线切割加工参数对工艺指标的影响分析及合理选择
电火花线切割加工影响因素
北京科技大学《现代加工技术》大作业2013年12 月15日电火花线切割加工各因素对工艺指标的影响分析如上图所示，电火花线切割加工工艺指标主要包括切割速度、表面粗糙度、加工精度，此外，放电间隙、电极丝损耗和加工表面变质层也是反映加工效果的重要指标。
在电火花线切割加工中影响工艺指标的因素很多，并且这些因素的影响是相互关联和相互矛盾的。
大体上可以初步分为与电相关的因素和非电因素的影响。
以下一一分析说明。
一、非电因素对加工工艺指标的影响1.电极丝材料、直径及速度：材料：采用钨丝加工时，加工速度比较高，但是在放电后丝质易变脆，容易断丝，所以实际应用不是很多，但是慢走丝在加工要求不是很高时可以使用。
相对钨丝，钼丝熔点低，抗拉强度低，但是韧性比较好，在骤冷骤热的恶劣环境中不容易断丝。
所以一般加工中多用0.1mm钼丝。
直径：随着直径的增大，走丝过程中相同时间相同脉冲下，直径越大去除的金属体积越多，从而加工速度越慢，加工精度越低。
电极丝直径大，切缝就宽，放电产物排除条件显然就会好，加工过程稳定。
不过电极丝粗，同时带来的问题是很难教工内尖角工件，加工精度会降低，同时切缝过宽速度也会下降。
电极丝直径小，很明显抗拉强度低，容易断丝，放电产物排除条件差，加工的稳定性不易保证，速度同样也提不上来。
不过精度却会有所提高。
电极丝速度：如图所示：对于快走丝在一定的加工条件下，随着丝速的增大加工速度提高，但是实践证明，当丝速由1.4m/s 上升到7-9m/s 时，走丝速度对加工速度影响很大，若继续增加丝速，切割速度反而会出现一个下降，这是因为排屑条件虽然改变，蚀除作用基本不变了，可是储丝筒一次排丝的运转时间减少，一定时间内换向次数明显多了，这就意味着非加工时间增大，所以加工速度反而会慢下来。
而对于慢走丝提高电极丝走丝速度，工作也容易被带入放电间隙，所以会提高速度，但当丝速达到某一值时，加工速度就会趋向稳定。
这是慢走丝这种加工方式本身的特点决定的，它因为平稳均匀才能得到良好的精度和粗糙度。
线切割加工工艺参数的选择
1、脉冲参数的选择线切割加工一般都采用晶体管高频脉冲电源，用单个脉冲能量小、脉宽窄、频率高的脉冲参数进行正极性加工。
加工时，可改变的脉冲参数主要有电流峰值、脉冲宽度、脉冲间隔、空载电压、放电电流。
要求获得较好的表面粗糙度时，所选用的电参数要小；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，快速走丝线切割加工脉冲参数的选择见表1。
慢速走丝线切割加工脉冲参数的选择见表2。
表1快速走丝线切割加工脉冲参数的选择表2慢速走丝线切割加工脉冲参数的选择2、工艺尺寸的确定丝切割加工时，为了获得所要求的加工尺寸，电极丝和加工图形之间必须保持一定的距离，如图6.12所示。
图中双点划线表示电极丝中心的轨迹，实线表示型孔或凸模轮廓。
编程时首先要求出电极丝中心轨迹与加工图形之间的垂直距离△R（间隙补偿距离），并将电极丝中心轨迹分割成单一的直线或圆弧段，求出各线段的交点坐标后，逐步进行编程。
具体步骤如下：（1）设置加工坐标系根据工件的装夹情况和切割方向，确定加工坐标系。
为简化计算，应尽量选取图形的对称轴线为坐标轴。
（2）补偿计算按选定的电极丝半径r，放电间隙δ和凸、凹模的单面配合间隙Z∕2，则加工凹模的补偿距离△R1＝r＋δ，如图1a所示。
加工凸模的补偿距离△R2＝r＋δ－Z∕2，如图1b所示。
（3）将电极丝中心轨迹分割成平滑的直线和单一的圆弧线，按型孔或凸模的平均尺寸计算出各线段交点的坐标值。
a) 凹模 b) 凸模图1 电极丝中心轨迹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。
常用的工作液主要有乳化液和去离子水。
1）慢速走丝线切割加工，目前普遍使用去离子水。
为了提高切割速度，在加工时还要加进有利于提高切割速度的导电液，以增加工作液的电阻率。
加工淬火钢，使电阻率在2×104Ω.cm左右；加工硬质合金电阻率在30×104Ω.cm左右.2）对于快速走丝线切割加工,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(浓度为5﹪～10﹪)而成的。
《电火花线切割加工技术》课程标准
《电火花线切割加工技术》课程标准学时:72学分：4适用专业及学制：三年制、模具制造技术专业、数控技术应用、全日制审定：机电技术教学部一、制定依据本标准依据《中职国家专业教学标准》而制定。
二、课程性质本课程贯彻“项目引导、任务引领”的设计思路，在具体教学过程中，以生产岗位的实际项目为课题内容展开，再施以具体的学习任务，每个任务都有必须的理论与技能知识点，而后层层落实，做到理论与实践的有机结合。
三、课程教学目标随着电火花加工技术的日益发展与普及，急需大量高素质的能够操作电火花机床，进行模具零件加工的操作工。
基于此，学生必须掌握电火花机床的加工操作技能，提高动手能力，培养职业技术素质，增强就业能力和工作能力。
1.知识目标（1）熟练掌握电火花加工工种的工艺分析方法和操作技能，达到中级工水平；（2）了解其它常见机加工工种的工艺分析方法，具有相关工种的一般操作技能；（3）能对所使用的设备进行日常维护和保养，能识别并合理分析所用设备的常见故障；（4）能综合运用机械制造的相关知识，具备对机制产品质量进行检验、分析、和控制的初步能力；（5）具有较强的安全生产、环境保护、节约资源的意识。
2.能力目标（1）能看懂电火花线切割加工机床的工作原理图，技术参数；（2）能掌握数控电火花成型加工机床和数控电火花线切割机床的结构组成特点；（3）基本操作、日常维护保养、简单故障和加工中不正常现象的排除方法；（4）能用电火花机床加工出合格零件；（5）能熟练地使用机床的全部功能，完成中等复杂程度零件的加工；（6）能在现场分析、处理工艺及程序问题的能力，达到中级工的技能标准3.素质目标（1）培养学生认真细致的学习态度和科学的求学态度，注重动手；（1）培养学生强烈的责任心和良好的敬业精神；（3）培养学生具有互助合作的精神。
4.具体各模块教学目标（1）能掌握电脉冲机床的工作原理、技术参数；（2）会使用机床的操作面板；（3）会对机床进行日常维护和保养；（4）知道零件加工的工艺；（5）会设计电极形状，选择电极的材料；（6）会编制零件的加工程序。
线切割电参数的合理选择
Ｊ
ｌ
上
‘ 一 ａ 一
糙度的关系如图三所示。即脉冲宽度的增加，也会使切割速 度提高，表面粗糙度值变大。这是由于脉冲宽度增加，使单 个脉冲能量增大，所以放电电痕大。但是，随着脉冲宽度的
增加，电极丝损耗将变大 。
图一
矩形脉冲波
实际加工 中， 单个脉冲放 电能量应限制在一定的范围内。
经大量实践证明。这些参数对工艺指标有重要 的作用。
ｌ 艇ｊ 峰值电流对１ 岂拖梅的影响 》¨ Ｉ－ Ｉ ＝ ｝ ｝
实 际切削加工中， 当采用乳化液介质和高速走丝方式时，
开路 电压峰值一般 在 ６￣ ５ ０ １０ Ｖ之间。 ３ 脉冲宽度 ）对工艺指标的影响 ． 在 改变 电源脉冲宽度时，脉冲宽度与切割速度、表面粗
情况下，脉冲电源 的波形和参数对工艺效果的影响较大。本 文 以目前广泛应用的矩形脉冲 电源为例，说明其参数对加工
ａ ）切割速度 ｂ ）袋ｉ 机越发 ｆ ＝ ｉ ｉ
工艺指标的影响， 矩形脉冲 电 源的波形如图一所示 其中对工 艺指标有较大影响的有：短路峰值 电流 （） ｉ 、开路 电压 （ｉ ． ｕ、 ） 脉冲宽度 （） ｔ、脉冲间隔 （ 等 。
对于普通快走丝机床一般要求脉冲间隔比即脉冲间隔与脉冲宽度的比值在34倍以上才能保证稳定加t切割速度b表面租麓攫嬲兰脉冲宽度对工艺指标豹影响综上所述在工艺条件大体相同的情况下利用矩形波脉冲电源进行加工时电参数对工艺指标的影响有如下规律
线切割基础知识 线切割主要用于加工各种形
线切割基础知识线切割主要用于加工各种形线切割主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极，各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等，具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点，已在生产中获得广泛的应用，目前国内外的电火花线切割机床已占电加工机床总数的60%以上。
根据电极丝的运行速度不同，电火花线切割机床通常分为两类：一类是高速走丝电火花线切割机床(WEDM-HS)，其电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8～10m/s，电极丝可重复使用，加工速度较高，但快速走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿，使加工质量下降，是我国生产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式；另一类是低速走丝电火花线切割机床(WEDM-LS)，其电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/s，电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好，但加工速度较低，是国外生产和使用的主要机种。
根据对电极丝运动轨迹的控制形式不同，电火花线切割机床又可分为三种：一种是靠模仿形控制，其在进行线切割加工前，预先制造出与工件形状相同的靠模，加工时把工件毛坯和靠模同时装夹在机床工作台上，在切割过程中电极丝紧紧地贴着靠模边缘作轨迹移动，从而切割出与靠模形状和精度相同的工件来；另一种是光电跟踪控制，其在进行线切割加工前，先根据零件图样按一定放大比例描绘出一张光电跟踪图，加工时将图样置于机床的光电跟踪台上，跟踪台上的光电头始终追随墨线图形的轨迹运动，再借助于电气、机械的联动，控制机床工作台连同工件相对电极丝做相似形的运动，从而切割出与图样形状相同的工件来；再一种是数字程序控制，采用先进的数字化自动控制技术，驱动机床按照加工前根据工件几何形状参数预先编制好的数控加工程序自动完成加工，不需要制作靠模样板也无需绘制放大图，比前面两种控制形式具有更高的加工精度和广阔的应用范围，目前国内外95%以上的电火花线切割机床都已采用数控化。
电火花线切割加工中非电参数对工艺指标的影响
Ｃ ｉａＮｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉ ｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｈ ｎ ｗ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｒ ｄ ｃｓ ｅ
工 业 技 术
电火花线切割加工中非电参数对工艺指标的影响
王姗 珊
（ 长春职业技术学院， 吉林 长春 １０ ３ ） ３０ ３
摘 要 ： 文通过 对 包括 电极 丝 ， 本 工作 液 ， 给速度 等非 电参数 的分 析 ， 明 非电参数 对 电火 花线切 割加 工的 重要性 。 因为 它们 直接 进 说 影ｇ ￣ｘ 的精度及表面粗糙度， ｊ ＿ 所以本文又介绍 了如何根据 实际情况在加工前选择正确的非电参数。
关键 ，电火花加工作 为一种 电极丝直径大 ， 切缝就宽 ， 电产物排 除条 不 当， 放 切割表面就 会出现条纹 。 特种精密加工技术 ， 近年来得到 了迅 速的发展 。 件显然 就会好 ， 加工过程 稳定 。不过 电极丝 粗 ， 电极丝 的张力对 工 艺指标影 响也是 很大 ， 尤其是线切割加工技术 的提高更 是迅 猛 ，电火 同时带来 的问题是很难教工 内尖角工件 ， 加工 如果 电极丝张力太小放 电产生的力和冲液产生 花线切割加工 ９％用于模 具加工 中， 以精 度 精度会降低 ， ０ 所 同时切缝过 宽速度也 会下降 。 的力 易使电极 丝晃动， 响工件 质量 ， 生 而影 如产 要求相当高。 从电加工的技术 角度来说 ， 虽然影 电极丝直径小 ， 明显抗拉强度低 ， 很 容易断 鼓形线 纹， 拐角塌角等也 容易引发加工短路。 如 响工艺指标的因素很多 ， 并且互相关联 ， 最 丝 ， 电产物排除条件差 ， 的稳 定性不易保 果电极丝张力 太大放 电腐蚀电极丝易使其变小 不过 放 加工 重要的还是在于它 的工艺技术和技巧 ，只有 工 证 ， 速度同样 也提不 上来 。 不过精度却会有所提 变脆就 容易产生断丝 了。 艺合理 ， 才能高效率地加工出质量好 的工件 。 因 高 。 ２工作液 为脉冲电源的电参数调整是加工精度和表面粗 １ ＿ ３走丝速度 线切割工作液使用性能 的优劣 不仅仅 影响 糙度的重要标志 ，所以很多人忽略了非 电参数 对于电火花线 切割机床 ，丝速对加工速度 到人们 可 以直观感觉到 的加工工艺指标 ，如切 对加工工艺指标的重要影响 ，以下我们就来分 的影响之于快走丝和慢走丝 虽然都 是越快越快 割速度 、 面质量 、 表 表面均匀性 等而且还影 响到 析一下非电参数对电火花线切割加工 的影响规 的， 是在一定程度 以后却是不 同的。 但 如果用 曲 其 他的诸多因素 ， 包括加＿ Ｔ稳定性 ， 电极丝寿命 律。 线说明如下图Ⅲ 。 等。 １电极丝 电加工 的Ｔ作液 区别于其它加工方式 的工 １ ． １电极 丝的种类 作 液很 明显的一点就是它除 了有冷却排屑 的作 线切割技术的发展 ，离不开 电极丝技术 的 用外 ， 还有介 电的作用。 油 ， ， 化剂等都能 煤 水乳 同步发展 。因为线切 割机 的切割效率和切割质 作 为快走 丝的工作液 ， 陧走丝多用去离子水 。 而 量 与电极丝 的性 能紧密相 关 ，而电极丝技术 的 工作液 的注入 方式和注入方 向对线切割加工精 突破 往往会导致线切割机设计的革新。 度有较 大的影响 。 有人提 出 “ 同的加工 ，采用不 同的电极 不 目 陕走 丝用的注入方式基本是喷人式口 前 。 丝” 这一理念 ， 实 比较合 理 ， 确 因为现在 的线切 因为喷人式 注入 的工 作液流 动速度会更 快 ， 加 割加工有着 比过去更 多的变化 ， 工材料 、 从加 切 工 比较稳定 。 但是 因为会随着工作液带人空气 ， 姓 割速度 、 轮廓精度 、 表面质量到工 厂的运行模式 两种介质 的介 电常数 又不同 ，所以难免会影响 加工精度 。而慢走丝用 的就是浸泡式和喷人式 等等 。 而对于这些相互起作用的变数 来说 ， 只有 选择 合适 的电极 丝才能使 工厂对加 工效率 、 加 复合 的方式注入 。 所以慢走丝的加工精度更高 。 工成本和加工质量整体进行优化 。 利用快走丝加工时 ，有时会发现加工的工 目前电火花线切 割加 工使用的电极丝材料 件有斜度 ， 这也是 因为工作液 注入 的时候 在工 有钼 丝 、 钨丝 、 钼合金 丝 、 钨 黄铜 丝 、 铜钨丝 等 。 件上方和下方不一样 ， 口处 比较 纯净 ， 人 而出 口 在欧美和 日 等发达 国家 ，以镀锌 电极 丝为主 本 处杂志 比较多 ， 并且 随着工件厚度 的增 大斜度 也会增大 。 的高性能 电极丝正在逐渐取代放 电性能受到很 大局限 的黄铜丝 ，因为它 的切割速度较之 采用 性能 良 的工作 液因为冷 却和排屙 Ｉ能 良 好 生 黄铜丝有 ３％ ５％的显著提升 。 ０ ￣０ 好， 切割速 度快 ， 当然 就 比较 容易变 黑 ， 但变 黑 采用钨丝加工时 ， 加工速度比较高 ， 但是在 对 于 陕 丝在一定的加Ｔ条件下 ，随着丝 的工作液并不一定就到 了使用 寿命 了 ，因此 以 走 但是实 践证明 ， 当丝速 工作 液 的颜色作 为使 用 寿命 的判据 是 不准 确 放电后丝质易变脆 ， 容易断丝 ， 以实 际应 用不 速 的增大加 工速度提 高 ， 所 是很多 ， 是 陧走丝在加工要求不是很 高的时 由 １ ｍ ｓ 但 ． ／ ４ 上升 到 ７ ９ ／ ，走丝速度对加工速 的。快走丝线切割机床 的工作液装置一般都 没 － ｍｓ 时 候可 以使用 。相对钨丝 ， 钼丝熔点低 ， 强度 度影响很大 ， 抗拉 若继续增加丝速 ， 切割 速度反而会 有净化设施 ， Ｔ作液使用时间不能太长 ； 丝 慢走 低 ， 韧性比较好 ， 冷骤热的恶劣环境 中 出现一个下降 ， 因为排 屑条件 虽然改变 ， 但是 在骤 这是 蚀 线切割 由于多用去离子水 ，所 以应定期更换离 不容易断丝 。而钨钼合金丝整合 了前两种钨丝 除作用基本不变 了，可是储丝筒一 次排丝的运 子交 换树 脂， 不然都会影响速度和精度 。 实践 证 和钼丝的特 眭， 加工 效果比较好 ， 故 使用寿命 比 转时间减少 ， 一定时 间内换 向次数 明 多了 ， 这 明清洗性 好的工作液在切割过程 中会吐 出大量 较高。 对于铜钨丝虽然加工效果好 ， 但是抗拉强 就意味着非加 丁时 问增大 ， 以加丁 速度反而 的黑沫 ， 所 ： 在这种 情况下 ， ＴＴ件表面的均匀性 加 度差 ， 并且成本较 高， 以应用 也不是很多 。黄 会慢下来 。 所 较 好。在 工作液中增加浓度 、 加大脉问 、 加入适 铜丝做 电极 丝时加 Ｔ速度高并 且稳定 性好 ， 但 而对于 慢 丝提高电极丝走丝速度 ，Ｔ作 量的 电解 质或清洗剂 从而通 过切缝 的增宽 、 走 洗 是损耗很大 。 也容易被带人放 电间隙， 以会提 高速度 ， 当 涤 能的增加以改善切缝 中的介质均匀情况均 所 但 不过综合考量之后 ，目前市场 上快走丝线 丝速达到某一值 时 ， 加工速度就会趋向稳定。 这 有 助于减弱或消除切割表面换 向条纹 ，提高表 切割加１中广泛使 用钼丝作为电极丝 ，而慢走 是慢走 丝这种加工 方式本 身的特点 决定 的 ， 二 它 面精度 。 ３ Ｔ件 丝线切 割加工 中广泛使用直径为 Ｏ ｍ 的黄铜 因为平稳均匀才 能得到 良好 的精度和粗糙度 。 ．ｍ １ １ ４换 向及张力 ３ ． １工件材质 丝作 为电极丝 。 在加工时 ， 如果工艺条件大体一致 ， 工 那么 １ ． ２电极丝的直径 进行 过线切 割加 工的人 都会有印象 ，快走 电极丝 的直径是根据加ｌ 丁要求和工艺条件 丝下来 的工件 ， 表面会有 一层黑色 的黏着物 ， 并 件 的材料 也会对丁艺指标产生影响 ，因为材料 生 选取 的。 以钼丝为例丝径 ０ ６ ｍ最小拉断力在 且极不易清洗 ，通常我们用煤油擦拭才会 露出 的物理特 ｌ和化学特性都不同 ，所以加工 来 ．ｍ ０ ２３ 丝径 ０ ２ ｍ最小拉断力 ２－５ 。 －Ｎ， ．ｒ ２ａ ２２ Ｎ 也就是 材质本 身。 当然这 是因为放 电腐蚀 的产物 ， 不过 的效果肯定 不能相同。脉冲放电能量在两机上 说 电极丝直径 达 ， 抗托 强度大 ， 承受 电流 大 ， 能 擦 拭之后 通常会有波纹 ，这是 因为储丝筒 的换 的分 配传 导和转换 都不同。在 个脉冲放电能 采用较强的电规准进行加工 ， 提高加工速度。 所 向导致 的。 因为电极丝做往复运动 ， 所以当电极 量相 同情况 下 ， 用铜 丝加工硬 质合金 比较丁钢 储丝筒换 向周 期较 短或者切割件 比较 件产 生的放 电痕迹小 ， 度低 ， 而粗糙 度好 ， 速 表 以在加Ｔ要求允许 的情况下 ， 可选用直 径大点 丝较短 ， 的电极丝 厚 的时候 ， 火脉 冲间隔进 给速度等参数 配合 同时 电极丝损耗 大。线切 割在加 Ｔ铜
电火花线切割加工工艺
在电火花成型加工中，脉冲间隔的变化对加工表面粗糙度影 响不大。在线切割加工中，在其余参数不变的情况下，脉冲 间隔减小，线切割工件的表面粗糙度数值稍有增大。这是因
为一般电火花线切割加工用的电极丝直径都在0.25 mm以下， 放电面积很小，脉冲间隔的减小导致平均加工电流增大，由
于面积效应的作用，致使加工表面粗糙度值增大。
分析图纸
准 备工 作 环 节
电极丝准备
上
丝
垂 直度 校 核
工件准备 打 穿丝 孔 工 件装 夹
电极丝定位
编程
工艺分析 选 择工 艺 基 准 确 定切 割 路 线 编 写加 工 程 序
加工
图 线切割加工的步骤
检验 加工时间 加工精度 表 面粗 糙 度
3.3.2 线切割编程
目前生产的线切割加工机床都有计算机自动编程功能，即可 以将线切割加工的轨迹图形自动生成机床能够识别的程序。
及加工较厚工件时取较大的放电峰值电流。
放电峰值电流不能无限制增大，当其达到一定
临界值后，若再继续增大峰值电流，则加工的稳定性变差，
加工速度明显下降，甚至断丝。
2．脉冲宽度ti
增大脉冲宽度ti，线切割加工的速度提高，表面粗糙
度变差。这是因为当脉冲宽度增加时，单个脉冲放电能量
增大，放电痕迹会变大。同时，随着脉冲宽度的增加，电
例如，加工精密小零件时，精度和表面粗糙度是主要指标，加 工速度是次要指标，这时选择电参数主要满足尺寸精度高、表 面粗糙度好的要求。
加工中、大型零件时，对尺寸的精度和表面粗糙度要求低一些， 故可选较大的加工峰值电流、脉冲宽度，尽量获得较高的加工 速度。
此外，不管加工对象和要求如何，还需选择适当的脉冲间隔， 以保证加工稳定进行，提高脉冲利用率。线切割程序与其它数控床的程序相比，有如下特点：
模具制造8-线切割-2013-2014
应用
脉冲宽度（ｕｓ）
脉冲宽度 脉冲间隙
峰值电流（A）
空载电压（V）
快速切割或厚工件加工
20～40 3～4以上 （可实现稳 定加工）
＞12
半精加工 Rａ＝1.25～2.5ｕｍ
精加工 Rａ＜1.25ｕｍ
6～20
6～12
一般为70～90
2～ 6
＜4.8
电极丝对线切割工艺指标的影响
快走丝线切割机床
切割工件最大锥度：6°（100mm内可达）； 最大切割效率：＞150mm2/min（Cr12 80mm厚时）； 最大切割电流：6A； 粗糙度：加工40mm厚的Cr12粗糙度效率多刀切割：Ra≤2.5 μm； 加工精度/直径：0.015（Φ10mm）； 菜单技术、自动编程功能；
二、加工规准的选择(影响工艺指标的主要因素 ) 在线切割加工中，脉冲电源的电参数选择对电蚀过程是 很关键的，它直接影响了工件切割表面粗糙度，蚀除效率， 切缝的宽度大小和电极丝的损耗。对零件的加工质量影响 较大 在实际生产中，选择脉冲宽度1－60μs，脉冲频率 10－100kHz。比较合适。 目前，广泛应用的脉冲电源波形一般都是矩形波： 1、短路峰值电流的选择 在其它工艺条件不变的情 况下，短路峰值电流大，单 个脉冲的能量就大，切割痕 迹大，粗糙度差，切割速度 快，电极丝损耗也大，加工 精度低。 2、脉冲宽度的选择
精密模具制造技术
运动，高速运动的电极丝有利于将工作液带入放电间隙，也 有利于把电蚀物从间隙中带出来，从而避免电弧放电的产生 电极丝局部损耗，提高切割的加工精度。 2、加工特点 与电火花成形加工相比，有如下特点： ①不需要制造成形电极，工件材料的预加工工作量少。 ②能方便地加工复杂截面的型柱、型孔和窄缝等。 ③脉冲电源的加工电流较小，脉冲宽度较窄，采用正极性加 工，即正极接工件，负极接电极丝。不需要转换电规准， 都是一次加工成形。 ④采用运动的电极丝，电极的单位损耗少，加工精度就高。 ⑤只对工件进行切割，余料可以继续使用，材料利用率高。 ⑥工作液选用水基乳化液，不是煤油，安全，可靠，节约。
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从某一方面考虑通常无法达到预期的加工 目标 ， 这 就要 求 线切 割机 床使 用 者必 须熟 悉加 工 工艺 ， 尤其
是对 线 切割 加 工参 数要 做 到合 理 选 择 。下 面 就结 合 工艺 试验 数据 ， 分析 加 工 参 数 （ 电参 数 和 非 电参 数） 对工 艺 指 标 的 影 响 以及 如 何 合 理 选 择 这 些 参
文章编 号 ： ２ ０ ９ ５— ５ ０ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） １ １— ０ ０ ６ ９— ０ ３
同， 本试 验所 使用 的设备 为 苏州新 火花 机床 厂生 产 的Ｄ Ｋ ７ ７ ３ ２型精密 数控 中走 丝线 切 割 机床 ， 试 验 材 料为 Ｃ Ｒ１ ２ （ 厚度 ４ ０ ａ ｒ ｍ） ， 工 作 液 采用 新 火 花 专 用
作者简 介 ： 王伟（ １ ９ ８ ５ 一） ， 男， 江苏盱眙人 ， 东南大 学成 贤学院助理实验 师， 主要研究方 向为数控技术 、 电加工技术。
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６ ９・
２ ０ １ ３年第 ４ ２卷
机械设计 与制造 工程
根据 加工 表 面 光 洁 度要 求 ， 脉 宽 一 般 为 ５—８ ０ ｓ ， 通 常情况 下 ， 脉宽 的取 值要 综合 考虑 工艺 指标 以及 加工 零 件 的材 质 、 厚度 等 。 ｃ ． 脉 冲 间隔 的影 响 。 在 其他 条件 不 变 的情 况 下 ， 减小脉 冲间隔 ｔ 。 ， 脉 冲频 率将 提 高 ， 单 位 时 间 内放 电 次数 增 多 ， 平 均 电流增 大 ， 从 而 提高 了切 割 速 度 。 脉冲间隔 ｔ 。 在 电
效 地 排除 加工 区域 的蚀 除产 物 ， 同时还 可 以对 电极
丝产生 良好的冷却效果。此外 ， 工作液还具有防锈
功 能 。工作 液 一 般 按 照体 积 比配置 ， 根据经验 ， 表 面精 度要 求较 高 时 ， 工 件 较 薄 或者 中等 厚 度 ， 配 比 浓些 ； 要 求切 割速 度高 或大 厚度 工件 ， 配 比淡些 ， 以
和 表面粗 糙度 的影 响 （ 见表 １ ） 。
表 １中 ， 在 水 剂 浓 度 和 走 丝 速 度 一 定 的 条 件
１ 工艺试验数据
电参数和非 电参数的选择涉及到诸多方面 ， 使 用设 备 和试 验环 境 的差 异 也 会 造 成 试 验 结果 的 不
下， 通过在 ４种不 同电参数 下加工 同一零件 的 比 较， 可 以看 出加工 效 率 和 表 面粗 糙 度 的变 化 明 显 ，
１ １ Ａ到 ４ ５ Ａ变 化过 程 中 ， 加 工效 率 明显 提 高 ， 但 是 表 面粗糙 度 数值依 次增 大 Ｊ 。 ｂ ． 脉 冲宽 度 的影 响 。 在其 他 条件 不 变 的 情 况 下 ， 增 大切割速度迅速提高， 表 面粗糙度数值增大 ， 电极 丝损耗增 大， ￣ ｕ － ｒ ＿ 精 度有 所下降 ， 但 当其达 到一 定 临界 值 后 ， 若 再 继 续 增 大 峰值 电流 ， 则加工 的稳定性变差 ， 影响加工速度 ， 并
数。
工作液 ， 钼丝直径 ０ ． １ ８ ａ ｒ ｍ， 切割次数为单次 ， 加工 工 件为 边长 １ ０ ｍ ｍ 的 正方 形 ， 采用 的是 ＨＦ线 切 割 数控 自动编 程 软件 控 制 系 统 ， 由于 涉 及 的参 数 很
多， 本试 验 主要通 过 电参 数 的变化 观察 对加 工效 率
关键词 ： 线切割 ； 中走丝； 加工参数 ； 工艺指标 中图 分类 号 ： Ｔ Ｈ１ ６ ２ ． ０ 文献 标识 码 ： Ａ
切 割速 度 、 加工 精度 、 表 面粗 糙度 、 电极丝 损耗 量 是衡 量 电火花 线 切割 加工 质量 的主要 工艺 指标 ， 这些 工 艺指 标之 间 既互 相联 系 又相互 制 约 ， 单 纯 的
从 而可 以总 结 出一些 基 本 的加 工 参 数对 工 艺 指 标
的影响规 律 。
表 １ Ｃ Ｒ Ｉ ２ 【 厚度 ４ ０ ｍ ｍ） 单次 切 割试 验 工艺 数 据
２ 电参 数 对 工 艺 指 标 的 影 响
ａ ． 峰值 电流 的影 响 。 峰值 电流 增 大 ， 单 个 脉 冲 电源 的 放 电 能 量 增
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５— ５ ０ ９ Ｘ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． ０ １ ７
线 切 割加 工 参 数 对 工艺 指标 的 影 响分 析 及 合 理 选 择
王 伟
（ 东南 大学 成 贤学 院 机械 工程 系 ， 江苏 南 京 ２ １ ０ ０ ８ ８ ）
摘要 ： 电参数和非 电参数是影响线切割加 工工 艺指标的两个重要 方面， 通过对 Ｄ Ｋ ７ ７ ３ ２型精 密数
控 中走 丝 线切 割机 床 的应 用和研 究 ， 经过 多 次加 工试 验 ， 得 到 了工 艺试验 数 据 ， 结合 试 验 数 据 分
析 了工 艺指标 的影 响 因素 ， 为 实验教 学和 产品加 工提 供 了科 学依据 。
２ ０ １ ３年 １ １月
第４ ２卷 第 １ １ 期
机械设计与制造工程 Ｍ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｍ ａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｅ ｎ ￣ ｎ ｅ ｅ ｉ ｆ ｎ ｇ
Ｎ Ｏ Ｖ ． ２ ０ １ ３ Ｖ ｏ １ ． ４ ２ ＮＯ ． １ ｌ
且 容 易 造 成 断 丝 。 由表 １可 以 看 出 ， 短路 电 流 由
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—１ ０— ０ ８
线切割加工 的速度提高 ， 表面粗糙度 尺 变差 。同 时， 随 着脉 冲宽 度 的增 加 ， 电极 丝损 耗 也 变 大 。当 脉冲宽度 ｔ ｉ 增大到一临界值后 ， 线切割加工速度将 随脉冲宽度的增大而明显减小。单次切割加工时，