浅析线切割钼丝断丝问题

　　断丝问题一直是线切割加工中的一个严重的问题.它使加工停顿并不得不从头开始,浪费大量工时,破坏了加工面的完整性,增加了实现无人操作加工的困难,阻碍线切割工艺的进一步发展.因此,研究断丝的原因和防止断丝的方法一直是国内外线切割工艺研究中的一个重要课题.

　　国内外研究简况早在!"80年代末,专家们注意到断丝通常与短路增加有关,认为丝振及短路均会造成加工速度的降低并会增加断丝的概率.随后,'发现在断丝前,放电频率会突然增加.他们设计的防断丝控制系统在工件度!"((以内时效果不错.著名的比利时鲁文大学教授; 左右的比例随机分布.以此为断丝先兆信号设计的防止断丝的试验装置取得了较好的效果.研究表明:不同类型的脉冲电源的断丝先兆信号不同,凡能反映向放电间隙中输入能量大小的量,在断丝前都会有一个突然增加,原则上都可作为断丝先兆信号.目前国外已有根据断丝先兆采取防护措施的线切割机床装置.南京航空航天大学特种加工研究室,经过对断丝问题的研究,认为:断丝过程开始于加工过程的不稳.加工不稳定促放电在一点上集中.放电集中又引起放电在时间上密集,这就使输入间隙的能量增加且

　　集中于一点,造成局部高温,致使电极丝被烧断.这就是断丝的全部过程."断丝的原因断丝的直接原因是输入间隙的热负载增加且集中在一点上,而起因是加工过程的不稳定.既然断丝的起因是加工过程的不稳定,那么根据加工过程不稳定的信号,采取有效措施使之尽快进入稳定状态,才是从根本上克服断丝问题的方法.

　　1、脉冲电源脉冲电源是线切割机床的重要组成部分,是影响线切割加工的最关键的设一.在高速走丝方式线切割加工中,电极丝往复使用,如果它出现损耗会直接影响加工精度,损耗较大时还会增大断丝的概率,因此,线切割脉冲电源应具有使电极丝低损耗性能.

　　2、冷却系统当线割机床上的冷却系统不完善时,加工时冷却液随电极丝运动四处飞溅,进不到切缝中去,电极丝无法得到充分冷却,易引起电极丝被烧断.在实际线切割加工之前应检查冷却系统是否完善.

　　3、走丝机构线切割加工中电极丝的振动好象是一个纺锤,中间振动幅度大,两头小,如果振动引起的这个差值超过电极丝弹性限度,就会引起断丝.因此,提高整个走丝机构的制造质量,电极丝采用恒张力,恒

　　4、钼丝钼丝的松紧程度。如果钼丝安装太松，则钼丝抖动厉害，不仅会造成断丝，而且由于钼丝的抖动直接影响工件表面粗糙度。但钼丝也不能安装得太紧，太紧内应力增大，也会造成断丝，因此钼丝在切割过程中，其松紧程度要适当，新安装的钼丝，要先紧丝再加工，紧丝时用力不要太大。钼丝在加工一段时间后，由于自身的拉伸而变松。当伸长量较大时，会加剧钼丝振动或出现钼丝在贮丝筒上重叠。使走丝不稳而引起断丝。应经常检查钼丝的松紧程度，如果存在松弛现象，要及时拉紧。钼丝安装。钼丝要按规定的走向绕在贮丝筒上，同时固定两端。绕丝时，一般贮丝筒两端各留10mm，中间绕满不重叠，宽度不少于贮丝筒长度的一半，以免电机换向频繁而使机件加速损坏，也防止钼丝频繁参与切割而断丝。机床上钼丝引出处有挡丝棒，挡丝棒是由两根红宝石制成的导向立柱，挡丝棒不像导轮那样作滚动运动，他们直接与钼丝接触，作滑动摩擦。因此磨损很快，使用不久柱体与钼丝接触的地方就会形成深沟，必须及时检查并进行翻转和更换，否则会出现叠丝断丝。

　　5、运丝机构,线切割机的运丝机构主要是由贮丝筒、线架和导轮组成。当运丝机构的精度下降时（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，造成丝松，严重时会使钼丝从导轮槽中脱出拉断。贮丝筒的轴向窜动会使排丝不匀，产生叠丝现象。贮丝筒的轴和轴承等零件常因磨损而产生间隙，也容易引起丝抖动而断丝，因此必须及时更换磨损的轴和轴承等零件。贮丝筒换向时，如没有切断高频电源，会导致钼丝在短时间内温度过高而烧断钼丝，因此必须检查贮丝筒后端的行程开关是否失灵。要保持贮丝筒、导轮转动灵活，否则在往返运动时会引起运丝系统振动而断丝。绕丝后空载走丝检验钼丝是否抖动，若发生抖动要分析原因。贮丝筒后端的限位挡块必须调整好，避免贮丝筒冲出限位行程而断丝。挡丝装置中挡块与快速运动的钼丝接触、摩擦，易产生沟槽并造成夹丝拉断，因此也需及时更换。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、导电块磨损后产生的沟槽，也会使电极丝的摩擦力过大，易将钼丝拉断。这种现象一般发生在机床使用时间较长、加工工件较厚、运丝机构不易清理的情况下。因此在机床使用中应定期检查运丝机构的精度，及时更换易磨损件。

　　6、工件工件材料：对不经锻打、不淬火材料，在线切割加工前最好采用低温回火消除内应力，因为如果工件的内应力没有得到消除，在切割时，有的工件会开裂，把钼丝碰断；有的会使间隙变形，把钼丝夹断或弹断。如淬火后T8钢在线切割加工中及易引起断丝尽量少用。切割厚铝材料时，由于排屑困难，导电块磨损较大，注意及时更换工件装夹：虽然线切割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位置变动造成断丝同时要避免由于工件的自重和工件材料的弹性变形造成的断丝。在加工厚重工件时，可在加工快要结束时，用磁铁吸住将要下落的工件，或者人工保护下落的工件，使其平行缓慢下落从而防止断丝。

　　7、电参数电参数选择不当也是引起断丝的一个重要原因，所以要根据工件厚度选择合理的电参数，将脉冲间隔拉开一些，有利于熔化金属微粒的排出，同时峰值电流和空载电压不宜过高，否则使单个脉冲能量变大，切割速度加快，容易产生集中放电和拉弧，引起断丝。一般空载电压为100V左右。在电火花加工中，电弧放电是造成负极腐蚀损坏的主要因素，再加上间隙不合适，容易使某一脉冲形成电弧放电，只要电弧放电集中于某一段，就会引起断丝。根据工件厚度选择合适的放电间隙：放电间隙不能太小，否则容易产生短路，也不利于冷却和电蚀物的排出；放电间隙过大，将影响表面粗糙度及加工速度。当切割厚度较大的工件时，应尽量选用大脉宽电流，同时放电间隙也要大一点，长而增强排屑效果，提高切割的稳定性。

　　从线切割机床和工艺采取有效措施,使线切割加工过程尽快进入稳定状态,再辅以断丝先兆的防护措施,不仅可防止断丝,而且能进一步提高加工速度