浅议快走丝电火花线切割机断丝产生的原因

鹿双岭（华东理工大学 艺术设计与传媒学院，上海 201424）

浅议快走丝电火花线切割机断丝产生的原因

鹿双岭
（华东理工大学 艺术设计与传媒学院，上海 201424）

快走丝电火花线切割机以其独特的加工能力和较高的性价比在模具制造领域得到了广泛的应用，但断丝问题给加工过程带来了一定的影响。本文分析了快走丝电火花线切割机使用过程中容易产生断丝的几个原因，这有助于我们及时排除机器故障，保证加工制造的顺利进行。

快走丝 电火花线切割机 断丝

1 引言

电火花线切割加工是将不间断的脉冲性放电施加于电极丝和工件之间，利用放电时产生的高温将金属局部瞬时融化和气化，并把熔融的电蚀物抛离金属表面，从而对金属进行切割。电火花线切割机床易于加工复杂、精密和高硬度工件，特别是薄壁、窄缝工件，因此，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中占有极其重要的地位。电火花线切割机床可分为慢走丝和快走丝，快走丝电火花切割机床因其较高的性价比得到了迅速发展，并在许多机械生产领域发挥了重要的作用。

断丝是线切割加工中的常见故障，断丝会使加工过程停顿，因为一旦断丝，一方面穿丝麻烦，另一方面由于一般不可以在断丝的地方进行穿丝，必须使穿丝点退出工件区域，这样才可重新进行穿丝及切割，这样势必会影响加工件的加工精度及质量；另外一方面，断丝也会造成电极丝的大量浪费，增加制造成本。因此，仔细分析线切割过程中断丝产生的原因，有助于我们排除故障，提高加工的质量和精度。我们以江苏某厂生产的 型线切割机为例（电极丝采用钼丝），根据使用过程中的一些体会，讨论一下其可能产生断丝的原因，并提出了相应的解决办法。

2 电火花线切割机断丝产生的原因

2.1 钼丝的原因

（1）钼丝的直径。钼丝的粗细会影响钼丝的张力，进而影响运行过程中的抖动程度。新钼丝较粗，张力较大，因而运行时抖动程度较小，同时在切割工件时产生的缝隙相对较大，这样一方面便于工作液的进入，从而增强润滑与冷却作用，另一方面有利于金属碎屑的排出，减少对钼丝的干扰程度。随着加工工件的增多，钼丝会产生损耗从而逐渐变细，这时钼丝的张力变小，同时受残留碎屑的影响，钼丝的抖动程度会变大，增加了断丝的风险，因此，平时应留意钼丝的损耗程度，当钼丝变细时应及时更换，以减少因钼丝变细造成的断丝情况。

（2）钼丝的松紧程度。钼丝的松紧会影响钼丝内应力的大小，进而影响运行过程中的抖动程度。如果钼丝旋的太松，在运行过程中会产生抖动造成断丝，旋得太紧则会使钼丝的内应力增大，当钼丝作反向运动时会由于惯性力量过大产生断丝，因此钼丝的旋紧程度应大小合适，当钼丝使用一段时间后，会由于拉伸作用使内应力减小，这时应适当旋紧钼丝以减少抖动现象。

2.2 工件的原因

（1）工件的厚度。工件的厚度会影响钼丝运行时的抖动程度和排屑能力。较厚的工件会减少钼丝运行过程中的抖动程度，但是工件过厚会使工作液进入困难，从而影响冷却和润滑效果，更重要的是随着工件的变厚，金属碎屑的排出变得困难，这不但会增加钼丝的抖动程度，而且会加剧钼丝的磨损情况，因此从整体来说，工件变厚会增加钼丝的断丝风险。解决办法是在加工较厚工件时采用较洁净的工作液以加速排屑能力，同时可以适当的增加脉冲间隙。

（2）工件的安装及洁净程度。工件的安装情况会影响工件的固定程度。如果工件安装不合适产生松动，会造成钼丝抖动从而断丝。工件的洁净程度也会影响钼丝的磨损情况，如果工件表面粗糙或者生锈，则会导致放电不正常，钼丝就会空转，加剧钼丝的磨损，因此为减少断丝的风险，在加工过程中，既要保证工件安装的牢固，又要保证工件的洁净程度。

2.3 导丝机构的原因

线切割机的导丝机构是由贮丝筒、线架（由导电块构成）和导轮组成。

（1）贮丝筒。储丝筒在电动机的正、反转带动下，通过丝架及导轮，完成钼丝的往复直线运动，如果储丝筒制造质量不合格，内外圆不同轴心，则会运转不稳定，出现叠丝和电极丝振动现象，从而产生断丝。储丝筒绕线不均也易导致断丝，高速走丝机构的储丝筒在转动时，还要进行相应的轴向移动，在保证储丝筒运转平稳，无不正常振动现象的同时，还要求储丝筒每转一转时的轴向位移与电极的直径相适应，即电极丝的直径要小于储丝筒每转一转时的轴向位移，否则走丝时会产生叠丝现象而引起断丝。贮丝筒后端的限位开关挡块要调整好，避免贮丝筒冲出限位行程而断丝。换向挡块应能使贮丝筒在换向后不久即能停机，防止贮丝筒因惯性超程而冲坏传动件及拉断钼丝。

（2）线架和导轮。对于线架部分，应保证钼丝与导电块接触良好，否则高频电源负极无法与钼丝接通或接触不良，造成钼丝在运行中断丝，若导电块因磨损而产生沟槽时，钼丝也容易抖动引起断丝。导轮的制造精度和安装精度将直接影响钼丝的工作状态和工作寿命，它的跳动和窜动会引起电极丝的振动和摆动，从而在加工中使电极丝有处于偏短路状态，引起断丝，机床在使用一段时间后，如果有明显痕迹或沟槽，出现明显窜动，说明导轮和轴承磨损厉害，应该更换。

2.4 皂化液的原因

皂化液是切割机在工作过程中，在钼丝与工件之间喷入的具有绝缘性能的工作液，具有冷却功能，还能随时排出电蚀物。皂化液长时间使用后，颜色会变黑，电蚀产物增多，会导致电极丝和工件之间产生二次放电，会破坏电蚀过程的稳定性，直接导致断丝，因此在线切割加工时，要经常保持皂化液的清洁，并且皂化液使用到一定时间后，必须更换新的皂化液。同时还应注意皂化液的喷射状态，完善的冷却系统应能保证冷却液进入电极丝与工件之间的缝隙，这样才能起到有效的冷却作用，并及时带走电蚀产物，从而保证火花放电的持续进行，若冷却系统不正常，极易把电极丝烧断，因此，加工前要仔细检查上下冷却嘴是否堵塞，如果发现不通畅，就应取下及时清洗。

2.5 电参数

用户应根据工件材料、工件厚度、电极丝直径及对加工表面粗糙度的要求等条件，合理选择线切割机床相应的电参数，并根据使用情况及时作出相应的调整，以防止断丝发生。

（1）脉冲电源电压。脉冲电源产生一连串的脉冲电压，施加到工

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件电极和钼丝电极上，脉冲电源电压增大会引起放电峰值电流和电加工问隙的增大，从而使排屑变易，提高了切割速度，但间隙过大易造成电极丝振动，加工不稳定性增加，容易断丝。如果脉冲电压不稳，放电电流也就不稳定，从而容易产生断丝，为了保证加工过程稳定，线切割机床应该配备稳压器。

（2）脉冲间隔。加工时应根据工件的材质、厚度及表面粗糙度要求选择合适的脉冲间隔，一般情况下，脉冲间隔不能太小，否则脉冲间隙能量集中容易产生短路，不利于冷却和电蚀物的排出，脉冲间隔也不能过大，否则将影响加工零件的表面精度、加工速度。在具体加工过程中，当工件较厚，同时表面粗糙度越大，则脉冲间隔应适当增大，以利于电蚀物的排出，以保证切割的稳定性。

3 结语

快走丝电火花线切割机以其较高的性价比得到了广泛的应用，通过以上分析，我们了解了快走丝电火花线切割机使用过程中容易产生断丝的几个原因，这有助于我们及时排除机器故障，保证加工制造的顺利进行。

［1］王锋，张罡.数控电火花线切割加工断丝原因分析及处理［J］.制造业自动化，2011，33（13）:62-64.

［2］冯金玉.电火花线切割机断丝故障与处理［J］.河南科技学院学报:自然科学版，2013，2:107-108.

［3］周新民.高速电火花线切割机断丝原因及预防［J］.本钢技术，2011，6:38-40.

［4］谢冬和.电火花线切割机断丝原因的研究［J］.制造技术与机床，2012，10:24-26.

鹿双岭（1982—），男，实验师，研究方向：产品设计与实验室管理。