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高速走丝线切割机床具有高质量、高效率等优点,在模具制造、成形刀具加工、难加工材料和精密复杂零件的加工方面有不可替代的作用。但是线切割加工中常常断丝,造成了电极丝的大量浪费和成本增加,重新人工上丝会影响机床的加工效率,使加工零件的精度和表面质量下降甚至工件报废。因此,笔者介绍几种断丝现象及相应的解决方法和预防措施。
一、断丝现象及解决办法
1、空转时断丝
主要原因是钼丝排列时叠丝、丝筒转动不灵活、电极丝卡在导电块槽中等。可通过检查钼丝是否在导轮槽中、排丝机构的螺杆是否间隙过大、丝筒轴线是否与线架相垂直、丝筒夹缝中是否进入杂物以及更换或调整导电块位置方法排除。
2、开始切割时即断丝
初始切割时,钼丝在工件之外,上下导丝轮开距大,钼丝和工件之间的间隙处于不佳状态,钼丝没有阻尼而抖动剧烈,或加工电流过大,进给不稳、工件表面有毛刺,或有不导电氧化皮或锐边造成断丝。解决方法是 刚切入时用过调整参数使电流适当减小,切入后,工件侧壁面无火花时再增大电流。检查走丝系统部分,如导轮、轴承、丝筒是否有异常跳动、振动并清除氧化皮、毛刺。
3、切割过程中突然断丝
原因主要有:选择电参数不当,电流过大;进给调节不当,开路短路频繁;工作液太稀、太脏,管道堵塞,工作液流量大减;导电块未能与钼丝接触或已被钼丝拉出凹痕;切割厚件时,钼丝直径太小,间歇过小;脉)中电源削波二极管性能变差,加工中负波较大,钼丝短时间内损耗加大:钼丝被氧化或上丝不当,使丝损伤:丝筒转速太慢,使钼丝在工作区停留时间过长等。可通过将间歇档调大,或减少功率管个数;使用线切割专用工作液;清洗管道;更换或将导电块移一个位置;更换削波二极管;更换钼丝,使用上丝轮紧丝:合理选择丝速档;选择直径合适的钼丝等方法排除。
4、工件接近切完时断丝
原因可能是工件材料的内应力导致变形,夹断钼丝:或工件跌落时,撞断钼丝。可通过选择合适切割路线,材料在加工前作,必要的热处理,使变形尽量小,快割完时,用小磁铁吸住工件或用工具托住工件,使工件不下落等方法排除。
5、有规律断,多在一边或两边换向时断丝
由于筒换向时,未能及时切断高频电源,使钼丝烧断。此时需调整接近开关,如无效,则检测电路部分,要保证先关高频再换向。
二、断丝预防措施
1、合理电参数
一般来说,断丝的机率随着放电能量的增加而加大。将脉冲间隙参数设大些,有利于熔化金属微粒的排出。同时峰值电流和空载电压不宜过高,否则容易产生集中放电和拉弧,引起断丝。当切割厚度较大的工件时,应尽量选用大脉宽、大电流,使放电间隙增大,从而增强排屑效果,提高切割的稳定性,减少断丝的机率。提高脉冲电源的空载电压幅值,可减少加工屑粘附到电极丝上的可能性。预置进给速度要适宜,即工件的蚀除速度与进给速度相当,调整时可通过电流表指针的稳定性判断,指针摆动越稳定越好。尽可能使指针往0位方向波动。
2、钼丝安装
绕丝时,一般贮丝筒两端各留10mm,中间绕满不重叠,宽度不少于贮丝筒长度的一半,防止钼丝频繁参与切割而断丝。尽可能在满足加工要求条件下,选择较粗的电极丝。并且电极丝的松紧要合适。走丝速度一般以小于10m/S为宜。
3、保护工件
对不经锻打、不淬火材料,在线切割加工前采用低温回火消除内应力,防止工件开裂、间隙变形,把钼丝碰断、夹断或弹断。切割厚铝材料时,由于排屑困难,导电块磨损较大,注意及时更换。注意清除工件上的氧化层、毛刺、铁锈和污物,需牢固夹紧工件,防止加工过程中因工件位置变动造成断丝。在加工厚重工件时,可在加工快要结束时,用磁铁吸住将要下落的工件,或者人工保护下落的工件,使其平行缓慢下落从而防止断丝。加工薄工件(3mm以下)时,减少脉冲放电能量,也可在上下导轮之间加厚辅料,增加阻尼,防止钼丝抖动。工件在平磨以后应退磁,防止加工中产生的电腐蚀颗粒易吸附在割缝中,造成短路、断丝。
4、选择适当的工作液
一般水液浓度比在1:10~1:20范围内,切割速度要求高或大厚度工件切割时,浓度适当低些,约5%~8%的浓度,这样加工比较稳定,且不易断丝。工作液使用8~10天须更换。
5、定期检查运丝机构的精度
机床的运丝机构精度变差,主要是传动轴承磨损而产生间隙,增加电极丝的抖动,破坏火花放电的正常间隙。因此应定期检查运丝机构的精度,经常清洗有关的零部件,消除污垢,及时更换易磨损件。如轴、轴承、导轮和导电块等零件。
总之,线切割加工中断丝原因很多,工作中要不断总结,才能有效预防断丝现象。
(作者单位:山东省济宁市技术学院)
一、断丝现象及解决办法
1、空转时断丝
主要原因是钼丝排列时叠丝、丝筒转动不灵活、电极丝卡在导电块槽中等。可通过检查钼丝是否在导轮槽中、排丝机构的螺杆是否间隙过大、丝筒轴线是否与线架相垂直、丝筒夹缝中是否进入杂物以及更换或调整导电块位置方法排除。
2、开始切割时即断丝
初始切割时,钼丝在工件之外,上下导丝轮开距大,钼丝和工件之间的间隙处于不佳状态,钼丝没有阻尼而抖动剧烈,或加工电流过大,进给不稳、工件表面有毛刺,或有不导电氧化皮或锐边造成断丝。解决方法是 刚切入时用过调整参数使电流适当减小,切入后,工件侧壁面无火花时再增大电流。检查走丝系统部分,如导轮、轴承、丝筒是否有异常跳动、振动并清除氧化皮、毛刺。
3、切割过程中突然断丝
原因主要有:选择电参数不当,电流过大;进给调节不当,开路短路频繁;工作液太稀、太脏,管道堵塞,工作液流量大减;导电块未能与钼丝接触或已被钼丝拉出凹痕;切割厚件时,钼丝直径太小,间歇过小;脉)中电源削波二极管性能变差,加工中负波较大,钼丝短时间内损耗加大:钼丝被氧化或上丝不当,使丝损伤:丝筒转速太慢,使钼丝在工作区停留时间过长等。可通过将间歇档调大,或减少功率管个数;使用线切割专用工作液;清洗管道;更换或将导电块移一个位置;更换削波二极管;更换钼丝,使用上丝轮紧丝:合理选择丝速档;选择直径合适的钼丝等方法排除。
4、工件接近切完时断丝
原因可能是工件材料的内应力导致变形,夹断钼丝:或工件跌落时,撞断钼丝。可通过选择合适切割路线,材料在加工前作,必要的热处理,使变形尽量小,快割完时,用小磁铁吸住工件或用工具托住工件,使工件不下落等方法排除。
5、有规律断,多在一边或两边换向时断丝
由于筒换向时,未能及时切断高频电源,使钼丝烧断。此时需调整接近开关,如无效,则检测电路部分,要保证先关高频再换向。
二、断丝预防措施
1、合理电参数
一般来说,断丝的机率随着放电能量的增加而加大。将脉冲间隙参数设大些,有利于熔化金属微粒的排出。同时峰值电流和空载电压不宜过高,否则容易产生集中放电和拉弧,引起断丝。当切割厚度较大的工件时,应尽量选用大脉宽、大电流,使放电间隙增大,从而增强排屑效果,提高切割的稳定性,减少断丝的机率。提高脉冲电源的空载电压幅值,可减少加工屑粘附到电极丝上的可能性。预置进给速度要适宜,即工件的蚀除速度与进给速度相当,调整时可通过电流表指针的稳定性判断,指针摆动越稳定越好。尽可能使指针往0位方向波动。
2、钼丝安装
绕丝时,一般贮丝筒两端各留10mm,中间绕满不重叠,宽度不少于贮丝筒长度的一半,防止钼丝频繁参与切割而断丝。尽可能在满足加工要求条件下,选择较粗的电极丝。并且电极丝的松紧要合适。走丝速度一般以小于10m/S为宜。
3、保护工件
对不经锻打、不淬火材料,在线切割加工前采用低温回火消除内应力,防止工件开裂、间隙变形,把钼丝碰断、夹断或弹断。切割厚铝材料时,由于排屑困难,导电块磨损较大,注意及时更换。注意清除工件上的氧化层、毛刺、铁锈和污物,需牢固夹紧工件,防止加工过程中因工件位置变动造成断丝。在加工厚重工件时,可在加工快要结束时,用磁铁吸住将要下落的工件,或者人工保护下落的工件,使其平行缓慢下落从而防止断丝。加工薄工件(3mm以下)时,减少脉冲放电能量,也可在上下导轮之间加厚辅料,增加阻尼,防止钼丝抖动。工件在平磨以后应退磁,防止加工中产生的电腐蚀颗粒易吸附在割缝中,造成短路、断丝。
4、选择适当的工作液
一般水液浓度比在1:10~1:20范围内,切割速度要求高或大厚度工件切割时,浓度适当低些,约5%~8%的浓度,这样加工比较稳定,且不易断丝。工作液使用8~10天须更换。
5、定期检查运丝机构的精度
机床的运丝机构精度变差,主要是传动轴承磨损而产生间隙,增加电极丝的抖动,破坏火花放电的正常间隙。因此应定期检查运丝机构的精度,经常清洗有关的零部件,消除污垢,及时更换易磨损件。如轴、轴承、导轮和导电块等零件。
总之,线切割加工中断丝原因很多,工作中要不断总结,才能有效预防断丝现象。
(作者单位:山东省济宁市技术学院)