淺議快走絲電火花線切割機斷絲產生的原因

鹿雙嶺（華東理工大學 藝術設計與傳媒學院，上海 201424）

淺議快走絲電火花線切割機斷絲產生的原因

鹿雙嶺
（華東理工大學 藝術設計與傳媒學院，上海 201424）

快走絲電火花線切割機以其獨特的加工能力和較高的性價比在模具制造領域得到了廣泛的應用，但斷絲問題給加工過程帶來了一定的影響。本文分析了快走絲電火花線切割機使用過程中容易產生斷絲的幾個原因，這有助于我們及時排除機器故障，保證加工制造的順利進行。

快走絲 電火花線切割機 斷絲

1 引言

電火花線切割加工是將不間斷的脈沖性放電施加于電極絲和工件之間，利用放電時產生的高溫將金屬局部瞬時融化和氣化，并把熔融的電蝕物拋離金屬表面，從而對金屬進行切割。電火花線切割機床易于加工復雜、精密和高硬度工件，特別是薄壁、窄縫工件，因此，在模具制造、成形刀具加工、難加工材料和精密復雜零件的加工中占有極其重要的地位。電火花線切割機床可分為慢走絲和快走絲，快走絲電火花切割機床因其較高的性價比得到了迅速發展，并在許多機械生產領域發揮了重要的作用。

斷絲是線切割加工中的常見故障，斷絲會使加工過程停頓，因為一旦斷絲，一方面穿絲麻煩，另一方面由于一般不可以在斷絲的地方進行穿絲，必須使穿絲點退出工件區域，這樣才可重新進行穿絲及切割，這樣勢必會影響加工件的加工精度及質量；另外一方面，斷絲也會造成電極絲的大量浪費，增加制造成本。因此，仔細分析線切割過程中斷絲產生的原因，有助于我們排除故障，提高加工的質量和精度。我們以江蘇某廠生產的 型線切割機為例（電極絲采用鉬絲），根據使用過程中的一些體會，討論一下其可能產生斷絲的原因，并提出了相應的解決辦法。

2 電火花線切割機斷絲產生的原因

2.1 鉬絲的原因

（1）鉬絲的直徑。鉬絲的粗細會影響鉬絲的張力，進而影響運行過程中的抖動程度。新鉬絲較粗，張力較大，因而運行時抖動程度較小，同時在切割工件時產生的縫隙相對較大，這樣一方面便于工作液的進入，從而增強潤滑與冷卻作用，另一方面有利于金屬碎屑的排出，減少對鉬絲的干擾程度。隨著加工工件的增多，鉬絲會產生損耗從而逐漸變細，這時鉬絲的張力變小，同時受殘留碎屑的影響，鉬絲的抖動程度會變大，增加了斷絲的風險，因此，平時應留意鉬絲的損耗程度，當鉬絲變細時應及時更換，以減少因鉬絲變細造成的斷絲情況。

（2）鉬絲的松緊程度。鉬絲的松緊會影響鉬絲內應力的大小，進而影響運行過程中的抖動程度。如果鉬絲旋的太松，在運行過程中會產生抖動造成斷絲，旋得太緊則會使鉬絲的內應力增大，當鉬絲作反向運動時會由于慣性力量過大產生斷絲，因此鉬絲的旋緊程度應大小合適，當鉬絲使用一段時間后，會由于拉伸作用使內應力減小，這時應適當旋緊鉬絲以減少抖動現象。

2.2 工件的原因

（1）工件的厚度。工件的厚度會影響鉬絲運行時的抖動程度和排屑能力。較厚的工件會減少鉬絲運行過程中的抖動程度，但是工件過厚會使工作液進入困難，從而影響冷卻和潤滑效果，更重要的是隨著工件的變厚，金屬碎屑的排出變得困難，這不但會增加鉬絲的抖動程度，而且會加劇鉬絲的磨損情況，因此從整體來說，工件變厚會增加鉬絲的斷絲風險。解決辦法是在加工較厚工件時采用較潔凈的工作液以加速排屑能力，同時可以適當的增加脈沖間隙。

（2）工件的安裝及潔凈程度。工件的安裝情況會影響工件的固定程度。如果工件安裝不合適產生松動，會造成鉬絲抖動從而斷絲。工件的潔凈程度也會影響鉬絲的磨損情況，如果工件表面粗糙或者生銹，則會導致放電不正常，鉬絲就會空轉，加劇鉬絲的磨損，因此為減少斷絲的風險，在加工過程中，既要保證工件安裝的牢固，又要保證工件的潔凈程度。

2.3 導絲機構的原因

線切割機的導絲機構是由貯絲筒、線架（由導電塊構成）和導輪組成。

（1）貯絲筒。儲絲筒在電動機的正、反轉帶動下，通過絲架及導輪，完成鉬絲的往復直線運動，如果儲絲筒制造質量不合格，內外圓不同軸心，則會運轉不穩定，出現疊絲和電極絲振動現象，從而產生斷絲。儲絲筒繞線不均也易導致斷絲，高速走絲機構的儲絲筒在轉動時，還要進行相應的軸向移動，在保證儲絲筒運轉平穩，無不正常振動現象的同時，還要求儲絲筒每轉一轉時的軸向位移與電極的直徑相適應，即電極絲的直徑要小于儲絲筒每轉一轉時的軸向位移，否則走絲時會產生疊絲現象而引起斷絲。貯絲筒后端的限位開關擋塊要調整好，避免貯絲筒沖出限位行程而斷絲。換向擋塊應能使貯絲筒在換向后不久即能停機，防止貯絲筒因慣性超程而沖壞傳動件及拉斷鉬絲。

（2）線架和導輪。對于線架部分，應保證鉬絲與導電塊接觸良好，否則高頻電源負極無法與鉬絲接通或接觸不良，造成鉬絲在運行中斷絲，若導電塊因磨損而產生溝槽時，鉬絲也容易抖動引起斷絲。導輪的制造精度和安裝精度將直接影響鉬絲的工作狀態和工作壽命，它的跳動和竄動會引起電極絲的振動和擺動，從而在加工中使電極絲有處于偏短路狀態，引起斷絲，機床在使用一段時間后，如果有明顯痕跡或溝槽，出現明顯竄動，說明導輪和軸承磨損厲害，應該更換。

2.4 皂化液的原因

皂化液是切割機在工作過程中，在鉬絲與工件之間噴入的具有絕緣性能的工作液，具有冷卻功能，還能隨時排出電蝕物。皂化液長時間使用后，顏色會變黑，電蝕產物增多，會導致電極絲和工件之間產生二次放電，會破壞電蝕過程的穩定性，直接導致斷絲，因此在線切割加工時，要經常保持皂化液的清潔，并且皂化液使用到一定時間后，必須更換新的皂化液。同時還應注意皂化液的噴射狀態，完善的冷卻系統應能保證冷卻液進入電極絲與工件之間的縫隙，這樣才能起到有效的冷卻作用，并及時帶走電蝕產物，從而保證火花放電的持續進行，若冷卻系統不正常，極易把電極絲燒斷，因此，加工前要仔細檢查上下冷卻嘴是否堵塞，如果發現不通暢，就應取下及時清洗。

2.5 電參數

用戶應根據工件材料、工件厚度、電極絲直徑及對加工表面粗糙度的要求等條件，合理選擇線切割機床相應的電參數，并根據使用情況及時作出相應的調整，以防止斷絲發生。

（1）脈沖電源電壓。脈沖電源產生一連串的脈沖電壓，施加到工

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件電極和鉬絲電極上，脈沖電源電壓增大會引起放電峰值電流和電加工問隙的增大，從而使排屑變易，提高了切割速度，但間隙過大易造成電極絲振動，加工不穩定性增加，容易斷絲。如果脈沖電壓不穩，放電電流也就不穩定，從而容易產生斷絲，為了保證加工過程穩定，線切割機床應該配備穩壓器。

（2）脈沖間隔。加工時應根據工件的材質、厚度及表面粗糙度要求選擇合適的脈沖間隔，一般情況下，脈沖間隔不能太小，否則脈沖間隙能量集中容易產生短路，不利于冷卻和電蝕物的排出，脈沖間隔也不能過大，否則將影響加工零件的表面精度、加工速度。在具體加工過程中，當工件較厚，同時表面粗糙度越大，則脈沖間隔應適當增大，以利于電蝕物的排出，以保證切割的穩定性。

3 結語

快走絲電火花線切割機以其較高的性價比得到了廣泛的應用，通過以上分析，我們了解了快走絲電火花線切割機使用過程中容易產生斷絲的幾個原因，這有助于我們及時排除機器故障，保證加工制造的順利進行。

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［3］周新民.高速電火花線切割機斷絲原因及預防［J］.本鋼技術，2011，6:38-40.

［4］謝冬和.電火花線切割機斷絲原因的研究［J］.制造技術與機床，2012，10:24-26.

鹿雙嶺（1982—），男，實驗師，研究方向：產品設計與實驗室管理。