快走絲電火花線切割機教學經驗分享

劉新元

【摘 要】今天，快走絲電火花線切割機已經是機械加工業、特別是模具制造業常用的“標配”機器了。宏揚“工匠精神”，總結交流電火花線切割機操作經驗，很有意義。

【關鍵詞】快走絲電火花線切割機、數控編程、實習教學

【正 文】

2016年3月5日，李克強總理在第十二屆全國人大四次會議政府工作報告上提到：“要鼓勵企業開展個性化定制、柔性化生產，培育精益求精的工匠精神”，“工匠精神”首次出現在政府的工作報告上。社會需要更多更好的高品質產品，“工匠精神”是保證產品品質的前提。響應總理號召，宏揚“工匠精神”，技工院校教師責無旁貸。與同行們分享在快走絲電火花線切機使用方面的經驗，探討操作心得，讓更多人能成為末來的“工匠”，是自己的心愿。

經過摸索，將“學習快走絲電火花線切割機操作”劃分成三個任務，特與大家分享。

一、第一“學編程”

快走絲電火花線切割機屬于數控機床，它的切割“刀具”是“鉬絲”產生的高溫電火花。鉬絲與工件之間不直接接觸，彼此間保留有0.01MM左右的間隔，這個空隙就是電火花燃燒的空間。在這個空間內，高頻電放出的火花，瞬間產生近萬度的高溫，將作為電極的金屬工件燒熔，汽化，造成裂隙，從而達到分離切割工件目的。作為電極的另一端——“鉬絲”，只會上下快速移動，使整根鉬絲都成為刀具；工件上要切割的軌跡，全靠機床的X、Y軸（絲杠）帶動工件移動綜合生成，機床絲杠是由數控設備及步進電機控制運動，它的運動精度比較高。

工件的外形圖案，就是工件移動的軌跡，是靠數控系統程序來控制實現的。數控電火花線切割機使用的程序，主兩有種：即3B代碼程序和ISO代碼程序。

1、3B代碼程序

3B代碼是一種結構相對固定的控制格式，代碼中含有3個B字母（這些B字母只起到分隔符的作用，沒有其它意思）。它是以X向或Y向托板進給計數的方法決定是否到達終點，只適用于二維加工。一般使用：B B B GX Z或B B B GY Z格式，所有數值采用絕對值，單位為微米（um）。

如下所示：這是一個加工模數m=1，齒數z=10，壓力角20度，變位系數為=0，齒頂高系數=1，齒頂隙系數=0.25mm小齒輪的線切割數控3B程序。

這個程序共有83行語句，N1代表第一句，N2代表第二句，依此類推；N83表示第83句程序，它的代碼內容是“DD”兩個字母，表示停機結束程序的意思。從這里可以看出，線切割復雜一點的工件，程序行數都比較多，書寫有點困難。因此，只有直線或簡單圖形，才會手工編程；通常情況下，都是依賴電腦數控編程。

2、電腦編程

不管是3B代碼程序，還是G代碼程序，都可以通過數控軟件自動編程生成，既方便又準確。學習線切機操作，必須學會電腦編程。目前，可以生成線切割加工程序的電腦軟件有很多種，有caxa線切割編程軟件，也有YH，AUTOP專用程序軟件，這些軟件都有一個共同特點：首先畫加工工件圖形，然后給定加工參數（如選擇鉬絲直徑，鉬絲偏移量，補嘗值等），最后自動生成加工程序。當然，程序生成后，還可以模似加工一下，以判斷是否正確，是否符合加工需要。繪制工件圖形，所用的畫線功能與AutoCAD類似，就是畫直線、圓弧、角線；并通過平移、復制、剪切編輯操作，認真練習，上手較快。

3、經驗分享

數控編程中，最容易出現問題的要素有兩個，第一個是切割時鉬絲的“偏移方向”，即鉬絲中心線往那個方向偏移；第二個要素是“鉬絲偏移的值”是多少？對于第一個要素：要看清加工時保留的工件是內芯凸件還是外凹母件，保留內芯件，鉬絲就往外形方向偏移，這相當于鋸割時讓鋸縫挪到外部，保證工件尺寸精度不受鋸縫影響；反之，則采取相反選擇。對于第二個要素，鉬絲偏移值——通常取“鉬絲的半徑值再加上0.02”mm，例如，鉬絲直徑為0.16mm時，偏移值取0.10mm（半徑0.08+0.02）；這里0.02mm就是鉬絲放電時它與工件的空隙。如果加工后發現工件尺寸有誤差，就要調節這個放電間隙值，它與放電時的電壓、電流等電參量有關，同時與切割時冷卻效果，沖洗質量等因素有關，需要認真摸索，才能盡可能消除誤差，達到高精度加工質量和效果。

二、第二“學操作控制”

利用數控軟件，畫好工件圖形，自動生成加工代碼程序后，仿真檢驗程序是否正確，如果正確，就可以進入生產加工環節——操作控制機器，切割出所需要的工件。在這個環節中，共有兩個步驟：切削前準備和切削加工操作。具體過程及經驗分享如下：

1、切削前準備

切削前任務有：完成程序錄入，裝夾工件，繞排及檢查鉬絲，準備冷卻液等步驟。

準備任務內容中，首先要完成的任務就是程序錄入工作。操作數控機器，需要有數控程序。數控電火花機床的程序輸入方法有多種：可以用鍵盤直接錄入；也可以用U盤等傳遞介質復制過去；或者通過通訊軟件、電腦網絡將程序直接發送到電火花線切割機的控制單元上；如果是機器自帶編程軟件，可以在編程屆面中直接轉向加工屆面，將生成的程序啟動，便捷實現加工操作。

裝夾工件任務排第二步。裝夾工件要考慮兩個重要的因素：一是工件重量，二是不妨礙切割。裝夾要安全、穩定、牢固，特別是考慮到切割過半時，工件要有足夠支撐，不會因為自重原因而造成裝夾變形，掉落，歪斜；切割終極時，保證工件還能有足夠支撐或固定，這個對大型工件或重量大的工件，特別重要。裝夾時要確定起點位；切割的起始位置是基準位，也是起點位；通常要先鉆一個直徑?3mm的小孔，以便能穿過鉬絲；這個位置要與程序生成時相一致。將工件毛坯裝夾固定后，手動調整工件，并對準基準穿絲孔中心位置，將鉬絲穿過絲孔、導輪、電極和壓緊輪，最后固定在卷絲筒上。裝夾環節中，特別要注意固定爪不要在切割運行軌跡線上，不能跨越切割軌跡，否則鉬絲會切斷固定爪。

第三個準備任務是做好繞排及檢查鉬絲的工作。完成工件裝夾與鉬絲穿引后，啟動卷絲筒，觀察鉬絲的繞排情況；鉬絲在全工作長度范圍內不能起縐、起折打結，保證良好直線性；注意鉬絲與機床電極接觸情況，確保接觸良好，導電受電不被影響。調節好卷絲筒的電機行程開關位置，保證切割鉬絲可利用的切割長度最長，滾筒兩側只留5～10圈的磨擦固定圈就可以了，這樣可以有效提高鉬絲使用效率，提高切割質量。

第四個準備任務是檢查、調試好冷卻液。走絲正常后，就要檢查冷卻液體的質量、余量，如果太臟、變質，要及時更換；如果余量不足，要增添新的乳化液。最后檢查液體回流通道，不能有堵住通道的雜物存在；通道也不能有泄漏點，以免破壞干爽、整潔的工作環境。一切檢查完畢后，即可啟動冷卻泵。冷卻液上來后，要認真調節上、下噴嘴的流量，確保有足夠的液體沖洗鉬絲和切割縫中的切屑。

2、切削加工

準備工作完成后，即可開始切割加工控制操作任務。此時，主要工作內容是啟動電控部分。具體步驟：首先啟動高頻電流，再啟動自動進給。當X軸、Y軸進給驅動電機開始工作，并不斷地把工件按程序要求送給鉬絲切割，鉬絲靠近工件時，就會看到電火花，并聽到嗶啪爆炸聲。這時電火花線切割正式開始了。

在切削過程中，認真調節鉬絲、工件之間的放電電壓，確保放電電流穩定。隨著控制跟蹤系統的進行，鉬絲就可以穩定地進行切割。工件厚度大，采用大電流；但電流過大，切割表面比較粗糙，精度不好。電參數的設置，很重要；不同硬度材料，不同種類材料，電參數選擇不同；操作者也可以通過記錄總結，形成自己喜歡的，有效的電參數系列表。

三、第三“學維修保養”

電火花線切割機床也需要定期維護保養，才能保證長期穩定運行。保養項目有日常小保養，定期保養等。

1、日常保養項目

日常保養是保證機器正常使用，延長壽命的關鍵，日常保養很重要，是基礎工作。日常保養的內容主要有：（1）每天認真檢查滾輪、導輪，導電極的磨損及工作情況；特別要注意觀察它們與鉬絲的接觸配合情況，保證鉬絲在導輪、導電極的中心位置，確保走絲順暢。（2）要認真檢查鉬絲本身，認真觀察它是否有明顯損傷（表面凹凸不平），如果燒損嚴重，要及時更換新的鉬絲；（3）經常觀察檢查數控電機及傳動絲杠工作情況，及時給絲杠更換潤骨脂，保持傳動精度良好；（4）檢察及更換冷卻液。冷卻液起到防止工件燒壞、退火、隔絕空氣，保持電火花穩定，及時沖洗切縫切屑等作用；冷卻液使用一段時間后，會因為切屑積累，液體與空氣接觸氧化，經電火花高溫影響等因素，會變色，變質，性能會下降；失效的冷卻液，要及時更換。我們使用佳潤牌線切割專用乳化液，通常一個月更換一次；如果切割頻繁，半個月就要更換一次。

2、定期修理工作

日常保養工作做得好，機器性能就穩定，可以更好地為生產服務。日復一日的工作，機械也容易生病，因此，使用一定時間，比如半年或一年，很有必要對機器進行定期的檢查、維修工作。電火花線切割機的定期維護修理主要有以下內容：

（1）、清潔或更換電路元件、插板等。長時間工作運行，電器元件最容易吸貯灰塵、積聚臟東西，因此需要定期打掃清潔、檢查；同時，一些電子元件，如電解電容，大功率電阻等，容易老化、性能下降，造成裝置性能下降、失效或損壞，無法產生正常的電火花，這時，就需要更換電路元件或插板。

（2）、定期檢查測定絲桿及傳動螺母的配合間隙。數控步進電機的信號，最終變成切割軌跡的位移，實現這個位移，全靠絲桿與傳動螺母的配合，長時間的工作，兩者間會出現磨損，從而影響加工精度；因此，定期檢測工作間隙，當發現較大誤差時，需要給予補嘗處理或修理。

（3）、定期清理及維護冷卻系統。冷卻液帶著切屑流動，通過各個通道回到蓄水箱，再由冷卻泵抽出，因此，定期清潔及梳通冷卻液通道，清理雜質，是保障供給的基礎。冷卻泵也要定期清理，維護，這些工作都很重要；是維護機器正常工作必不可少的修理任務。

（4）、定期檢測機床軌道參數（垂直度、平行度等值），確保配合間隙，使之潤滑良好，是保護加工精度的主要措施。通過定期檢查，可以發現機器毛病，及時修復，避免故障擴大，這是技術工人必須養成的好習慣，這也是“工匠”精神追求的目標。

小結：經過多年的工作實踐，用這種“劃分三個任務”的方法安排學員學習，成效明顯。同學們從剛進入車間時對數控電火花線切割機操作一無所知，到能熟練掌握操作，進步很快。學習訓練任務的完美制訂，體現教師對“工匠精神”的理解與施行；教師在教學過程中，自己就必須先是“工匠”，才能培育學生成為明天生產中的“工匠”。

只有不斷追求完美的師傅，才能培育出精益求精的高徒；只要中國職業教育界中充滿這樣的意識，相信明天的“中國制造”一定能更輝煌！