线切割放电间隙与电极丝走丝速度分析

1 高速电火花线切割放电间隙分析

以往通常认为高速电火花线切割单边放电间隙基本在0.01mm左右，这主要是因为以乳化液为工作介质时切割能量都局限在较小的范围内，且用普通量具测量出的放电间隙是个虚值，由于脉冲电源的峰值电流较低，工件材料的蚀除形式以熔化为主，因此放电点周边存在较多的毛刺及凝固金属液滴，进一步减少了有效的放电间隙，但如改用洗涤能力较强的水溶性工作液，其放电间隙将会增大且随着放电能量的增加，放电间隙也会大增宽。

在采用水溶性工作液时，经测微显微镜直接测量工件表面的切缝宽度在平均加工电流4A时，实际单边放电间隙已超过0.03mm（未考虑切割面的腰鼓度），且随着切割能量的继续增加及工作介质洗涤能力的增强而加大。因此在工作介质洗涤性能较好的情况下，高速电火花线切割完全可通过增大峰值电流而获得更大的放电间隙，在保持极间清洁的状态下，完全可采用与低速电火花线切割类似的工作介质高压喷射的方式协同高速走丝所产生的对工作介质的引流作用，并借助工作介质良好的洗涤作用获得极佳的极间冷却效果以及对蚀除产物的冲洗作用，从而获得更高的切割效率及良好的切割表面质量。

2 电极丝走丝速度分析

高速电火花线切割与低速电火花线切割的最直观区别体现在走丝速度方面，但在采用洗涤性良好的工作介质后，高速电火花线切割的走丝速度是完全可降低的。

高速电火花线切割电极丝的高速运行有助于工作介质的进入与蚀除产物的排出。以往通常认为采用这种冷却方式主要是因放电间隙较窄，工作介质不能喷入所致，实际上根本原因还是因采用乳化液时，放电后产生大量的含碳蚀除产物形成的胶体状物质粘附在切缝内使得工作介质不能喷入所致，因此只有通过增大走丝速度来降低电极丝停留在工作区域的时间，同时提高蚀除产物的带出量。对于在切缝出口处堆积着粘性胶体状物质的情况，单纯靠增大走丝速度来提高加工稳定性及切割效率的效果其作用是有限的，这也是为何以住高速电火花线切割丝速增加到10m/s后切割效率并未再继续增加的主要原因。

但对于使用水溶性工作液而言，在实际切割过程中，走丝速度可大降低（试验条件：切割厚度30mm，材料Cr12淬火），在走丝速度为5m/s以上条件下，切割效率基本不变。因此选用水溶性工作液切割时，走丝速度将可大幅度降低，由此可提高传动导轮、轴承和导丝器的使用寿命，提高走丝系统的精度。如喷液的条件进一上改善，丝速还可进一步降低。