高速走（zǒu）絲電火花線切割斷絲分（fèn）析（xī）與防範-機器人-數控機床市場網

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高速走絲電火花線切割斷絲分析與防範

2017-6-28 來（lái）源：吳澤民沈正宇（yǔ）作者：東北石油（yóu）大學

摘要：針對高速走絲線（xiàn）切割加工常遇到（dào）的斷絲（sī）問題，詳（xiáng）細分析斷絲產生的基理和（hé）導致（zhì）斷絲的重要因素，結合使用的經驗提出（chū）高速走絲（sī）線切割的斷絲防範措施。

關（guān）鍵（jiàn）詞：高速（sù）走絲線切割；斷絲；防範

0.引言

電火花線切割是特種加工（gōng）中應用比較廣泛的（de）一種加工（gōng）。其機床按電極絲運（yùn）動速度的不同（tóng）可（kě）分為高速走絲電火花線切割（gē）機床和低（dī）速走絲電火花線切割機床，其中高速走絲（sī）電火花線切割機床因其操作簡單（dān）、成本低等優點而被高（gāo）校實習普遍采用。但是高速走（zǒu）絲線切割加工經常會出現斷絲現象，斷絲影響了加工表麵質量，降低了加工效率,頻繁的斷絲還會導致工件報廢。斷絲成（chéng）了高速走絲線切割加工工（gōng）藝發展的重大阻礙[1]。

東北石油大（dà）學工程訓練中（zhōng）心擁（yōng）有 4 台高速走絲線（xiàn）切割機床，主要應用於學生的工程實（shí）訓。在實訓過程中（zhōng）經常出現斷絲（sī）現象，影（yǐng）響實訓的順利進行。經過我校教師多年的潛（qián）心（xīn）研究，目前已經很（hěn）好地控製了斷絲問（wèn）題。下麵根據（jù）我們的（de）經驗分（fèn）析斷絲的基理和防範措施。

1.斷（duàn）絲基理（lǐ）分析

高速走絲線切割（gē）加工中產生的斷絲（sī），一般分為兩種情況，即正常磨損（sǔn）斷絲和非正常斷絲[2]。正（zhèng）常磨損斷（duàn）絲是指在加工（gōng）中由於放電腐蝕導致電極損耗，電極絲（sī）逐漸變細，直到最後電極（jí）絲不能承受（shòu）正常的能量負載而燒斷。通過合理（lǐ）選擇影響加工的因（yīn）素可以適當的延長電極絲的（de）使用壽命。非正常斷絲則是指由於加工中某些因素導致切割過（guò）程不（bú）穩定、高頻電參數設置不合理使（shǐ）放電不穩、工作液濃度（dù）配置不當，以及加（jiā）工條件的變化和漂移等原因造成（chéng）的斷絲。非正常斷絲對工件的（de）加工質量（liàng）和加（jiā）工效率（lǜ）產生很大（dà）影響，應盡量避免。

2.非正常（cháng）斷絲分析和防（fáng）範

加工過程中產（chǎn）生（shēng）的非正常（cháng）斷絲的因素有很多，其主要原因是加工（gōng）過程不穩定所致，所有引起加工不穩定的因素都可能導致斷絲。

2.1 高頻電源參數引起的斷絲分析與預防措施

高頻電參數的選（xuǎn）取直接影響到高速走絲電火花線切（qiē）割加工的工件表麵質量和加工的速度，而（ér）在加工中表麵質量和加工速度又是相互製約的，所以在加工時電參數的選擇以及相（xiàng）互之間的協調非常重要，主要包括脈衝寬度、脈衝間隙（xì）和脈衝（chōng）強度。脈衝寬度與脈衝間隙比值要合（hé）適，如果比值過大將明顯降（jiàng）低切割速度，影響連續進給，破（pò）壞（huài）加工的穩定（dìng）性；比值也（yě）不能過小，脈衝間隙過小，工作液來不及（jí）進入縫隙恢複絕（jué）緣，很容易造成電弧短路（lù）而造成斷絲。在選用較大的脈衝強（qiáng）度時會使加（jiā）工速度變快，但加工表（biǎo）麵粗糙度值大，使加工不穩定（dìng）性增加，也會（huì）造成斷絲。

在加工中（zhōng）產生斷絲時，先排除是否因其它原因造成斷絲，若判斷是電參數選擇不當，要盡（jìn）量選擇較低的峰（fēng）值電流，調小脈衝寬度的同時（shí）增大大（dà）脈衝間隔，這裏（lǐ）要注意，脈衝間隔不能太大，否則會使放電進給不能連續，產生斷路而停止切割。一般情況（kuàng）下，脈衝寬度與脈衝（chōng）間隔的比值選取在 1:3~1:5 之間。

2.2 進給（gěi）速（sù）度不當引起的斷絲與預防措施（shī）

加工（gōng）時工作台進給速度是否合適也是造成斷絲的重要因素（sù）。進給速度過快，會頻繁的出現短路現象，加工工（gōng）件表麵（miàn）出現不穩定的（de）條紋痕跡，上下斷（duàn）麵（miàn）呈現燒（shāo）傷現象，加工工件表麵（miàn）呈現焦褐色，一（yī）方麵加工效率下降，另一方麵極容易出現斷絲情況；進給速度太慢，加工經常空載，極間（jiān）將偏於開路，會出現（xiàn）時而開路時（shí）而短路現象（xiàng），特別是（shì）在加工厚工件時，更易斷絲。一般（bān）電極（jí）絲進給速度通過調整參數中的變頻（CF）數值來控製，進度（dù）速度要與電極絲腐蝕的速度相（xiàng）適應，同時還要考慮工件的厚度。當工件（jiàn）厚（hòu）度小於 10mm 時，進給速度可以適（shì）當增加，變頻（CF）數值（zhí）範圍可調至 75～90 之間；加工厚度大於 50mm 的工件時，要相應增（zēng）加脈衝強度，變頻（CF）數值要（yào）盡量調小，一般不超過 60，使進給速度變慢，這樣既可提高加工效率又可防止斷絲。

2.3 電極絲張緊力的影響（xiǎng）與預防措（cuò）施（shī）

在加工過程中，電極（jí）絲張緊力的大小對其使（shǐ）用壽命和出現（xiàn）斷絲現象具（jù）有一定的影響[3]。電極絲張緊力過於鬆會造成（chéng）加（jiā）工時電（diàn）極絲抖動，加工表麵精度下降，嚴重時電極絲跳出導輪槽，出現（xiàn）斷絲。因此，電（diàn）極絲張緊力的大小應根據電極絲材料性能和（hé）直徑的（de）不同，在電極絲抗拉強度允許的範圍（wéi）內（nèi）應盡（jìn）可能大一些，從而達（dá）到較好的（de）切割質量。需要注意（yì）的是電極絲都具有一定的延展性，在使用一段時間後，在拉力作用下被拉長使電極絲鬆動，應（yīng）及時進行緊絲，避免（miǎn）造成斷（duàn）絲。

2.4 工作液濃度和導電率的影響

電火花線切（qiē）割加（jiā）工時需要用專門的乳（rǔ）化液（yè）配製，主（zhǔ）要起冷卻、絕緣和衝刷（shuā）的作用。工作液的濃度和導（dǎo）電率對加（jiā）工過程中放電是（shì）否平穩起到一定影響。工作液濃度過高（gāo），致（zhì）使溶（róng）液的導電率變小，火（huǒ）花放電產生大量氣泡，導致（zhì）電弧放電在空氣中進行，而工作液起不到放電介質和（hé）冷卻作用，電極絲在持續高溫下（xià）加速消耗最後燒斷。工作液濃度過低（dī），其導電率變（biàn）大，在（zài）加工時會經常出現短路現象，影響加工表麵質（zhì）量和加工效率，當脈衝（chōng）電流過大（dà）時（shí），將燒斷（duàn）電極絲。因此，工作液要滿足（zú）使加工過程穩定（dìng）並具（jù）有一定的絕緣強度，配製時一般按（àn）濃度 5%～10%配製。在加工過程中可通過產生火花大小得知工作液導電率變化，從而適當調整。

2.5 工件變形或受（shòu）汙、有夾渣或成分不均造成斷絲與預防措施

加工時工件自身的組織、性能、形狀大小也會影響電極絲的正常工作。當切割厚度較薄的板材（cái）工件時，工（gōng）件切開後部分產（chǎn）生錯位變（biàn）形，容易將電極絲夾住，導致斷絲。此（cǐ）時，可以通過調（diào）高峰值高頻電流，增大脈衝寬度（dù）的方法，使（shǐ）電火花間隙加大，或用較粗的電極絲切割薄件等方法防止斷絲。對於含有殘餘應力較大的工件，在（zài）切割時工件切（qiē）開部分變形也會夾斷電極絲。此時，應考慮（lǜ）消除工件殘餘應力措施及正確選擇切入口（kǒu）和（hé）切割路線[4]。當工件（jiàn）表（biǎo）麵存在毛刺（cì）、鐵鏽和汙物時（shí），容易造成集中放電或是放電不連續，出現刮絲或撞絲現象而引起斷絲。所以，線切割加工前要清除（chú）起始位置的毛刺和飛邊，如果工件表麵有鐵鏽或汙物，須清理幹淨，然後進行加工。加工時（shí）若多次在工件同一區域（yù）產生斷絲，加工條件改變後仍不見（jiàn）效，此時很可能是工件（jiàn）材料有夾（jiá）渣、成分不（bú）均引起的。可采取（qǔ）增大電流幅值和脈衝（chōng）間（jiān）隔，減小脈衝寬度，如果允許降低工作液濃度，讓電極絲（sī）緩慢（màn）的切割通過此難加工區（qū）域，然後再調（diào）節到正常的加工速度進行切割。

3.結束語

在加工中（zhōng），導致電（diàn）火花線切割（gē）斷絲的因素是多方麵的，通過實踐分析找出斷絲的原（yuán）因，采取有效地預防（fáng）和排除斷絲（sī）方法，可有效（xiào）地提高電火花線切割的（de）加工精度、加（jiā）工質量和加工效率。

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