电火花线切割高速走丝中的问题与对策研究
2013-04-06杨彦东
杨彦东
（齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司运营管理部，黑龙江 齐齐哈尔 161005）
1 原因分析
1.1 电极丝的因素
电极丝的材质。在高速走丝电火花线切割加工中，消耗极丝电阻上的能量多电极丝发热、易断丝。电极丝的粗细是影响断丝的一个重要原因，通常尽可能在满足加工要求条件下，选择较粗的电极丝。
1.2 送丝机构的因素
（1）导轮、导电块、档丝块等零部件安装要正确，间隙要合适，转动要灵活，导轮不允许有较大的径向跳动或轴向窜动，电极丝不允许叠绕或夹丝，要减少电极丝抖动，提高电极丝运动精度，否则，容易造成电极丝的断丝。
（2）电极丝的松紧不适极易引起断丝。电极丝过松，电极丝张力过小，抖动过大，易断丝；过紧，电极丝张力过大，也容易断丝。
1.3 工件的因素
（1）锻造性能好、淬透性好、热处理变形小、表面质量好的材料适合于线切割。在线切割加工前，应清除残存物，用油石将工件表面锉平，并选择适当的电参数，以免断丝。
（2）工件太薄或薄板叠加的工件，容易断丝。工件薄，工作液容易进入并充满放电间隙，对排屑和稳定加工有利，但电极丝易产生抖动，或由于工件割开部分错位变形，造成夹丝，以致断丝。
1.4 电参数的因素
（1）选用时要兼顾加工速度、表面粗糙度及稳定性。一般，参数强，加工速度快，但表面粗糙度大，也容易断丝。所以在选择电参数时，必须综合考虑加工件的工艺要求、加工精度、粗糙度的大小以及工件厚度等因素，以获得较满意的加工效果。
（2）切割预置进给速度的调节，对切割速度、加工精度和表面质量的影响很大。预置进给速度调的太快，超过工件可能的蚀除速度，会出现频繁的短路现象，切割速度反而慢，表面粗糙度也差，上下断面切缝呈焦黄色，甚至可能断丝。
（3）变频跟踪调节不当也是造成断丝的一个重要原因，因为跟踪过快,容易形成短路和电极丝张力加大进而造成断丝。
1.5 操作使用的因素
高速走丝电火花线切割加工中,为了高效地加工出符合要求的工件，对操作人员也有一定的要求。操作人员要正确地理解图样的各项技术要求。工作液要及时更换，保持一定的清洁度，保证上、下喷嘴不阻塞、流量合适。电极丝校准垂直，工件装夹正确。合理选用脉冲电源参数，加工不稳定时要及时调整变频进给速度等。切换功能键时，切勿在加工过程中进行，以免开关接触不良造成短路或引起电极丝烧伤，以至断丝。在切割完毕时，切除部位会在重力的作用下坠落，电极丝极易被夹断，可采用磁铁吸附、夹板夹持等方法及时固定，避免断丝。
2 影响高速走丝加工工件表面质量的因素与改善
2.1 人为控制的因素与改善
人为因素的控制与改善主要包括加工工艺的确定和加工方法的选择，这可以通过以下几点来实现：
（1）合理安排切割路线。
（2）正确选择切割参数。
（3）采用近距离加工。
（4）注意加工工件的固定。
2.2 机床控制的因素与改善
高速走丝电火花线切割机属于高精度机床，机床的维护保养非常重要，因此在每次加工之前必须检查机床的工作状态。需注意的环节和应采取的措施如下：
（1）在加工前，必须检查电极丝，应在不断丝的前提下尽可能提高电极丝的张力。
（2）高速走丝线切割机一般采用乳化油与水配制而成的工作液。加工前要根据不同的工艺条件选择不同型号的乳化液。
（3）必须检查导电块的磨损情况。高速走丝线切割机一般在加工了50～80小时后就须考虑改变导电块的切割位置或者更换导电块，有脏污时需用洗涤液清洗。
（4）检查导轮的转动情况，若转动不好则应更换，还必须仔细检查上、下喷嘴的损伤和脏污程度，用清洗液清除脏物，有损伤时需及时更换。还应经常检查贮丝筒内丝的情况，丝损耗过大就会影响加工精度及表面质量，需及时更换。
（5）保持稳定的电源电压。电源电压不稳定会造成电极与工件两端不稳定，从而引起击穿放电过程不稳定而影响工件的表面质量。
2.3 加工材料的因素与改善
为了加工出尺寸精度高、表面质量好的线切割产品，必须对所用工件材料进行细致考虑：
（1）由于工件材料不同，熔点、气化点、导热系数等都不一样，因而即使按同样方式加工，所获得的工件表面质量也不相同，因此必须根据实际需要的表面质量对工件材料作相应的选择。
（2）由于工件材料内部残余应力对加工的影响较大，在对热处理后的材料进行加工时，由于大面积去除金属和切断加工会使材料内部残余应力的相对平衡受到破坏，从而可能影响零件的加工精度和表面质量。为了避免这些情况，应选择锻造性好、淬透性好、热处理变形小的材料。
（3）加工过程中应将各项参数调到最佳状态，以减少断丝现象。如果发生断丝势必会回到起始点，重新上丝再次进行加工，使加工工件表面质量和加工精度下降。
[1]马名峻,蒋亨顺,郭洁民.电火花加工技术在模具制造业中的应用[M].北京:化学工业出版社，2004.
[2]曹风国.电火花加工技术[M].北京:化学工业出版社，2005.
