实践教学中高速走丝线切割断丝分析及对策

于翔

中职院校的专业实践教学都是核心课程之一。在线切割实践教学中，学生在实践操作过程中往往会出现断丝现象，甚至会多次出现相同情况的断丝，造成工件报废，严重影响教学质量。本文就重点探讨一下在中职课堂实践教学过程中，高速走丝线切割加工出现断丝现象的原因及相应解决对策。

随着电火花线切割加工在工业生产中的普及，线切割实践教学也成为职业院校加工制造类专业开设的课程之一。在传统的机械加工方式教学中，如数控车、数控铣等，加工刀具损坏，更换一把新刀具后，实践教学活动依旧可以正常开展。在电火花线切割加工实践教学中，夹丝甚至断丝情况的出现，不比换一把刀那么便捷，往往耗费大量时间重新穿丝，而对于刚接触电火花线切割加工的学生来说，夹丝甚至断丝的状况难以避免。因此，及时的诊断实践教学中高速走丝线切割断丝的原因，避免学生重复犯错，以保证加工质量及实践教学质量显得尤为重要。

1 高速走丝电火花线切割加工

电火花线切割加工是线电极电火花加工的简称，是电加工的一种，简称线切割（WEDM）。根据电极丝的运行速度不同，电火花线切割机床通常分为高速走丝电火花线切割机床（WEDM-HS）和低速走丝电火花线切割机床（WEDM-LS）两种类型。通常，因为操作简单，性价比适宜，许多职业院校选择高速走丝电火花线切割机床作为学生在实践教学中经常使用的设备。高速走丝电火花线切割机床电极丝作高速往复运动，电极丝选用Φ0.1～Φ0.2mm钼丝，尤以Φ0.18mm钼丝最常用，且可重复使用，加工速度较高。其基本工作原理是利用连续移动的钼丝作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。

2 断丝表现分析

高速走丝线切割加工在正常使用中，由于放电腐蚀，会造成电极丝的损耗而逐渐变细，直至最终断掉，这是不可避免的正常断丝的现象。然而，实践教学中，学生往往达不到正常断丝的状况，取而代之的是出现加工不稳定状态，进而非正常断丝。虽然能够造成非正常断丝的原因有很多，但实践教学中学生操作不及岗位工人操作，因而造成断丝的主要原因与企业工人也不尽相同。通过观察总结，造成学生出现非正常断丝的原因主要有以下几种状况：

2.1 工件原因

1）工件毛刺或不导电氧化皮未处理。通常断丝表现为刚开始加工时，工件与电极丝接触瞬间，由于集中放电或者不连续放电而断丝。同时，当工件材料中含有不导电杂质时，加工中业会出现短路现象而导致电极丝拉断。

2）工件过薄。通常断丝表现为电极丝抖动加剧而导致断丝，或者加工将结束时因变形、落料等原因导致夹丝、断丝。

3）工件过厚。通常断丝表现为在加工过程中，因切缝过窄，电蚀产物排除不畅造成加工进行中断丝，也可表现为在加工结束前，工件自重或落料变形而导致拉丝、断丝。

4）多个薄料叠放加工。多个薄料叠放加工时，缝隙难免存在，极易造成加工状态不稳导致断丝。

2.2 操作原因

1）电参数设置不当。中职院校学生本身理论基础差，因而在实践操作中，对于电参数的设置不够敏感。脉冲宽度及间隔、峰值电流及进给速度皆影响加工的稳定性，导致火花放电异常。如峰值电流选择过大，将造成电极丝损耗过大增加断丝率。

2）电极丝设置不当。学生操作中，因电极丝设置不当造成断丝，主要集中在钼丝张力和走丝速度两个方面。提高电极丝的张力可减少丝振的影响，从而提高精度和切割速度。丝张力的波动对加工稳定性影响很大。学生在上丝及穿丝的过程中，钼丝张力过紧，未有足够的弹性变化量，往复高速运转中拉断;钼丝张力过松，则加工中丝抖动而烧断。走丝速度由卷丝筒电机控制。转速运行的太快，则会造成卷丝筒电机过热而损坏。

3）上丝、穿丝操作不当。上丝时钼丝没有均匀的卷在丝筒表面，出现叠丝情况。或者钼丝丝头缠杂入卷丝筒，导致丝筒转动不灵敏。通常表现为丝筒空转时即发生断丝。

2.3 损耗原因

在实践教学中，因为设备长时间使用损耗，机床日常保养不得当，也会造成断丝现象。指导教师应在日常教学及设备维护中重点关注如下两个方面。

1）导轮。导轮V型槽长时间加工后表面质量会降低并充满电蚀产物，影响走丝。

2）导电块。导电块在长时间使用后，表面会出现深槽，极易夹丝、断丝。

3）工作液浓度。长时间加工后，工作液中掺杂大量电蚀产物，冷却绝缘作用大大降低，会造成电极丝在持续的高温下加工而加速消耗断掉。

3 对策

在日常的实践教学中，作为指导教师应及时根据工件、操作及损耗三方面的情况，降低在实践教学中出现断丝的概率。根据在实践教学中的总结，得出以下对策。

1）针对工件原因，在实践過程中，因学生是新接触高速走丝线切割加工，应合理选择工件材料厚度，避免过厚或者过薄材料，方便学生刚接触学习。实践中，指导学生处理好工件毛刺、锐边等操作，加工中发现不导电短路现象，及时尝试回退处理。禁止学生追求速度进行叠放加工。

2）针对操作原因，强化学生调整电参数的严谨意识。如加工工件较薄时，可选择小脉宽，工件厚度较厚时选择大脉宽等。调整使用不同的电参数，让学生对不同电参数加工具有直观的概念，积累加工经验。同时，指导教师及时调整电极丝张力，松紧适宜，防止上丝、穿丝过程中过紧过松状况，也要注意电极丝长时间使用后拉伸变形导致的过松。

3）日常保养中，指导教师应及时检查导轮、导电块及工作液的使用情况，加强保养并及时更换。

4 结语

以上是本人在日常高速走丝线切割实践教学中，对于学生在实践操作中出现的断丝现象总结的一些经验。职业院校的实践教学，是学生走上职业岗位的铺路石。实践教学的质量，是学生的未来就业的有力保证。处理好高速走丝线切割实践教学中出现的断丝现象，能有效保证实践教学的连贯性，有力的提升实践教学的完整性。简而言之，作为实践指导教师，应在高速走丝线切割实践教学中，尽可能降低断丝的风险，同时能够在断丝情况出现的时候及时的给与学生对策，避免重复犯错，是学生提升技能学习的最好方式。

（作者单位：大连市轻工业学校）