线切割加工中防止电极丝断丝的方法.doc

线切割加工中防止电极丝断丝的方法
雷根成刘登发
（衡阳风顺车桥有限公司，湖南，衡阳421001）

摘要：对电极丝断丝的各方面原因进行了分析，通过现场加工分析提出了相应得改进方法，并说明了改进了理由。
关键词：断丝、短路、加工过程稳定性。
随着加工技术的不断发展，电极丝断丝一直是线切割加工中的工艺的问题之一，断丝使加工中断，浪费大量的时间，而且会破坏工件便面的完整性，增加了线切割机床自动化和无人操作的难度，而放电脉冲频率的增加是断丝的信号预兆，断丝的直接原因是输入的热负荷突然增加并集中于一点或局部区域，而热集中的原因起源于加工过程的不稳定。
以上原因分析来源于对我公司现使用的FW2数控高速走丝线切割机床的试验分析，通过分析总结了如下一些防止电极丝断丝的简便方法：
1：选择适当的钼丝及其合理的张力,在满足加工要求的前提下，尽量选择粗一点的钼丝（直径在Ø0.16—Ø0.18），既可以提高钼丝的张力，还可以加宽切缝，使工作液容易渗透进去，有利于废屑的排出。钼丝的直径越大，张力就越大。在电火花线切割过程中，保持适当的张力是十分必要的，当电极丝过紧，张力过大，钼丝就易断，张力过小，电极丝在切割过程中会出现严重的抖丝现象。特别是在电极丝换向时，这种现象尤为明显。
2：减少电极丝（钼丝）运动的换向次数，尽可能消除钼丝颤抖的现象。根据线切割加工的特点，钼丝在高速切割过程中需要不断地进行换向，在换向过程中会造成钼丝松紧不一致，即钼丝在加工中张力不均，使加工过程失稳，对此，如利用加大卷丝筒纵向工作行程的方法，即加大钼丝的有效工作行程，就可减少钼丝运动的换向次数，经试验，在加工条件相同的情况下，将卷丝筒的工作行程由60mm改为80mm，则钼丝的工作寿命（即钼丝从开始工作到断裂的时间间隔）可以提高60%以上，同时工件表面的加工质量也有所提高，然而钼丝工作长度的增加，使材料损耗相应得增多。
3.改变钼丝缠卷到卷丝筒上的缠卷方式。即由手工缠卷改为自动缠卷，手工缠卷易使缠卷的程度不一致，容易造成加工中钼丝发生抖动，使加工过程出现不稳定，而采用机械自动缠卷方式，使缠紧力比较均匀一致，钼丝排列整齐一致，松紧均匀。但钼丝初始张紧力仍然决定于实际的加工经验。（注意初始张紧力不宜过大）
4保持储丝筒、导轮转动灵活，.钼丝导轮的制造和安装精度对钼丝的使用寿命有极其重要的影响，在安装和加工应尽量减少导轮的跳动和摆动，经测量导轮的圆跳动和摆动是均应控制在0.04以下时钼丝的使用寿命可提高40%以上，减少导轮跳动和摆动可以提高加工过程的稳定性。
5选用适宜的切削速度也是防止断丝的有效方法之一，在加工过程中如果切削速度（指工件的进给速度）过大，被腐蚀的金属颗粒不能及时排出，会使钼丝长时间处于短路状态，使加工过程失稳。
6保持稳定的冲水条件和冷却液的清洁度，在电火花加工过程中，放电区域的工作液供应不足，放电过程中产生的电蚀产物不能及时顺畅的排出，也是造成断丝的重要因素，冷却液定期过滤或更换，使冷却液清洁干净，电蚀物浓度不能太高，使工作液保持一定的介电能力，否则其中的金属颗粒的浓度增大，会逐渐改变冷却液的性质，使钼丝与工件长时间短路，引起加工过程不稳定。

7.注意保持电源电压的稳定和冷却液的清洁度，电源电压不稳会使钼丝与工件两端的电压出现不稳定现象，从而造成击穿放电过程不稳定。冷却液定期过滤或更换，使冷却液清洁干净。否则其中的金属颗粒的浓度增大，会逐渐改变冷却液的性质，使钼丝与工件长时间短路，引起加工过程不稳定。
综合上叙，以上五条简单的预防措施，分别从消除内外部干扰源的角度进行分析和考虑的，当然造成断丝还有其他一些原因，如工件材料的不均匀性，钼丝自身的质量等因素，有待在工作中进一步摸索。以上几点仅供生产参考。
在线切割加工中，引起断丝的最大原因之一是异常弧光放电，日本FANUC公司开发的FANUC-CUTa-OA型电火花线切割机床，通过数字控制模块使加工电源数字化，因此可以测出工件与电极丝之间的单位时间内产生异常弧光放电的次数，并计算出异常弧光放电的频度，再根据这一计算数据控制进给速度。从而控制放电周期及其函数，最终达到防止断丝的目的，试验证明，应用这种防止断丝系统以后，还可以提高加工效率。