鹿雙嶺（華東理工大學(xué) 藝術(shù)設(shè)計(jì)與傳媒學(xué)院，上海 201424）

淺議快走絲電火花線切割機(jī)斷絲產(chǎn)生的原因

鹿雙嶺
（華東理工大學(xué) 藝術(shù)設(shè)計(jì)與傳媒學(xué)院，上海 201424）

快走絲電火花線切割機(jī)以其獨(dú)特的加工能力和較高的性價(jià)比在模具制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但斷絲問(wèn)題給加工過(guò)程帶來(lái)了一定的影響。本文分析了快走絲電火花線切割機(jī)使用過(guò)程中容易產(chǎn)生斷絲的幾個(gè)原因，這有助于我們及時(shí)排除機(jī)器故障，保證加工制造的順利進(jìn)行。

快走絲 電火花線切割機(jī) 斷絲

1 引言

電火花線切割加工是將不間斷的脈沖性放電施加于電極絲和工件之間，利用放電時(shí)產(chǎn)生的高溫將金屬局部瞬時(shí)融化和氣化，并把熔融的電蝕物拋離金屬表面，從而對(duì)金屬進(jìn)行切割。電火花線切割機(jī)床易于加工復(fù)雜、精密和高硬度工件，特別是薄壁、窄縫工件，因此，在模具制造、成形刀具加工、難加工材料和精密復(fù)雜零件的加工中占有極其重要的地位。電火花線切割機(jī)床可分為慢走絲和快走絲，快走絲電火花切割機(jī)床因其較高的性價(jià)比得到了迅速發(fā)展，并在許多機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。

斷絲是線切割加工中的常見(jiàn)故障，斷絲會(huì)使加工過(guò)程停頓，因?yàn)橐坏嘟z，一方面穿絲麻煩，另一方面由于一般不可以在斷絲的地方進(jìn)行穿絲，必須使穿絲點(diǎn)退出工件區(qū)域，這樣才可重新進(jìn)行穿絲及切割，這樣勢(shì)必會(huì)影響加工件的加工精度及質(zhì)量；另外一方面，斷絲也會(huì)造成電極絲的大量浪費(fèi)，增加制造成本。因此，仔細(xì)分析線切割過(guò)程中斷絲產(chǎn)生的原因，有助于我們排除故障，提高加工的質(zhì)量和精度。我們以江蘇某廠生產(chǎn)的 型線切割機(jī)為例（電極絲采用鉬絲），根據(jù)使用過(guò)程中的一些體會(huì)，討論一下其可能產(chǎn)生斷絲的原因，并提出了相應(yīng)的解決辦法。

2 電火花線切割機(jī)斷絲產(chǎn)生的原因

2.1 鉬絲的原因

（1）鉬絲的直徑。鉬絲的粗細(xì)會(huì)影響鉬絲的張力，進(jìn)而影響運(yùn)行過(guò)程中的抖動(dòng)程度。新鉬絲較粗，張力較大，因而運(yùn)行時(shí)抖動(dòng)程度較小，同時(shí)在切割工件時(shí)產(chǎn)生的縫隙相對(duì)較大，這樣一方面便于工作液的進(jìn)入，從而增強(qiáng)潤(rùn)滑與冷卻作用，另一方面有利于金屬碎屑的排出，減少對(duì)鉬絲的干擾程度。隨著加工工件的增多，鉬絲會(huì)產(chǎn)生損耗從而逐漸變細(xì)，這時(shí)鉬絲的張力變小，同時(shí)受殘留碎屑的影響，鉬絲的抖動(dòng)程度會(huì)變大，增加了斷絲的風(fēng)險(xiǎn)，因此，平時(shí)應(yīng)留意鉬絲的損耗程度，當(dāng)鉬絲變細(xì)時(shí)應(yīng)及時(shí)更換，以減少因鉬絲變細(xì)造成的斷絲情況。

（2）鉬絲的松緊程度。鉬絲的松緊會(huì)影響鉬絲內(nèi)應(yīng)力的大小，進(jìn)而影響運(yùn)行過(guò)程中的抖動(dòng)程度。如果鉬絲旋的太松，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)造成斷絲，旋得太緊則會(huì)使鉬絲的內(nèi)應(yīng)力增大，當(dāng)鉬絲作反向運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)由于慣性力量過(guò)大產(chǎn)生斷絲，因此鉬絲的旋緊程度應(yīng)大小合適，當(dāng)鉬絲使用一段時(shí)間后，會(huì)由于拉伸作用使內(nèi)應(yīng)力減小，這時(shí)應(yīng)適當(dāng)旋緊鉬絲以減少抖動(dòng)現(xiàn)象。

2.2 工件的原因

（1）工件的厚度。工件的厚度會(huì)影響鉬絲運(yùn)行時(shí)的抖動(dòng)程度和排屑能力。較厚的工件會(huì)減少鉬絲運(yùn)行過(guò)程中的抖動(dòng)程度，但是工件過(guò)厚會(huì)使工作液進(jìn)入困難，從而影響冷卻和潤(rùn)滑效果，更重要的是隨著工件的變厚，金屬碎屑的排出變得困難，這不但會(huì)增加鉬絲的抖動(dòng)程度，而且會(huì)加劇鉬絲的磨損情況，因此從整體來(lái)說(shuō)，工件變厚會(huì)增加鉬絲的斷絲風(fēng)險(xiǎn)。解決辦法是在加工較厚工件時(shí)采用較潔凈的工作液以加速排屑能力，同時(shí)可以適當(dāng)?shù)脑黾用}沖間隙。

（2）工件的安裝及潔凈程度。工件的安裝情況會(huì)影響工件的固定程度。如果工件安裝不合適產(chǎn)生松動(dòng)，會(huì)造成鉬絲抖動(dòng)從而斷絲。工件的潔凈程度也會(huì)影響鉬絲的磨損情況，如果工件表面粗糙或者生銹，則會(huì)導(dǎo)致放電不正常，鉬絲就會(huì)空轉(zhuǎn)，加劇鉬絲的磨損，因此為減少斷絲的風(fēng)險(xiǎn)，在加工過(guò)程中，既要保證工件安裝的牢固，又要保證工件的潔凈程度。

2.3 導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)的原因

線切割機(jī)的導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)是由貯絲筒、線架（由導(dǎo)電塊構(gòu)成）和導(dǎo)輪組成。

（1）貯絲筒。儲(chǔ)絲筒在電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)帶動(dòng)下，通過(guò)絲架及導(dǎo)輪，完成鉬絲的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，如果儲(chǔ)絲筒制造質(zhì)量不合格，內(nèi)外圓不同軸心，則會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，出現(xiàn)疊絲和電極絲振動(dòng)現(xiàn)象，從而產(chǎn)生斷絲。儲(chǔ)絲筒繞線不均也易導(dǎo)致斷絲，高速走絲機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)絲筒在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，還要進(jìn)行相應(yīng)的軸向移動(dòng)，在保證儲(chǔ)絲筒運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無(wú)不正常振動(dòng)現(xiàn)象的同時(shí)，還要求儲(chǔ)絲筒每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)的軸向位移與電極的直徑相適應(yīng)，即電極絲的直徑要小于儲(chǔ)絲筒每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)的軸向位移，否則走絲時(shí)會(huì)產(chǎn)生疊絲現(xiàn)象而引起斷絲。貯絲筒后端的限位開(kāi)關(guān)擋塊要調(diào)整好，避免貯絲筒沖出限位行程而斷絲。換向擋塊應(yīng)能使貯絲筒在換向后不久即能停機(jī)，防止貯絲筒因慣性超程而沖壞傳動(dòng)件及拉斷鉬絲。

（2）線架和導(dǎo)輪。對(duì)于線架部分，應(yīng)保證鉬絲與導(dǎo)電塊接觸良好，否則高頻電源負(fù)極無(wú)法與鉬絲接通或接觸不良，造成鉬絲在運(yùn)行中斷絲，若導(dǎo)電塊因磨損而產(chǎn)生溝槽時(shí)，鉬絲也容易抖動(dòng)引起斷絲。導(dǎo)輪的制造精度和安裝精度將直接影響鉬絲的工作狀態(tài)和工作壽命，它的跳動(dòng)和竄動(dòng)會(huì)引起電極絲的振動(dòng)和擺動(dòng)，從而在加工中使電極絲有處于偏短路狀態(tài)，引起斷絲，機(jī)床在使用一段時(shí)間后，如果有明顯痕跡或溝槽，出現(xiàn)明顯竄動(dòng)，說(shuō)明導(dǎo)輪和軸承磨損厲害，應(yīng)該更換。

2.4 皂化液的原因

皂化液是切割機(jī)在工作過(guò)程中，在鉬絲與工件之間噴入的具有絕緣性能的工作液，具有冷卻功能，還能隨時(shí)排出電蝕物。皂化液長(zhǎng)時(shí)間使用后，顏色會(huì)變黑，電蝕產(chǎn)物增多，會(huì)導(dǎo)致電極絲和工件之間產(chǎn)生二次放電，會(huì)破壞電蝕過(guò)程的穩(wěn)定性，直接導(dǎo)致斷絲，因此在線切割加工時(shí)，要經(jīng)常保持皂化液的清潔，并且皂化液使用到一定時(shí)間后，必須更換新的皂化液。同時(shí)還應(yīng)注意皂化液的噴射狀態(tài)，完善的冷卻系統(tǒng)應(yīng)能保證冷卻液進(jìn)入電極絲與工件之間的縫隙，這樣才能起到有效的冷卻作用，并及時(shí)帶走電蝕產(chǎn)物，從而保證火花放電的持續(xù)進(jìn)行，若冷卻系統(tǒng)不正常，極易把電極絲燒斷，因此，加工前要仔細(xì)檢查上下冷卻嘴是否堵塞，如果發(fā)現(xiàn)不通暢，就應(yīng)取下及時(shí)清洗。

2.5 電參數(shù)

用戶應(yīng)根據(jù)工件材料、工件厚度、電極絲直徑及對(duì)加工表面粗糙度的要求等條件，合理選擇線切割機(jī)床相應(yīng)的電參數(shù)，并根據(jù)使用情況及時(shí)作出相應(yīng)的調(diào)整，以防止斷絲發(fā)生。

（1）脈沖電源電壓。脈沖電源產(chǎn)生一連串的脈沖電壓，施加到工

············

件電極和鉬絲電極上，脈沖電源電壓增大會(huì)引起放電峰值電流和電加工問(wèn)隙的增大，從而使排屑變易，提高了切割速度，但間隙過(guò)大易造成電極絲振動(dòng)，加工不穩(wěn)定性增加，容易斷絲。如果脈沖電壓不穩(wěn)，放電電流也就不穩(wěn)定，從而容易產(chǎn)生斷絲，為了保證加工過(guò)程穩(wěn)定，線切割機(jī)床應(yīng)該配備穩(wěn)壓器。

（2）脈沖間隔。加工時(shí)應(yīng)根據(jù)工件的材質(zhì)、厚度及表面粗糙度要求選擇合適的脈沖間隔，一般情況下，脈沖間隔不能太小，否則脈沖間隙能量集中容易產(chǎn)生短路，不利于冷卻和電蝕物的排出，脈沖間隔也不能過(guò)大，否則將影響加工零件的表面精度、加工速度。在具體加工過(guò)程中，當(dāng)工件較厚，同時(shí)表面粗糙度越大，則脈沖間隔應(yīng)適當(dāng)增大，以利于電蝕物的排出，以保證切割的穩(wěn)定性。

3 結(jié)語(yǔ)

快走絲電火花線切割機(jī)以其較高的性價(jià)比得到了廣泛的應(yīng)用，通過(guò)以上分析，我們了解了快走絲電火花線切割機(jī)使用過(guò)程中容易產(chǎn)生斷絲的幾個(gè)原因，這有助于我們及時(shí)排除機(jī)器故障，保證加工制造的順利進(jìn)行。

［1］王鋒，張罡.數(shù)控電火花線切割加工斷絲原因分析及處理［J］.制造業(yè)自動(dòng)化，2011，33（13）:62-64.

［2］馮金玉.電火花線切割機(jī)斷絲故障與處理［J］.河南科技學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2013，2:107-108.

［3］周新民.高速電火花線切割機(jī)斷絲原因及預(yù)防［J］.本鋼技術(shù)，2011，6:38-40.

［4］謝冬和.電火花線切割機(jī)斷絲原因的研究［J］.制造技術(shù)與機(jī)床，2012，10:24-26.

鹿雙嶺（1982—），男，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)室管理。