實踐教學中高速走絲線切割斷絲分析及對策

于翔

中職院校的專業實踐教學都是核心課程之一。在線切割實踐教學中，學生在實踐操作過程中往往會出現斷絲現象，甚至會多次出現相同情況的斷絲，造成工件報廢，嚴重影響教學質量。本文就重點探討一下在中職課堂實踐教學過程中，高速走絲線切割加工出現斷絲現象的原因及相應解決對策。

隨著電火花線切割加工在工業生產中的普及，線切割實踐教學也成為職業院校加工制造類專業開設的課程之一。在傳統的機械加工方式教學中，如數控車、數控銑等，加工刀具損壞，更換一把新刀具后，實踐教學活動依舊可以正常開展。在電火花線切割加工實踐教學中，夾絲甚至斷絲情況的出現，不比換一把刀那么便捷，往往耗費大量時間重新穿絲，而對于剛接觸電火花線切割加工的學生來說，夾絲甚至斷絲的狀況難以避免。因此，及時的診斷實踐教學中高速走絲線切割斷絲的原因，避免學生重復犯錯，以保證加工質量及實踐教學質量顯得尤為重要。

1 高速走絲電火花線切割加工

電火花線切割加工是線電極電火花加工的簡稱，是電加工的一種，簡稱線切割（WEDM）。根據電極絲的運行速度不同，電火花線切割機床通常分為高速走絲電火花線切割機床（WEDM-HS）和低速走絲電火花線切割機床（WEDM-LS）兩種類型。通常，因為操作簡單，性價比適宜，許多職業院校選擇高速走絲電火花線切割機床作為學生在實踐教學中經常使用的設備。高速走絲電火花線切割機床電極絲作高速往復運動，電極絲選用Φ0.1～Φ0.2mm鉬絲，尤以Φ0.18mm鉬絲最常用，且可重復使用，加工速度較高。其基本工作原理是利用連續移動的鉬絲作電極，對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。

2 斷絲表現分析

高速走絲線切割加工在正常使用中，由于放電腐蝕，會造成電極絲的損耗而逐漸變細，直至最終斷掉，這是不可避免的正常斷絲的現象。然而，實踐教學中，學生往往達不到正常斷絲的狀況，取而代之的是出現加工不穩定狀態，進而非正常斷絲。雖然能夠造成非正常斷絲的原因有很多，但實踐教學中學生操作不及崗位工人操作，因而造成斷絲的主要原因與企業工人也不盡相同。通過觀察總結，造成學生出現非正常斷絲的原因主要有以下幾種狀況：

2.1 工件原因

1）工件毛刺或不導電氧化皮未處理。通常斷絲表現為剛開始加工時，工件與電極絲接觸瞬間，由于集中放電或者不連續放電而斷絲。同時，當工件材料中含有不導電雜質時，加工中業會出現短路現象而導致電極絲拉斷。

2）工件過薄。通常斷絲表現為電極絲抖動加劇而導致斷絲，或者加工將結束時因變形、落料等原因導致夾絲、斷絲。

3）工件過厚。通常斷絲表現為在加工過程中，因切縫過窄，電蝕產物排除不暢造成加工進行中斷絲，也可表現為在加工結束前，工件自重或落料變形而導致拉絲、斷絲。

4）多個薄料疊放加工。多個薄料疊放加工時，縫隙難免存在，極易造成加工狀態不穩導致斷絲。

2.2 操作原因

1）電參數設置不當。中職院校學生本身理論基礎差，因而在實踐操作中，對于電參數的設置不夠敏感。脈沖寬度及間隔、峰值電流及進給速度皆影響加工的穩定性，導致火花放電異常。如峰值電流選擇過大，將造成電極絲損耗過大增加斷絲率。

2）電極絲設置不當。學生操作中，因電極絲設置不當造成斷絲，主要集中在鉬絲張力和走絲速度兩個方面。提高電極絲的張力可減少絲振的影響，從而提高精度和切割速度。絲張力的波動對加工穩定性影響很大。學生在上絲及穿絲的過程中，鉬絲張力過緊，未有足夠的彈性變化量，往復高速運轉中拉斷;鉬絲張力過松，則加工中絲抖動而燒斷。走絲速度由卷絲筒電機控制。轉速運行的太快，則會造成卷絲筒電機過熱而損壞。

3）上絲、穿絲操作不當。上絲時鉬絲沒有均勻的卷在絲筒表面，出現疊絲情況。或者鉬絲絲頭纏雜入卷絲筒，導致絲筒轉動不靈敏。通常表現為絲筒空轉時即發生斷絲。

2.3 損耗原因

在實踐教學中，因為設備長時間使用損耗，機床日常保養不得當，也會造成斷絲現象。指導教師應在日常教學及設備維護中重點關注如下兩個方面。

1）導輪。導輪V型槽長時間加工后表面質量會降低并充滿電蝕產物，影響走絲。

2）導電塊。導電塊在長時間使用后，表面會出現深槽，極易夾絲、斷絲。

3）工作液濃度。長時間加工后，工作液中摻雜大量電蝕產物，冷卻絕緣作用大大降低，會造成電極絲在持續的高溫下加工而加速消耗斷掉。

3 對策

在日常的實踐教學中，作為指導教師應及時根據工件、操作及損耗三方面的情況，降低在實踐教學中出現斷絲的概率。根據在實踐教學中的總結，得出以下對策。

1）針對工件原因，在實踐過程中，因學生是新接觸高速走絲線切割加工，應合理選擇工件材料厚度，避免過厚或者過薄材料，方便學生剛接觸學習。實踐中，指導學生處理好工件毛刺、銳邊等操作，加工中發現不導電短路現象，及時嘗試回退處理。禁止學生追求速度進行疊放加工。

2）針對操作原因，強化學生調整電參數的嚴謹意識。如加工工件較薄時，可選擇小脈寬，工件厚度較厚時選擇大脈寬等。調整使用不同的電參數，讓學生對不同電參數加工具有直觀的概念，積累加工經驗。同時，指導教師及時調整電極絲張力，松緊適宜，防止上絲、穿絲過程中過緊過松狀況，也要注意電極絲長時間使用后拉伸變形導致的過松。

3）日常保養中，指導教師應及時檢查導輪、導電塊及工作液的使用情況，加強保養并及時更換。

4 結語

以上是本人在日常高速走絲線切割實踐教學中，對于學生在實踐操作中出現的斷絲現象總結的一些經驗。職業院校的實踐教學，是學生走上職業崗位的鋪路石。實踐教學的質量，是學生的未來就業的有力保證。處理好高速走絲線切割實踐教學中出現的斷絲現象，能有效保證實踐教學的連貫性，有力的提升實踐教學的完整性。簡而言之，作為實踐指導教師，應在高速走絲線切割實踐教學中，盡可能降低斷絲的風險，同時能夠在斷絲情況出現的時候及時的給與學生對策，避免重復犯錯，是學生提升技能學習的最好方式。

（作者單位：大連市輕工業學校）