0前言电火花线切割机床,按电极丝运动的速度分为高速走丝和低速走丝2种,电极丝运动速度7~11m/s为高速走丝,低于0.25 m/s的为低速走丝,我国目前使用的多数为高速走丝电火花线切割机床。高速走丝线切割断丝一直 是电火花线切割加工中经常发生的故障之一。断丝影响了加工表面质量,降低了加工精度,降低了 加工效率,阻碍了线切割工艺的进一步发展。所以研究断丝的原因及怎样防止断丝是十分重要的。 1断丝的基本机理早在20世纪70年代末,国外就有科学家开始研究电火花线切割断丝的原因, 他们认为丝振和短路是断丝的主要原因,亦有人认为输入加工区的热负载在断丝前突然升高是断丝 的主要原因。现在人们经过研究认为:断丝的直接起因是加工过程的不稳定使输入间隙的热负载增 加且集中在一点上所致,即断丝的原因是加工过程的不稳定。因此所有引起加工不稳定的因素都可 能导致断丝。断丝大体可分为2种情况:(1)非加工过程中断丝;(2)加工一开始、加工中间 或加工结束时断丝。2断丝故障分析及排除方法2.1非加工过程中断丝故障分析及解决方法加工 尚未开始,打开贮丝筒就发生断丝现象,一般有以下几方面的原因:(1)贮丝筒轴向窜动,解决 方法是检修轴承端盖,消除轴向窜动。(2)贮丝筒上电极丝叠绕,解决方法是调整排丝轮位置, 保证排丝距均匀,消除电极丝叠绕现象。(3)贮丝筒上丝操作或穿丝操作时电极丝局部打死折, 导致在打折处的电极丝机械强度降低,容易引起断丝。解决方法是重新上丝和穿丝。(4)运丝机 构故障引起的断丝,运丝系统各部件不正常,例如导丝轮径向跳动、轴向窜动、转动不灵活,造成 容易掉丝,引起断丝,解决方法是消除超差跳动与窜动。导丝轮轴承卡死或严重滞动,可使导丝轮 V形槽被电极丝拉成深槽,会将电极丝拉断。解决方法是更换导丝轮及轴承。挡丝块、导电轮被电 极丝拉成深槽或在电极丝高速运行中发热变形夹丝,也会造成断丝,解决方法是更换挡丝块或导电 轮。另外,电极丝陈旧,有锈斑点,在高速运行下也会断丝,解决方法是换用新丝。2.2加工刚 开始发生断丝故障分析及排除方法加工刚开始发生断丝的现象,主要原因是工件端面切割条件恶劣 ,是点接触,放电点不分散以及电源参数和进给速度不适合等。这时电极丝尚未进入工作区,阻尼 小,丝在火花放电作用下抖动严重,容易造成短路、开路交替发生,易产生电弧放电烧断电极丝, 解决方法是加工刚开始时应取小能量的电源参数,即减小电流或脉冲宽度,增大间隙,待电极丝切 入工件后,改用正常参数加工。2.3加工过程中发生断丝故障分析及排除方法加工过程中发生断 丝的原因较复杂,常见的有以下几方面。(1)高频电源参数选用不当。一般来说,电极丝较细应 选用较小能量的电源参数,电极丝较粗应选用较大能量的电源参数。脉冲宽度与脉冲间隙比不能太 小,一般要选1:3以下,因脉冲间隙小时工作液来不及恢复绝缘强度,会产生电弧烧断丝。一般 情况下,若选用较强能量电源参数、加工速度快,但表面粗糙度值大,加工不稳定性增加,容易断 丝。加工过程中电极丝断丝后,排除其它原因后若判断是电参数选择不当,应调低峰值电流和脉冲 宽度,调大脉冲间隔。但脉冲间隔也不能太大,因为这会使切割速度明显降低,严重时不能连续进 给,使加工变得不稳定。(2)进给速度调节不当引起断丝。进给速度太大,易产生短路-拉弧- 空载循环,一方面加工效率下降,另一方面可能由于拉弧断丝;进给速度太慢,加工经常偏空载, 而又周期性地过冲,特别是加工厚工件时,更易断丝,一般电极丝进给速度调至6~8挡(0~9 共10挡)比较合适,这样既可提高加工效率又可防止断丝。(3)工作液浓度和导电率不合适。 工作液浓度太高,易在放电时产生气泡,致使放电在空气中进行而产生电弧,会烧断电极丝。应按 规定浓度配制工作液。若工作液导电率太高,会造成加工短路或加工电流过大,会烧断电极丝。应 注意工作液导电率变化,适当调整。(4)工件变形或工件受污、有夹渣或成分不均造成断丝。在 切割薄板工件时,由于切开部分错位变形将丝夹住,会造成断丝。可以用提高电源脉冲幅值,加大 脉冲宽度等方法,使火花间隙加大或用较粗的电极丝切割薄件等方法防止断丝。切割淬火后未进行 消除残余应力处理的钢件,或切割其他残余应力较大的工件时,工件切开部分变形也会夹断电极丝 。应考虑消除工件残余应力措施及正确选择切入口和切割路线。从孔或端面开始加工时,在最初放 电位置易断丝,特别是存在毛刺、铁锈和污物时,将在该处集中放电造成断丝。因此切割时先要清 除起始位置的毛刺和铁锈,然后选用较弱的加工条件。若多次在同一处断丝,加工条件减弱后仍不 改善,且运丝机构各部件运行正常,此时很可能是工件材料有夹渣、成分不均引起的。解决方法是 采用较弱的加工条件,以较慢的切割速度通过此难加工区,然后再以正常的加工条件切割。如果条 件许可,换个位置切割就再好不过了。(5)综合因素造成断丝。如在加工过程中,运丝系统突然 失常、工作液供给不足,电网电压波动造成加工电源参数变动,电极损耗到了断丝的程度,
电极丝 质量不过关,丝径大小变化,甚至有小凸块,电极丝长时间使用后氧化,进给速度异常等因素都会 导致断丝。因此,加工前应考虑一定的参数余量再决定加工用的各种参数,若电极丝质量有问题应 更换高质量的电极丝。2.4加工结束时发生断丝加工结束时发生断丝,往往是由于切割工件自重 引起被切除材料部分下掉或倾斜造成电极丝被夹断,解决方法如下:(1)对于小型工件,在切割 进行到2/3后,用强磁铁吸住即将下掉的部分。(2)对大型工件,在切割开始前应在工件上加 工23个起吊孔(在切除材料部分),切割进行到一半至2/3后,利用该起吊孔将即将切下的部 分固定在压板上,防止工件变形或下掉。3结语通过分析电火花线切割断丝的机理,找出断丝的原 因,并提出行之有效的预防和排除断丝方法,对于能否实现正常放电加工,提高电火花线切割的加 工精度、加工质量和加工效率,尽量避免断丝故障的发生具有重要的意义。电火花线切割断丝故障 分析及排除方法@施维$广东茂名学院机电工程学院!广东茂名525000通过介绍电火花线切 割加工断丝的基本机理和对常见断丝故障进行详细地分析,指出断丝的根本原因是加工过程的不稳 定,所有引起加工不稳定因素都可能导致断丝,针对这些原因按非加工过程中断丝和加工过程中断 丝2种情况分别提出了各自行之有效的预防断丝的措施和排除断丝故障的方法。高速走丝;;电火花线切割;;断丝原因;;
故障分析;;
排除方法<1>陈典正.模具线切割加工的事故及对策
.模具技术,1989(2).
<2>金涤尘.现代模具制造技术.北京:机械工业出版社,2001.
<3>刘晋春.特种加工.北京:机械工业出版社,1998.
<4>罗学科.数控电加工机床.北京:化学工业出版社,2003.前应考虑一定的参数余 量再决定加工用的各种参数,若电极丝质量有问题应更换高质量的电极丝。2.4加工结束时发生 断丝加工结束时发生断丝,往往是由于切割工件自重引起被切除材料部分下掉或倾斜造成电极丝被 夹断,解决方法如下:(1)对于小型工件,在切割进行到2/3后,用强磁铁吸住即将下掉的部 分。(2)对大型工件,在切割开始前应在工件上加工23个起吊孔(在切除材料部分),切割进 行到一半至2/3后,利用该起吊孔将即将切下的部分固定在压板上,防止工件变形或下掉。3结 语通过分析电火花线切割断丝的机理,找出断丝的原因,并提出行之有效的预防和排除断丝方法, 对于能否实现正常放电加工,提高电火花线切割的加工精度、加工质量和加工效率,尽量避免断丝 故障的发生具有重要的意义。电火花线切割断丝故障分析及排除方法@施维$广东茂名学院机电工 程学院!广东茂名525000通过介绍电火花线切割加工断丝的基本机理和对常见断丝故障进行 详细地分析,指出断丝的根本原因是加工过程的不稳定,所有引起加工不稳定因素都可能导致断丝 ,针对这些原因按非加工过程中断丝和加工过程中断丝2种情况分别提出了各自行之有效的预防断 丝的措施和排除断丝故障的方法。高速走丝;;电火花线切割;;断丝原因;;故障分析;;排除方法<1>陈典正.模具线切割加工的事故及对策.模具技术,1989(2).
<2>金涤尘.现代模具制造技术.北京:机械工业出版社,2001.
<3>刘晋春.特种加工.北京:机械工业出版社,1998.
<4>罗学科.数控电加工机床.北京:化学工业出版社,2003.
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