電火花線切割加工中常見的問題研究

熊 達

（武漢職業技術學院，湖北 武漢 430074）

1 電火花線切割加工中斷絲問題

電火花線切割加工中出現斷絲，是較為常見的現象。按照電火花線切割加工流程來進行劃分，斷絲情況可以分為切割加工開始時斷絲、切割加工過程中斷絲、切割加工結束時斷絲、空運轉時斷絲等情況。

1.1 切割加工開始時斷絲

此種情況主要是工件表面有毛刺和氧化皮、沒噴工作液、開始切入時電流過大或速度過快、導輪軸承磨損造成抖絲、電極絲張力不一致導致的局部抖動等因素引起的斷絲。針對這一情況，其對應的解決方法是：其一，去除工件表面的毛刺和氧化皮。其二，切割前對管路及工作液水泵進行檢修。其三，調整速度，注意開始切入時速度要慢。其四，選擇合適的加工電流。其五，對磨損的導輪與軸承進行更換，并調整電極絲的張力。

1.2 切割加工過程中斷絲

此種情況的主要原因包括脈沖電源電參數有誤、工件熱處理不當導致工件變形夾斷電極絲、導電塊有凹痕卡斷電極絲、工作液問題，以及電極絲本身質量存在問題等因素造成斷絲。其針對性的解決策略為：其一，選用高質量電極絲。其二，調整脈沖電源電參數，使其符合切割要求。其三，完善工件熱處理，確保材質均勻無應力。其四，更換符合要求的導電塊。其五，合理配置工作液。

1.3 切割加工結束時斷絲

此種情況主要是由于工件材料變形，夾斷電極絲導致。針對性的解決策略是，制定正確的切割線路，避免變形、工件下落撞斷電極絲等情況。同時，在整個切割過程中，可運用磁鐵或夾子固定工件，從而避免工件下落。

1.4 空運轉時斷絲

針對空運轉造成斷絲的情況，首先要對電極絲進行檢查，避免出現疊絲的狀況。其次，要檢查儲絲筒轉動的情況［2］。最后，還要對導電塊進行檢測，看其是否出現溝痕。

2 電火花線切割加工中精度問題

2.1 工藝參數影響加工精度

1）電參量影響加工精度，電參量是指高頻脈沖電源的變量參數，包括電源電壓、脈沖峰值，以及脈沖寬度和頻率等［4］。電火花的放電加工中，若脈沖能量過大，將會導致蝕量變大，其凹坑會響應變大，工件表面粗糙度由此惡化造成精度控制問題。可以說，改變脈沖電源的相關參數，無論是一個參數，還是多個參數，都會造成對精度的影響。所以必須根據具體情況和加工需求，調整參數變量關系，通過合理調整脈沖電源參數，促進加工精度的提高。

2）非電參量的精度影響，此類主要包括走絲速度問題、電極絲張力問題、電極絲粗細問題、工件厚度問題及工作液問題等五個方面造成的影響。其一，走絲速度問題。走絲速度若太快，會使得加工工件表面粗糙度變大，這時既容易降低精度，也容易出現斷絲。其二，電極絲張力問題。當電極絲張力比較大時，電極絲不僅容易頻繁斷裂，還會影響加工質量。針對這一問題，需要根據電極絲材料和直徑，來確定電極絲張力［5］。其三，電極絲粗細問題。電極絲若過細，承受電路就小，不利于切割中的排屑，最終影響加工表面粗糙度。而電極絲若過粗，會造成蝕量過大，影響加工精度。因此，要根據加工條件和加工需求，調整電極絲的粗細。其四，工件厚度問題。若工件過薄，容易引起電極絲抖動，而若工件太厚，工作液則較難進入放電間隙。這兩個方面都會影響加工精度。因此需要根據工件加工厚度，調整加工速度，使其符合精度要求。其五，工作液問題。工作液的質量和電阻率，會影響加工精度。工業液作為一種放電加工介質，其特性直接影響到加工過程，需要根據不同加工特點進行選擇和配置。

2.2 機床自身影響加工精度

機床自身的品質也是影響電火花線切割精度的重要因素之一。機床剛度、加工電源、伺服系統、發熱元、熱平衡，以及控制系統等，都會對加工精度造成影響。因此機床應該確保以下幾點：一是機床的本身沒有發熱源；二是機床的剛度足夠；三是機床有較好的平衡；四是機床的伺服系統能夠按照精確指令移動；五是其系統控制具備良好的自我修正能力。為了滿足機床的上述要求，許多廠家也做出了相應調整。

1）引入精加工電源，通過引入精加工電源，可以控制機床進行毫秒級的高頻窄脈沖，能較好的控制工件表面粗糙度［6］。

2）優化機床的設計工作，在機床設計方面，采用了高剛性機械結構，如焊接鋼板、密烘鑄鐵等。另外，設計上將機床與數控裝置、電源等部分分開，設備上采用工作液系統，有效降低了對機床溫度的影響，提高了加工精度。

3）提升工作臺移動的控制精度，利用PLC編程控制器，促進伺服的自動化控制，并通過電機脈沖驅動器來實現計數，從而保證整個了工作臺移動的精準度控制。

2.3 拐角加工工藝的影響

粗加工中，在脈沖放電和工作液壓力作用下，電極絲容易出現彎曲，電極絲就會滯后于上下導電器。這時，若進行拐角加工，就容易在拐角處造成塌角，對加工精度造成影響。而在精加工中，當進入拐角處時，由于尖角處的電場集中，容易產生集中放電的情況，造成外角過度切削或者尖角邊界不齊整。

因此，為避免塌角，需要根據工件加工角度，運用針對性的加工措施。特別是內角處，可設置暫停程序，通過導向器暫停來等候電極絲，從而達到消除延遲，避免塌角的目的［7］。