生產中電火花數控線切割鉬絲過快耗損原因分析

蔣承定,黃 芳

(湖北生態工程職業技術學院，湖北 武漢 430200)

1 引言

線切割加工是線電極電火花加工的簡稱，是電火花加工的一種，其基本原理是被切割的工件作為工件正電極，鉬絲作為工作負電極，脈沖電源通過導電塊發出一連串的矩形脈沖電壓，加到工件電極和工作電極上。鉬絲與工件之間施加足夠的具有一定絕緣性能的工作液。當鉬絲與工件的距離小到一定程度時，在脈沖電壓的作用下，工作液被擊穿，在鉬絲與工件之間形成瞬間放電通道，產生瞬時高溫(最高可達10000 ℃)，使金屬局部熔化甚至汽化而被蝕除下來。若工作臺帶動工件不斷進給，就能切割出按PC軟件畫出所需要的形狀。由于運絲筒帶動鉬絲交替作正、反向的高速移動，鉬絲在加工中被電腐蝕量較小。在實際生產中普遍存在鉬絲過快耗損的情況，其中既有人為因素也有設備自身缺陷因素，生產中金屬鉬絲的耗損雖然很小，但是如果在鉬絲的選擇、參數設置及日常維護不當等都會造成加快鉬絲的耗損出現燒絲、斷絲。鉬絲過快耗損既影響生產效率也被動提高了生產成本，現就以下方面論述鉬絲過快的耗損的原因。

2 線切割鉬絲及線切割乳化膏的選擇不當

(1)沒有選擇符合GBT 4182-1997企業生產的金屬鉬絲。因純鉬絲制品顯示出某些性能的不足，極大地限制了其使用范圍和使用效果，為了提高鉬絲的使用壽命；國家規定了鉬絲需加入鋯、鈦等合金材料，以提高鉬絲的抗拉強度，減少斷絲，提高鉬絲的再結晶溫度，擴大鉬絲的使用溫度范圍，延長鉬絲的壽命。市場上有的生產企業為降低生產成本沒有按國家標準執行生產，如果使用了這類企業生產的鉬絲就會過快斷絲。另外沒有用完的鉬絲存放不當，潮濕空氣腐蝕鉬絲后造成斷絲，所以鉬絲應存放在通風干燥的地方。

(2)線切割專用切削液的選擇不符合Q/ZJRX001-2004產品標準。乳化液配比濃度未按說明書的范圍控制，不易過淡也不宜過濃。水質未使用自來水，使用井水和雨水都會加快鉬絲的耗損。

3 參數設置不合理

正確合理選擇脈沖電源電參數，在切割加工時，可以提高加工工藝指標和加工的穩定性。穩定性越好則鉬絲的使用壽命越長。參數設置主要包括，空載電壓、脈沖寬度、脈沖間隙、短路電流峰值、跟蹤等。

(1)加工速度隨著空載電壓、短路峰值電流、脈沖寬度、脈沖頻率的增大而提高。也就是說加工速度隨加工電流增加而提高，選擇加工時不宜使短路峰值電流超過2.5A,造成燒絲、斷絲。

(2)沒有根據需要加工工件的材料性質、工件厚度、切割工藝要求合理選擇脈沖電源參數、加工工藝的指標和加工的穩定性不夠。在調節電參數時，電流表指針擺動過大，脈沖間隙過短都容易造成燒絲、斷絲。

(3)切割加工時進給速度和電腐蝕速度不夠協調，欠跟蹤，或跟蹤過緊。欠跟蹤使加工經常處于開路狀態，電流表指針晃動大，步進電機走步不均勻，容易造成斷絲，過緊跟蹤容易發生短路燒絲。

(4)參數設置好后，加工進行時改變電參數，造成各參數瞬間波動值過大發生燒絲、斷絲，如要改變參數必須待機床換向或停止機床高頻脈沖電源輸出時再做調整，否則容易造成斷絲。

(5)根據平時加工時的參數設置提供一些相關參數僅供參考(表1)。

表1 加工的參數設置

注:材料必須是Cr12 硬度：HRC60-65

4 操作順序和加工工藝選擇不當

在生產中很多時候因為沒有按操作說明書進行順序操作，或選擇加工路徑不當造成燒絲、斷絲，以及被加工工件切除部分墜落砸斷鉬絲的情況屢見不鮮，大至可分為如下幾種原因。

(1)開機時沒有按照開機-開運絲-開水泵-開脈沖電源選擇參數-開啟控制機進入加工狀態來操作。在脈沖電源沒有停止的情況下，開啟運絲筒，造成短路燒絲斷絲，加工結束沒有先關水泵，再關運絲的順序操作。

(2)加工時，工件未固定牢固被加工件移動造成斷絲。

(3)加工厚工件時沒有將被切除部分用吸鐵石固定，造成墜落砸斷正在工作的或已經停止工作的鉬絲。

(4)加工時，工藝路線和加工余量未留足，造成被加工工件斷開墜落砸斷鉬絲。

(5)加工薄件時絲架上導輪和下導輪間隔距離過大，鉬絲跳動大造成斷絲。

(6)加工中移動工件工具時碰斷鉬絲。

5 日常維護不及時

(1)在更換新鉬絲時安裝在上下導輪和導電塊上的鉬絲，在運絲筒上出現疊絲現象未及時發現，鉬絲過松或過緊都容易造成斷絲，新鉬絲收緊后應空運轉5 min左右，讓鉬絲拉應力受力均勻，可以有效提高鉬絲的使用壽命。

(2)切削液過濾網選擇過大(建議使用是10 μm濾網)，設備連續工作100 h未更換切削液，切削液雜質過多造成短路燒絲。

(3)導電塊上的金屬微粒未及時清洗，造成對地短路燒絲，導電塊被磨損后形成溝槽夾住鉬絲使鉬絲受力過大造成斷絲。

(4)噴水嘴出現水流不暢未能及時冷卻鉬絲造成鉬絲與工件間發生短路燒絲、斷絲。

(5)運絲筒和傳動電機的同步輪、同步帶磨損過大，使絲桿的移動和鉬絲移動不同步造成疊絲后斷絲，絲筒左右兩端一端鉬絲過緊超過鉬絲抗拉強度而斷絲。

(6)線切割設備導輪軸承出現損壞跳動過大未及時更換，使鉬絲運行時跳動大造成斷絲。

(7)鉬絲在工作一段時間后出現拉伸，運絲筒和導輪間的鉬絲出現松動未及時收緊造成跳動過大斷絲。