低速走絲電火花線切割加工中的的常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策

1、低速走絲電火花線切割加工中的的常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策許春龍作者簡(jiǎn)介：許春龍（1973 ），男，吉林省松原市人，工程師，數(shù)控技師。摘 要：針對(duì)低速走絲線切割加工中的常見(jiàn)問(wèn)題：頻繁斷絲、加工速度和加工精 度改善等情況，詳細(xì)分析了各問(wèn)題產(chǎn)生的的主要原因和相應(yīng)的解決措施。經(jīng)實(shí)際使用表明這些方法能在一定程度上防止故障的產(chǎn)生，且能切實(shí)有效地提高故障產(chǎn) 生后的解決效率和處理質(zhì)量。關(guān)鍵詞：線切割；斷絲；加工速度；精度.、八、-刖言：隨著電子、汽車、航空航天等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，模具工業(yè)也發(fā)生了翻天覆地 的變化，模具行業(yè)的迅速發(fā)展推動(dòng)了電火花線切割技術(shù)的進(jìn)步。電火花線切割機(jī)按其切割速度可分為快走絲和慢走絲 2種。由于快走絲

2、線切割所加工的工件表面 粗糙度一般在Ra=1.252.5卩m范圍內(nèi)，而慢走絲線切割機(jī)通?？蛇_(dá)到 Ra=0.16卩m且慢走絲線切割機(jī)的圓度誤差、 直線誤差和尺寸誤差都較快走絲線 切割好，同時(shí)，慢走絲線切割機(jī)床具有自動(dòng)化程度高、精度好、加工穩(wěn)定可靠等 優(yōu)點(diǎn)，所以在加工高精度零件時(shí)，慢走絲線切割機(jī)得到了廣泛應(yīng)用。但是，在慢 走絲線切割加工過(guò)程中也經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些技術(shù)方面的難題，如如何防止頻繁斷 絲、如何保證加工精度和質(zhì)量以及如何提高加工速度等，常常困擾著使用者，本文就上述各因素的產(chǎn)生原因及改善措施加以分析和總結(jié)1、慢走絲線切割實(shí)際加工中的常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策本文在查閱了國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身的實(shí)際

3、工作經(jīng)驗(yàn)分析發(fā) 現(xiàn)，慢走絲線切割在實(shí)際操作中的常見(jiàn)問(wèn)題主要有三類：即如何防止頻繁斷絲、 如何改善加工表面質(zhì)量和如何提高加工速度，其中斷絲是線切割故障中發(fā)生頻率 較多的一種現(xiàn)象。下面就各問(wèn)題產(chǎn)生原因及相應(yīng)措施進(jìn)行闡述。1.1斷絲的原因及對(duì)策研究表明，斷絲的直接原因是加工過(guò)程的不穩(wěn)定使輸入間隙的熱負(fù)載增加且集中在一點(diǎn)上導(dǎo)致的。既然斷絲的原因是加工過(guò)程的不穩(wěn)定， 那么所有引起加工 不穩(wěn)定的因素都可能導(dǎo)致斷絲的發(fā)生。通過(guò)對(duì)實(shí)際使用中各種斷絲原因的分析， 主要可歸納為以下幾點(diǎn)。加工電流過(guò)大加工電流過(guò)大造成斷絲的原因主要是加工參數(shù)選擇不當(dāng)或加工中排屑不暢造成的。加工屑搭橋形成的微短路狀態(tài)具有較大的接觸電阻

4、，由于電極絲運(yùn)動(dòng)，這種微短路很容易被拉開(kāi)形成火花放電。此時(shí)脈沖電源輸入到加工間隙的能量密度 遠(yuǎn)大于正常加工值，使得電極絲的黏著部位產(chǎn)生脈沖能量集中釋放， 導(dǎo)致電極絲 產(chǎn)生裂紋，從而可能造成斷絲，因此加工過(guò)程中必須沖走這些微粒， 應(yīng)盡可能使 噴嘴與工件貼近加工，如圖1所示。由于噴嘴與工件間距離不同，會(huì)使加工狀態(tài) 有很大區(qū)別，若噴嘴與工件間為敞開(kāi)加工，就必須選擇與此相應(yīng)的加工參數(shù)， 并 將放電能量適當(dāng)降低。導(dǎo)電不良該故障產(chǎn)生原因主要是導(dǎo)電塊與電極絲之間接觸不良或極間線松動(dòng)斷裂引 起的。在加工過(guò)程中，導(dǎo)電塊與移動(dòng)著的電極絲一直保持著良好的接觸，易磨損和 污染，工作一段時(shí)間后導(dǎo)電塊就會(huì)被電極絲磨出溝槽

5、，導(dǎo)致導(dǎo)電不良，局部電流過(guò)大而斷絲。一般低速走絲電火花線切割機(jī)中使用的導(dǎo)電塊在加工60120h后就須檢查一次，可將導(dǎo)電塊卸下，用清洗液清洗掉上面粘著的臟物，若磨損嚴(yán)重可 更換位置或更新導(dǎo)電塊。另外，在機(jī)床的保養(yǎng)維護(hù)中應(yīng)定期檢查導(dǎo)電塊和極間線 的工作狀態(tài)。此間距通常在0.5mn以下 若對(duì)加工速度有要求，可工件調(diào)到0.1mm圖1噴嘴與工件距離的調(diào)整運(yùn)絲機(jī)構(gòu)故障運(yùn)絲機(jī)構(gòu)故障多是因機(jī)械系統(tǒng)上的原因造成的。 如儲(chǔ)絲筒、導(dǎo)絲輪、送絲輪 等部件安裝不當(dāng)或間隙不合理；送絲滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活；長(zhǎng)期使用后噴嘴等部件被 污垢堵塞，防礙電極絲順利送進(jìn)，導(dǎo)致送絲速度不穩(wěn)定；傳動(dòng)同步帶的失效造成 電極絲張力不均等都會(huì)造成斷絲

6、。 因此，要仔細(xì)調(diào)整各部件的位置，定期清洗導(dǎo) 向器并檢查各個(gè)環(huán)節(jié)。放電區(qū)域空氣這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要是工作液沒(méi)有完全包圍電極絲或加工槽內(nèi)液面不足造成的。特別是邊緣加工時(shí)，加工液極易飛濺產(chǎn)生氣泡，造成電極絲局部無(wú)法冷卻從而斷絲。因此要合理的控制和調(diào)整流量，如圖2所示。 1了不使冷卻液飛濺，可將上 導(dǎo)向器上移至比工件10-20mmX#圖2控制、調(diào)整流量的方法1.2.影響加工精度的因素及分析加工精度是一個(gè)籠統(tǒng)的概念，主要包括包括步距精度、尺寸精度、形狀精度、 位置精度和表面粗糙度等。電火花線切割時(shí)影響其加工精度的因素很多， 有人員、 設(shè)備、材料和環(huán)境因素等，為了改善加工精度和工件表面質(zhì)量，可以從影響

7、最大的人為因素、材料因素和環(huán)境因素等方面來(lái)考慮對(duì)加工精度的控制方法和改進(jìn)方 法。影響線切割加工精度人為因素的控制與改善人為因素的控制與改善主要包括加工工藝的確定和加工方法的選擇。加工工藝和加工方法對(duì)加工精度的影響與工件的變形有關(guān)，線切割加工變形主要是因?yàn)?加工的熱影響和材料內(nèi)部應(yīng)力釋放等因素引起的。一般來(lái)說(shuō)，熱傳導(dǎo)率及熱膨脹 系數(shù)高的材料，或內(nèi)部應(yīng)力大的材料易出現(xiàn)較大的變形，可以通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。增加加工次數(shù)，實(shí)施多次少量加工對(duì)于易變形材料及精度要求較高的零件，易采用多次切割的方法。在第一次 切割中去除大部分加工余量，但不切斷零件與夾持部分的連接，保持周邊留 0.10 .5 mm余量，然

8、后分幾次進(jìn)行切割。其目的是糾正產(chǎn)生的變形，切割次 數(shù)可視零件的尺寸精度而定，一般24次。切割量一般是由機(jī)床的加工參數(shù)決 定的，除第一次加工外，中間各次加工量一般由幾十微米逐漸遞減到幾個(gè)微米， 特別是最后一次加工量應(yīng)較小，一般而言，加工次數(shù)越多，工件的表面質(zhì)量越好。 少量多次切割可使加工工件具有單次切割不可比擬的表面質(zhì)量，是改善加工工件精度和表面質(zhì)量的簡(jiǎn)便易行的方法和措施。正確選擇切割參數(shù)，合理安排切割路線加工較細(xì)或細(xì)長(zhǎng)工件時(shí)，可考慮采用直徑較細(xì)的電極絲，因?yàn)椴捎眯∧芰考庸r(shí)，往往細(xì)絲的加工效率更高，同時(shí)加工時(shí)應(yīng)設(shè)兩個(gè)切落處，在坯料內(nèi)部鉆穿 絲孔，盡量避免從坯料外切入時(shí)引起坯料切開(kāi)處的變形，以提

9、高精度。加工沖頭零件時(shí)，應(yīng)避免從坯料外部直接切入，否則會(huì)使坯料的整體性遭到破壞， 致使材 料內(nèi)部的應(yīng)力不平衡，使所切割零件產(chǎn)生加工變形。為此，應(yīng)在坯料淬火前預(yù)制 一個(gè)穿絲孔，將零件的加工起始點(diǎn)設(shè)在穿絲孔處，并且應(yīng)留有充分的切削余量。121.3精度的接觸檢測(cè)線切割機(jī)床的定位精度，是通過(guò)接觸檢測(cè)進(jìn)行的。接觸檢測(cè)借助電極和工件 間的微小電壓差異進(jìn)行判斷，工件表面的氧化層及毛刺等都會(huì)影響檢測(cè)精度，因此，事先需檢查和清除黏附在工件表面毛刺、雜物和銹蝕等。影響線切割加工精度環(huán)境因素的控制與改善線切割機(jī)床是高精度加工設(shè)備，振動(dòng)和沖擊會(huì)對(duì)機(jī)床造成損害；由于機(jī)床本 身的特性，空氣中的灰塵將會(huì)使絲桿受到嚴(yán)重磨損，

10、從而使機(jī)床精度降低，進(jìn)而影響工件加工精度；另外，電加工車間內(nèi)溫差變化也會(huì)對(duì)機(jī)器的精度和使用產(chǎn)生 影響。因此，在線切割車間內(nèi)應(yīng)防塵防潮防震，再配上空調(diào)以保持恒溫，一般在 20C左右。影響線切割加工加工精度材料因素的控制與改善為了加工出尺寸精度高、表面質(zhì)量好的產(chǎn)品，必須對(duì)工件材料進(jìn)行細(xì)致考慮。 由于工件材料不同，熔點(diǎn)、氣化點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)等都不一樣，必須根據(jù)實(shí)際需要的 表面質(zhì)量對(duì)工件材料作相應(yīng)的選擇。 如要達(dá)到高精度，就必須選擇硬質(zhì)合金類材 料，而不應(yīng)該選不銹鋼或未淬火的高碳鋼等，否則很難實(shí)現(xiàn)所需要求。1.3 影響加工速度的因素及分析在模具加工行業(yè)中，電加工速度的高低直接影響模具制造的周期和成本，為

11、了降低模具制造的周期和成本，可以從以下幾個(gè)因素綜合考慮，以確定合適的加 工速度。保證上、下高壓水工作良好檢查回路中的高壓水路、高壓水閥、旁路水閥、上下噴嘴座、上下噴嘴、水 管等有無(wú)堵塞和泄露現(xiàn)象，加工時(shí)使上下噴嘴盡可能貼近工件的上下表面，使電極絲與工件絕緣，以便迅速?zèng)_掉電蝕物，防止二次放電與短路現(xiàn)象，加快切割速 度。電極絲的直徑選擇對(duì)加工速度的影響在條件允許的情況下盡可能選用直徑較大的電極絲，增加單位面積的加工電流，電流大加工速度自然加大，如果電極絲過(guò)細(xì)，就會(huì)被燒斷。電極絲材質(zhì)對(duì)加工速度的影響電極絲材質(zhì)對(duì)加工速度的影響非常大，主要表現(xiàn)在：1.331較差的電極絲在加工中產(chǎn)生很多銅粉，該銅粉在加工

12、區(qū)域造成放電的不穩(wěn)定性，大大影響了加工速度。電極絲放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，表面氧化，大大降低了導(dǎo)電性，影響了加工 速度。電極絲在繞制過(guò)程中有扭曲、夾絲現(xiàn)象，使電極絲在再運(yùn)行中張力 不均勻、跳絲、斷絲現(xiàn)象頻繁發(fā)生，影響加工速度。保證放電回路連接良好主要表現(xiàn)在1.341保證上下機(jī)頭、工作臺(tái)電纜連接連好，如有松動(dòng)應(yīng)擰緊，如氧化應(yīng) 用刷子去除氧化皮檢查電纜的輸入輸出電壓是否正確檢查上下導(dǎo)電快的絲痕狀況，是否應(yīng)該更換和調(diào)整。2、結(jié)束語(yǔ)由于各種線切割機(jī)床的設(shè)計(jì)策略和加工工藝不同，造成加工精度下降和斷絲的原因也不同，有時(shí)不僅僅是某一個(gè)或兩個(gè)因素引起，而是由多個(gè)因素交叉影響。 但只要對(duì)其進(jìn)行科學(xué)和系統(tǒng)的分析歸類，就可以

13、對(duì)這些影響因素進(jìn)行控制和調(diào) 整，從而提高機(jī)床的使用技巧，改善加工質(zhì)量和精度。參考文獻(xiàn)：1 劉晉春 趙家齊 趙萬(wàn)生 特種加工 北京機(jī)械工業(yè)出版社2004.1 .2 狄士春.低速走絲電火花線切割加工斷絲原因分析及處理J.電加工與模具,2003, (5) . (p12-15).3 沈洪.低速走絲電火花線切割及走絲系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展J.電加工與模具.2002, (06) .(p17-19).The common problems and Solutions of wireelectrode in LSWEDMXu chun-longAbstract: The mai n reas ons and releva nt soluti ons are an alyzed accord ing to the com mon problems in LSWEDM: such as freque ntly wire break, requireme nt for improvi ng machi ning speed and machi ning precisi on etc. The practice