電火花（huā）線切（qiē）割電參數對crl2MoV材料（liào）去除率與表麵粗（cū）糙度的影響-特種加工機床網（wǎng）-數控機床（chuáng）市場網

您現（xiàn）在的位置：特種加工機床網> 加工與維修>電火花線切割電參數對crl2MoV材料去除（chú）率與表（biǎo）麵粗糙度的影響

電火花線切割電參數對crl2MoV材料去除率與表麵粗糙度的影（yǐng）響

2017-1-22 來源：太原理工大學機械工程學（xué）院作者：殷靜（jìng）凱，李文斌

摘（zhāi）要（yào）：Crl2MoV作為通用的模具鋼，電火花線切割加工工（gōng）藝參數是（shì）影響其材料去除率（lǜ）與（yǔ）表麵粗糙度的（de）主要因素。通過改變電火花線切割的電參（cān）數，對加工crl2MoV的（de）性能指標進行研究。結果（guǒ）表明：隨著脈寬時間的增加（jiā），材（cái）料去除率增加，但同時表麵粗糙度也增加（jiā）；峰值電流對材料去除率和表麵粗糙度的影響規律同（tóng）脈寬時間一（yī）樣（yàng）；脈間時間增加時（shí），材料去除率減小，但對表麵粗糙度的影響不顯著且脈間時間為（wéi）25鬥s時其達到最小；間隙電壓增加時，表麵粗糙度減小，對材料去除率（lǜ）的影響較小。

關鍵詞：Crl2MoV；電火花線切割加工；電參數；材料去除率；表麵粗糙度

0.前言

電火花線切割加工(wire cut Electrical DischargeMachining，wEDM)作為（wéi）現代工業一種重要的加（jiā）工方式，與傳統加工方（fāng）式相比具有突出優勢，它不是依靠切削力來去除材料，加工過程不與工件接觸，所以它（tā）可以加工任何硬度、強度、韌性（xìng）、脆性的金屬。基於此性（xìng）質，電火花線切割加工廣泛（fàn）地應用於模具行業。電火花線切割的出現滿足了模具製造的要求，從而帶（dài）動了製造業的（de）發展。Crl2MoV，冷作模具（jù）鋼，此材料具有較好的耐磨性、淬透性、淬硬性、強韌性、熱穩定性、抗壓強度，綜台性能優良和廣（guǎng）泛的適應性，用（yòng）於製造冷作模具（jù）。為了提高（gāo）模具成型（xíng）精度，避免熱加工（gōng）對模具零件的影響，線切割加工往往安排在（zài）模（mó）具熱處理後進行。而crl2MoV經過熱處理後硬度大於等於HRc60，利用傳統切削方式加工很困難，且對刀具損害較大，故綜合電火花（huā）線切割的優勢，選擇（zé）利用其加工Crl2MoV鋼。許多學者已經對利用線切割加工crl2MoV進行（háng）了研究，朱繁康（kāng）等舊1對crl2MoV鋼衝模利用線（xiàn）切割加工時的（de）開裂失效進行了（le）分析，並進行了工藝的改進。吳光輝進行（háng）了Crl2MoV基（jī）於線切（qiē）割的熱處理工藝研究，通過一係列實驗得出了Crl2MoV在經（jīng）過改進的熱處理工藝處理後，利用線切割對其進行加（jiā）工能（néng）夠得到更好的加工精度。同時（shí），關於電火花線切（qiē）割的工藝參（cān）數對加工過程影響的文章也（yě）有涉及，馮巧（qiǎo）波等p’以DK7625P慢走絲電火（huǒ）花線切割機（jī）床為平台，以40Cr為實驗材料進行研究，得出了放電（diàn）脈寬時間、伺服速度、伺服基準電壓、電極（jí）絲張力和電極絲速度等參數對加工精度的影響。戴士傑等（děng）H1研究了電火花

線切割（gē）機床的電參數（shù）與非（fēi）電參（cān）數對加工工藝指標的影響並（bìng）提出了改進措（cuò）施。但關於電火花線切割的工藝參數對於加工crl2MoV時性能指標的影響研究鮮有報（bào）道。鑒於此，本文作者采用控製單因素變量法，通過探討脈寬時間ON、脈間時間OFF、峰值電流IP和間隙電壓sV等電（diàn）火花（huā）線切割（gē）加工的電（diàn）參數¨o對加工Crl2MoV鋼材料去除（chú）率與表麵粗糙度的影響，改善電火花線切割對crl2MoV的加工性能（néng），從而為生產實踐提供理論依據。

1.實驗設備及方法

文中次實驗的平台是北（běi）京阿奇夏米爾公司AcrI'sPARK Fw-1型數控高速（sù）走絲電火（huǒ）花線切割（gē）機床，電極絲采用咖0．18 mm的鉬絲，實驗材料為經過熱處理的crl2MoV鋼，厚度為20 mm、工作液為12％線切割乳化液，研究的電參（cān）數（shù）為脈寬時間0N、脈間時間0FF、峰值電流IP和間隙電壓SV。其中脈寬時間的真實放電時間等於（yú）(ON+1)鬥s，脈間（jiān）時間的真實間隔時間等於(OFF+1)×5鬥s。文中考察的時間與加工表麵積比值計算，表麵粗糙度通過（guò）TR200手持式粗糙度儀進行測量。文中采用控製單因素變量法，即改變某一參數來研究該參（cān）數對兩項性（xìng）能指標的影響，通過將（jiāng）每個參數從小到大分4個數值進行研究，記錄數據，並繪製相應圖表以（yǐ）直觀分（fèn）析。

2.實驗結果與分析

2．1 脈（mò）寬時間ON的影響

脈（mò）寬時（shí）間是（shì）脈衝電流持續（xù）的時間，決定單個脈衝能量大小的因素之一舊1。通過改變脈寬時間的數值(7、8、9、10“s)，在每（měi）一數值下進行加工，研究不同的脈寬時間對材料去除率與表麵粗糙度的影響（xiǎng）。脈兩項性能指標，材（cái）料去除率利用機床係統記（jì）錄的（de）加工寬時間作為單一變量時，實驗結果如表1。

表1脈寬時間（jiān）變化的影響

從圖1中可以看出，隨著（zhe）脈寬時間的增加，材料去除率增加，但（dàn）同時表麵粗糙度也增加。電火花線切割（gē）加工是利用（yòng）電極絲做電極，對工件（jiàn）進行放電，來蝕除金（jīn）屬，切割成形的。隨著脈寬時間的增加，放電能量增加，加工速度提高的同時，放電凹坑增大，表麵質量下降。故必須在滿足加工精度（dù）的基礎上調高脈寬時間來提高加工速度，同時也不能隻考慮加工速度而無（wú）限的增加（jiā）脈寬時問，因為過大的脈寬時間會使得蝕（shí）除物來（lái）不及排除，嚴重（chóng）時甚至會（huì）引起（qǐ）斷絲，影（yǐng）響加工效率和表麵（miàn）質量。

2．2脈間時間OFF的影響

脈間時間作為對線切割加工性能影響的重要電參數，脈間時（shí）間影響極間的（de）消電離。通過改變脈間時間(20、25、30、35鬥s)，以此研究它的作用規（guī）律，同脈寬時間一樣，表2為將脈（mò）問時間作為單一變量得到（dào）的實驗結果。圖2所示為脈間時間對表麵粗（cū）糙度一材料（liào）去除（chú）率的影響。

表2脈間時間變化的影響（xiǎng）

圖2脈間時間對表麵粗糙（cāo）度一材料去（qù）除率的影響

由圖（tú）可（kě）知，脈間時間減小時平均電流增（zēng）大，切割速度加（jiā）快，但是脈問時間不能太小，以免引起電弧和斷絲"]。隨著脈間（jiān）時間的增大，材料去除率（lǜ）減小，這是因為單位時間內放電次數減少影響加工速度。而表麵粗糙度呈現先下降後上升的趨勢，當脈間時間為25燦s時其達到最小。說明脈（mò）間時間過大（dà）或過小都會影（yǐng）響表麵（miàn）粗糙（cāo）度，當脈間時（shí）間太小，來不及（jí）消電離導致加工不穩定；相反脈間時間增大會造成加工質量的（de）下降，還有可能造成（chéng）短路。

2．3峰值電流IP的影響

峰（fēng）值電流也是決（jué）定單個（gè）脈衝能（néng）量大小的因素之一，峰值電流對材料（liào）去除率（lǜ）和表（biǎo）麵粗糙度的影響都很大。如表3是峰值電流作為單一變量(2、3、4、5A)得到的實驗結果。

表3峰值電流（liú）變化的影（yǐng）響

圖3為峰值（zhí）電流對表麵粗糙度一材料（liào）去除率的影響曲線

圖3峰值電流（liú）對（duì）表麵粗（cū）糙度一材料去除率的影響

由圖（tú）可知，峰值電流（liú）與脈寬時間對加工的影響很相似，隨著峰值電流的增大，材料去除率相應（yīng）提（tí）高，這（zhè）是因為峰值電流（liú）的增加（jiā）同樣增大了單個脈衝的能量，而使材料的蝕（shí）除速（sù）度（dù）加快。但是峰值電流不能過大，峰值電流過大就會使加工過程中產生的電腐蝕產物體積變大，無（wú）法順利排出，使加工不穩定，甚至會引起斷絲。隨著峰值電流的增加，放電能（néng）量的增強，表麵粗糙度也會增大。

2．4 間隙電壓SV的影響（xiǎng）

間隙電壓是電極絲與工件之間的加工電壓，間（jiān）隙電壓（yā）可引起加（jiā）工間隙的改變，隨（suí）著間隙電壓的提高會增大加工間隙，有利（lì）於（yú）排屑。如表4，控製間（jiān）隙電壓為單一變量(2、3、4、5 V)，得到材料去除率和表麵粗糙度變化的數據。

表4間隙電壓變化的影（yǐng）響

如圖4所示，隨（suí）著間隙電壓增加，材料去除（chú）率變（biàn）化很小，間隙電壓對於加工速度的影響是有（yǒu）限的（de），但當間（jiān）隙電壓為3 V時，材料去除率達到最大。間隙電壓取值（zhí）過小，會（huì）造成放電間隙小，排屑不暢，易短路；反之，使（shǐ）空載脈衝增多，會影響加（jiā）工速度。同樣間隙（xì）電壓對於表麵粗糙度的影響也很小，但總體（tǐ）呈下降趨勢。間隙（xì）電壓的增加會提高加工的穩定（dìng）性，所以隨著間隙電壓的增加，表麵粗糙度減小，一定程（chéng）度地提高了表麵加工質（zhì）量。

圖4間隙電壓對（duì）表麵粗糙（cāo）度一材料去除率的影響

3.結束語

材料去除率和表麵粗糙度是電火（huǒ）花線切割加工性能的重要指標哺j，同時是一（yī）對矛盾的指（zhǐ）標一1，脈寬時間和峰值電（diàn）流是影響兩項指標（biāo）的重要參數，脈間時間和間隙（xì）電壓的作用（yòng）同樣不可忽視。文（wén）中的（de）目的是通過研究各個電參數（shù）對這兩項性能指標的影響規律，為電火花線切割高效加工crl2MoV的深入研究提供理論（lùn）依據，從（cóng）而指導實際生產，根據實際（jì）生產的需要來選取加工參數。

投稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本（běn）網編輯（jí）部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息

名企推薦

業界視點

| 更多

行業數（shù）據

| 更多

博文選萃

| 更多