快走絲線切割機(jī)床斷絲故障控制方法

快走絲線切割機(jī)床發(fā)生斷鉬絲后，都會(huì)造成加工中斷，往往要重新繞絲和穿絲。由于工件切縫內(nèi)存有放電后形成的臟物，或加工后材料變形使切縫變窄等原因，使穿絲工作變得困難，從頭切又要浪費(fèi)很多時(shí)間。另外，高速走絲機(jī)床基本上是開環(huán)控制設(shè)備，由于重復(fù)定位精度難以控制，頻繁斷絲會(huì)使加工精度變差、甚至?xí)斐蓮U品。總之合理控制斷絲率可以達(dá)到提高加工精度和加工效率的目的。
高速走絲線切割機(jī)床發(fā)生頻繁斷絲故障，和幾個(gè)原因關(guān)系密切，如線切割機(jī)床鉬絲質(zhì)量、運(yùn)絲系統(tǒng)、冷卻液和供液系統(tǒng)、脈沖電源、脈沖加工規(guī)準(zhǔn)等，通過控制這些因素，可減少頻繁斷絲故障。

一、線切割機(jī)床電極絲本身質(zhì)量的影晌
快走絲線切割機(jī)床大多使用0.12~0.2mm直徑的冷拔鉬絲作為電極絲。該絲有怕濕、怕折、怕熱的特性，難于長期儲(chǔ)存。品質(zhì)變差的鋁絲，由于表面氧化易折斷，拉伸性能變差，放電加工時(shí)極易斷絲，機(jī)床穩(wěn)定加工時(shí)間變短。采購真空密閉包裝的鋁絲，可避免儲(chǔ)存期間的氧化問題，但由于鋁是貴重金屬，大批量儲(chǔ)存會(huì)占用資金，建議一次購買量不要超過兩個(gè)月用量。購買鉑絲要檢查其質(zhì)量，一看色澤，發(fā)黑發(fā)亮有金屬光澤是新絲，色澤發(fā)暗發(fā)灰的為氧化了的鉬絲。二折，抓住一段絲，在同一點(diǎn)反復(fù)折彎，堅(jiān)持折彎次數(shù)越多的質(zhì)量越好。三看長度，針對(duì)機(jī)床儲(chǔ)絲筒儲(chǔ)絲能力的大小，購買儲(chǔ)絲長度整數(shù)倍的絲比較經(jīng)濟(jì)。
二、運(yùn)絲系統(tǒng)及相關(guān)操作的影響
運(yùn)絲系統(tǒng)可靠性體現(xiàn)在儲(chǔ)絲筒排絲均勻，加工區(qū)鉬絲抖動(dòng)輕微，換向可靠等幾方面。
        1．對(duì)儲(chǔ)絲筒來說，每正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)一周，能使鉬絲沿絲筒軸向走0.2mm以上，以保證有足夠的排絲距離，同時(shí)進(jìn)出絲時(shí)，一般由寶石導(dǎo)柱夾持鋁絲，防止由于鋁絲沿絲筒軸向竄動(dòng)而疊絲???造成斷絲。一般發(fā)生疊絲時(shí)要檢查絲筒傳動(dòng)及寶石導(dǎo)柱：①絲筒無軸向竄動(dòng)及徑向跳動(dòng)。②絲筒每轉(zhuǎn)動(dòng)一周拖板沿絲筒軸向走0.2mm以上。寶石導(dǎo)柱由于經(jīng)常與鉬絲摩擦?xí)p，要調(diào)整寶石導(dǎo)柱使之能夾持住鑰絲。
        2．鉬絲抖動(dòng)是比較復(fù)雜而難以解決的問題，鋁絲在加工區(qū)抖動(dòng)輻度比較大，會(huì)使鋁絲局部過于靠近工件，使放電電流過大或拉弧從而燒斷鉬絲，同時(shí)會(huì)使切割面表面質(zhì)量變差。目前比較一致的認(rèn)識(shí)是：盡量減少導(dǎo)向環(huán)節(jié)，即減少傳動(dòng)導(dǎo)輪數(shù)量以達(dá)到減少振動(dòng)的目的，同時(shí)提高運(yùn)絲系統(tǒng)正反換向?qū)︿X絲拉力的一致性。以三光產(chǎn)DK7725g運(yùn)絲系統(tǒng)（圖1）為例來說明。
          F為自動(dòng)緊絲配重錘，D、E、G、H為單邊導(dǎo)輪，B、C為雙邊導(dǎo)輪，當(dāng)儲(chǔ)絲筒順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)A、B為收絲系，I、H、G、F、E、D、C為放絲系，當(dāng)絲筒逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)A、B為放絲系，其余為收絲系。可見順逆轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鑰絲受到的拉力是不同的，由于拉力不同使儲(chǔ)絲筒繞的絲一個(gè)方向緊一個(gè)方向松，易造成絲筒、拖板、導(dǎo)絲輪系統(tǒng)的傳動(dòng)部件磨損，精度變差，加劇絲的抖動(dòng)。在使用過程中早期加上自動(dòng)緊絲配重錘F，發(fā)現(xiàn)經(jīng)常收絲（主要因絲被拉伸變長）易斷絲，緊絲后取下F，每連續(xù)加工4h左右緊一次絲，但抖絲情況沒有明顯改善。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)在I、H、G、F、E、D、C系統(tǒng)中，除了F以外H的影響較為明顯，將走絲路徑改為I、G、E、D、C、B、A，在機(jī)床相應(yīng)部位開孔并采取一定的防濺措施后，鑰絲抖動(dòng)情況明顯改善。同時(shí)降低了儲(chǔ)絲筒和導(dǎo)輪的磨損，加工時(shí)斷絲故障明顯降低，工件表面質(zhì)量有所提高。在日常維護(hù)中如發(fā)現(xiàn)抖絲或異響應(yīng)盡早檢查儲(chǔ)絲筒各導(dǎo)輪系，及時(shí)更換磨損件。一般情況導(dǎo)輪每滿負(fù)荷運(yùn)行3個(gè)月，要全部更換；絲筒軸承每1.5~2年全部更換；儲(chǔ)絲筒要精密磨圓，同時(shí)做靜平衡測(cè)試。在實(shí)際操作中，如果恒張力緊絲系統(tǒng)不可靠，在加工中可不用，而是每切割一段后停止加工，進(jìn)行緊絲，這是因?yàn)殇X絲會(huì)在加工運(yùn)行中拉伸變長變細(xì)，放電也會(huì)使鉑絲損耗。為避免張力不夠產(chǎn)生電極絲抖動(dòng)，一般每加工4h左右緊一次絲。加工純銅材料例外，由于銅冷卻快會(huì)反濺到鉬絲上，使鋁絲變粗、張力變大，從而加重運(yùn)絲系統(tǒng)負(fù)載，使軸承等傳動(dòng)零件精度迅速變差，建議每加工2h左右松絲10mm左右。
        3．換向的可靠性包括，儲(chǔ)絲筒運(yùn)行到定位行程能急停并高速反向啟動(dòng)，在這期間脈沖電源要能可靠停止加工，在電極絲達(dá)到一定速度時(shí)恢復(fù)加工。在老式機(jī)床中一般使用撞塊、行程開關(guān)、繼電器組等來完成，由于加工時(shí)經(jīng)常要發(fā)生機(jī)械碰撞，撞塊和行程開關(guān)常會(huì)損壞，不可靠的換向會(huì)拉斷絲和燒斷絲。為解決這些問題，建議使用無機(jī)械接觸的磁性開關(guān)，一般磁性開關(guān)可直接控制24V的繼電器，所以機(jī)床不會(huì)有太大的改動(dòng)。換向時(shí)斷開高頻應(yīng)該有多個(gè)采樣控制點(diǎn)，如電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行的電流，絲筒電機(jī)繼電器接觸器上的觸點(diǎn)等，以保證換向斷脈沖及加工條件不具備不送脈沖的可靠性。
三、機(jī)床電氣、操作及工作液對(duì)斷絲的影響
        1．機(jī)床電氣故障
脈沖電源及機(jī)床其它電氣故障會(huì)造成頻繁燒斷電極絲的故障，主要原因有：①間隙電流過大；②脈沖寬度或脈沖間隔發(fā)生變化；③波形畸變；④機(jī)床電氣如繼電器電源和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等，因故障與工件或電極絲發(fā)生連接；⑤導(dǎo)電塊和脈沖進(jìn)線，地線與機(jī)床及電極絲不可靠連接，發(fā)生二次放電造成斷絲故障；⑥機(jī)械進(jìn)給機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比失常，與數(shù)控系統(tǒng)不同步或失控等。
        2．操作不當(dāng)造成的斷絲故障
高速走絲電火花線切割機(jī)床由于是開環(huán)控制，諸如上絲、緊絲、選擇加工規(guī)準(zhǔn)，變頻跟蹤等，都需要操作人員手工完成，而這些操作的不當(dāng)，會(huì)造成非正常斷絲。
        3．工作液對(duì)斷絲的影響
工作液是脈沖放電介質(zhì)，工作液選擇不當(dāng)，不及時(shí)更換，會(huì)使加工效率及穩(wěn)定性變差，斷絲故障率升高。實(shí)踐中如果切割跟蹤不穩(wěn)定，可適當(dāng)提高工作液濃度，或直接添加洗滌劑或皂片。要注意對(duì)不同材料的切割，工作液成分適應(yīng)性不同，應(yīng)注意對(duì)比選擇。連續(xù)使用8天左右，或者工作液變黑結(jié)塊，要及時(shí)更換。供液系統(tǒng)，要能保證上下噴嘴噴液均衡，供液流量能保證排屑順暢及放電加工的要求。
四、工件材料對(duì)斷絲的影響
加工的工件材料由于存在加工應(yīng)力、淬火應(yīng)力、內(nèi)部夾渣、工件未消磁等原因。在切割過程中如果加工路徑和工藝規(guī)準(zhǔn)選擇不當(dāng)，會(huì)造成斷絲。如切割U形零件，如果是未淬火而存在加工應(yīng)力會(huì)形成張口變形，存在淬火應(yīng)力的會(huì)形成縮口變形。如果加工路徑?jīng)]有選擇好，工件變形會(huì)夾斷鉬絲。
解決方法是對(duì)于未淬火存在加工應(yīng)力的工件，應(yīng)在坯料上鉆出凸模外形起點(diǎn)的穿絲孔，選擇夾壓工件的位置在*后一條程序處。對(duì)于存在淬火應(yīng)力的工件，經(jīng)3次以上回火，使工件達(dá)到*小應(yīng)力和穩(wěn)定金相組織目的，同時(shí)也要選擇正確的加工路徑。采取以上控制方法如果效果不理想，可選擇重復(fù)切割工藝，用多次切割釋放完殘余應(yīng)力后，*后完成成型切割。
有些工件因內(nèi)部夾渣，其夾渣物質(zhì)一般是導(dǎo)電率較低的氧化物，在放電切割的過程中由于沒有與金屬組織同時(shí)熔化，而凸顯出來拉斷電極絲。如曾加工一批H13模具鋼時(shí)遇到過夾渣情況，處理方法是在功率???數(shù)量不變的情況下，增大一擋脈寬和脈間，將進(jìn)給速度降至原速度1/3后，切割2~3mm將規(guī)準(zhǔn)復(fù)原，利用電火花的放電溫度將夾渣物氣化，效果不錯(cuò)。工模具加工中，線切割工藝一般安排在*后，前面工序中如磨削加工，會(huì)在工件中產(chǎn)生剩磁，線切割加工時(shí)，切縫中的金屬或氧化物不易排除，造成放電穩(wěn)定性變差，引起斷絲，可在線切割加工前退磁。
五、快走絲線切割機(jī)床斷絲故障控制方法 結(jié)論
對(duì)快走絲線切割機(jī)床的斷絲故障，找出相應(yīng)對(duì)策，可以有效控制斷絲率，使每次繞絲后能保證穩(wěn)定加工8000~l0000mm2不斷絲，提高了機(jī)床的使用效率和加工精度。當(dāng)然造成斷絲故障的原因還有許多，需要機(jī)床生產(chǎn)和使用單位共同努力，不斷提高機(jī)床的技術(shù)水平，完善綜合加工工藝。