1引言
　　
　　電火花線切割機(jī)對(duì)各種形狀的沖模及零件自動(dòng)切割加工，具有精度高、速度快、周期短等優(yōu)點(diǎn)。高速走絲線切割機(jī)的電極絲運(yùn)動(dòng)速度快（300-700MM/MIN，且是雙向往返循環(huán)運(yùn)行，在加工過程中極易發(fā)生斷絲現(xiàn)象。一般來說，繞一筒鉬絲（©0。14MM為例）應(yīng)能完成對(duì)2667CM平方工件斷面的切割。鉬絲直徑由原來的©0。14MM損耗到©0。1MM左右，還有繼續(xù)使用的價(jià)值。若在切割過程中多次出現(xiàn)斷絲，則不但造成經(jīng)濟(jì)損失，而且?guī)碇匦吕@絲的麻煩，耽誤時(shí)間，并易在工件上產(chǎn)生斷絲痕跡，影響加工質(zhì)量，嚴(yán)重的還會(huì)造成工件報(bào)廢。
　　
　　本文比較詳細(xì)地分析了高速走絲電火花線切割機(jī)斷絲的原因及相應(yīng)的解決對(duì)策，工作實(shí)踐證明分析正確，解決方法有效。
　　
　　2斷絲原因分析及對(duì)策
　　
　　2.1與鉬絲相關(guān)的斷絲
　　
　?。?）鉬絲的選擇。鉬絲直徑的粗細(xì)是影響斷絲的一個(gè)主要原因。為了減少斷絲，在滿足加工要求的前提下，應(yīng)心盡量選用較粗的鉬絲，一方面能提高鉬絲的張力，減少鉬絲的抖動(dòng)，另一方面由于粗的鉬絲加寬了切縫，工作液容易滲透進(jìn)去，有利于排屑。為了確保加工穩(wěn)定，應(yīng)及時(shí)更換損耗到一事實(shí)上程度的鉬絲，避免因鉬絲變細(xì)變脆斷絲而中斷加工。
　　
　?。?）鉬絲的松緊程度。若鉬絲安裝太松，則鉬絲抖動(dòng)厲害，不僅容易斷絲，而且由于鉬絲也不宜安裝得太緊，太緊內(nèi)應(yīng)力增大，斷絲的可能性也大。因此鉬絲的切割進(jìn)程中，其松緊程度要適當(dāng)。
　　
　　鉬線要按規(guī)定的走向繞在貯絲筒上，同時(shí)固定兩端。繞絲量可根據(jù)貯絲筒長(zhǎng)短而定，一般來說，除兩端各留10MM之外，中間繞滿不重疊，寬度不宜少于貯絲筒長(zhǎng)度的一半，以免電機(jī)換向頻繁而使機(jī)件加工損壞，并防止鉬絲頻繁參世切割而斷絲。
　　
　　繞上鉬絲后，調(diào)整擋絲裝置，上、下?lián)踅z裝置都起作用，使貯絲筒上兩邊鉬絲間距為擋絲銷直徑的1.5倍（約為8MM）。根據(jù)繞絲多少調(diào)整換向擋塊的位置，一般兩端各留2-3MM的鉬絲不參軾切割，以避免換向時(shí)發(fā)生斷絲。
　　
　　機(jī)床上鉬絲引出處有排絲柱，排絲柱是由兩根紅寶石制成的導(dǎo)向立柱，也有用硬質(zhì)合金材料制作。排絲柱不像導(dǎo)輪子那樣作滾動(dòng)，它們直接與鉬絲接觸，作滑動(dòng)磨擦。因此磨損很快，使用不久柱體就會(huì)形成深溝。排絲柱應(yīng)經(jīng)常翻天覆地轉(zhuǎn)和挪槽，必須讓排線柱頂緊鉬絲，不能讓鉬絲有自由活動(dòng)的余地。否則，會(huì)出現(xiàn)疊絲，必須導(dǎo)致辭斷絲。
　　
　　鉬絲在加工一段時(shí)間后，由于自身的拉伸而變松。當(dāng)伸長(zhǎng)量較大時(shí)，會(huì)加劇鉬絲振動(dòng)或出現(xiàn)鉬絲在貯絲筒上重疊，使走絲不穩(wěn)而引起斷絲。應(yīng)經(jīng)常檢查鉬絲的張緊程度，如果存在松馳現(xiàn)象，要及時(shí)拉緊。
　　
　　（3）鉬絲的儲(chǔ)存。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，鉬絲有三怕：怕潮、怕折和怕曬。受潮會(huì)氧化，折而易斷，曬而變脆。新購(gòu)進(jìn)的鉬絲，應(yīng)存放在密封在器皿中妥善保存，隨用隨取。文獻(xiàn)[1]針對(duì)某種型號(hào)線切割機(jī)，提出一些提高鉬絲壽命的方法。如根據(jù)工件具體情況，將貯絲筒防護(hù)罩殼改進(jìn)，或?qū)︺f絲運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，都產(chǎn)生了明顯效果，不僅能延長(zhǎng)鉬絲使用壽命，而且不影響加工效果。
　　
　　2.2與鉬絲機(jī)構(gòu)相關(guān)的斷絲
　　
　　線切割機(jī)的導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)主要是由貯絲筒、線架和導(dǎo)輪組成。當(dāng)導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)的精度下降時(shí)（主要是傳動(dòng)軸承），會(huì)引起貯絲筒的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)。貯絲筒的徑向跳動(dòng)會(huì)使電極絲的張力減小，造成絲松，嚴(yán)重的會(huì)使絲從導(dǎo)輪糟中脫出拉斷。貯絲筒的軸向竄動(dòng)會(huì)使排絲不勻，產(chǎn)生疊絲現(xiàn)象。如果線架剛性差，運(yùn)絲時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)或擺動(dòng)，不但影響精度也會(huì)相起斷絲。導(dǎo)輪軸承的磨損將直接影響導(dǎo)絲精度，此外，當(dāng)導(dǎo)輪的V型槽、寶石限位塊、導(dǎo)電塊磨損后產(chǎn)生的溝槽，會(huì)使電極絲的磨擦力過大，易將絲拉斷。這種現(xiàn)象一般發(fā)生在機(jī)床使用的時(shí)間長(zhǎng)、導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)保養(yǎng)不善、精度下降的情況下。因此在機(jī)床使用中應(yīng)定期檢查導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)的精度，及時(shí)更換磨損部件。
　　
　　2.2.1與貯絲筒樣關(guān)的斷絲[2]
　　
　　（1）貯絲筒因內(nèi)外圓不同軸，會(huì)產(chǎn)生不平衡慣量，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易產(chǎn)生疊絲，而導(dǎo)絲斷絲。因此，貯絲筒必須經(jīng)過動(dòng)平衡校正，以保證其在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生劇烈的抖動(dòng)和竄動(dòng)。
　　
　?。?）貯絲筒的軸和軸承等零件常因磨損而產(chǎn)生部隙，也易引起絲抖動(dòng)而斷絲，因此必須及時(shí)更換磨損的軸和軸承零件。
　　
　?。?）貯絲筒換向時(shí)，如沒有切斷高頻電源，會(huì)導(dǎo)致鉬絲在短時(shí)間內(nèi)因溫度過高而產(chǎn)生燒絲，困此須檢查貯絲筒后端的行程開關(guān)是否失靈。
　　
　　（4）要保持貯絲筒、導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，否則在往返運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)引起導(dǎo)絲系統(tǒng)振動(dòng)而斷絲。繞絲后空載走線檢
　　
　　驗(yàn)鉬絲是否抖動(dòng)。若發(fā)生抖動(dòng)要分析原因。
　　
　?。?）貯絲筒后端的限位檔塊必須調(diào)整好，避免貯絲筒沖出限位行程而斷絲。擋絲裝置中擋塊與快速運(yùn)動(dòng)的鉬絲接觸、磨擦，易產(chǎn)生溝槽并造成夾絲拉斷，因此也需及時(shí)更換。
　　
　?。?）應(yīng)在換向不久停機(jī)，防止貯絲筒因慣性超程沖壞傳動(dòng)件及拉斷鉬絲。
　　
　　2.2.2與導(dǎo)輪及導(dǎo)電塊相親的斷絲
　　
　　導(dǎo)輪、導(dǎo)電塊也是影響斷絲的兩個(gè)重要零件。若導(dǎo)輪和導(dǎo)電塊因磨損而產(chǎn)生溝槽時(shí)，容易使鉬比抖動(dòng)而斷絲；若導(dǎo)輪軸承磨損后產(chǎn)生間隙，也會(huì)造成絲的抖動(dòng)。使火花放電間隙狀態(tài)極不穩(wěn)定，間隙短路頻繁，造成變頻跟蹤失調(diào)，燒斷電極絲。另外應(yīng)保證導(dǎo)電體與導(dǎo)電嘩接觸良好，否則高頻電源負(fù)極無法與鉬絲接通或接觸不良，導(dǎo)致鉬絲不能對(duì)工件進(jìn)行政黨的加工，而高頻電源的自動(dòng)控制信號(hào)仍使控制臺(tái)的變頻不斷工作，步進(jìn)電機(jī)繼續(xù)進(jìn)給，zui后使鉬絲磨、頂、夾斷。也不允許導(dǎo)電輪相對(duì)鉬絲有所拋起，致使鉬線受力較大而引起斷絲，或因鉬絲與導(dǎo)電輪接觸不良而引起短路斷絲。
　　
　　2.3與工件相關(guān)的斷絲
　　
　　1在以線切割加工為主導(dǎo)工藝時(shí)，應(yīng)合理選用工件材料及嚴(yán)格規(guī)范材料的鍛造和熱處理以減少材料的變形。一般應(yīng)選用鍛造性能好、淬透性好、熱處理變形小的材料。在材料處理中應(yīng)注意以下幾方面：
　　
　?。?）使用鍛打淬火材料不容易斷絲，對(duì)不經(jīng)鍛打、不淬火材料，在線切割加工彰，采用低溫回火，消除應(yīng)力。
　　
　?。?）淬火鋼中回火次數(shù)少的比回火次數(shù)多的容易引起斷絲。淬火鋼應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行熱處理工藝低溫回火要充分。
　　
　?。?）T8鋼比其他鋼易引起斷線。T8鋼在線切割加工中應(yīng)盡量少用，由其是淬火后。
　　
　　2工件材質(zhì)不純。鍛造的工件毛坯有時(shí)含有夾層和夾碴。或是表面覆蓋氧化皮和異物。這些雜物在切割過程中與鉬絲接觸，發(fā)生劇烈的磨擦。此時(shí)計(jì)算機(jī)只能識(shí)別高頻電流短路的是與否而處理數(shù)氫，確定是否切割跟蹤。鉬絲與絕緣物劇烈地磨擦?xí)r，雖切進(jìn)速度為零，可高頻電流仍呈未短路狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)會(huì)繼續(xù)按程序指令向步進(jìn)電機(jī)發(fā)出前進(jìn)的脈沖，使工作臺(tái)照樣運(yùn)動(dòng)，結(jié)果把鉬絲勒斷。
　　
　　3工件內(nèi)部有較大應(yīng)力。由于工件的內(nèi)應(yīng)力未得到消除，在切割時(shí)，有的工件會(huì)開裂，把鉬絲碰斷；有的會(huì)使間隙變形，把鉬絲夾斷或彈斷。
　　
　　4雖然線切割加工過程中工件受力極小，但仍需牢固夾緊工件，防止加工過程中因工件位置變動(dòng)造成斷絲。同時(shí)避免由于工件的自重和工件材料的彈性變形造成斷絲。例旭在加工具有錐度的工件時(shí)，常會(huì)產(chǎn)生在加工結(jié)束時(shí)，因工件下落而壓斷鉬絲的現(xiàn)象。因些，在加工此類工件時(shí)，可在加工快要結(jié)束時(shí)，用磁鐵吸住將要下落的工件，從機(jī)時(shí)防止斷絲。而在切割較林工件將結(jié)束時(shí)，人工保護(hù)下落的工件，使其平行、緩慢下落。工件在自由下落過程中一旦與母體發(fā)生卡滯或夾住會(huì)造成動(dòng)轉(zhuǎn)的鉬絲斷裂。
　　
　　2.4與工件液相關(guān)的斷絲
　　
　　在線切割加工中對(duì)工作液除要求有冷卻作用外，還有特殊的要求：（1）要具有一事實(shí)上的絕緣強(qiáng)度。（2）具有壓縮縮放電通道各消電離作用。（3）具有良好的洗滌性和潤(rùn)滑及排屑性能均好；若采用非植物性的皂化液，必須先進(jìn)行試用。不論采用何種皂化液，都必須按規(guī)定3%-5%（冷卻劑與水體積比）進(jìn)行配制。皂化液濃度過大時(shí)（如濃度超過10%），有利排屑，但切割速度較慢。皂化液濃度過小（如低于2%）不利排屑。放電間隙里被切屑堵住，工作液保持一定壓力和流量，而冷卻裝置在切割時(shí)上下噴水就均勻，以便及時(shí)把腐蝕物排出，這樣就會(huì)具有良好的排渣能力和冷卻性能。
　　
　　如何鑒別皂化液能否使用，可從下述4個(gè)方機(jī)觀察[4]：
　　
　?。?）繞一點(diǎn)新鉬絲，在工件上試割約1H，觀察鉬絲工作部位的顏色，若呈灰白色，冷卻液可用來切割較薄工件。如灰白色中夾雜黑條或斑點(diǎn)，黑條處直徑明顯變功，用力一拉，此處就斷時(shí)，需要換親的工作液。
　　
　　（2）有時(shí)鉬絲雖然也呈灰白色，但在切割厚工件時(shí)，無論怎樣調(diào)整加工規(guī)準(zhǔn)，切割電流總是不穩(wěn)定，這種工作液不宜繼續(xù)使用。
　　
　　（3）看起弧和通路電流。啟動(dòng)貯絲筒，人工強(qiáng)迫高頻電流接通，使鉬絲慢慢向工件靠擾，但不要接觸工件，大約間距1-1.5MM，些時(shí)應(yīng)沒火花。然后給工件冷卻，使鉬絲與工件間距構(gòu)成液體通路若有火花產(chǎn)生或電流表讀數(shù)值在原空載基礎(chǔ)上增加10MA以上（空載為30MA左右0，此時(shí)工作液不可再用。
　　
　?。?）工作液變黑扣綜合性能就會(huì)變差，極易造成斷絲。因此要經(jīng)常觀其色，嗅其味，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)更換。要保證工作液不能太臟，電蝕物濃度不能太高，使工作液保持一事實(shí)上的介電能力。由其是加工硬質(zhì)合金時(shí)，電蝕物較多，易使工作液的滲透性和流動(dòng)性差，造成排屑不良。
　　
　　2.5與電參數(shù)相關(guān)的斷絲
　　
　　電視準(zhǔn)參數(shù)的選擇不當(dāng)也是引起斷絲的一個(gè)重要原因，所以要根據(jù)工件厚度選擇合理的電參數(shù)。將脈沖間隔拉開一些，有利于溶化金屬微粒的排出。同是峰值電流和空載電壓不宜過高，否則使單個(gè)脈沖能量變大，切割速度加快，容易產(chǎn)生集中放電和拉弧，引起斷絲。一般空載電壓為100V左右。在電火花加工中，電弧放電是千百萬負(fù)極腐蝕損壞的主要因素，再加上間隙不合適，容易使某一脈沖形成電弧放電。只要電弧放電集中于某一段，就會(huì)引起斷絲。[4]
　　
　　根據(jù)工件厚度選擇合適的放電間隙；放電間隙不能太小，否遇容易產(chǎn)生短路也不利于冷卻和電蝕物的排除；放電間隙過大，將影響表面粗糙度及加工速度。當(dāng)切割厚度較大的工件時(shí)，應(yīng)盡量選用大脈寬電流，同時(shí)放電間隙也要相應(yīng)大一點(diǎn)（一般應(yīng)大于0.02MM），從而增強(qiáng)排屑效果，提高切割的穩(wěn)定性。
　　
　　2.6與高頻電源相關(guān)的斷絲[5]
　　
　　高頻電源是線切割加工的能源。它的性能及參數(shù)將直接影響線切割加工的質(zhì)量。因目前使用的機(jī)床高頻電源基本上都是晶體管方波電源，其性能大體相同。這是主要從電源參數(shù)選擇、波形變化等使用方法和高頻電流來得過早等方面分析產(chǎn)生斷絲原因。
　　
　?。?）短路電流峰值過大（即功率管投入的數(shù)量太多），超過了電極絲所承愛的電流，將會(huì)使電極絲過熱，因過度疲勞而發(fā)脆，燒斷電極絲。因此要根據(jù)不同直徑的電極絲，合理先用短路電流峰值。
　　
　　（2）高頻脈沖負(fù)波過大。脈沖的負(fù)波直接蝕除電極絲，使絲損耗增林。降低的使用壽命，造成短時(shí)間斷絲。
　　
　?。?）脈沖電源輸出功率管漏電流過大，或電故障造成工率管截止不可靠。這樣在脈沖停歇時(shí)間里，功率管不能*截止。相當(dāng)于在火花間隙中加入了直流電流使放電間隙不能很好地消電離而使絲發(fā)熱，燒斷電極絲。
　　
　?。?）脈沖寬度及脈沖間隔選擇不當(dāng)。合理選擇脈寬及間隔是減少斷絲提高加工速度的重要因素。一般在加工厚棄為30MM以下工件時(shí)，現(xiàn)象不太明顯。但在加工厚度較大的工件時(shí)，脈沖寬沖度過寬會(huì)使放電間隙中出現(xiàn)放電點(diǎn)集中現(xiàn)象，燒傷電極絲；脈沖間隔過小，使間隙中的電蝕物不能充分排出，消電離不充分，也容易斷絲。此時(shí)在電極絲上可以明顯看出燒出痕跡（黑色斑點(diǎn)）。在一般常用的矩形波電源中，脈沖寬度一般ti<40us。脈沖寬度與脈沖間隔之比，根據(jù)工件厚度不同，一般可以1:2到1:8之間選取。比值過大，會(huì)使加工速度下降。
　　
　?。?）有的機(jī)床使用了一段時(shí)間后，電器控制元件的參數(shù)發(fā)生了變化（如DK7725D型機(jī)床），高頻電流的接通不是由限位開關(guān)控制的，而是由貯絲筒電機(jī)旋轉(zhuǎn)的電流反饋訊號(hào)控制的。元件參數(shù)變化后，引起了高頻電流來得過早。貯絲筒換向后還未進(jìn)入正常轉(zhuǎn)速時(shí)，高頻電流早就自動(dòng)接通了，造成了燒絲。處理高頻電流早到的辦法：在反饋訊號(hào)的接受系統(tǒng)串接一只電位器，使反饋訊號(hào)的接受門電位抬高一點(diǎn)，使作3年多未出現(xiàn)異常。高頻電流到來的時(shí)間是可調(diào)的。
　　
　　文獻(xiàn)[6]以社會(huì)上擁有量較在的JD-15型線切割機(jī)為便，根據(jù)高頻電源工作原理，簡(jiǎn)要地分析了由高頻電源方面（主要指主振級(jí)、推動(dòng)級(jí)和功率輸出級(jí)）所引起的斷絲原因。
　　
　　2.7操作不當(dāng)引起的斷絲
　　
　?。?）換擋不及時(shí)
　　
　　在正式切割前，都要用“人工”（或“手動(dòng)”）檔強(qiáng)迫高頻電流接能，用來校對(duì)始點(diǎn)以便起步和記零。一旦起步完成，轉(zhuǎn)入正常切割，操作者應(yīng)立即把“手動(dòng)”檔轉(zhuǎn)入“自動(dòng)”檔，機(jī)床才能自動(dòng)進(jìn)行。否則，在*個(gè)換向時(shí)，高頻電流就會(huì)燒斷，因?yàn)?ldquo;手動(dòng)”檔是不受換向開關(guān)控制的。
　　
　?。?）換向定位塊壓持不準(zhǔn)
　　
　　特別是有鉬絲穿過預(yù)鉆孔的工件，在壓絲后必須檢查一下?lián)Q向切塊的壓緊位置是否合適，一般在貯絲筒兩端至少應(yīng)留4MM的鉬絲為換向余量（指排絲距離）。如果余量過少或沒把鉬絲壓緊，運(yùn)行后順第2個(gè)換向時(shí)就會(huì)斷絲。
　　
　?。?）中途停機(jī)時(shí)沒有先切斷高頻電流
　　
　　停機(jī)絲速為零時(shí)，且又與工件發(fā)生短路，高頻電流必然會(huì)把鉬絲燒斷。
　　
　　2.8工作臺(tái)移動(dòng)不勻速引起的斷絲
　　
　　機(jī)床有X和Y向絲杠，按指令程序帶動(dòng)工作臺(tái)，在平面內(nèi)4個(gè)象限作任意運(yùn)動(dòng)。工件的切割精度靠絲杠保證。絲紅和螺母的間隙是靠彈簧來消除的。如果絲杠潤(rùn)滑不良或彈簧力不足，會(huì)引起工作臺(tái)爬行移動(dòng)，在這種情況下切割，高頻電流會(huì)出現(xiàn)頻繁的短路，如不及時(shí)排除故障，勢(shì)必造成斷絲。
　　
　　在調(diào)節(jié)變頻跟蹤速度時(shí)，應(yīng)盡量使進(jìn)給速度約等于工件蝕除速度，這樣脈沖利用率高，加工速度快，加工狀態(tài)穩(wěn)定。旱災(zāi)給速度過高，短路頻繁，絲老化快，在電流表上可看出加工電流較大。加工速度過低，進(jìn)給速度調(diào)節(jié)過慢，易使用權(quán)放電間隙不穩(wěn)定，產(chǎn)生過渡電弧放電，極易燒斷電極絲。正式加工時(shí)，一般將試勤勤懇懇的進(jìn)給速度下降10%-20%，可有效減少短路和斷絲。
　　
　　3小結(jié)
　　
　　對(duì)高速走絲線切割機(jī)斷絲現(xiàn)象的分析及提出的解決方法，是根據(jù)長(zhǎng)期工作經(jīng)驗(yàn)和查況大量文獻(xiàn)后總結(jié)出來的，實(shí)際應(yīng)用中，由于設(shè)備、環(huán)境和加工工藝不同造成斷絲的原因還有很多，需要在實(shí)踐中不斷地總結(jié)和提高。