快走絲線切割是通過電極絲和工件之間脈沖放電時產(chǎn)生的電腐蝕作用，對工件進行加工的一種特種加工工藝方法，具有加工材料廣泛、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、精度較高等優(yōu)點，在我國模具行業(yè)應(yīng)用廣泛。但是快走絲線切割加工時的斷絲現(xiàn)象一直是生產(chǎn)過程中的一個嚴重的問題。由于斷絲使得加工停頓并且只能從頭開始加工，大量浪費工時，并且破壞了加工面的完整性，增加了實現(xiàn)無人操作加工的難度，這對線切割加工工藝的發(fā)展也有一定的影響。本文擬結(jié)合生產(chǎn)實際，對快走絲線切割加工斷絲問題作分析處理。
1 快走絲線切割加工斷絲的根本原因早在20 世紀70 年代，國內(nèi)外專家就對線切割加工斷絲進行研究，認為斷絲過程開始于加工過程的不穩(wěn)。加工不穩(wěn)定促使放電在一點上集中，放電集中又引起放電在時間上密集,使輸入間隙的能量增加且集中于一點,造成局部高溫,致使電極絲被燒斷，這就是斷絲的全部過程。也就是說，斷絲的直接原因是輸入間隙的熱負載增加且集中在一點上,而起因是加工過程的不穩(wěn)定。
既然線切割加工斷絲的起因是加工過程的不穩(wěn)定,那么根據(jù)加工過程不穩(wěn)定的信號和不穩(wěn)定的操作,采取有效措施使之盡快進入穩(wěn)定狀態(tài),才是從根本上解決斷絲問題的方法。
1 脈沖電源
脈沖電源是快走絲線切割機床的關(guān)鍵裝置之一，加工過程脈沖電源電信號的不穩(wěn)定會直接影響斷絲問題。另外，快走絲線切割加工中，電極絲是往復(fù)運動重復(fù)使用的，電極絲的損耗會直接影響加工精度,損耗較大時還會增大斷絲的概率，因此脈沖電源應(yīng)有使電極絲低損耗的性能。
1. 2 工作液介質(zhì)及其循環(huán)系統(tǒng)
快走絲線切割加工中工作液為脈沖放電的介質(zhì), 工作液應(yīng)具有較好的加工穩(wěn)定性和一定的絕緣強度,使脈沖放電能量順利進行,減少脈沖能量損耗和電極絲損耗,并能產(chǎn)生恰好的鍍覆現(xiàn)象。
當快走絲線切割機床的工作液介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)工作不順暢時,加工時工作液隨電極絲運動四處飛濺,進不到切縫中去,電極絲無法得到充分冷卻,容易引起電極絲被燒斷。因此加工前應(yīng)檢查快走絲線切割機床的工作液介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)工作是否順暢。
工作液臟污，時間用長后綜合性能變差是引起斷絲的重要原因。用高純水配置的工作液加工時工作穩(wěn)定，較少斷絲。其原因是高純水在離子交換提純的過程中去除了某些不利于電腐蝕加工的離子，如鈣離子、鎂離子等，致使在加工過程中，雖有電蝕產(chǎn)物的介入，使工作液中混入了各種離子，但因為清除了有害離子而使加工穩(wěn)定。
1. 3 運絲機構(gòu)
在快走絲線切割加工中電極絲是往復(fù)運動的，這個運動是由運絲機構(gòu)來完成的，并且是靠絲架來支撐的。在加工中電極絲的振動好象是一個紡錘,中間振動幅度大,兩頭小,如果振動引起的這個差值超過電極絲彈性限度,就會引起斷絲。因此,提高整個走絲機構(gòu)的制造質(zhì)量,電極絲采用恒張力控制；提高線架制造剛度,導(dǎo)輪采用靜壓軸承或采用磁力軸承,都是減少電極絲振動的根本途徑。
與運絲裝置相關(guān)的斷絲，其根本原因還是該裝置精度變差，尤其是異輪的磨損，會增加鉬絲的抖動，破壞火花放電的正常間隙，易造成大電流集中放電，從而增加斷絲的機會。
1. 4 進給速度
快走絲線切割加工中進給速度過快容易造成頻繁短路,進給過慢則容易造成頻繁開路,過跟蹤和欠跟蹤都是造成加工不穩(wěn)定的直接因素,容易引起斷絲。要實現(xiàn)理想的跟蹤進給,必須提高進給控制系統(tǒng)的性能和人工調(diào)節(jié)較佳進給量。
另外, 在加工過程中也有其他因素會產(chǎn)生斷絲的影響。
2 快走絲線切割加工斷絲問題的處理
2. 1 切割加工過程中突然斷絲
2.1.1 原因
1)選擇電參數(shù)不當,電流過大；
2)進給調(diào)節(jié)不當,忽快忽慢,開路短路頻繁；
3)工作液使用不當(如錯誤使用普通機床乳化液),乳化液太稀,使用時間長,太臟；
4)管道堵塞,工作液流量大減；
5) 導(dǎo)電塊未能與鉬絲接觸或已被鉬絲拉出凹痕,造成接觸不良；
6)切割厚件時,間歇過小或使用不適合切厚件的工作液；]
7)脈沖電源削波二極管性能變差,加工中負波較大,使鉬絲短時間內(nèi)損耗加大；
8)鉬絲質(zhì)量差或保管不善,產(chǎn)生氧化,或上絲時用小鐵棒等不恰當工具張絲,使絲產(chǎn)生損傷；
9)貯絲筒轉(zhuǎn)速太慢,使鉬絲在工作區(qū)停留時間過長；
10)切割工件時鉬絲直徑選擇不當。
2.1.2 處理方法
1)將脈寬檔調(diào)小,將間歇檔調(diào)大,或減少功率管個數(shù)；
2)提高操作水平,進給調(diào)節(jié)合適,調(diào)節(jié)進給電位器,使進給穩(wěn)定；
3)使用線切割專用工作液；
4)清洗管道；
5)更換或?qū)?dǎo)電塊移一個位置；
6）選擇合適的間歇,使用適合厚件切割的工作液；
7)更換削波二極管；
8)更換鉬絲,使用上絲輪上絲；
9)合理選擇絲速檔；
10)按使用說明書的推薦選擇鉬絲直徑。
例: 模具專業(yè)學(xué)生在模具實作用線切割加工凸模時，在鉬絲走到五分之一時就發(fā)生斷絲現(xiàn)象，實訓(xùn)老師觀察后發(fā)現(xiàn)該生把脈沖寬度調(diào)太大，功率管個數(shù)也開了5 個，原來學(xué)生為了加快切割速度調(diào)大了電參數(shù)，實訓(xùn)老師處理好斷絲問題后將脈沖寬度調(diào)小,并減少功率管個數(shù)，就順利加工好凸模了。
2. 2 切割加工工件接近切割完時斷絲
2.2.1 原因
1)工件材料變形,夾斷鉬絲；
2)工件跌落時,撞斷鉬絲。
2.2.2 處理方法
1）選擇合適的切割路線、材料熱處理及裝夾工藝,使工件變形盡量小；
2）快割完時,用小磁鐵吸住工件或用工具托住工件不致下落。
例: 模具專業(yè)學(xué)生在模具實作割凹模板時，忘記在快割完時用磁鐵吸住工件，以致工件跌落時把鉬絲撞斷，如果在快割完時用磁鐵在切縫處吸住工件，就不會產(chǎn)生斷絲了。
2. 3 解決大厚度“紫銅件”切割斷絲問題由于紫銅件不同于其它鋼材料，當厚度超過50mm時，操作者如仍按加工鋼材料工件時使用的電參數(shù)來加工，就會發(fā)生切割速度慢、電流不穩(wěn)定、短路頻繁、斷絲等現(xiàn)象。正常加工要采取的相應(yīng)措施主要有：
1）不要使用已經(jīng)用過較長時間的乳化液，盡量使用新乳化液,并且最好采用JR-1A、JR-3A、JR-4、南光-Ｉ 工作液。因為銅材料粘附性強，舊乳化液中的雜質(zhì)較難沖掉，還會使紫銅加工時的導(dǎo)電性能受到影響。上述推薦的工作液由于電解性較好，切縫較寬，可以改善切縫中的排屑狀況,同時采用較高的走絲速度有利于排屑。
2）消除電流短路現(xiàn)象。當紫銅夾雜物出現(xiàn)在切割線路中時，加工電流穩(wěn)定性就會受到影響，使短路現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，如不正確處理會斷絲。采用大電流大脈寬加工的方法，使功率增強，靠脈沖的能量擊穿比較小的夾雜物，可使加工正常進行。此時,應(yīng)特別注意也要增大抬刀時間,使停歇時間增長。同時大脈寬可保證放電能量不會因紫銅的良好傳熱性而損耗掉。
3）由于紫銅材料具有良好的導(dǎo)熱性能，因此如果采用窄脈寬加工，則由于在窄脈寬作用期間，電源所發(fā)出的能量很快就被熱傳遞走，因此就會出現(xiàn)割不動的現(xiàn)象，所以紫銅切割時必須采用較大的脈寬進行切割，一般需要采用40 s 以上的脈寬。
4）注意裝卡方向。應(yīng)該把切割路線最短的一面裝卡在第三象限，也就是Ｘ 負方向，使鉬絲盡量少走Ｘ 負方向，這樣可以減少斷絲幾率。
5）停止工作時，用煤油把絲筒上的絲清洗一遍，使反沾在鉬絲上紫銅末大量減少，等下次開機繼續(xù)使用時，效果就會更好。
2. 4 快走絲線切割加工斷絲后處理
2.4.1 斷絲后絲筒上剩余絲的處理
若絲斷點接近兩端，剩余的絲還可利用，先把絲多的一邊斷頭找出并固定，抽掉另一邊的絲，然后手搖絲筒讓斷絲處位于立柱背面過絲槽中心，重新穿絲，定好限位，即可繼續(xù)加工。
2.4.2 斷絲后原地穿絲處理
2.4.3 斷絲后回穿絲點
若原地穿絲失敗，只能回穿絲點，反方向切割對接。由于機床定位誤差、工件變形等原因，對接處會有誤差。若工件還有后序拋光、挫修工序，而又不希望在工件中間留下接刀痕，可沿原路切割。由于二次放電等因素，已切割面表面會受影響，但尺寸不受多大影響。
總之，快走絲線切割加工斷絲的起因是加工過程的不穩(wěn)定,而不穩(wěn)定的因素是多方面的，只有注重加工過程中設(shè)備及操作工藝的每個細節(jié)，才能有效地防止快走絲線切割加工的斷絲問題。
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