线切割机断丝原因的分析及对策

　电火花线切开机对各种形状的冲模及零件自动切开加工，具有精度高、速度快、周期短等优点。高速走丝线切开机的电极丝运动速度快（300-700MM/MIN，且是双向往复循环运转，在加工过程中极易发作断丝现象。一般来说，绕一筒钼丝（©0。14MM为例）应能完结对2667CM平方工件断面的切开。钼丝直径由本来的©0。14MM损耗到©0。1MM左右，还有继续运用的价值。若在切开过程中屡次呈现断丝，则不光构成经济损失，而且带来从头绕丝的麻烦，耽误时刻，并易在工件上发作断丝痕迹，影响加工质量，严峻的还会构成工件报废。
　　
　　本文比较详细地剖析了高速走丝电火花线切开机断丝的原因及相应的解决对策，作业实践证明剖析正确，解决方法有用。
　　
　　2断丝原因剖析及对策
　　
　　2.1与钼丝相关的断丝
　　
　　（1）钼丝的挑选。钼丝直径的粗细是影响断丝的一个主要原因。为了削减断丝，在满足加工要求的前提下，应心尽量选用较粗的钼丝，一方面能进步钼丝的张力，削减钼丝的颤动，另一方面因为粗的钼丝加宽了切缝，作业液简单浸透进去，有利于排屑。为了确保加工安稳，应及时替换损耗到一事实上程度的钼丝，防止因钼丝变细变脆断丝而中断加工。
　　
　　（2）钼丝的松紧程度。若钼丝设备太松，则钼丝颤动厉害，不仅简单断丝，而且因为钼丝也不宜设备得太紧，太紧内应力增大，断丝的可能性也大。因而钼丝的切开进程中，其松紧程度要适当。
　　
　　钼线要按规定的走向绕在贮丝筒上，一起固定两头。绕丝量可依据贮丝筒长短而定，一般来说，除两头各留10MM之外，中间绕满不重叠，宽度不宜少于贮丝筒长度的一半，以免电机换向频频而使机件加工损坏，并防止钼丝频频参世切开而断丝。
　　
　　绕上钼丝后，调整挡丝设备，上、下挡丝设备都起作用，使贮丝筒上两边钼丝距离为挡丝销直径的1.5倍（约为8MM）。依据绕丝多少调整换向挡块的方位，一般两头各留2-3MM的钼丝不参轼切开，以防止换向时发作断丝。
　　
　　机床上钼丝引出处有排丝柱，排丝柱是由两根红宝石制成的导向立柱，也有用硬质合金资料制作。排丝柱不像导轮子那样作滚动，它们直接与钼丝触摸，作滑动磨擦。因而磨损很快，运用不久柱体就会构成深沟。排丝柱应常常天翻地覆转和挪槽，有必要让排线柱顶紧钼丝，不能让钼丝有自在活动的地步。否则，会呈现叠丝，有必要导致辞断丝。
　　
　　钼丝在加工一段时刻后，因为自身的拉伸而变松。当伸长量较大时，会加剧钼丝振动或呈现钼丝在贮丝筒上重叠，使走丝不稳而引起断丝。应常常查看钼丝的张紧程度，假如存在松驰现象，要及时拉紧。
　　
　　（3）钼丝的贮存。依据经历，钼丝有三怕：怕潮、怕折和怕晒。受潮会氧化，折而易断，晒而变脆。新购进的钼丝，应存放在密封在器皿中妥善保存，随用随取。文献[1]针对某种型号线切开机，提出一些进步钼丝寿命的方法。如依据工件具体情况，将贮丝筒防护罩壳改善，或对钼丝运动轨迹进行适当调整，都发作了显着作用，不仅能延长钼丝运用寿命，而且不影响加作业用。
　　
　　2.2与钼丝组织相关的断丝
　　
　　线切开机的导丝组织主要是由贮丝筒、线架和导轮组成。当导丝组织的精度下降时（主要是传动轴承），会引起贮丝筒的径向跳动和轴向窜动。贮丝筒的径向跳动会使电极丝的张力减小，构成丝松，严峻的会使丝从导轮糟中脱出拉断。贮丝筒的轴向窜动会使排丝不匀，发作叠丝现象。假如线架刚性差，运丝时会发作振动或摇摆，不光影响精度也会相起断丝。导轮轴承的磨损将直接影响导丝精度，此外，当导轮的V型槽、宝石限位块、导电块磨损后发作的沟槽，会使电极丝的磨擦力过大，易将丝拉断。这种现象一般发作在机床运用的时刻长、导丝组织保养不善、精度下降的情况下。因而在机床运用中应定时查看导丝组织的精度，及时替换磨损部件。
　　
　　2.2.1与贮丝筒样关的断丝[2]
　　
　　（1）贮丝筒因内外圆不同轴，会发作不平衡惯量，运转时简单发作叠丝，而导丝断丝。因而，贮丝筒有必要通过动平衡校对，以确保其在高速运转时发作剧烈的颤动和窜动。
　　
　　（2）贮丝筒的轴和轴承等零件常因磨损而发作部隙，也易引起丝颤动而断丝，因而有必要及时替换磨损的轴和轴承零件。
　　
　　（3）贮丝筒换向时，如没有堵截高频电源，会导致钼丝在短时刻内因温度过高而发作烧丝，困此须查看贮丝筒后端的行程开关是否失灵。
　　
　　（4）要坚持贮丝筒、导轮转动灵敏，否则在往复运动时会引起导丝体系振动而断丝。绕丝后空载走线检
　　
　　验钼丝是否颤动。若发作颤动要剖析原因。
　　
　　（5）贮丝筒后端的限位档块有必要调整好，防止贮丝筒冲出限位行程而断丝。挡丝设备中挡块与快速运动的钼丝触摸、磨擦，易发作沟槽并构成夹丝拉断，因而也需及时替换。
　　
　　（6）应在换向不久停机，防止贮丝筒因惯性超程冲坏传动件及拉断钼丝。
　　
　　2.2.2与导轮及导电块相亲的断丝
　　
　　导轮、导电块也是影响断丝的两个重要零件。若导轮和导电块因磨损而发作沟槽时，简单使钼比颤动而断丝；若导轮轴承磨损后发作空隙，也会构成丝的颤动。使火花放电空隙状况极不安稳，空隙短路频频，构成变频盯梢失调，烧断电极丝。别的应确保导电体与导电哗触摸杰出，否则高频电源负极无法与钼丝接通或触摸不良，导致钼丝不能对工件进行政党的加工，而高频电源的自动操控信号仍使操控台的变频不断作业，步进电机继续进给，zui后使钼丝磨、顶、夹断。也不允许导电轮相对钼丝有所抛起，致使钼线受力较大而引起断丝，或因钼丝与导电轮触摸不良而引起短路断丝。
　　
　　2.3与工件相关的断丝
　　
　　1在以线切开加工为主导工艺时，应合理选用工件资料及严格规范资料的铸造和热处理以削减资料的变形。一般应选用铸造功能好、淬透性好、热处理变形小的资料。在资料处理中应留意以下几方面：
　　
　　（1）运用锻打淬火资料不简单断丝，对不经锻打、不淬火资料，在线切开加工彰，zui好选用低温回火，消除应力。
　　
　　（2）淬火钢中回火次数少的比回火次数多的简单引起断丝。淬火钢应严格执行热处理工艺低温回火要充沛。
　　
　　（3）T8钢比其他钢易引起断线。T8钢在线切开加工中应尽量少用，由其是淬火后。
　　
　　2工件材质不纯。铸造的工件毛坯有时含有夹层和夹碴。或是外表覆盖氧化皮和异物。这些杂物在切开过程中与钼丝触摸，发作剧烈的磨擦。此刻计算机只能识别高频电流短路的是与否而处理数氢，确定是否切开盯梢。钼丝与绝缘物剧烈地磨擦时，虽切进速度为零，可高频电流仍呈未短路状况。操控体系会继续按程序指令向步进电机发出前进的脉冲，使作业台照样运动，成果把钼丝勒断。
　　
　　3工件内部有较大应力。因为工件的内应力未得到消除，在切开时，有的工件会开裂，把钼丝碰断；有的会使空隙变形，把钼丝夹断或弹断。
　　
　　4尽管线切开加工过程中工件受力极小，但仍需牢固夹紧工件，防止加工过程中因工件方位变动构成断丝。一起防止因为工件的自重和工件资料的弹性变形构成断丝。例旭在加工具有锥度的工件时，常会发作在加工结束时，因工件下落而压断钼丝的现象。因些，在加工此类工件时，可在加工快要结束时，用磁铁吸住将要下落的工件，从机时防止断丝。而在切开较林工件将结束时，zui好人工维护下落的工件，使其平行、缓慢下落。工件在自在下落过程中一旦与母体发作卡滞或夹住会构成动转的钼丝断裂。
　　
　　2.4与工件液相关的断丝
　　
　　在线切开加工中对作业液除要求有冷却作用外，还有特别的要求：（1）要具有一事实上的绝缘强度。（2）具有紧缩缩放电通道各消电离作用。（3）具有杰出的洗涤性和光滑及排屑功能均好；若选用非植物性的皂化液，有必要先进行试用。不管选用何种皂化液，都有必要按规定3%-5%（冷却剂与水体积比）进行制造。皂化液浓度过大时（如浓度超过10%），有利排屑，但切开速度较慢。皂化液浓度过小（如低于2%）不利排屑。放电空隙里被切屑堵住，作业液坚持必定压力和流量，而冷却设备在切开时上下喷水就均匀，以便及时把腐蚀物排出，这样就会具有杰出的排渣才干和冷却功能。
　　
　　怎么辨别皂化液能否运用，可从下述4个方机调查[4]：
　　
　　（1）绕一点新钼丝，在工件上试割约1H，调查钼丝作业部位的色彩，若呈灰白色，冷却液可用来切开较薄工件。如灰白色中搀杂黑条或斑驳，黑条处直径显着变功，用力一拉，此处就断时，需求换亲的作业液。
　　
　　（2）有时钼丝尽管也呈灰白色，但在切开厚工件时，无论怎样调整加工规准，切开电流总是不安稳，这种作业液不宜继续运用。
　　
　　（3）看起弧和通路电流。启动贮丝筒，人工逼迫高频电流接通，使钼丝渐渐向工件靠扰，但不要触摸工件，大约距离1-1.5MM，些时应没火花。然后给工件冷却，使钼丝与工件距离构成液体通路若有火花发作或电流表读数值在原空载基础上添加10MA以上（空载为30MA左右0，此刻作业液不可再用。
　　
　　（4）作业液变黑扣归纳功能就会变差，极易构成断丝。因而要常常观其色，嗅其味，发现异常及时替换。要确保作业液不能太脏，电蚀物浓度不能太高，使作业液坚持一事实上的介电才干。由其是加工硬质合金时，电蚀物较多，易使作业液的浸透性和流动性差，构成排屑不良。
　　
　　2.5与电参数相关的断丝
　　
　　电视准参数的挑选不妥也是引起断丝的一个重要原因，所以要依据工件厚度挑选合理的电参数。将脉冲距离拉开一些，有利于溶化金属微粒的排出。同是峰值电流和空载电压不宜过高，否则使单个脉冲能量变大，切开速度加速，简单发作会集放电和拉弧，引起断丝。一般空载电压为100V左右。在电火花加工中，电弧放电是千百万负极腐蚀损坏的主要因素，再加上空隙不适宜，简单使某一脉冲构成电弧放电。只需电弧放电会集于某一段，就会引起断丝。[4]
　　
　　依据工件厚度挑选适宜的放电空隙；放电空隙不能太小，否遇简单发作短路也不利于冷却和电蚀物的排除；放电空隙过大，将影响外表粗糙度及加工速度。当切开厚度较大的工件时，应尽量选用大脉宽电流，一起放电空隙也要相应大一点（一般应大于0.02MM），从而增强排屑作用，进步切开的安稳性。
　　
　　2.6与高频电源相关的断丝[5]
　　
　　高频电源是线切开加工的动力。它的功能及参数将直接影响线切开加工的质量。因现在运用的机床高频电源基本上都是晶体管方波电源，其功能大体相同。这是主要从电源参数挑选、波形改变等运用方法和高频电流来得过早等方面剖析发作断丝原因。
　　
　　（1）短路电流峰值过大（即功率管投入的数量太多），超过了电极丝所承爱的电流，将会使电极丝过热，因过度疲惫而发脆，烧断电极丝。因而要依据不同直径的电极丝，合理先用短路电流峰值。
　　
　　（2）高频脉冲负波过大。脉冲的负波直接蚀除电极丝，使丝损耗增林。下降的运用寿命，构成短时刻断丝。
　　
　　（3）脉冲电源输出功率管漏电流过大，或电毛病构成工率管截止不可靠。这样在脉冲停歇时刻里，功率管不能彻底截止。相当于在火花空隙中加入了直流电流使放电空隙不能很好地消电离而使丝发热，烧断电极丝。
　　
　　（4）脉冲宽度及脉冲距离挑选不妥。合理挑选脉宽及距离是削减断丝进步加工速度的重要因素。一般在加工厚弃为30MM以下工件时，现象不太显着。但在加工厚度较大的工件时，脉冲宽冲度过宽会使放电空隙中呈现放电点会集现象，烧伤电极丝；脉冲距离过小，使空隙中的电蚀物不能充沛排出，消电离不充沛，也简单断丝。此刻在电极丝上能够显着看出烧出痕迹（黑色斑驳）。在一般常用的矩形波电源中，脉冲宽度一般ti<40us。脉冲宽度与脉冲距离之比，依据工件厚度不同，一般能够1:2到1:8之间选取。比值过大，会使加工速度下降。
　　
　　（5）有的机床运用了一段时刻后，电器操控元件的参数发作了改变（如DK7725D型机床），高频电流的接通不是由限位开关操控的，而是由贮丝筒电机旋转的电流反应信号操控的。元件参数改变后，引起了高频电流来得过早。贮丝筒换向后还未进入正常转速时，高频电流早就自动接通了，构成了烧丝。处理高频电流早到的办法：在反应信号的承受体系串接一只电位器，使反应信号的承受门电位抬高一点，使作3年多未呈现异常。高频电流到来的时刻是可调的。
　　
　　文献[6]以社会上拥有量较在的JD-15型线切开机为便，依据高频电源作业原理，简要地剖析了由高频电源方面（主要指主振级、推进级和功率输出级）所引起的断丝原因。
　　
　　2.7操作不妥引起的断丝
　　
　　（1）换挡不及时
　　
　　在正式切开前，都要用“人工”（或“手动”）档逼迫高频电流接能，用来校对始点以便起步和记零。一旦起步完结，转入正常切开，操作者应立即把“手动”档转入“自动”档，机床才干自动进行。否则，在*个换向时，高频电流就会烧断，因为“手动”档是不受换向开关操控的。
　　
　　（2）换向定位块压持不准
　　
　　特别是有钼丝穿过预钻孔的工件，在压丝后有必要查看一下换向切块的压紧方位是否适宜，一般在贮丝筒两头至少应留4MM的钼丝为换向余量（指排丝距离）。假如余量过少或没把钼丝压紧，运转后顺第2个换向时就会断丝。
　　
　　（3）中途停机时没有先堵截高频电流
　　
　　停机丝速为零时，且又与工件发作短路，高频电流必定会把钼丝烧断。
　　
　　2.8作业台移动不匀速引起的断丝
　　
　　机床有X和Y向丝杠，按指令程序带动作业台，在平面内4个象限作恣意运动。工件的切开精度靠丝杠确保。丝红和螺母的空隙是靠绷簧来消除的。假如丝杠光滑不良或绷簧力不足，会引起作业台爬行移动，在这种情况下切开，高频电流会呈现频频的短路，如不及时排除毛病，必然构成断丝。
　　
　　在调理变频盯梢速度时，应尽量使进给速度约等于工件蚀除速度，这样脉冲利用率高，加工速度快，加工状况安稳。旱灾给速度过高，短路频频，丝老化快，在电流表上可看出加工电流较大。加工速度过低，进给速度调理过慢，易运用权放电空隙不安稳，发作过渡电弧放电，极易烧断电极丝。正式加工时，一般将试兢兢业业的进给速度下降10%-20%，可有用削减短路和断丝。
　　
　　3小结
　　
　　对高速走丝线切开机断丝现象的剖析及提出的解决方法，是依据长期作业经历和查况很多文献后总结出来的，实践应用中，因为设备、环境和加工工艺不同构成断丝的原因还有很多，需求在实践中不断地总结和进步。