高速走丝电火花线切割加工断丝原因及预防

作者：丁明明 王铁流    来源：《现代模具》

欢迎访问e展厅 展厅 7 电火花EDM/线切割展厅 慢走丝线切割, 中走丝线切割, 线切割机床, 电火花成型机, 电解机床, ... 摘要： 针对高速走丝线切割机常见的断丝现象，详细分析了电极丝易断的六大因素：电极丝的因素、送丝机构的因素、工件的因素、电参数的因素、工作液的因素、操作使用的因素等，提出了相应的预防方法，对改善工件表面质量和精度，提高加工效率有一定的借鉴作用。 关键字： 高速走丝电火花线切割；电极丝；断丝原因；预防 电火花线切割机床根据电极的运行速度通常分为两大类：一类是高速走丝电火花线切割机床，这类机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为6-11m／s，另一类是低速走丝电火花线切割机床，这类机床的电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m／s。现阶段高速走丝电火花线切割机床仍然是我国生产和使用的主要机种。 由于高速走丝线切割加工走丝速度快，且是单双向往复运动，因此断丝是普遍存在的一个问题。本文就高速走丝断丝的原因作了全面的分析和研究，并提出了相应的预防和解决措施。 1 断丝原因及预防 1.1 电极丝的因素 (1) 电极丝的材质。在高速走丝电火花线切割加工中，其电极丝通常采用钼丝，并要求有较好的导电性和韧性。因为好的导电性，单位长度的电阻小，否则，消耗极丝电阻上的能量多，加工电源输送到间隙的能量少，消耗在电极丝上的能量多，电极丝发热，易断丝；韧性差,则在频繁的急热急冷变化中也易断丝。另外，电极丝的质量要保证，如表面粗糙度较小，尺寸精度较高，否则，在加工时，电极丝也容易断丝。 （2）电极丝的直径。电极丝的粗细是影响断丝的一个重要原因，通常尽可能在满足加工要求条件下，选择较粗的电极丝。若电极丝直径过小，则承受电流小，切缝也窄，不利于排屑和稳定加工，断丝的可能性较大。另外，较粗的电极丝，可提高电极丝的张力，减少电极丝的抖动，不易断丝。因此，当电极丝使用损耗到一定程度时，要及时更换电极丝，以免电极丝太细而断丝。 1.2 送丝机构的因素 送丝机构引起的电极丝的断丝主要由送丝机构中的导轮、导电块、档丝块等零部件的安装不当或磨损以及电极丝的松紧不适所致。 （1）导轮、导电块、档丝块等零部件安装要正确，间隙要合适，转动要灵活，导轮不允许有较大的径向跳动或轴向窜动，电极丝不允许叠绕或夹丝，要减少电极丝抖动，提高电极丝运动精度，否则，容易造成电极丝的断丝。另外，要经常清洗有关的零部件，消除污垢；导轮、导电块等零件磨损到一定程度时，要注意更换。 （2）电极丝的松紧不适极易引起断丝。电极丝上丝、紧丝是线切割的一个重要环节，直接影响电极丝的张力，过松，电极丝张力过小，抖动过大，易断丝，且影响工件质量和切割速度；过紧，电极丝张力过大，也容易断丝。因此，电极丝的松紧要合适，当进行孔或端面加工时，在最初放电位置时，很容易断丝，此时的张紧力可略小些，工作一段时间以后，再对电极丝的松紧进行调节，并使张紧力达到稳定状态。 1.3 工件的因素 高速走丝电火花线切割加工工艺对工件材质和尺寸有一定的要求。 （1）锻造性能好、淬透性好、热处理变形小、表面质量好的材料适合于线切割。有夹层和夹碴或切割表面粗糙的工件，由于氧化残存物不导电，凸凹不平，会导致断丝、烧丝或使工件表面出现深痕，严重时，造成工件报废。因此在线切割加工前，应清除残存物，用油石将工件表面锉平，并选择适当的电参数，以免断丝。 （2）工件太薄或薄板叠加的工件，容易断丝。工件薄，工作液容易进入并充满放电间隙，对排屑和稳定加工有利，但电极丝易产生抖动，或由于工件割开部分错位变形，造成夹丝，以致断丝。因此，若要切割薄板工件，则要采用较粗的电极丝或选择合理的电参数，如提高电源脉冲幅值、加大脉冲宽度等方法，使火花间隙加大，从而防止断丝。另外，工件过厚，排屑条件变差，也容易导致电极断丝。 1.4 电参数的因素 高速走丝电火花线切割加工中, 电参数的合理选择十分重要。 （1）选用时，要兼顾加工速度、表面粗糙度及稳定性。一般，参数强，加工速度快，但表面粗糙度大，也容易断丝。所以在选择电参数时，必须综合考虑加工件的工艺要求、加工精度、粗糙度的大小以及工件厚度等因素，以获得较满意的加工效果。 （2）切割预置进给速度的调节，对切割速度、加工精度和表面质量的影响很大。预置进给速度调的太快，超过工件可能的蚀除速度，会出现频繁的短路现象，切割速度反而慢，表面粗糙度也差，上下断面切缝呈焦黄色，甚至可能断丝；反之，进给速度调的太慢，大大落后于工件的蚀除速度，极间将偏于开路，有时会时而开路，时而短路，加工表面也发焦呈淡褐色，工件上下端面也有过烧现象。因此，预置进给速度要适宜，即工件的蚀除速度与进给速度相当，如此，加工表面细而亮，丝纹均匀，表面粗糙度好、精度高。 （3）变频跟踪调节不当也是造成断丝的一个重要原因，因为跟踪过快,容易形成短路和电极丝张力加大进而造成断丝。实际调整时可通过电流表指针的稳定性判断，指针摆动越稳定越好。如果指针稳定情况不好，尽可能使指针往0位方向波动。 1.5 工作液的因素 高速走丝电火花线切割加工中,工作液是脉冲放电的介质,对加工的影响很大。工作液一般要求有一定的绝缘性能、较好的洗涤性能、较好的冷却性能和对环境无污染，对人体无危害。工作液的配置也相当重要，太浓、太淡时，均会引起断丝，—般水液浓度比均在1：10—1：20范围内。切割速度要求高或大厚度工件切割时，浓度适当低些，这样加工比较稳定，且不易断丝。但工作液浓度也不能太低，否则将使工作液绝缘性能降低，电阻率减小，冷却能力增强，从而降低了对工件的润滑作用，不利于排屑，也容易断丝。为保证工作液通道无阻塞，工作液流量的大小也应适当控制，一般在切割完毕时，因工件被切割段在工作液液力作用下产生下垂，切割部位脱落，电极丝极易被夹断，此时应使工作液保持一定的压力和流量，及时把腐蚀物排出，从而防止断丝现象的产生。切割铝、铜等软性材料时，特别是在切割材料比较厚的情况下，为了提高加工效率和表面光洁度，减少断丝现象，可采用一些专用冷却液，也有利于环境保护。 1.6 操作使用的因素 高速走丝电火花线切割加工中,为了高效地加工出符合要求的工件，对操作人员也有一定的要求。操作人员要正确地理解图样的各项技术要求。工作液要及时更换，保持一定的清洁度，保证上、下喷嘴不阻塞、流量合适。电极丝校准垂直，工件装夹正确。合理选用脉冲电源参数，加工不稳定时要及时调整变频进给速度等。切换功能键时，切勿在加工过程中进行，以免开关接触不良造成短路或引起电极丝烧伤，以至断丝。在切割完毕时，切除部位会在重力的作用下坠落，电极丝极易被夹断，可采用磁铁吸附、夹板夹持等方法及时固定，避免断丝。 2 结束语 在高速走丝电火花线切割加工中影响电极断丝的因素很多，其中各因素的影响往往是相互依赖，相互制约的。以上就高速走丝电火花线切割加工中断丝的一些现象作了分析和研究，并提出了相应的预防措施，本文是根据长期工作实践经验和查阅了大量资料总结出来的，相信对改善工件表面质量和精度，提高加工效率有一定的借鉴作用。 参考文献 [1] 金涤尘，宋放之．现代模具制造技术[M].北京：机械工业出版社，2001． [2] 赵万生，刘晋春等．实用电加工技术[M].北京：机械工业出版社，2002 [3] 马名峻,蒋亨顺,郭洁民．电火花加工技术在模具制造业中的应用[M].北京：化学工业出版社，2004． [4] 曹风国．电火花加工技术[M].北京：化学工业出版社，2005 作者：浙江水利水电专科学校 丁明明 王铁流(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/11/2007)