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对电火花线切割脉冲电源有哪些要求?

作者:admin 发布日期: 2021-09-29 二维码分享

电花线切割加工属于中、精加工,往往采用某一规准将工件一次加工成形。因此,对加工精度、表面粗糙度和切割速度等工艺指标有较高的要求。为了满足电火花线切割加工条件和工艺指标的需要,对电火花线切割脉冲电源提出如下要求:


(1)脉冲放电峰值电流要适当,并便于调整,在实际加工中,由于加工精度和电运转张力的要求,电极丝的直径不宜太大,一般电模丝直径为0.08-0.25mm。这样,受电极丝直径的限制,它所允许的放电峰值电流也就不能太大。与此相反,由于工件具有一定的厚度,欲维持稳定加工,放电峰值电流又不能太小,否则加工将不易稳定进行或者根本无法加工。由此可见,线切割加工的放电峰值电流的变化范图不宜太大,一般在10-25A范围内变化。


(2)脉冲宽度要能调小。在电火花线切割加工中,欲获得较高的加工精度和好的表面粗糙度,应使每次脉冲放电在工件上产生的放电凹坑要适当,这就要控制单个脉冲能量。当根据加工条件选定脉冲峰值电流后,可尽量减小脉冲宽度。脉冲宽度小,即放电时间越短,放电所产生的热量就越来不及传导扩散,而被局限在工件和电极丝间很小的范围内,一方面热传导损耗小,能量利用率提高了,更重要的是在工件上形成的放电凹坑不但小,而且也不存在烧伤现象。同时放电凹坑分散重叠较好,表面光滑平整,使放电表面凸回不平度小,从而可以得到较高的加工精度和好的表面粗糙度。


然而,线切割脉冲电源的单个脉冲能量又不能太小,否则将会使切割速度大大下降,或者使加工根本无法进行。这样,脉冲能量就要控制在一定范围内。在实际加工中,脉冲宽度约在0.5-64μs范围。

脉冲电源


(3)脉冲频率fp要能调高。脉冲宽度小,放电能量小,虽然有利于提高加工精度和改善表面粗糙度,但是会使切割速度大大降低,为了兼顾这几项工艺指标,应尽量提高脉冲频率,即缩短脉冲间隔,增大单位时间内的放电次数。这样,既能获得较好的表面粗糙度,又能得到较高的切割速度。


必须指出,脉冲间隔太小,会使消电离过程不充分,造成电弧放电,并引起加工表面烧伤。因此,脉冲间隔不能太小,只能在维持火花放电稳定的前提下,尽量减小。一般情况下,线切割加工的脉冲频率约在5~500kHz范围内。


(4)有利于减少电极丝损耗。在高速走丝方式的线切割加工中,电极丝往复使用,它的损耗会直接影响加工精度,损耗较大时还会增大断丝的概率。因此,线切割脉冲电源应具有对电极丝损耗低的性能,以便..一定的加工精度和维持长时间的稳定加工。


有的电源加工时电极丝的损耗较大,在一般加工条件下,加工10000mm2面积时,电极丝直径方向损耗可达0.02mm之多,这样连续切割了10000mm2的面积后,由于直径变化引起切缝变小,将造成明显的加工误差。电极丝损耗小的脉冲电源,切割10000mm2面积时,电极丝损耗应小于0.001mm,这时损耗对加工精度的影响就很小了。因此,对于高速走丝线切割加工,电极丝损耗应越小越好。电极丝损耗大小是脉冲电源性能好坏的重要标志之一。


(5)要输出单向脉冲。根据极性效应原理,不能采用交变脉冲来进行电火花线切割加工,否则无极性效应,生产率低而电极丝损耗大,所以脉冲电源必须输出单向直流脉冲,对可能出现的负脉冲(反向脉冲)也要加以限制切除。


(6)脉冲波形的..和后沿以陡些为好。如图1所示,如果脉冲..不陡,则气化爆炸力不强,使金属蚀除量少,且击穿点出现时间不统一,单个脉冲放电能量有差别,使加工表面粗糙度不均匀,前、后沿不陡,还限制了脉冲频率的提高。为了使脉冲前、后沿陡直,脉冲电源的功率输出级要采用大功率高频管,并在电路中采取措施使之加速导通或截止。但也必须指出,前、后沿太陡会加快电极丝损耗。

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