電火花（huā）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、表麵（miàn）粗糙度等。下麵主（zhǔ）要針對非電參數（shù）中（zhōng）電極絲及其材料對加工工藝的（de）影響進行（háng）分析。

1 電極（jí）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（de）加工速度，但放電後（hòu）電（diàn）極絲易變脆（cuì），導致斷絲現象，故（gù）應用較少，隻在慢走絲弱規準加工中尚有使用。鉬絲比鎢絲熔點（diǎn）低，抗拉強度低，但（dàn）韌性好，在頻繁的急熱急（jí）冷（lěng）變化過程中，絲質不易變脆（cuì）、不易斷絲。鎢鉬絲（鎢、鉬各占50%的合金） 加工效（xiào）果比前兩種都好，它具有鎢、鉬兩者的特性，使用（yòng）壽（shòu）命和加工速度都（dōu）比鉬絲高。銅鎢絲有較好的加工效（xiào）果，但抗拉（lā）強度差些，價格比（bǐ）較（jiào）昂貴，來源較少，故應用較（jiào）少。采用黃（huáng）銅絲做電極絲時，加工（gōng）速度較高，加工（gōng）穩定性好，但抗拉強度，損耗大（dà）。

      目前，快（kuài）走絲線切割加工（gōng）中廣泛使（shǐ）用鉬絲作為電極絲，慢走絲線切割加工中廣泛使用（yòng）直徑為φ0. 切（qiē）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（de）。在加工要求允許的情況（kuàng）下，可選用直（zhí）徑大些的電極（jí）絲。直徑大，抗拉強度大，承受電流大（dà），可采用較（jiào）強的電規準進行加工，能（néng）夠提高運輸的脈衝能量，提高加（jiā）工（gōng）速度（dù）。同時，電極絲粗，切縫寬，放點（diǎn）產物排除條件好，加工過程穩定，能提高脈衝利用（yòng）率和加工速度。若電（diàn）極絲過粗，則難加（jiā）工出內尖角工件，降低了加工（gōng）精度，同時切縫過（guò）寬使材（cái）料的蝕除量變大，加工速度（dù）也有所（suǒ）降低；若電極絲直徑過小，則（zé）抗拉強度低，易斷絲，而且切縫較（jiào）窄，放點產物排除（chú）條件差，加工經常出現不穩定（dìng）現象，導（dǎo）致加工速（sù）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（dù）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（sī）速度（dù）對工藝指標（biāo）的影響

      對於快走絲線切割機床（chuáng），在一定的範圍內，隨著走絲速度（dù）（簡稱絲速） 的提高（gāo），有利於脈衝結束是放電通道迅速消電離。同時，高速運動的電極絲能把（bǎ）工作液帶入厚度較大工件的放電間隙中，有利於排屑和放電加（jiā）工穩定進行。故在一定加工條件下，隨著絲（sī）速的增大，加工速度提高。圖1 為快走絲（sī）線切割機床走絲速度與切割速度關係的實（shí）驗曲線。實驗證明：當走絲速度（dù）有1.4m/s 上升到7~9m/s 時，走絲速度（dù）對切（qiē）割速度的（de）影響非常明顯。若再繼續增大走絲速度，切（qiē）割（gē）速度不僅不增大，反而開始下降，這是因為絲速再增（zēng）大，排屑條件雖（suī）然仍在改善，蝕除作用基本（běn）不變，但是儲絲筒一次排絲（sī）的運轉時間減少（shǎo），使其在一定時（shí）間內的正反向換向次數增多，非加（jiā）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係。當其他工藝條（tiáo）件相同時，工件材料厚一些，對應於（yú）最大（dà）加工速度的（de）走絲速度就高些，即圖1 中的曲（qǔ）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（sù）有3m/s、6m/s、9m/s、12m/s，可根據不（bú）同的加工工件（jiàn）厚度選用最佳（jiā）的加工速度（如表（biǎo）2 所示）；還有另外一些機床隻有一種走絲速度（dù），快走絲機床的走絲（sī）速度為8.7m/s。

      對慢走絲線切割機床來說，同樣也是（shì）走絲速度越快，加工速度越（yuè）快（kuài）。因為慢走絲（sī）機床的電極絲的線速度範圍約為每秒零點幾毫米到幾百毫米。這種走私方式是比較（jiào）平穩均（jun1）勻的，電極絲抖動小，故加工出的零件表麵粗糙度好、加工精度高；但絲速慢導致放電產物不（bú）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（sī）速度，工作液容易被帶入放（fàng）電間隙（xì），放電產物也容易排出間隙（xì）之外，故改善了間隙狀（zhuàng）態，進而可提高加工速度。但在一定（dìng）的工藝條件下，當絲速達到某一值後，加工速度就趨（qū）向穩定（如圖2 所示）。

      慢走絲線切割機床的最佳走絲速度與（yǔ）加工對象、電極絲材料、直（zhí）徑等有（yǒu）關。現在慢（màn）走絲機床的操作說明書中都會推薦相應的走絲速度值。

4 電極絲往複運動對工藝指標的影響

      快（kuài）走絲（sī）線切割加工時，加工工（gōng）件表麵往（wǎng）往會出（chū）現（xiàn）黑白（bái）交錯相間的條紋（wén）。電極絲進口處呈黑色，出口呈白（bái）色。條紋的出現與電極絲的運動有（yǒu）關，這是排屑和冷卻條件不同造成的。電極絲從（cóng）上（shàng）向下（xià）運動時，工作液由電極絲從（cóng）上部帶入工件內，放電產物由（yóu）電極絲（sī）從下部帶出。這時（shí），上部工作液充分（fèn），冷（lěng）卻（què）條件好，下部工作液少，冷卻條件（jiàn）差，但排屑條件比上部好。工作液在放（fàng）電間隙（xì）裏受高溫熱裂（liè）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麵上，使之（zhī）呈黑色；在（zài）下部，排屑條件好，工作液（yè）少，放電（diàn）產物中炭（tàn）黑較少，而（ér）且放電常常是在氣體中發生的，因此加工表麵呈白色。同理（lǐ），當電極絲從（cóng）下向上運動時（shí），下部呈黑色，上（shàng）部（bù）呈白色。這樣，經（jīng）過電火（huǒ）花線切割加工的表麵（miàn），就形（xíng）成黑白交錯相（xiàng）間的條紋。這是往（wǎng）複走絲（sī）工藝的特（tè）性之一。

      由（yóu）於加工表麵兩端出現黑白交錯相間的條紋，使工件加工表麵兩端的粗（cū）糙度比中部稍有下降。當（dāng）電極絲較短、儲絲筒換向（xiàng）周期較短或者切割（gē）較厚工件時，如果（guǒ）進給速度和脈（mò）衝間隔調整不當，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。

      電極絲往複運動還會造成斜度。電極絲（sī）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（diàn）極絲的出口處。故當電（diàn）極絲往複運動時，在同一切（qiē）割表麵中電極絲進口與出口（kǒu）的高低不同。這對加工精度和表麵粗糙度是有影響的。

      對慢走絲線切割加工，上述不利於加工表麵粗糙度的因素可以克服。一般慢速走（zǒu）絲線切（qiē）割加工無須（xū）換向，加之（zhī）便於維持放電間隙中的工（gōng）作液（yè）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（shí），由於慢走絲係統電極絲運（yùn）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（bì）免了加工麵的波紋。

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（yuè）快（kuài），這是由於（yú）張力大時（shí），電（diàn）極絲的振幅變小，切（qiē）縫寬度變窄，進給速度加快。若電極絲的張力過小，一方麵電極絲（sī）抖動厲害，會頻繁造成短路（lù），以致（zhì）加（jiā）工不穩（wěn）定，加（jiā）工精度不高；另一方麵，電（diàn）極絲過鬆使（shǐ）電極絲（sī）在（zài）加工過程中受放電壓力作用（yòng）而產生的彎曲變形嚴重，結果電極絲切割軌跡落後並偏移工件輪廓，即（jí）出現加工滯（zhì）後現象，從而造（zào）成形（xíng）狀和尺寸誤差，如切割較厚的圓柱時會出現腰鼓形狀，嚴重（chóng）時電極絲（sī）在快速運轉過程中會跳出導輪槽（cáo），從而（ér）造成（chéng）斷絲等故障；但如果過（guò）分將張力增大，切割速度不僅不繼續上升，反而容易（yì）斷絲。電極絲斷絲的機械原因（yīn）主要是由於電極絲本身受抗拉強度的限製。因此，在多次（cì）線切割加工中（zhōng），往往粗加工時（shí）電極絲的張（zhāng）力稍微（wēi）調小，以保（bǎo）證不（bú）斷（duàn）絲，在精加工時（shí）稍微調大，以減小電（diàn）極絲抖（dǒu）動的幅度來提高加工精度。