铜丝等几种不同的材质。

在快走丝线切割机床上，电极丝是反复使用的，所以要求电极丝要经久耐用，加工损耗小，电加工性能好，所以常采用钼丝、钨丝和钨钼丝，其直径规格一般在φ0.10mm～φ 0.18mm范围内，切细、窄缝隙件时，有时也采用φ0.06mm的钼丝。这几种电极丝的特点是抗拉强度高，耐腐蚀，电加工性能稳定，加工质量高，但其性质较脆，不耐弯曲，易于脆断，其最主要的缺点是价格昂贵。

慢走丝线切割机床由于走丝速度低，电极丝的加工损耗较大，所以一般不重复使用，用过一次就废弃不再使用因此慢走丝线切割一般不采用钼丝和钨丝，而是使用价格较低廉的铜丝、黄铜丝和纯铜丝，其规格一般为φ0.10mm～φ0.30mm，只有在切割很细的缝隙时，才采用直径为φ0.03mm～φ0.05mm的细钼丝。

黄铜丝的特点是加工表面质量和直线度精度较高，蚀屑附着少。但其抗拉强度差，损耗大，但比钨丝价格便宜很多。

电极丝直径的选择应根据切缝宽窄、工件厚度和拐角尺寸大小来灵活选择。若加工带尖角、窄缝的小型模具宜选用较细的电极丝；若加工大厚度工件或大电流切割时应选较粗的电极丝。一般来说，电极丝的直径越粗，其许用工作电流就越大，电加工的切割速度也越快，同时，切割的切缝也就越宽，拐角圆角也越大。但线径过大会造成蚀除表面积过大，不利于切割速度的提高。从加工效率的角度看，只要加工缝隙大小允许，一般都优先考虑采用较粗的常规电极丝。电极丝的线径越小，许用电流越小，会大大影响线切割速度，也不利于窄缝中工作液的通畅性，不利于顺畅排屑和快速消电离，会破坏电加工的平稳性，进而破坏加工表面质量。另外，过细的电极丝也容易发生断丝现象。不过，细电极丝的加工表面质量较高，切割缝隙也较窄，易于切割很细微的结构。

常用电极丝的应用选择见表5-6。

表5-6　常用电极丝的选择

3．工作液的选配

工作液对切割速度、表面粗糙度、加工精度等都有较大影响，加工时必须正确选配。

（1）工作液的主要作用　工作液在电火花线切割加工中承担了及时电离引火花，形成放电通道、及时消电离恢复绝缘状态、及时排走电加工蚀除物废屑和及时冷却四大作用。工作液是形成正常放电间隙的基本条件，电极丝与工件间没有连续不断的工作液就无法正常工作。所以，及时地提供充足的合格工作液对线切割加工是十分重要的。

（2）工作液的种类　常用工作液一般分为水溶液、乳化液和油液三个大类。

常用水溶液有蒸馏水、去离子水甚至普通自来水。水溶液的最大特点是冷却性能非常好，尤其适合于切割厚度较厚的加工。但另一方面，由于电极丝在水溶液中的急热急冷变化，易产生淬硬现象，丝会变硬变脆，容易发生断丝。另外，水溶液的黏性和吸附性差，对放电通道中的电蚀物碎屑的洗涤性和吸附性较差，排屑效果差，工作区的积炭严重，不易于切割速度的提高，不易于保证高质量的加工表面质量。

在水溶液里加进一定量的洗涤剂、皂片类，可以明显改善水溶液的洗涤效果，有利于排屑，有利于提高切割效率。

油液的黏度高，其介电强度远高于水溶液，所以放电通道中的油液对电能量的消耗较大，导致电加工的蚀除效率和电能效率下降，切割速度降低，同样电规准参数下的爆炸力较小，放电间隙和通道截面都要小，更促使了排屑困难，切割速度下降。但油类工作液对电极丝的急冷效应小，润滑性能好，所以电极丝的损耗小，不容易断丝。

乳化液的性能介于水溶液和油液之间，其介电强度比水高，但比油低，而冷却效果比水差，比油好。洗涤性比水和油都好。

（3）工作液的应用　早期的慢走丝线切割机床由于采用RC电源，所以多采用油类工作液，主要是煤油，或者在煤油中再加入30%的变压器油，这种工作液适用的切割速度为2～3mm²/min，应用范围较窄。

目前，慢速走丝线切割加工普遍使用去离子水。为了提高切割速度，在加工时还要加进清晰剂、光亮剂、防腐蚀剂和爆炸剂，来改善工作液的性能。

快走丝线切割加工机床中，目前最常用的是乳化液。乳化液是由乳化油和工作介质配制而成。工作介质可用自来水，也可用蒸馏水、高纯度水和磁化水。

当工作液中的电蚀除杂质含量较多时，容易造成二次放电，破坏电加工的稳定性。如果杂质含量过高，工作液的消电离作用会明显下降，绝缘程度变差，容易引起电弧。所以工作液用得太脏后，就应该及时更换。