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慢走丝线切割加工工艺及操作技巧 慢走丝线切割机床应用广泛而又重要，在塑料模、精密多工位级进模的生产加工过程中，能保证得到良好的尺寸精度，直接影响模具的装配精度、零件的精度以及模具的使用寿命等。由于加工工件精度要求高，因此在加工过程中若有一点疏忽，就会造成工件报废，同时也会给模具的制造成本和加工周期带来负面影响。1.在从事慢走丝切割机床编程与操作加工过程中，结合多年的生产实践，针对加工过程中所出现的变形问题及遇到的困难，总结了几点工艺处理方法和加工操作方案(使用的是+GF+公司系列慢走丝线切割机床，加工精度为±0.003mm，选用99.9%黄铜电极丝，浸入式去离子水冷却)。 2 凸模加工工艺 凸模在模具中起着很重要的作用，它的设计形状、尺寸精度及材料硬度都直接影响模具的冲裁质量、使用寿命及冲压件的精度。在实际生产加工中，由于工件毛坯内部的残留应力变形及放电产生的热应力变形，故应首先加工好穿丝孔进行封闭式切割，尽可能避免开放式切割而发生变形(。如果受限于工件毛坯尺寸而不能进行封闭形式切割，对于方形毛坯件，在编程时应注意选择好切割路线(或切割方向)。切割路线应有利于保证工件在加工过程中始终与夹具(装夹支撑架)保持在同一坐标系，避开应力变形的影响。夹具固定在左端，从葫芦形凸模左侧，按逆时针方向进行切割，整个毛坯依据切割路线而被分为左右两部分。由于连接毛坯左右两侧的材料越割越小，毛坯右侧与夹具逐渐脱离，无法抵抗内部残留应力而发生变形，工件也随之变形。若按顺时针方向切割，工件留在毛坯的左侧，靠近夹持部位，大部分切割过程都使工件与夹具保持在同一坐标系中，刚性较好，避免了应力变形。一般情况下，合理的切割路线应将工件与夹持部位分离的切割段安排在总的切割程序末端，即将暂停点(Bridge)留在靠近毛坯夹持端的部位。 下面着重分析一下硬质合金齿形凸模的切割工艺处理。一般情况下，凸模外形规则时，线切割加工常将预留连接部分(暂停点，即为使工件在第1次的粗割后不与毛坯完全分离而预留下的一小段切割轨迹线)留在平面位置上，大部分精割完毕后，对预留连接部分只做一次切割，以后再由钳工修磨平整，这样可减少凸模在慢走丝线切割上的加工费用。硬质合金凸模由于材料硬度高及形状狭长等特点，导致加工速度慢且容易变形，特别在其形状不规则的情况下，预留连接部分的修磨给钳工带来很大的难度。因此在慢走丝线切割加工阶段可对工艺进行适当的调整，使外形尺寸精度达到要求，免除钳工装配前对暂停点的修磨工序。由于硬质合金硬度高，切割厚度大，导致加工速度慢，扭转变形严重，大部分外形加工及预留连接部分(暂停点)的加工均采取4次切割方式且两部分的切割参数和偏移量(Offset)均一致。第1次切割电极丝偏移量加大至0.5—0.8mm，以使工件充分释放内应力及完全扭转变形，在后面3次能够有足够余量进行精割加工，这样可使工件最后尺寸得到保证。具体的工艺分析如下： (1)预先在毛坯的适当位置用穿孔机或电火花成形机加工好Φ1.0—Φ1.5mm穿丝孔，穿丝孔中心与凸模轮廓线间的引入切割线段l长度选取3—5mm。 (2)凸模的轮廓线与毛坯边缘的宽度应至少保证在3—5mm。 (3)为后续切割预留的连接部分(暂停点)应选择在靠近工件毛坯重心部位，宽度选取为凸模的轮廓线的5%-10%。 (4)为补偿扭转变形，将大部分的残留变形量留在第1次粗割阶段，增大偏移量至0.2—0.5mm。后续的3次采用精割方式，由于切割余量小，变形量也变小了。 (5)大部分外形4次切割加工完成后，将工件用压缩空气吹干，再用酒精溶液将毛坯端面洗净，凉干，然后用粘结剂或液态快干胶(通常采用502快干胶水)将经磨床磨平的金属薄片粘牢在毛坯上，再按原先4次的偏移量切割工件的预留连接部分(注意：切勿把胶水滴进下水嘴或滴到工件的预留连接部分上，以免造成不导电而不能加工)。 3 凹模板加工中的变形分析 在线切割加工前，模板已进行了冷加工、热加工，内部已产生了较大的残留应力，而残留应力是一个相对平衡的应力系统，在线切割去除大量废料时，应力随着平衡遭到破坏而释放出来。因此，模板在线切割加工时，随着原有内应力的作用及火花放电所产生的加工热应力的影响，将产生不定向、无规则的变形，使后面的切割吃刀量厚薄不均，影响了加工质量和加工精度。 针对此种情况，学习淘宝创业故事。对精度要求比较高的模板，通常采用4次切割加工。第1次切割将所有型孔的废料切掉，取出废料后，再由机床的自动移位、自动穿丝功能，完成第2次、第3次、第4次切割。切割第1次，取废料→切割第1次，取废料→切割第1次，取废料→……→切割第1次，取废料→……切割第2次→切割第2次→……→切割第3次→切割第4次→……切割第3次→切割第4次，加工完毕。这种切割方式能使每个型孔加工后有足够的时间释放内应力，能将各个型孔因加工顺序不同而产生的相互影响、微量变形降低到最小程度，较好地保证模板的加工尺寸精度。但是这样加工时间太长，机床易损件消耗量大，增加了模板的制造成本。另外机床本身随加工时间的延长及温度的波动也会产生蠕变。因此，根据实际测量和比较，模板在加工精度允许的情况下，可采用第1次统一加工取废料不变，而将后面的2、3、4次合在一起进行切割(即切割第2次后，不移位、不剪丝紧接着割第3、4次)，或省去第4次切割而做3次切割。这样切割完后经测量，形位尺寸基本符合要求。初步估算一下，型孔之间的移位、穿丝、剪丝、上水、下水等均按1min计算。采用这种切割方法，加工1块有100个型孔的模板，每次将会节省大约9h的加工时间，切割4次共节省大约30h，这样对使用费用昂贵的慢走丝线切割机床来说，既提高了生产效率，又降低费用消耗，因此也降低了模板的制造成本。 4 凹模板型孔小拐角的加工工艺 由于选用的切割丝直径越大，切割出的型孔拐角半径也越大。当模板型孔的拐角半径要求很小时(如R0.07—R0.10mm)，则必须换用细丝(如Φ0.10mm)。但是相对粗丝而言，细丝加工速度较慢，且费用昂贵(大多需进口丝)。如果将整个型孔都用细丝加工，就会延长加工时间，造成浪费。经过仔细比较和分析，可以采取先将拐角半径适当增大，用粗丝切割所有型孔达到尺寸要求，再更换细丝统一修割所有型孔的拐角达到规定尺寸。 下面是矩齿形凹模板(内拐角半径为R0.07mm)的线切割加工工艺。 (1)先用Φ0.20mm切割丝加工模板型孔至要求尺寸，内拐角部分加工至R0.15mm。 (2)更换Φ0.10眼膜和Φ0.10mm细丝。 (3)重新丝垂直校正。 (4)重新找正中心。 (5)修改图形圆角半径，重新编程，避开其它型孔轮廓线，将型孔的拐角半径修整为R0.07mm。 5 多型孔凹模、固定板、卸料板的加工顺序 多型孔凹模、固定板、卸料板考虑到各个型孔在加工过程中受残留应力及加工热力影响而产生的微量变形，因此在实际生产中采用型孔加工顺序一致的方法保证其型孔位置变形的一致性，从而保证了凹模、固定板、卸料板型孔的同轴度。 慢走丝线切割机床加工精度高、功能强，但加工成本高，若要充分发挥机床的作用，创造好的经济效益，必须对工件进行合理的加工工艺分析和技术性能分析，充分了解机床的结构性能以及熟练掌握机床的操作技能，合理选用水参数和电参数，减少加工过程中的断丝情况，在实践中不断总结经验教训，这样才能最大限度地发挥机床的潜力，提高生产效率。 慢走丝线切割加工工件表面质量的改善与提高 电火花线切割机按切割速度可分为快走丝和慢走丝两种，由于快走丝线切割机所加工的工件表面粗糙度一般在Ra=1.25～2.5μm范围内，而慢走丝线切割机所加工的工件表面粗糙度通常可达到Ra=0.16μm，且慢走丝线切割机的圆度误差、直线误差和尺寸误差都较快走丝线切割机好很多，所以在加工高精度零件时，慢走丝线切割机得到了广泛应用。 由于慢走丝线切割机是采取线电极连续供丝的方式，即线电极在运动过程中完成加工，因此即使线电极发生损耗，也能连续地予以补充，故能提高零件加工精度。但电火花线切割机工作时影响其加工工作表面质量的因素很多，特别是慢走丝线切割机更需要对其有关加工工艺参数进行合理选配，才能保证所加工工件的表面质量。 改善线切割加工工件表面质量的措施与方法 在分析影响电火花线切割加工工作表面质量的相关因素之前，必须先了解电火花切割加工时在线电极与工件之间存在的疏松接触式轻压放电现象。通过多年观察研究发现：你看开店8月赚6W的创业故事！。当柔性电极丝与工件接近到通常认为的放电间隙(例如8～10μm)时，并不发生火花放电，甚至电极丝已接触到工件，从显微镜中已看不到间隙时，也常常看不到火花，只有当工件将电极丝顶弯并偏移一定距离(几微米到几十微米)时才发生正常的火花放电。此时线电极每进给1μm，放电间隙并不减少1μm，而是电极丝增加一点线间张力，而工作则增加一点侧向压力，显然，只有电极丝和工件之间保持一定的轻微接触压力后才能形成火花放电。据此认为：在电极丝和工件之间存在着某种电化学产生的绝缘薄膜介质，当电极丝和工件接触时因其在不停运动，移动摩擦使该绝缘薄膜介质减薄到可被击穿的程度才会发生火花放电。 由于在加工时放电力总是将电极丝推向与它前进方向相反的方向，因此这个力将是造成电极丝滞后的主要因素。除以上因素外，对线切割加工质量有直接影响的因素主要涉及人员、设备、材料等方面。为了改善加工工件表面质量，可以从影响最大的人为因素、机床因素和材料因素等3方面来考虑对加工质量的控制方式和改进方法。 1.人为因素的控制与改善主要包括加工工艺的确定和加工方法的选择，这可以通过以下几点来实现： (1)实施少量多次加工。对于这个量，一般由机床的加工参数决定，根据使用瑞士制造的慢走丝线割机的经验，除第1次加工外，加工量一般是由几十微米逐渐递减到几个微米，特别是加工次数较多的最后一次，加工量应较小，即几个微米，以至加工次数越多工件的表面质量越好。由于减少线切割加工时材料的变形可以有效提高加工工件表面质量，因而应采用少量、多次切割方式。在粗加工或半精加工时可留一定余量，以补偿材料因原应力平衡状态被破坏所产生的变形和最后一次精加工时所需的加工余量，这样当最后精加工时 即可获得较为满意的加工效果。少量、多次切割可使加工工件具有单次切割不可比拟的表面质量，是控制和改善加工工件表面质量的简便易行的方法和措施。 (2)合理安排切割路线。该措施的指导思想是尽量避免破坏工件材料原有的内部应力平衡，防止工件材料在切割过程中因在夹具等作用下，由于切割路线安排不合理而产生显著变形，致使切割表面质量下降。 (3)正确选择切割参数。对于不同的粗、精加工，其丝速、丝的张力和喷流压力应以参数表为基础作适当调整，为了保证加工工件具有更高的精度和表面质量，可以适当调高线切割机的丝速和丝张力，虽然制造线切割机床的厂家提供了适应不同切割条件的相关参数，但由于工件的材料、所需要的加工精度以及其他因素的影响，使得人们不能完全照搬书本上介绍的切割条件，而应以这些条件为基础，根据实际需要作相应的调整。例如若要加工厚度为27mm的工件，则在加工条件表中找不到相当的情况，这种条件下，必须根据厚度在20mm～30mm间的切割条件和相应补尝量作出调整，主要办法是：加工工件的厚度接近哪一个标准厚度就选择其为应设定的加工厚度，而补偿量则根据加工工件的实际厚度，与表中标准厚度的差值，按比例选取。 (4)采用距离密着加工。为了使工件达到高精度和高表面质量，可以采用密着加工，即应使上喷嘴与工件的距离尽量靠近(约0.05～0.10mm)，这样就可以避免因上喷嘴离工件较远而使线电极振幅过大影响加工工件的表面质量。 (5)注意加工工件的固定。当加工工件行将切割完毕时，其与母体材料的连接强度势必下降， 此时要防止因加工液的冲击使得加工工件发生偏斜，因为一旦发生偏斜，就会改变切割间隙，轻者影响工件表面质量，重者使工件切坏报废，所以要想办法固定好被加工工件。 2.影响线切割加工工件表面质量的机床因素的控制与改善 慢走丝电火花线切割机属于高科技和高精度机床，机床的维护保养非常重要，因为加工工件的高精度和高质量是直接建立在机床的高精度基础上的，因此在每次加工之前必须检查机床的工作状态，才能为获得高质量的加工工件提供条件。需注意的环节和应采取的措施如下： (1)长期暴露在空气中的电极丝不能用于加工高精度的零件，因为电极丝表面若已被氧化，就会影响加工工件的表面质量，所以保管电极丝时应注意不要损坏电极丝的包装膜，以免电极丝与空气接触而被氧化，在加工前，必须检查电极丝的质量。另外，电极丝的张力对加工工件的表面质量也有很大的影响，加工表面质量要求高的工件，应在不断丝的前提下尽能提高电极丝的张力。 (2)慢走丝线切割机一般采用去离子水做工作液。火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行，工作液的绝缘性能可使击穿后的放电通道压缩，从而局限在较小的通道半径内火花放电，形成瞬时和局部高温来熔化并气化金属，放电结束后又迅速恢复放电间隙成为绝缘状态。绝缘性能太低，将产生电解而形不成击穿火花放电；绝缘性能太高，则放电间隙小，排屑难，切割速度降低。一般电阻率应在5×10, 4～10×104cm，加工前必须观察电阻率表的显示，特别是机床刚起动时，往往会发现电阻率不在这个范围内，这时不要急于加工，让机床先运转一段时间达到所要的电阻率时才开始正式加工。为了保证加工精度，有必要提高加工液的电阻率，当发现水的电阻率不再提高时，应更换离子交换树脂。再者必须检查与冷却液有关的条件，检查加工液的液量，还应检查过滤压力表。当加工液从污浊横向清洗槽逆向流动时则需要更换过滤器，以保证加工液的绝缘性能、洗涤性能、冷却性能达到要求。 (3)必须检查导电块的磨损情况。慢走丝线切割机一般在加工了50～100h后就必须考虑改变导电块的切割位置或者更换导电块，有脏污时需用洗涤液清洗。必须注意的是：当变更导电块的位置或者更换导电块时，必须重新校正丝电极的垂直度，以保证加工工件的精度和表面质量。 (4)检查滑轮的转动情况，若转动不好则应更换，还必须仔细检查上、下喷嘴的损伤和脏污程度，用清洗液清除脏物，有损伤时需及时更换。还应经常检查贮丝筒内丝的情况，装得太满会影响丝的畅通运行，使加工精度受到影响。此外，导电块、滑轮和上、下喷嘴的不良状况还会引起线电极的振动，这时即使加工表面能进行良好的放电，但因线电极振动，加工表面也很容易产生波峰或条纹，最终引起工件表面粗糙度变差。 (5)保持稳定的电源电压。电源电压不稳定会造成电极与工件两端不稳定，听听加气块单价 。从而引起击穿放电过程不稳定而影响工件的表面质量。 3.影响线切割加工工件表面质量的材料因素的控制与改善 为了加工出尺寸精度高、表面质量好的线切割产品，必须对所用工件材料进行细致考虑，这主要应从以下几方面着手： (1)由于工件材料不同，熔点、气化点、导热系数等都不一样，因而即使按同样方式加工，所获得的工件表面质量也不相同，因此必须根据实际需要的表面质量对工件材料作相应的选择。例如要达到高精度，就必须选择硬质合金类材料，而不应该选不锈钢或未淬火的高碳钢等，否则很难实现所需要求。 (2)由于工件材料内部残余应力对加工的影响较大，在对热处理后的材料进行加工时，由于大面积去除金属和切断加工会使材料内部残余应力的相对平衡受到破坏，从而可能影响零件的加工精度和表面质量。为了避免这些情况，应选择锻造性好、淬透性好、热外理变形小的材料。 (3)加工过程中应将各项参数调到最佳适配状态，以减少断丝现象。因为发生断丝的地方会出现两次放电，使加工工件表面质量下降。另外在加工过程中还应注意倾听机床发出的声音，正常加工的声音应为很光滑的“哧-哧”声。还应注意正常加工时的火花应是蓝色的，而不是红色的。此外，正常加工时，机床的电流表、电压表的指针应是稳定不动或者振幅很小，此时进给速度均匀而且平稳，是线切割加工工件获得高精度和高质量的保证。 影响电火花线切割加工工件表面质量的因素很多，但只要对其进行系统的分析和科学的分类，就可以对这类复杂而且零乱的因素进行控制与调配，从而改善和提高工件的精度和表面质量。 线切割加工工艺标准 圆顶针孔： 1. Φ2.5mm以上的快走丝加工,单边放大0.01mm~0.015mm。 2. Φ2.5mm以下的慢走丝加工(含Φ2.5mm)。(夏米尔Φ1.0mm以上Φ2.5mm以下的线割四刀,单边缩小0.002mm。 Φ1.0mm以下的(含Φ1.0mm)线切割四刀,单边放大0.002mm。阿奇Φ1.0mm以上Φ2.5mm以下的线割三刀,单边放大0.003mm。阿奇Φ1.0mm以下的(含Φ1.0mm)线割四刀,实数加工。) 扁顶针孔： 夏米尔慢走丝全部线割四刀,单边缩小0.002mm。阿奇慢走丝全部线割三刀,单边放大0.003mm。 前模仁： 1.带锥度镶件孔全部由慢走丝加工,单边放大0.005mm,线割三刀。(夏米尔机线割四刀,单边缩小0.004mm。 阿奇机线割三刀,实数加工。) 后模仁： 1 直身镶件孔(大小在2.5mm以下)慢走丝加工,单边放大0.01mm,线割三刀。 2 带锥度孔慢走丝加工,单边放大0.005mm,线割三刀。 3 排气缸孔慢走丝加工,实数加工,线割二刀。 镶件 带锥度镶件,慢走丝加工,实数加工.(注意,镶件头尾部必须高出1mm至2mm)。第一刀单边放大0.01mm加工。第二刀头部单边放大0.01mm加工,中间部分和尾部留0.1mm余量加工。 慢走丝线切割断丝现象及对策 断丝机理： 一般认为断丝主要是由于电火花放电集中引起电极丝温度过高而熔断，这点与检测到的断丝先兆是一致的。因此从热传导理论研究电极丝的温度分布成为研究断丝机理的主要途径。研究结果表明：断丝前的热载荷超过平均值；脉冲宽度和丝径大小对丝温的影响大；热对流系数对丝温的影响大，冲液的状态对避免断丝十分重要；焦耳热和丝振的作用可以相对忽略。 对于等能量脉冲电流电源，研究表明断丝有两个重要先兆：1，火花放电频率短时间内突然上升，由于放电频率过高使电极丝局部温度过高，进而导致断丝；2，正常火花几率下降，异常火花几率逐渐上升也是断丝的先兆。由于丝损上升，电极丝变细最终被拉断。加工过程中工件厚度的突变是引起放电集中的主要原因之一。因此需要在线检测工件厚度的变化，调整相应的工艺参数，控制电极丝的进给速度和放电频率，在不断丝的情况下得到较佳的切割速度。 由于断丝先兆持续时间短，防断丝的实时控制较高，因此控制参数的选择十分重要。在线切割加工中，脉冲间隔放大，会使放电间隙电蚀产物排除的时间增加，能有效改善放电集中现象，使断丝发生的机会大大降低，因此脉冲间隔成为防断控制的首选控制参数。 一、与电极丝相关的断丝因素 1、 电极丝材料特性 电极丝要求具有良好的放电特性和高抗拉强度，因此选用以含锌量低（10％）的黄铜作内芯，含锌量高的黄铜作涂层的电极丝正好满足线切割的要求。电极丝选用名牌钼丝，精度高，抗拉力大，质量好。对电极丝做低温处理也是降低断丝几率的措施之一。 在加工过程中电极丝承载放电能力的大小由电极丝丝径大小决定，所以丝径大小直接影响断丝率，因此在加工中应根据实际需要，选择直径大小适当、涂层表面光滑、没有氧化斑点或经过低温处理的高速切割电极丝，从而减少断丝。 2、 丝张力和丝振动 低速走丝电火花切割加工中，在电极丝强度极限下维持尽可能高和稳定的张力，可使粗加工时丝在放电爆炸力下维持最小的滞后弯曲而不会断丝。合适的张力能有效减小丝的振动幅度，在加工过程中使丝保持稳定。 3、电极丝移动速度 由于线切割加工中的电极丝直径较小（一般为0.1~0.3mm），若电极丝移动过慢，电极丝上的某一点可能产生多次放电，使得这一点的蚀除量过大，在丝张力和火花放电的爆炸力作用下很易断丝。所以在丝允许一点连续放电次数的条件下，要结合工件厚度，根据放电频率调节丝速。粗加工和精加工的放电频率不一样，走丝速度也不一样。如电极丝直径小、工件厚、粗加工，而且要求放电频率高，则丝速相对要快些。实际加工中，可参考低速走丝电火花切割机所配的工艺数据库所给出的电极丝移动速度。 4、导电块 导电块多用银钨合金做成，导电性好且耐磨。在加工过程中，导电块和移动着的电极丝一直保持接触，从而导致导电块磨损。一般低速走丝电火花切割机中用的导电块应及时检查，将其卸下，用清洗液清洗掉上面粘着的脏物，若磨损严重可换个位置或更新导电块。 5、废丝处理 低速走丝电火花切割加工是单向走丝，加工中会产生大量废丝。废丝如不及时取出，易在极间产生附加电容，并且有可能与加工区域的电极丝直接导通，从而产生能量集中释放，引起断丝甚至短路，以至无法正常加工，因此废丝落下时要及时取出。目前高档机床都有废丝自动处理装置。处理方式有两种：一是把切丝装置放在废丝排除口；二是把断丝装置安装在加工头，切断的废丝用冲出管道排除。 二、 与工作液相关的断丝因素 目前低速走丝电火花切割大多用纯净水和蒸馏水，廉价无污染。使用工作液主要有两个作用：绝缘和冷却。因此工作液应该有良好的吸热、传热和散热功能。 当工作液的性能变差，意味着工作液中存在的杂质离子大大增加，工作液的介电性能明显降低。一方面会造成由介质粒子构成的导电桥导致的接触放电概率增加；另一方面，由于工作液的导电性能增加，使得加工间隙增大，此时的加工波形特征是一连串几乎没有开路和击穿延时的放电脉冲。这时输入到加工间隙的能量密度非常大，极易造成断丝。此时必须更换工作液。 放电过程中产生的加工屑也是造成断丝的因素之一。有加工屑搭桥而成，或两极上相对突出的尖点偶尔相遇而形成的微短路状态具有较大的接触电阻。由于电极丝运动，这种微短路很容易被拉开形成火花放电。故此时脉冲电源输入到加工间隙的能量密度远大于正常加工时，使得电极丝的黏着部位产生脉冲能量集中释放，导致电极丝产生裂纹，从而可能造成断丝，因此加工过程中必须冲走这些微粒。为了有效的冲走固体微粒，在没有工件几何形状的限制时，还应尽量选择密着加工，使水冲进割缝，更好的改善冲刷状况。若喷水的方向不准确也易断丝。因为喷水方向不准，工作液无法喷入切割逢，电极丝不能够冷却，使得电极丝局部温度突然升高，引起烧丝。喷水位置应以水柱包住电极丝为好，并且上下喷水压力要相当。 三、与伺服控制相关的断丝因素 伺服进给速度应与工件的蚀除速度保持一定关系，即保持加工间隙为一定值。因为当伺服速度超过蚀除速度，就会出现频繁的短路现象，同时增大了断丝的可能性；反之，伺服速度过慢，两极见偏于开路，加工过程中也会因开路而短路，使切割速度降低，表面粗糙值增大。所以伺服应均匀、稳定的进给，避免爬行，超调量要小，传动刚度应高，传动链中不得有明显间隙，抗干扰能力要强。放电加工的频率很高，而且放电间隙的状态瞬息万变，要求进给调节系统根据间隙状态的微弱信号能相应的快速调节。因此整个过程中的不灵敏区、时间常数、可动部分的惯性要求要小，放大倍数应足够，过度过程应短。 四、与脉冲电源相关的断丝因素 1、主要电参数影响 （1）脉冲宽度 脉冲宽度是单个脉冲能量的决定因素之一。由实验可知脉冲宽度增加，单个脉冲放电能量增加，切割速度逐渐提高，但当脉冲宽度超过某一范围时，散失在工件和电极间的放电脉冲能量增多，反而削弱了蚀除作用。同时由于电蚀产物的抛出作用不会随脉冲宽度的增加而显著提高，这必然使短路的几率增加，切割速度减小，甚至断丝。另外由于单脉冲能量的增大会使电动丝振动加强从而降低工件的表面质量，增大表面粗糙值，断丝也经常发生。 （2）脉冲间隔 实验表明，脉冲间隔对切割速度影响很大。在工作液恢复极间绝缘性的条件下，可适当减小脉冲间隔，使单位时间内放电次数增多，从而提高切割速度。由于脉宽及单个脉冲能量不变，故对工件表面粗糙度影响不明显。但如果脉冲间隔过小，工作区的介质来不及恢复到绝缘状态，放电产物也不能被及时排除，会使加工状态不稳定，增加工作区短路的几率，极易引起断丝。 2、脉冲电源控制策略影响 由于低速走丝电火花切割加工是高频放电切割（脉冲宽度50ns~2微秒，脉冲间隔1~15微秒），对单个脉冲能量的在线控制较难，但是利用现代高新技术目前已研究出此种电源，使加工效率飞速提高，并有效防止了断丝和烧弧。如瑞士夏米尔公司，在ROBOFIL240/440机床基础上开发的“CLEAN CUT”（CC）新型脉冲电源，其最大峰值电流可达1200A，最大击穿电压也提高了25%，在粗加工中，最大切割速度达到了400 mm2/min。这么高的峰值电流，能稳定、高效率地切割而没有断丝，就在于它采用了笮脉宽精确的单个放电脉冲能量控制技术。该电源除了有效的逐个脉冲检测，还采用了PILOT-EXPERT专家系统极好的控制了集中放电的能量，从而在防止断丝的同时也解决了局部过热的问题。 脉冲电源中另一个防断丝技术就是粗加工中气相抛出。所谓气相抛出加工即放电加工中，利用热膨胀和局部微爆炸，把熔化、汽化的工件材料以气相抛出。气相抛出同时带走大量能量，不仅工件受热影响大大降低，电极丝受热也大大减少，不会因瞬间过热和骤冷产生微观裂纹，从而有效的防止了断丝。 五、造成断丝的其他因素 断丝还有其他因素，比如工件的材质。线切割时为了减少断丝不同的材质应选用相应的加工参数。 1、走丝速度 走丝速度的快慢直接影响电极丝在加工区的逗留时间和放电次数，从而影响电极丝的损耗。由于线切割加工中的电极丝直径较小，若电极丝移动过慢，电极丝上某一点可能产生多次放电，使得这一点的蚀除量过大，在丝张力和火花放电的爆破力作用下极易断丝。另外，提高电热丝的走丝速度，可使工作液容易被带到狭笮的加工间隙，加强对电极丝的冷却，将电蚀产物带出间隙之外。但走丝速度过高将会使电极丝振动加大，也容易断丝，并使加工表面精度降低，表面粗糙值增大。所以在电极丝允许一点连续放电次数的条件下，要结合工件厚度，根据放电频率正确调节走丝速度。 2、进给速度 理想的线切割应该是进给速度跟踪其线加工速度，进给过快，超过工件可能的蚀除速度，容易造成频繁短路，切割速度反而慢，工件表面粗糙度也较差，上、下端面切缝呈焦黄色，甚至可能断丝。进给过慢，滞后于工件可能的蚀除速度，则容易造成频繁开路，过跟踪和欠跟踪都是造成加工不稳定的直接因素，容易引起断丝，影响表面加工质量。 3、进给精度 要实现理想的跟踪进给，必须提高进给控制系统的性能并人工调节较佳的进给量。导丝机构的精度将直接影响电极丝的走丝质量，精度低会引起走偏、振动，进而造成断丝。 线切割机的导丝机构主要是由贮丝筒、线架和导轮组成。当导丝机构的精度下降时，会引起贮丝筒的径向跳动和轴向窜动。径向跳动会使电极丝的张力减小，造成丝松，严重的会使丝从导轮槽中脱出拉断。轴向窜动会使排丝不均，产生叠丝现象。如果线架刚性差，运动时会产生振动和摆动，不但影响精度还会引起断丝。 4、电极丝的材料及直径 电极丝材料有铜、钨、钼、钨钼合金等，钨钼合金电极丝W20Mo和W50Mo，其寿命较钼丝约提高20%~30%，断丝现象明显减少。为减少断丝可优先选用钨钼合金电极丝，因为钨的延伸率、抗张力以及熔点都比钼适合线切割的需要。对于慢走丝，高生产率时可采用0.12~0.30mm的镀锌黄铜丝，允许较大的峰值电流。如果电极丝张力能保持均匀，振动较小，加工稳定，工件精度与表面粗糙度就相应比较好，电极丝寿命也比较长。 5、切割路线 若按正常加工，切割完第一道工序，继续加工时由于原来的主要连接部位已被割离，余下的材料与夹持的部分连接较少，工件刚度大为减低，已产生变形而导致断丝。一般情况下，最好将工件与其夹持部分分割的线段安排在切割总程序的末端。因此从工艺上考虑，应考虑制作合理的工艺孔、槽，以便于应力对称、均匀、分散的释放，凸模及凹模应采用封闭切割。 凹模板加工： 1、凹模板加工首选内孔皆先统一开粗去废料加工(宜先割大孔)，再精修（即内孔统一进行N次精修）。 凸模加工： 1、凸模加工首选封闭式切割，先做好穿丝孔进行，尽可能避免开放式切割而发生变形。 2、尽量不做无线头加工（无导电胶的情况下），预留边能磨的尽量磨，普通胶水粘得在好也有些微变形（因为工件预留边在切断时有二次放电，即使更为弱水进退刀也一样有明显二次放电痕迹）！ 3、对没平面又不规则的凸模，尽可能预留边留量一刀切，然后做一夹具返修预留边，在进退刀时进行园弧进退刀，进退刀时工艺更改为弱水，那么就基本可以做到预留边与工件无接线痕。 凹模镶件加工： 1、凹模镶件加工首选内孔外形皆先开粗，再依次精修内孔和外形，这样即可防止工件切割变形。 超高工件加工： 1、H100mm以上的高工件加工首选直径较粗的切割丝（0.3mm或0.25mm）并使用拐角保护功能。 (责任编辑：admin) |
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