由于高速走絲線切割加工走絲速度快,且是單雙向往復(fù)運動,因此斷絲是普遍存在的一個問題。本文就高速走絲斷絲的原因作了全面的分析和研究,并提出了相應(yīng)的預(yù)防和解決措施。
斷絲原因及預(yù)防
1 電極絲的因素
(1) 電極絲的材質(zhì)。在高速走絲電火花線切割加工中,其電極絲通常采用鉬絲,并要求有較好的導(dǎo)電性和韌性。因為好的導(dǎo)電性,單位長度的電阻小,否則,消耗極絲電阻上的能量多,加工電源輸送到間隙的能量少,消耗在電極絲上的能量多,電極絲發(fā)熱,易斷絲;韌性差,則在頻繁的急熱急冷變化中也易斷絲。另外,電極絲的質(zhì)量要保證,如表面粗糙度較小,尺寸精度較高,否則,在加工時,電極絲也容易斷絲。
(2)電極絲的直徑。電極絲的粗細是影響斷絲的一個重要原因,通常盡可能在滿足加工要求條件下,選擇較粗的電極絲。若電極絲直徑過小,則承受電流小,切縫也窄,不利于排屑和穩(wěn)定加工,斷絲的可能性較大。另外,較粗的電極絲,可提高電極絲的張力,減少電極絲的抖動,不易斷絲。因此,當(dāng)電極絲使用損耗 到一定程度時,要及時更換電極絲,以免電極絲太細而斷絲。
2 送絲機構(gòu)的因素
送絲機構(gòu)引起的電極絲的斷絲主要由送絲機構(gòu)中的導(dǎo)輪、導(dǎo)電塊、檔絲塊等零部件的安裝不當(dāng)或磨損以及電極絲的松緊不適所致。
(1)導(dǎo)輪、導(dǎo)電塊、檔絲塊等零部件安裝要正確,間隙要合適,轉(zhuǎn)動要靈活,導(dǎo)輪不允許有較大的徑向跳動或軸向竄動,電極絲不允許疊繞或夾絲,要減少電極絲抖動,提高電極絲運動精度,否則,容易造成電極絲的斷絲。另外,要經(jīng)常清洗有關(guān)的零部件,消除污垢;導(dǎo)輪、導(dǎo)電塊等零件磨損到一定程度時,要注意更 換。
(2)電極絲的松緊不適極易引起斷絲。電極絲上絲、緊絲是線切割的一個重要環(huán)節(jié),直接影響電極絲的張力,過松,電極絲張力過小,抖動過大,易斷絲,且影響工件質(zhì)量和切割速度;過緊,電極絲張力過大,也容易斷絲。因此,電極絲的松緊要合適,當(dāng)進行孔或端面加工時,在zui初放電位置時,很容易斷絲,此時的 張緊力可略小些,工作一段時間以后,再對電極絲的松緊進行調(diào)節(jié),并使張緊力達到穩(wěn)定狀態(tài)。
3 工件的因素
高速走絲電火花線切割加工工藝對工件材質(zhì)和尺寸有一定的要求。
(1)鍛造性能好、淬透性好、熱處理變形小、表面質(zhì)量好的材料適合于線切割。有夾層和夾碴或切割表面粗糙的工件,由于氧化殘存物不導(dǎo)電,凸凹不平,會導(dǎo)致斷絲、燒絲或使工件表面出現(xiàn)深痕,嚴重時,造成工件報廢。因此在線切割加工前,應(yīng)清除殘存物,用油石將工件表面銼平,并選擇適當(dāng)?shù)碾妳?shù),以免斷 絲。
(2)工件太薄或薄板疊加的工件,容易斷絲。工件薄,工作液容易進入并充滿放電間隙,對排屑和穩(wěn)定加工有利,但電極絲易產(chǎn)生抖動,或由于工件割開部分錯位變形,造成夾絲,以致斷絲。因此,若要切割薄板工件,則要采用較粗的電極絲或選擇合理的電參數(shù),如提高電源脈沖幅值、加大脈沖寬度等方法,使火花間 隙加大,從而防止斷絲。另外,工件過厚,排屑條件變差,也容易導(dǎo)致電極斷絲。
4 電參數(shù)的因素
高速走絲電火花線切割加工中, 電參數(shù)的合理選擇十分重要。
(1)選用時,要兼顧加工速度、表面粗糙度及穩(wěn)定性。一般,參數(shù)強,加工速度快,但表面粗糙度大,也容易斷絲。所以在選擇電參數(shù)時,必須綜合考慮加工件的工藝要求、加工精度、粗糙度的大小以及工件厚度等因素,以獲得較滿意的加工效果。
(2)切割預(yù)置進給速度的調(diào)節(jié),對切割速度、加工精度和表面質(zhì)量的影響很大。預(yù)置進給速度調(diào)的太快,超過工件可能的蝕除速度,會出現(xiàn)頻繁的短路現(xiàn)象,切割速度反而慢,表面粗糙度也差,上下斷面切縫呈焦黃色,甚至可能斷絲;反之,進給速度調(diào)的太慢,大大落后于工件的蝕除速度,極間將偏于開路,有時會 時而開路,時而短路,加工表面也發(fā)焦呈淡褐色,工件上下端面也有過燒現(xiàn)象。因此,預(yù)置進給速度要適宜,即工件的蝕除速度與進給速度相當(dāng),如此,加工表面細而亮,絲紋均勻,表面粗糙度好、精度高。
(3)變頻跟蹤調(diào)節(jié)不當(dāng)也是造成斷絲的一個重要原因,因為跟蹤過快,容易形成短路和電極絲張力加大進而造成斷絲。實際調(diào)整時可通過電流表指針的穩(wěn)定性判斷,指針擺動越穩(wěn)定越好。如果指針穩(wěn)定情況不好,盡可能使指針往0位方向波動。
5 工作液的因素
高速走絲電火花線切割加工中,工作液是脈沖放電的介質(zhì),對加工的影響很大。工作液一般要求有一定的絕緣性能、較好的洗滌性能、較好的冷卻性能和對環(huán)境無污染,對人體無危害。工作液的配置也相當(dāng)重要,太濃、太淡時,均會引起斷絲,—般水液濃度比均在1:10—1:20范圍內(nèi)。切割速度要求高或大厚度工件切割時,濃度適當(dāng)?shù)托@樣加工比較穩(wěn)定,且不易斷絲。但工作液濃度也不能太低,否則將使工作液絕緣性能降低,電阻率減小,冷卻能力增強,從而降低了對 工件的潤滑作用,不利于排屑,也容易斷絲。為保證工作液通道無阻塞,工作液流量的大小也應(yīng)適當(dāng)控制,一般在切割完畢時,因工件被切割段在工作液液力作用下產(chǎn)生下垂,切割部位脫落,電極絲極易被夾斷,此時應(yīng)使工作液保持一定的壓力和流量,及時把腐蝕物排出,從而防止斷絲現(xiàn)象的產(chǎn)生。切割鋁、銅等軟性材料時, 特別是在切割材料比較厚的情況下,為了提高加工效率和表面光潔度,減少斷絲現(xiàn)象,可采用一些冷卻液,也有利于環(huán)境保護。
6 操作使用的因素
高速走絲電火花線切割加工中,為了地加工出符合要求的工件,對操作人員也有一定的要求。操作人員要正確地理解圖樣的各項技術(shù)要求。工作液要及時 更換,保持一定的清潔度,保證上、下噴嘴不阻塞、流量合適。電極絲校準(zhǔn)垂直,工件裝夾正確。合理選用脈沖電源參數(shù),加工不穩(wěn)定時要及時調(diào)整變頻進給速度等。切換功能鍵時,切勿在加工過程中進行,以免開關(guān)接觸不良造成短路或引起電極絲燒傷,以至斷絲。在切割完畢時,切除部位會在重力的作用下墜落,電極絲極 易被夾斷,可采用磁鐵吸附、夾板夾持等方法及時固定,避免斷絲。