中走丝断丝原因分析

断丝原因分析

线切割作为我国独创的一种电火花线切割加工模式，应用极为广泛。电火花线切割加工的优点在于可以加工淬火类等热处理后的零件、异型零件，切除废料少等。工具电极通常为直径0.10~0.18mm的钼丝，加工过程中极易断丝，不但耽误生产时间、增加生产成本，而且降低了零件的加工质量。原因分析如下：

1跟工件有关

(1)工件经热处理后工件内部存在内应力，在切割过程中造成内应力释放，夹住钥丝而造成断丝。如果在工件热处理前加工穿丝孔，从工件内侧进行切割可以避免内应力造成断丝。

(2)切割工件后，由于废料自重较大，在掉落瞬间夹住钥丝造成断丝。在切割快完成时，可以用磁铁同时吸住废料和工件，或用夹具（如压板）夹住，等待加工完成后再取下废料。

(3)铸造类零件在铸造过程中可能造成的砂眼、气孔，工件内部有不导电的杂质，在切割过程中可能会拉断丝。对于此类零件，条件许可情况下可以采用探测工具探测零件内部材质是否均匀，对于不具备条件的应该随时监测切割过程中机床仪表，对于电压或者电流突变情况应该及时处理。

(4)工件切入点处或者穿丝孔在热处理后可能会有不导电的氧化物等杂质造成无法切割，造成断丝。对此可以用锉刀或者砂轮打磨工件切入点，去除不导电物质，露出导电部分再切割。

(5)工件表面覆盖层（如塑料薄膜，油漆等）不导电造成的断丝。工件接脉冲电源正极，钥丝接脉冲电源负极，如果工件由于覆盖层跟脉冲电源正极接触不良，则无法放电加工，可能会拉断钼丝，因此必须保证工件和脉冲电源正极可靠连接，必要时首先去除掉工件表面覆盖层。

2跟工作液有关

(1)工作液的浓度不合理造成断丝。工作液浓度要合理，首先要选择质量好的工作液，水质要好，然后根据零件不同的加工工艺指标要求进行工作液配制，配比一般为5%~20%。通常电火花线切割机床每天工作8h，连续使用8~10天后就需要更换新的工作液，否则容易断丝。对于大厚度或要求切割速度高的工件可以将工作液浓度降低5%~8%左右，这样加工稳定；而对于加工质量要求高的工件，工作液配比可以提高到10%~20%。

(2)工作液冲刷不足造成的断丝。工作液的作用之一是冲刷切缝，冷却钥丝和工件，排除蚀除物。工作液喷出时如果冲击力过大可能会造成钥丝偏移，放电不均匀；冲击力过小时则工作液喷出不足，无法冲入切缝中，无法放电，造成放电条件恶劣，无法排出蚀除物造成断丝。因此要定时检查喷嘴和回流通道是否有堵塞，工作液喷出速度要合理，对于大厚度零件可以开大工作液喷出速度，使得工作液能充分进入切缝进行冷却和排屑。

(3)工作液不够或者堵塞造成无切削液加工，钥丝很快会烧断。因此，机床工作过程中要不定时检查工作液是否足够，循环通道是否畅通。

3跟走丝机构有关

(1)跟导电块有关的断丝。导电块通常是压住或者抬起钥丝一点，由于钼丝运行长时间接触导电块，导电块会有沟痕，沟痕过大会夹断铝丝，因此应该定期将导电块旋转一定的角度，或者直接更换导电块。

(2)跟导轮有关的断丝。钼丝通过导轮导向，因此导轮的精度影响钼丝运行，其中支撑导轮的轴承影响导轮的轴向和径向跳动，进而影响到钥丝放电加工时的稳定性，因此，应该严格按照机床保养说明定期喷注润滑脂或者更换轴承，乃至直接更换导轮组件。

(3)张紧机构造成的断丝。如果张丝的时候重锤过重，在张丝过程中也可能会造成断丝，或者钼丝超过弹性变形的限度，铝丝在运转过程中由于频繁换向以及频繁的放电以及冷却，很快也会断丝。因此，张丝的时候应该选择合理的重锤个数进行张紧。

(4)储丝筒造成的断丝。储丝筒的径向跳动会造成钼丝切割过程中张力突变，会拉断钼丝轴向跳动还会造成叠丝，更容易造成断丝。因此应该定期检测储丝筒精度并调整。

(5)钼丝在储丝筒上缠绕不合理造成的断丝。钼丝在储丝筒两端应该预留5~10mm宽度的钼丝，否则钼丝在换向时张紧力不均匀容易挣断钼丝，如果钥丝在储丝筒上有叠丝也会造成断丝，因此应该在张丝时候调整钼丝在储丝筒上排列合理。

(6)储丝筒运转电机的换向机构失灵造成的断丝。储丝筒运转电机的换向通过手动调整压板调节储丝筒的轴向行程，开关压板压下行程开关后电机应该换向，如果开关压板没有固定好或者没有压下行程开关，或者行程开关失灵，从而会造成储丝筒超程拉断钼丝。因此，机床运行前应该保证行程开关和开关压板可靠工作。

(7)钼丝没有放置在导轮的槽中造成的断丝。上钼丝时如果钼丝没有放置在正常的走丝路径上，如导轮槽外等，开机即会拉断丝，后果很严重。所以穿好钼丝后一定检查一遍走丝路径，看钼丝是否在正常的走丝路径上。

(8)钼丝热胀冷缩造成断丝。工件加工完毕后，如果钼丝停靠在储丝筒的中间段，若钼丝张得过紧则在冷却后可能会挣断钼丝。因此，钼丝应该停靠在储丝筒的一端，如果不加工零件还应该松开丝头一端。

4跟编程有关

(1)工件加工编程路径不合理造成断丝。选择了容易造成工件切割过程中变形的走丝路径，工件变形时夹断钼丝，而且切割出来的凸模尺寸精度低。应选择整个加工过程中，尽量保持工件变形最小的走丝路径，而且切割出来的凸模尺寸精度高。

(2)二次切割造成的断丝。如果切割过程中断丝，机床会有回退功能，重新上新钼丝后沿着原切割路径从头开始切割，则由于第一次切缝后的缝隙，再次切割放电会不均匀，铝丝损耗会比较严重。曾经切割一个大厚度零件，一晚上连续断丝七次，每次总是不等切割到第一次的断丝点就再次断丝，细心查找原因发现，断丝点都是烧断的。通过更改切割路径，使钼丝反向走丝切割，顺利加工出零件，没有再断丝。

5跟钼丝有关

(1)钼丝质量差造成的断丝。钼丝质量不好可能会造成断丝，应该选择质量好的钼丝。

(2)钼丝损耗造成的断丝。正常情况下钼丝每切割l0000mm2直径损耗大概为0.001~0.02mm，因此钼丝损耗过多且寿命到期后，尤其是将要再次长时间一次性切割一个零件，为了避免切割中可能会断丝，也为了保证加工质量，应该及时更换新钼丝。

(3)钼丝张紧力不合适造成的断丝。走丝路径长短以及合理与否对张力影响很大，而且新上钼丝应该首先调整张力均匀，如果钼丝张紧太紧，容易拉断丝；如果铝丝张紧太松，则钥丝伸长后容易短路回退，如果跳出导轮也容易拉断钼丝。因此，钼丝张紧力要定期调整到合适大小。

(4)废除的断丝头造成的断丝。钼丝固定端剪断的钼丝如果混入线路中或者在丝桶上面叠丝也会造成断丝，因此剪掉的钼丝应该专门放入一个容器中，避免引起断丝。

(5)铝丝打折或者叠丝造成断丝钼丝不耐弯曲，因此钼丝打折或者在储丝桶上叠丝都很容易造成断丝，对此在上丝或者调整钼丝张力的时候一定注意。

6跟切割工艺有关

(1)工艺参数设置不合理造成的断丝。工艺参数选择不合理会对钼丝损耗有很大的影响，过大的损耗会加快断丝。工艺参数的选取应该根据具体的零件而选择，如零件的材质、零件厚度、零件的精度要求等进行选取。参数选取一般由操作人员凭经验选取，也可以凭借一些智能技术，如神经网络中的BP算法等进行优化选取切割工艺参数。

(2)对于大厚度零件，通常排屑困难，工作液很难进入到切缝中去，因此进给速度不能太快，否则容易出现短路或者拉弧现象，从而很快烧断钼丝。所以要选择大的脉宽等，让工作液充分冲刷切缝中的蚀除物，否则加工不稳定，烧断钼丝，但是过大的工作电流也很容易烧断钼丝。

(3)对于薄壁类零件，如果进给速度过快，也容易造成频繁短路，钼丝也很容易烧断或拉断。因此，切割工艺参数选择不能过大。

综上所述，造成断丝的原因是多方面的，工件材料的不同、工作液的性能优劣、电极丝的磨损、电极丝的张紧力、机床的导丝结构以及切割工艺参数的合理性等都与稳定线切割加工过程，提高线切割加工质量和延长电极丝的使用寿命有关。只有找到具体断丝的原因，才能有效地提高加工效率、预防断丝。

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