如今，隨著慢走絲相對(duì)于快走絲的種種優(yōu)勢(shì)被人們逐漸發(fā)現(xiàn)及認(rèn)識(shí)，加工高精度零件時(shí)慢走絲線切割機(jī)得到了廣泛應(yīng)用。 

 

電火花線切割按切割速度可分為快走絲和慢走絲，由于快走絲所加工的工件表面粗糙度一般在Ra=1.25~2.5微米范圍內(nèi)，而慢走絲可達(dá)Ra＝0。16微米，且慢走絲切割機(jī)的固定誤差、直線誤差和尺寸誤差都較快走絲好，所以加工高精度零件時(shí)慢走絲線切割機(jī)得到了廣泛應(yīng)用。 

 

由于慢走絲是采取線電極連續(xù)供絲的方式，即線電極在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中完成加工，因此即使線電極發(fā)生損耗，也能連續(xù)的予以補(bǔ)充，故能提高零件加工精度，但電火花線切割的斷絲卻成為這些優(yōu)勢(shì)的障礙，解決此問(wèn)題十分必要。 

 

斷絲機(jī)理： 

 

一般認(rèn)為斷絲主要是由于電火花放電集中引起電極絲溫度過(guò)高而熔斷，這點(diǎn)與檢測(cè)到的斷絲先兆是一致的。因此從熱傳導(dǎo)理論研究電極絲的溫度分布成為研究斷絲機(jī)理的主要途徑。研究結(jié)果表明：斷絲前的熱載荷超過(guò)平均值；脈沖寬度和絲徑大小對(duì)絲溫的影響大；熱對(duì)流系數(shù)對(duì)絲溫的影響大，沖液的狀態(tài)對(duì)避免斷絲十分重要；焦耳熱和絲振的作用可以相對(duì)忽略。 

 

對(duì)于等能量脈沖電流電源，研究表明斷絲有兩個(gè)重要先兆：1，火花放電頻率短時(shí)間內(nèi)突然上升，由于放電頻率過(guò)高使電極絲局部溫度過(guò)高，進(jìn)而導(dǎo)致斷絲；2，正?；鸹◣茁氏陆?，異常火花幾率逐漸上升也是斷絲的先兆。由于絲損上升，電極絲變細(xì)最終被拉斷。K.P.Rajurkar等指出加工過(guò)程中工件厚度的突變是引起放電集中的主要原因之一。因此需要在線檢測(cè)工件厚度的變化，調(diào)整相應(yīng)的工藝參數(shù)，控制電極絲的進(jìn)給速度和放電頻率，在不斷絲的情況下得到較佳的切割速度。 

 

由于斷絲先兆持續(xù)時(shí)間短，防斷絲的實(shí)時(shí)控制較高，因此控制參數(shù)的選擇十分重要。在線切割加工中，脈沖間隔放大，會(huì)使放電間隙電蝕產(chǎn)物排除的時(shí)間增加，能有效改善放電集中現(xiàn)象，使斷絲發(fā)生的機(jī)會(huì)大大降低，因此脈沖間隔成為防斷控制的首選控制參數(shù)。 

 

一、與電極絲相關(guān)的斷絲因素 

 

1、 電極絲材料特性 

 

電極絲要求具有良好的放電特性和高抗拉強(qiáng)度，因此選用以含鋅量低（10％）的黃銅作內(nèi)芯，含鋅量高的黃銅作涂層的電極絲正好滿足線切割的要求。電極絲選用名牌鉬絲，精度高，抗拉力大，質(zhì)量好。對(duì)電極絲做低溫處理也是降低斷絲幾率的措施之一。美國(guó)俄亥俄州一家公司用－2000C低溫下冷卻24H的電極絲與沒(méi)做低溫處理的電極絲作對(duì)比，結(jié)果前者斷絲概率比后者低了30％。 

 

在加工過(guò)程中電極絲承載放電能力的大小由電極絲絲徑大小決定，所以絲徑大小直接影響斷絲率，因此在加工中應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要，選擇直徑大小適當(dāng)、涂層表面光滑、沒(méi)有氧化斑點(diǎn)或經(jīng)過(guò)低溫處理的高速切割電極絲，從而減少斷絲。 

 

2、 絲張力和絲振動(dòng) 

 

低速走絲電火花切割加工中，在電極絲強(qiáng)度極限下維持盡可能高和穩(wěn)定的張力，可使粗加工時(shí)絲在放電爆炸力下維持最小的滯后彎曲而不會(huì)斷絲。合適的張力能有效減小絲的振動(dòng)幅度，在加工過(guò)程中使絲保持穩(wěn)定。 

 

3、電極絲移動(dòng)速度 

 

由于線切割加工中的電極絲直徑較?。ㄒ话銥?.1~0.3mm），若電極絲移動(dòng)過(guò)慢，電極絲上的某一點(diǎn)可能產(chǎn)生多次放電，使得這一點(diǎn)的蝕除量過(guò)大，在絲張力和火花放電的爆炸力作用下很易斷絲。所以在絲允許一點(diǎn)連續(xù)放電次數(shù)的條件下，要結(jié)合工件厚度，根據(jù)放電頻率調(diào)節(jié)絲速。粗加工和精加工的放電頻率不一樣，走絲速度也不一樣。如電極絲直徑小、工件厚、粗加工，而且要求放電頻率高，則絲速相對(duì)要快些。實(shí)際加工中，可參考低速走絲電火花切割機(jī)所配的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)所給出的電極絲移動(dòng)速度。 

 

4、導(dǎo)電塊 

 

導(dǎo)電塊多用銀鎢合金做成，導(dǎo)電性好且耐磨。在加工過(guò)程中，導(dǎo)電塊和移動(dòng)著的電極絲一直保持接觸，從而導(dǎo)致導(dǎo)電塊磨損。一般低速走絲電火花切割機(jī)中用的導(dǎo)電塊應(yīng)及時(shí)檢查，將其卸下，用清洗液清洗掉上面粘著的臟物，若磨損嚴(yán)重可換個(gè)位置或更新導(dǎo)電塊。 

 

5、廢絲處理 

 

低速走絲電火花切割加工是單向走絲，加工中會(huì)產(chǎn)生大量廢絲。廢絲如不及時(shí)取出，易在極間產(chǎn)生附加電容，并且有可能與加工區(qū)域的電極絲直接導(dǎo)通，從而產(chǎn)生能量集中釋放，引起斷絲甚至短路，以至無(wú)法正常加工，因此廢絲落下時(shí)要及時(shí)取出。目前高檔機(jī)床都有廢絲自動(dòng)處理裝置。處理方式有兩種：一是把切絲裝置放在廢絲排除口；二是把斷絲裝置安裝在加工頭，切斷的廢絲用沖出管道排除。

 

 二、 與工作液相關(guān)的斷絲因素 

 

目前低速走絲電火花切割大多用純凈水和蒸餾水，廉價(jià)無(wú)污染。使用工作液主要有兩個(gè)作用：絕緣和冷卻。因此工作液應(yīng)該有良好的吸熱、傳熱和散熱功能。 

 

當(dāng)工作液的性能變差，意味著工作液中存在的雜質(zhì)離子大大增加，工作液的介電性能明顯降低。一方面會(huì)造成由介質(zhì)粒子構(gòu)成的導(dǎo)電橋?qū)е碌慕佑|放電概率增加；另一方面，由于工作液的導(dǎo)電性能增加，使得加工間隙增大，此時(shí)的加工波形特征是一連串幾乎沒(méi)有開(kāi)路和擊穿延時(shí)的放電脈沖。這時(shí)輸入到加工間隙的能量密度非常大，極易造成斷絲。此時(shí)必須更換工作液。 

 

放電過(guò)程中產(chǎn)生的加工屑也是造成斷絲的因素之一。有加工屑搭橋而成，或兩極上相對(duì)突出的尖點(diǎn)偶爾相遇而形成的微短路狀態(tài)具有較大的接觸電阻。由于電極絲運(yùn)動(dòng)，這種微短路很容易被拉開(kāi)形成火花放電。故此時(shí)脈沖電源輸入到加工間隙的能量密度遠(yuǎn)大于正常加工時(shí)，使得電極絲的黏著部位產(chǎn)生脈沖能量集中釋放，導(dǎo)致電極絲產(chǎn)生裂紋，從而可能造成斷絲，因此加工過(guò)程中必須沖走這些微粒。為了有效的沖走固體微粒，在沒(méi)有工件幾何形狀的限制時(shí)，還應(yīng)盡量選擇密著加工，使水沖進(jìn)割縫，更好的改善沖刷狀況。若噴水的方向不準(zhǔn)確也易斷絲。因?yàn)閲娝较虿粶?zhǔn)，工作液無(wú)法噴入切割逢，電極絲不能夠冷卻，使得電極絲局部溫度突然升高，引起燒絲。噴水位置應(yīng)以水柱包住電極絲為好，并且上下噴水壓力要相當(dāng)。 

 

三、與伺服控制相關(guān)的斷絲因素 

 

伺服進(jìn)給速度應(yīng)與工件的蝕除速度保持一定關(guān)系，即保持加工間隙為一定值。因?yàn)楫?dāng)伺服速度超過(guò)蝕除速度，就會(huì)出現(xiàn)頻繁的短路現(xiàn)象，同時(shí)增大了斷絲的可能性；反之，伺服速度過(guò)慢，兩極見(jiàn)偏于開(kāi)路，加工過(guò)程中也會(huì)因開(kāi)路而短路，使切割速度降低，表面粗糙值增大。所以伺服應(yīng)均勻、穩(wěn)定的進(jìn)給，避免爬行，超調(diào)量要小，傳動(dòng)剛度應(yīng)高，傳動(dòng)鏈中不得有明顯間隙，抗干擾能力要強(qiáng)。放電加工的頻率很高，而且放電間隙的狀態(tài)瞬息萬(wàn)變，要求進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)間隙狀態(tài)的微弱信號(hào)能相應(yīng)的快速調(diào)節(jié)。因此整個(gè)過(guò)程中的不靈敏區(qū)、時(shí)間常數(shù)、可動(dòng)部分的慣性要求要小，放大倍數(shù)應(yīng)足夠，過(guò)度過(guò)程應(yīng)短。