數(shù)控電火花線切割設備脈沖電源使用技術

對線切割加工脈沖電源提出如下要求:

   （1）脈沖峰值電流要適當脈沖峰值電流必須適當，不能太大也不能太小。在實際加工中，由于加工精度和電極絲運轉張力的要求，電極絲的直徑受到限制，不宜太粗，因此它所允許的放電峰值電流也就不能太大;此外，由于工件具有一定的厚度，欲維持穩(wěn)定的加工，放電峰值電流又不能太小，否則加工將不易穩(wěn)定進行或者根本無法進行。由此可見，線切割加工的放電峰值電流的變化范圍不宜太大，一般在15-35A內(nèi)變化。
　　（2）脈沖寬度要窄在線切割加工中，必須控制單個脈沖能量，使每次放電脈沖在工件上產(chǎn)生的放電凹坑大小適當，從而保證較高的加工精度和較低的表面粗糙度值。當根據(jù)加工條件選定脈沖峰值電流后，盡量減少脈沖寬度。脈沖寬度越窄，即放電時間越短，放電所產(chǎn)生的熱量由于來不及擴散而被局限在工件和電極絲間很小的范圍內(nèi)，這樣就減少了熱傳導損耗，提高了能量利用率。更重要的是，在工件土形成的放電凹坑不伯小，而且分散重疊較好，表面光滑平整，使放電表面凸凹不平程度減小,從而可以得到較高的加工精度和較低的表面粗糙度值。
　　當然，線切割加工脈沖電源的單個脈沖能量又不能太小，否則將會使加工速度大大下降，或者加工根本無法進行。這樣脈沖能量就要控制在一定范圍內(nèi)。
　　其次，電火花線切割加工脈沖電源與電火花成形加工脈沖電源的工作原理類似，只是由于加工條件和加工要求的不同，對其又有特殊的要求。線切割加工屬于中、精加工，往往采用精規(guī)準將工件一次加工成形。因此，對加工精度、表面粗糙度和切割速度等工藝指標有較高的要求。為滿足線切割加工條件和工藝指標的需要，對線切割加工脈沖電源提出如下要求:
　　（1）脈沖重復頻率要盡量高脈沖寬度窄，放電能量小，雖然有利于提高加工精度和降低表面粗糙度值，但是會使切割速度大大降低。為了兼顧這幾項工藝指標.應盡量提高脈沖頻率，即縮短脈沖間隔，增大單位時間內(nèi)的放電次數(shù)。這樣，既能獲得較低的表面粗糙度值，又能得到較高的切割速度。但是脈沖間隔也不能太短，否則會使消電離過程不充分，造成電弧放電，并引起加工表面灼傷。因此，應在維持脈沖放電的前提下.盡量縮短脈沖間隔。
　　（2）有利于減少電極絲損耗在高速走絲線切割加工中，電極絲往復使用，若電極絲損耗太大將影響加工精度，同時還會增大斷絲的幾率。因此，線切割加工脈沖電源應具有使電極絲低損耗的性能，以便能保證一定的加工精度和維持長時間的穩(wěn)定加工。
　　（3）參數(shù)調(diào)節(jié)方便，適應性強在線切割加工中，由于工件材料是多種多樣的，且其厚度是經(jīng)常變化的，加工形狀與要求也各不相同，所以脈沖電源應能適應各種變化的條件，即在不同材料、不同厚度、不同形狀與不同精度、不同表面粗糙度要求的加工時，都能獲得滿意的加工結果。
　　（4）要輸出單向脈沖根據(jù)極性效應原理，不能采用交變脈沖來作為電火花加工，否則無極性效應，生產(chǎn)率低而電極絲損耗大，所以脈沖電源必須輸出單向直流脈沖，對可能出現(xiàn)的負脈沖（反向脈沖）也要加以限制排除。
　　（5）脈沖波形的前沿和后沿以陡些為好開路電壓波形如圖2-22所示，若脈沖前沿不陡，則汽化爆炸力不強，金屬蝕除量少，且擊穿點將不統(tǒng)一，單個脈沖放電能量有差別，使得加工表面的表面粗糙度不均勻。前、后沿不陡還限制了脈沖頻率的提高。為了使脈沖前、后沿陡直，脈沖電源的功率輸出級要采用大功率高頻管，并在電路中采取措施，使其加速導通或截止。但需要注意的是，前、后沿太陡會加快電極絲損耗。
　　數(shù)控電火花線切割其他幾種電源種類及特點：
　　線切割加工脈沖電源的形式種類很多，按電路主要元件可劃分為晶體管式、晶閘管式、電子管式、RC式和晶體管控制RC式;按放電間隙狀態(tài)的依賴情況劃分為獨立式、非獨立式和半獨立式;按放電脈沖波形可分為方波（矩形波）、方形加刷形波、饅頭波、前階梯波、鋸齒波、分組脈沖等電源。
　　1、方形加別形波電源
　　方形加別形波電源的性能比方波電源要好，但由于帶有下方波關不斷現(xiàn)象。容易形成電弧燒斷電極絲和不穩(wěn)定現(xiàn)象，結構比方波復雜。而且成本高，應用范圍有限。
　　2、饅頭波電源
　　饅頭波電源的脈沖前沿上升緩慢。脈沖能甘開始不集中。放電凹坑小，加工表面質(zhì)最比方波要好。而且電極絲損耗小。但加工效率低。僅用于微細加工。
　　3、前階梯波電源
　　前階梯波電源可以在放電間隙愉出階梯狀上升的電流脈沖波形，這種波形可以有效減少電流變化率。通常是由多路起始時間順序延時的方波在放電間隙疊加組合而成的。它有利于減少電極絲損耗，延長電極絲使用壽命。還可以提高加工表面質(zhì)量，又稱為電極絲低損耗電源。但是加工效率低，用得不多。
　　4、鋸齒波電源
　　鋸齒波電源脈沖波形前沿幅度緩變，可以提高加工表面質(zhì)量。但加工效率不高。鋸齒波電派又稱為電極絲的低損耗電源，由于其電路比較簡單。成本低，應用比較廣泛。
　　5、晶體管控制RC微精加工電源
　　晶體管控制RC微精加工電源的原理實際上是在晶體管方波脈沖電源的基礎上，增添了一個RC電路。放電間隙的能量與RC的數(shù)值有關，改變RC的時間常數(shù)和方波功率輸出級的脈沖寬度，可以方便地控制單個脈沖能量。這給線切割機床加工的精加工帶來很大的靈活性。在微精加工中使用較多。