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      電火花線切割加工是依靠火花放電產生熱來去除金屬的一種切削加工方法。線切割加工的主要工藝指標的有切割速度、加工精度、表面粗糙度等。下面主要針對非電參數中電極絲及其材料對加工工藝的影響進行分析。

1 電極絲的選擇

      目前數控電火花線切割機床加工使用的電極絲材料有鉬絲、鎢絲、鎢鉬合金絲、黃銅絲、銅鎢絲等。

      采用鎢絲加工時，能夠獲得較高的加工速度，但放電后電極絲易變脆，導致斷絲現象，故應用較少，只在慢走絲弱規準加工中尚有使用。鉬絲比鎢絲熔點低，抗拉強度低，但韌性好，在頻繁的急熱急冷變化過程中，絲質不易變脆、不易斷絲。鎢鉬絲（鎢、鉬各占50%的合金） 加工效果比前兩種都好，它具有鎢、鉬兩者的特性，使用壽命和加工速度都比鉬絲高。銅鎢絲有較好的加工效果，但抗拉強度差些，價格比較昂貴，來源較少，故應用較少。采用黃銅絲做電極絲時，加工速度較高，加工穩定性好，但抗拉強度，損耗大。

      目前，快走絲線切割加工中廣泛使用鉬絲作為電極絲，慢走絲線切割加工中廣泛使用直徑為φ0. 切割加工中廣泛使用直徑為φ0.1mm 以上的黃銅絲作為電極絲。

2 電極絲的直徑

      電極絲的直徑是根據加工要求和工藝條件選取的。在加工要求允許的情況下，可選用直徑大些的電極絲。直徑大，抗拉強度大，承受電流大，可采用較強的電規準進行加工，能夠提高運輸的脈沖能量，提高加工速度。同時，電極絲粗，切縫寬，放點產物排除條件好，加工過程穩定，能提高脈沖利用率和加工速度。若電極絲過粗，則難加工出內尖角工件，降低了加工精度，同時切縫過寬使材料的蝕除量變大，加工速度也有所降低；若電極絲直徑過小，則抗拉強度低，易斷絲，而且切縫較窄，放點產物排除條件差，加工經常出現不穩定現象，導致加工速度降低。細電極絲的優點是可以得到較小半徑的內尖角，加工精度能相應提高。表1 是常見的幾種直徑的鉬絲的最小拉斷力。快走絲一般采用φ0.10~φ0.25mm 的鉬絲。1mm 以上的黃銅絲作為電極絲。

3 走絲速度對工藝指標的影響

      對于快走絲線切割機床，在一定的范圍內，隨著走絲速度（簡稱絲速） 的提高，有利于脈沖結束是放電通道迅速消電離。同時，高速運動的電極絲能把工作液帶入厚度較大工件的放電間隙中，有利于排屑和放電加工穩定進行。故在一定加工條件下，隨著絲速的增大，加工速度提高。圖1 為快走絲線切割機床走絲速度與切割速度關系的實驗曲線。實驗證明：當走絲速度有1.4m/s 上升到7~9m/s 時，走絲速度對切割速度的影響非常明顯。若再繼續增大走絲速度，切割速度不僅不增大，反而開始下降，這是因為絲速再增大，排屑條件雖然仍在改善，蝕除作用基本不變，但是儲絲筒一次排絲的運轉時間減少，使其在一定時間內的正反向換向次數增多，非加工時間增多，從而使加工速度降低。

      對應最大加工速度的最佳走絲速度與工藝條件、加工對象有關，特別是與工件材料的厚度有很大關系。當其他工藝條件相同時，工件材料厚一些，對應于最大加工速度的走絲速度就高些，即圖1 中的曲線將隨工件厚度增加而向右移。

      在國產的快走絲機床中，有相當一部分機床的走絲速度可調節，走絲速有3m/s、6m/s、9m/s、12m/s，可根據不同的加工工件厚度選用最佳的加工速度（如表2 所示）；還有另外一些機床只有一種走絲速度，快走絲機床的走絲速度為8.7m/s。

      對慢走絲線切割機床來說，同樣也是走絲速度越快，加工速度越快。因為慢走絲機床的電極絲的線速度范圍約為每秒零點幾毫米到幾百毫米。這種走私方式是比較平穩均勻的，電極絲抖動小，故加工出的零件表面粗糙度好、加工精度高；但絲速慢導致放電產物不能及時被帶出放電間隙，易造成短路及不穩定放電現象。提高電極絲走絲速度，工作液容易被帶入放電間隙，放電產物也容易排出間隙之外，故改善了間隙狀態，進而可提高加工速度。但在一定的工藝條件下，當絲速達到某一值后，加工速度就趨向穩定（如圖2 所示）。

      慢走絲線切割機床的最佳走絲速度與加工對象、電極絲材料、直徑等有關。現在慢走絲機床的操作說明書中都會推薦相應的走絲速度值。

4 電極絲往復運動對工藝指標的影響

      快走絲線切割加工時，加工工件表面往往會出現黑白交錯相間的條紋。電極絲進口處呈黑色，出口呈白色。條紋的出現與電極絲的運動有關，這是排屑和冷卻條件不同造成的。電極絲從上向下運動時，工作液由電極絲從上部帶入工件內，放電產物由電極絲從下部帶出。這時，上部工作液充分，冷卻條件好，下部工作液少，冷卻條件差，但排屑條件比上部好。工作液在放電間隙里受高溫熱裂分解，形成高壓氣體，急劇向外擴散，對上部蝕除物的排除造成困難。這時，放電產生的炭黑等物質將凝聚附著在上部加工表面上，使之呈黑色；在下部，排屑條件好，工作液少，放電產物中炭黑較少，而且放電常常是在氣體中發生的，因此加工表面呈白色。同理，當電極絲從下向上運動時，下部呈黑色，上部呈白色。這樣，經過電火花線切割加工的表面，就形成黑白交錯相間的條紋。這是往復走絲工藝的特性之一。

      由于加工表面兩端出現黑白交錯相間的條紋，使工件加工表面兩端的粗糙度比中部稍有下降。當電極絲較短、儲絲筒換向周期較短或者切割較厚工件時，如果進給速度和脈沖間隔調整不當，盡管加工結果看上去似乎沒有條紋，實際上條紋很密而互相重疊。

      電極絲往復運動還會造成斜度。電極絲上下運動時，電極絲進口處與出口處的切縫寬窄不同。例如，寬口是電極絲的入口處，窄口是電極絲的出口處。故當電極絲往復運動時，在同一切割表面中電極絲進口與出口的高低不同。這對加工精度和表面粗糙度是有影響的。

      對慢走絲線切割加工，上述不利于加工表面粗糙度的因素可以克服。一般慢速走絲線切割加工無須換向，加之便于維持放電間隙中的工作液和蝕除產物的大致均勻，所以可以避免黑白相間的條紋。同時，由于慢走絲系統電極絲運動速度低、走絲運動穩定，因此不易產生較大的機械振動，從而避免了加工面的波紋。

5 電極絲張力對工藝指標的影響

      在起始階段電極絲的張力越大，則切割速度越快，這是由于張力大時，電極絲的振幅變小，切縫寬度變窄，進給速度加快。若電極絲的張力過小，一方面電極絲抖動厲害，會頻繁造成短路，以致加工不穩定，加工精度不高；另一方面，電極絲過松使電極絲在加工過程中受放電壓力作用而產生的彎曲變形嚴重，結果電極絲切割軌跡落后并偏移工件輪廓，即出現加工滯后現象，從而造成形狀和尺寸誤差，如切割較厚的圓柱時會出現腰鼓形狀，嚴重時電極絲在快速運轉過程中會跳出導輪槽，從而造成斷絲等故障；但如果過分將張力增大，切割速度不僅不繼續上升，反而容易斷絲。電極絲斷絲的機械原因主要是由于電極絲本身受抗拉強度的限制。因此，在多次線切割加工中，往往粗加工時電極絲的張力稍微調小，以保證不斷絲，在精加工時稍微調大，以減小電極絲抖動的幅度來提高加工精度。