在线切割加工工艺中,在其它工艺参数大体相同的情况时,主要电参数对加工质量的影响是相当大的。目前广泛应用的脉冲电源波形是矩形波,下面以矩形波脉冲电源为例,分析主要电参数对加工质量的影响及合理选择。
1矩形波脉冲电源的波形体管脉冲电源中使用*普遍的一种波形,也是:线切割加工中行之有效的波形之一。矩形波脉冲电源的波形2主要电参数对加工质量的影响2.1短路峰值电流的影响是在一定的工艺条件下,短路峰值电流(对切割速度V,i和表面粗糙度Ra影响的关系曲线。由图可知,当其它工艺条件不变时,加短路峰值电流切割速度提高,表面粗糙度变差。这是因为短路峰值电流大,表明相应的加工电流峰值就大单个脉冲能量亦大短路峰值电流,不但使工件放电痕变大,而且使电极丝损耗变大,这两者均使加工精度稍有降低。
2.2脉冲宽度的影响是在一定工艺条件下,脉冲宽度ti对切割速度vwi和表面粗糙度Ra影响的关系曲线。由图可知,加脉冲宽度,使切割速度提高,但表面粗糙度变差。这是因为脉冲宽度加,使单个脉冲放电能量大,则放电痕也大。同时,随着脉冲宽度的加,电极丝损耗变大。
通常,电火花线切割加工用于精加工和中加工时,单个脉冲放电能量应限制在一定范围内。当短路峰值电流选定后,脉冲宽度要根据具体的加工要求来选定,精加工时,脉冲宽度可在20s内选择,中加工时,可在20~60Ms内选择。
2.3脉冲间隔的影响是在一定的工艺条件下,脉冲间隔t*对切割速度vw和表面粗糙度Ra影响的关系曲线。由图可知,减小脉冲间隔,切割速度提高,表面粗糙度Ra稍有大,这表明脉冲间隔对切割速度影响较大,对表面粗糙度影响较小。因为在单个脉冲放电能量确定的情况下,脉冲间隔较小,致使脉冲频率提高,即单位时间内放电加工的次数多,平均加工电流大,故切割速度提高。
实际上,脉冲间隔不能太小,它受间隙绝缘状态恢复速度的限制。如果脉冲间隔太小,放电产物来不及排除,放电间隙来不及充分消电离,这将使加工变得不稳定,易造成烧伤工件或断丝。但是脉冲间隔也不能太大,因为这会使切割速度明显降低,严重时不71994-2015ChinaAcademicJournalElectronic是在一定的工艺条件下,开路电压对加工速度V,和表面粗糙度Ra影响的曲线。由图可知,随着开路电压峰值的提高,加工电流大,切割速度提高,表面粗糙度大。因电压高使加工间隙变大所以加工精度略有降低。但间隙大,有利于放电产物的排除和消电离,则提高了加工稳定性和脉冲利用率。
采用乳化液介质和高速走丝方式时,开路电压峰值一般在60~150V的范围内,个别的用到300V左右。
3合理选择电参数要求切割速度高时,当脉冲电源的空载电压高、短路电流大、脉冲宽度大时,则切割速度高。
但是切割速度和表面粗糙度的要求是互相矛盾的两个工艺指标,所以,必须在满足表面粗糙度的前提下再追求高的切割速度。而且切割速度还受到间隙消电离的限制,也就是说,脉冲间隔也要适宜。
要求表面粗糙度好时,若切割的工件厚度在8Qnm以内,则选用分组波的脉冲电源为好,它与同样能量的矩形波脉冲电源相比,在相同的切割速度条件下,可以获得较好的表面粗糙度。无论是矩形波还是分组波,其单个脉冲能量小,则Ra值小。也就是说,脉冲宽度小、脉冲间隔适当、峰值电压低、峰值电流小时,表面粗糙度较好。
要求电极丝损耗小时,多选用前阶梯脉冲波形或脉冲前沿上升缓慢的波形,由于这种波形电流的上升率低,故可以减小丝损。
要求切割厚工件时,选用矩形波、高电压、大电流、大脉冲宽度和大的脉冲间隔可充分消电离,从而保证加工的稳定性。
~60mm表面粗糙度Ra值为1.6~3.2,um脉冲电源的电参数可在如下范围内选取:脉冲宽度4~2Fs加工电流0.8~2A;脉冲幅值60~80V;切割速度15~40mmmin选择上述的下限参数,表面粗糙度为Ra1.6Mm随着参数的大,表面粗糙度值至Ra3.2m.加工薄工件和试切样板时,电参数应取小些,否则会使放电间隙大。加工厚工件时,电参数应适当取大些,否则会使加工不稳定,工件质量下降。
4结束语实践表明,改变矩形波脉冲电源的一项或几项电参数,对加工质量的影响很大,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,既要满足主要加工要求,又得注意提高各项加工质量。例如,加工精小模具或零件时,选择电参数要满足尺寸精度高、表面粗糙度好的要求,选取较小的加工电流的峰值和较窄的脉冲宽度,这必然带来加工速度的降低。又如,加工中、大型模具和零件时,对尺寸精度和表面粗糙度要求低一些,故可选用加工电流峰值大、脉冲宽度宽些的电参数值,尽量获得较高的切割速度。此外,不管加工对象和要求如何,还须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。因此选择电参数值相当重要,只要能客观地运用它们的*佳组合,就一定能够获得良好的加工效果。