线切割放电加工基本原理

线切割放电加工基本原理 一 电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称 1943年，苏联学者拉扎连科夫妇研究发明电火花加工，之后随着脉冲电源和控制系统的改进，而迅速发展起来。最初使用的脉冲电源是简单的电阻 50年代初，改进为电阻 电容等回路。同时，还采用脉冲发电机之类的所谓长脉冲电源，使蚀除效率提高，工具电极相对损耗降低。随后又出现了 大功率电子管、闸流管等高频脉冲电源，使在同样表面粗糙度条件下的生产率得以提高。 60年代中期，出现了晶体管和可控硅脉冲电源，提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗，并扩大了粗精加工的可调范围。 到 70年代，出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲和可调波形脉冲等电源，在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具电极损耗等方面又有了新的进展。在控制系统方面，从最初简单地保持放电间隙，控制工具电极的进退，逐步发展到利用微型计算机，对电参数和非电参数等各种因素进行适时控制。 进行电火花加工时，工具电极和工件分别 接脉冲电源的两极，并浸入工作液中，或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。 在放电的微细通道中瞬时集中大量的热能，温度可高达一万摄氏度以上，压力也有急剧变化，从而使这一点工作表面局部微量的金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中，迅速冷凝，形成固体的金属微粒，被工作液带走。这时在工件表面上便留下一个微小的凹坑痕迹，放电短暂停歇，两电极间工作液恢复绝缘状态。 紧接着，下一个脉冲电压又 在两电极相对接近的另一点处击穿，产生火花放电，重复上述过程。这样，虽然每个脉冲放电蚀除的金属量极少，但因每秒有成千上万次脉冲放电作用，就能蚀除较多的金属，具有一定的生产率。在保持工具电极与工件之间恒定放电间隙的条件下，一边蚀除工件金属，一边使工具电极不断地向工件进给，最后便加工出与工具电极形状相对应的形状来。因此，只要改变工具电极的形状和工具电极与工件之间的相对运动方式，就能加工出各种复杂的型面。 工具电极常用导电性良好、熔点较高、易加工的耐电蚀材料，如铜、石墨、铜钨合金和钼等。在加工过程中，工具电极也有损 耗，但小于工件金属的蚀除量，甚至接近于无损耗。工作液作为放电介质，在加工过程中还起着冷却、排屑等作用。常用的工作液是粘度较低、闪点较高、性能稳定的介质，如煤油、去离子水和乳化液等。 按照工具电极的形式及其与工件之间相对运动的特征，可将电火花加工方式分为五类：利用成型工具电极，相对工件作简单进给运动的电火花成形加工；利用轴向移动的金属丝作工具电极，工件按所需形状和尺寸作轨迹运动，以切割导电材料的电火花线切割加工；利用金属丝或成形导电磨轮作工具电极，进行小孔磨削或成形磨削的电火花磨削；用于加工螺纹环规、螺纹塞规 、齿轮等的电火花共轭回转加工；小孔加工、刻印、表面合金化、表面强化等其他种类的加工。 电火花加工能加工普通切削加工方法难以切削的材料和复杂形状工件；加工时无切削力；不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷；工具电极材料无须比工件材料硬；直接使用电能加工，便于实现自动化；加工后表面产生变质层，在某些应用中须进一步去除；工作液的净化和加工中产生的烟雾污染处理比较麻烦。 电火花加工的主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工 各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具 二 线切割放电加工以 钼丝、 铜线 等 作为工具电极 ， 在 钼丝、 铜线 等电极 与铜钢或超硬合金等被加工物材料之间施加 60300 并保持 550 间隙中充满煤油纯水等绝缘介质 ，使电极与被加工物之间发生火花放电 ， 并彼此被消耗 、 腐蚀 通过 伺服机构执行 ， 使这种放电现象均匀一致 ， 从而达到加工物被加工 ， 使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品 。 为了在 2个电极之间产生电火花 ， 这 2个电极之间的电压必须高于 间隙 (电极 击穿电压取决于 ： 1) 电极和工件之间的距离 ； 2) 电介液的绝缘能力 (水质比电阻 )； 3) 间隙的污染状况 (腐蚀废物 )。 放电首先在电场最强的点发生 ， 这是个复杂的过程；自由正离子和电子在场中积累 ， 很快形成一个被电离的导电通道；在这个阶段 ， 两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞 ， 形成一个等离子区 ， 并很快升高到 8000到 12000度的高温 ， 在两导体表面瞬间熔化一些材料 ， 同时 ， 由于电极和电介液的汽化 ， 形成一个气泡 ， 并且它的压力规则上升直到非常高；然后电流中 断 ， 温度突然降低 ，引起气泡内向爆炸 ， 产生的动力把溶化的物质抛出弹坑 ， 然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体 ， 并被电介液排走；对于电极及工件腐蚀对不对称的问题 ， 主要取决于电极热传导性 ， 材料的熔点 ,持续时间以及放电密度 ， 发生在电极上称作损耗 ， 发生在工件上称作去除材料 . 三 电火花数控线切割加工的过程中主要包含下列三部分内容 (如图 : （ 1）电极丝与工件之间的脉冲放电。 （ 2）电极丝沿其轴向 (垂直或 作走丝运动。 （ 3）工件相对于电极丝在 X、 图 a 电火花线切割加工原理图 机电专业技术网 (1)电火花线切割加工时电极丝和工件之间的脉冲放电 电火花线切割时电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极。在正负极之间加上脉冲电源，当来一个电脉冲时，在电极丝和工件之间产生一次火花放电，在放电通道的中心温度瞬时可高达 10000C 以上，高温使工件金属熔化，甚至有少量气化，高温也使电极丝和工件之间的工作液部分产 生气化，这些气化后的工作液和金属蒸气瞬间迅速热膨胀，并具有爆炸的特性。这种热膨胀和局部微爆炸，将熔化和气化了的金属材料抛出而实现对工件材料进行电蚀切割加工。通常认为电极丝与工件之间的放电间隙在 右，若电脉冲的电压高，放电间隙会大一些。 为了电火花加工的顺利进行，必须创造条件保证每来一个电脉冲时在电极丝和工件之间产生的是火花放电而不是电弧放电。首先必须使两个电脉冲之间有足够的间隔时间，使放电间隙中的介质消电离，即使放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道处间隙中介质的绝缘强度，以免总 在同一处发生放电而导致电弧放电。一般脉冲间隔应为脉冲宽度的 4 倍以上。 为了保证火花放电时电极丝不被烧断，必须向放电间隙注人大量工作液，以便电极丝得到充分冷却。同时电极丝必须作高速轴向运动，以避免火花放电总在电极丝的局部位置而被烧断，电极丝速度约在 710m/s 左右。高速运动的电极丝，还有利于不断往放电间隙中带入新的工作液，同时也有利于把电蚀产物从间隙中带出去。 电火花线切割加工时，为了获得比较好的表面粗糙度和高的尺寸精度，并保证电极丝不被烧断，应选择好相应的脉冲参数，并使工件和钼丝之间的放 电必须是火花放电，而不是电弧放电。 (2)电火花线切割加工的走丝运动 为了避免火花放电总在电极丝的局部位置而被烧断，影响加工质量和生产效率。在加工过程中电极丝沿轴向作走丝运动。走丝原理如图 b 所示。钼丝整齐地缠绕在储丝筒上，并形成一个闭合状态，走丝电机带动储丝筒转动时，通过导丝轮使钼丝作轴线运动。 图 b 走丝机构原理图 (3)X、 Y 坐标工作台运动 工件安装在上下两层的 X、 Y 坐标工作台上，分别由步进电动机驱动作数控运动。工件相对于电极丝的运动轨迹，是由线切割编程所决定的。 图 c 上层工作台的传动示意图 高速线切割加工的断丝问题及解决方法 一 高速加工技术中一个很重要的方面就是高速走丝线切割。由于它具有速度快、周期短等优点，因此在模具加工行业得到了普遍的应用。在加工过程中出现的断丝问题，不仅浪费了大量时间，还破坏了加工表面的完整性。如何有效地解决该问题，是模具加工企业关心的重点。 高速走丝线切割的电极丝运动速度快，它能够大幅度 地提高加工生产效率，缩短劳动时间。但是高速走丝线切割也存在着一个很严重的问题 断丝。如果在切割工件过程中多次断丝，不仅会造成一定的经济损失，而且会带来重新 绕 丝的麻烦 ;不仅耽误时间，而且会在工件上产生断丝痕迹，影响加工质量，严重的会造成工件报废。 那么怎样才能有效地解决高速走丝线切割机的断丝问题呢？首先分析一下造成高速走丝线切割断丝的原因。 一、钼丝 钼丝的松紧程度。如果钼丝安装太松，则钼丝抖动厉害，不仅会造成断丝，而且由于钼丝的抖动直接影响工件表面粗糙度。但钼丝也不能安装得太紧，太紧内应力增大， 也会造成断丝，因此钼丝在切割过程中，其松紧程度要适当，新安装的钼丝，要先紧丝再加工，紧丝时用力不要太大。钼丝在加工一段时间后，由于自身的拉伸而变松。当伸长量较大时，会加剧钼丝振动或出现钼丝在贮丝筒上重叠。使走丝不稳而引起断丝。应经常检查钼丝的松紧程度，如果存在松弛现象，要及时拉紧。 钼丝安装。钼丝要按规定的走向绕在贮丝筒上，同时固定两端。绕丝时，一般贮丝筒两端各留10间绕满不重叠，宽度不少于贮丝筒长度的一半，以免电机换向频繁而使机件加速损坏，也防止钼丝频繁参与切割而断丝。 机 床上钼丝引出处有挡丝棒，挡丝棒是由两根红宝石制成的导向立柱，挡丝棒不像导轮那样作滚动运动，他们直接与钼丝接触，作滑动摩擦。因此磨损很快，使用不久柱体与钼丝接触的地方就会形成深沟，必须及时检查并进行翻转和更换，否则会出现叠丝断丝。 二、送丝机构 线切割机的运丝机构主要是由贮丝筒、线架和导轮组成。当运丝机构的精度下降时（主要是传动轴承），会引起贮丝筒的径向跳动和轴向窜动。贮丝筒的径向跳动会使电极丝的张力减小，造成丝松，严重时会使钼丝从导轮槽中脱出拉断。贮丝筒的轴向窜动会使排丝不匀，产生叠丝现象。贮丝 筒的轴和轴承等零件常因磨损而产生间隙，也容易引起丝抖动而断丝，因此必须及时更换磨损的轴和轴承等零件。贮丝筒换向时，如没有切断高频电源，会导致钼丝在短时间内温度过高而烧断钼丝，因此必须检查贮丝筒后端的行程开关是否失灵。要保持贮丝筒、导轮转动灵活，否则在往返运动时会引起运丝系统振动而断丝。绕丝后空载走丝检验钼丝是否抖动，若发生抖动要分析原因。贮丝筒后端的限位挡块必须调整好，避免贮丝筒冲出限位行程而断丝。挡丝装置中挡块与快速运动的钼丝接触、摩擦，易产生沟槽并造成夹丝拉断，因此也需及时更换。导轮轴承的磨损将直接影响 导丝精度，此外，当导轮的 石限位块、导电块磨损后产生的沟槽，也会使电极丝的摩擦力过大，易将钼丝拉断。这种现象一般发生在机床使用时间较长、加工工件较厚、运丝机构不易清理的情况下。因此在机床使用中应定期检查运丝机构的精度，及时更换易磨损件。 三、工件 对于锻造性能、淬透性不好，热变形大的工件材料，如果不进行对锻打、淬火件回火处理而直接进行高速走丝线切割，则在加工过程中可能有的工件会开裂，把钼丝碰断；有的会使间隙变形，把钼丝夹断或弹断。 如淬火后 割厚铝材料 时，由于排屑困难，导电块磨损较大，注意及时更换。 工件材质不纯 ,内应力较大 , 都极有可能引起断丝。 当加工较厚工件时，由于排屑距离长了，排屑较困难，因此应适当调小脉冲宽度，调大脉冲间隙，使每个脉冲产生的废屑减少，有足够的间隔时间排除废屑，方能减少断丝。当你调大间隙不见效果时，应当是高频电源的问题，可能是调间隙电路上的门电路问题，可用示波器检查输出波形，看间隙按纽能否调动间隙。 工件装夹：虽然线切割加工过程中工件受力极小，但仍需牢固夹紧工件，防止加工过程中因工件位置变动造成断丝。同时要避免由于工件的自重和工件材 料的弹性变形造成的断丝。在加工厚重工件时，可在加工快要结束时，用磁铁吸住将要下落的工件，或者人工保护下落的工件，使其平行缓慢下落从而防止断丝。 四、工作液 工作液变黑，或者加工中工作夜太浓，太脏都很容易引起断丝（特别在割特厚工件时）。 五、电参数 电参数选择不当也是引起断丝的一个重要原因，所以要根据工件厚度选择合理的电参数，将脉冲间隔拉开一些，有利于熔化金属微粒的排出，同时峰值电流和空载电压不宜过高，否则使 单个脉冲能量变大，切割速度加快，容易产生集中放电和拉弧，引起断丝 。一般空载电压为 100电火花加工中，电弧放电是造成负极腐蚀损坏的主要因素，再加上间隙不合适，容易使某一脉冲形成电弧放电，只要电弧放电集中于某一段，就会引起断丝。 根据工件厚度选择合适的放电间隙：放电间隙不能太小，否则容易产生短路，也不利于冷却和电蚀物的排出；放电间隙过大，将影响表面粗糙度及加工速度。 当切割厚度较大的工件时，应尽量选用大脉宽电流，同时放电间隙也要大一点，长而增强排屑效果，提高切割的稳定性 。 六、脉冲电源 加工电流很大，火花放电异常，此时脉冲电源的输出已变为直流输出。若输出电流 超过限值，在加工过程中火花放电突然变为蓝色的弧光放电。钼丝上出现烧伤点，它使放电集中在钼丝上，发热量大。 七、工作台移动 工件的切割精度靠丝杠来保证，丝杠和螺母的间隙是靠弹簧来消除。如果丝杆润滑不良或弹簧力不足，会引起工作台爬行移动。在这种情况下切割，高频电流会出现频繁的短路，如不及时排除故障，势必造成断丝。 八、人为因素 这部分新手问题较多，如丝未放入导轮，丝桶边上的丝没有压好，割大工件时最后没有吸住 。对于经常出现的断丝问题，简单介绍一些行之有效的解决方法，如下： 在钼丝的选 择 上，对于 高速走丝线切割加工，广泛采用 常用的在 需获得精细的形状和很小的圆角半径时，则选择 它耐损耗、抗拉强度高、丝质不易变脆且较少断丝。另外提高电极丝的张力可减少丝振的影响，从而提高精度和切割速度。（一般认为张力在 12丝速度一般以小于 10m/ 在使用新钼丝的时候，加工电流需适当减小，等电极丝基本发白后，即可恢复正常电参数 。 安装钼丝时，钼丝要按规定的走向绕在贮丝筒上，同时固定两端。绕丝时，一般贮丝筒两端各留 10间绕满不重叠，宽度不少于贮丝筒长度的一半，以免电机换向频繁而使机件加速损坏，也防止钼丝频繁参与切割而断丝。绕上钼丝后，调整挡丝装置。上、下挡丝装置都起作用，使贮丝筒上两边钼丝间距为挡丝销直径的 8根据绕丝多少调整换向挡块的位置，一般两端各留 2避免换向时发生断丝。 然而， 对于工件中含有不导电物质引起的断丝的处理方法是：编制一段每进 在加工中反复使用 ,并加大冷却液流量 ,一般可冲刷掉杂质 ,恢复正常切割 。 另外，在选择工件材料的时候，应尽量选择锻造性能好、淬透性好、热处理变形小的材料，促使钢材中所含碳化物分布均匀，从而使加工稳定性增强。但对于那些锻造性能、淬透性不好、热变形大的工件材料，在进行高速走丝线切割之前，必须采用低温回火消除内应力，因为如果工件的内应力没有得到消除，在切割时，有的工件会裂开，把钼丝碰断。如果加工的是厚重工件，可在加工快要结束时，用磁铁吸住将要下落的工件，或者人工保护下落的工件，使其平行缓慢下落从而防止断丝。 在加工过程中根据加工工件的厚度选择合适的电参数也能很好的防止断丝。在切割 厚度较大的工件时，应尽量选用大脉宽电流，同时放电间隙也要大一点（一般应大于 从而增强排屑效果，提高切割的稳定性。 在高频脉冲电源的选择上也是很有讲究的，短路电流峰值不能过大，高频脉冲负波不能过大，脉冲电源输出功率管漏电流不能过大，这些电流都必须按照钼丝的直径严格选取 。 同时还必须选择合适的脉冲宽度及脉冲间隔。 最后是在工作液的使用上应注意： 对要求切割速度高或大厚度工件，其工作液的配比可适当淡一些，约 5%浓度，这样加工较稳定，不易断丝 ， 并且要保证工作液的干净。 以上是对断丝原因 的分析和一些解决方法，只有在实际操作中注意观察，不断总结经验，才能最大限度的防止断丝现象的发生，缩短加工时间，提高企业竞争力。 高速线切割加工的断丝问题及解决方法二 高速走丝电火花线切割加工中的断丝问题一直是一个最普遍的问题。它使加工停顿并不得不从头开始，浪费了大量时间，破坏了加工表面的完整性，增加了无人加工的困难 1 断丝原因的分析及解决办法 （ 1）丝张力及走丝速度。对于高速走丝线切割加工，广泛采用 直径为 0 06 0 25它耐损耗、抗拉强度高、丝质不易变脆且 较少断丝。提高电极丝的张力可减少丝振的影响，从而提高精度和切割速度。丝张力的波动对加工稳定性影响很大。产生波动的原因是：贮丝筒上的电极丝正反运动时张力不一样；工作一段时间后电极丝又会伸长，致使张力下降（一般认为张力在 12 15 张力下降的后果是丝振加剧，极易断丝。随着走丝速度的提高，在一定范围内，加工速度也会提高。同时走丝速度的提高有利于电极丝把工作液带人较大厚度的工件放电间隙中，有利于电蚀产物的排除和放电加工的稳定。但 欲速则不达，走丝速度过高，电极丝抖动严重，反而破坏了加工的稳定性，这不仅使加工速 度下降，而且加工精度和表面粗糙度都会变差，并易造成断丝 。但走丝速度也不能过低，否则加工时由于损耗大，也易断丝，一般经验以小于 10m （ 2）电极丝的选择。电极丝的选择不外乎是电极丝的种类及直径。 通常电火花线切割加工所用的电极丝材料应具有良好的导电性，电子溢出功应小，抗拉强度大，耐电腐蚀性能好丝本身不得有弯折和打结现象 。其材料通常有钼丝、钨丝、钨钼丝、黄铜丝、铜钨丝等。其中以钼丝和黄铜丝用得最多。采用钨丝加工，可获得较高的加工速度，但放电后丝变脆，易断丝，应用较少 ， 故一般在走丝速度较慢、弱电规准时 使用。 钼丝熔点、抗拉强度低，但韧性好，在频繁的急冷急热的变化中，丝质不易变脆而断丝，因此，尽管有些性能不如钨丝好，但仍是目前使用最为广泛的一种电极丝 。钨钼丝（钨、钼各 50加工效果比前两种都好故使用寿命和加工速度都比钼丝高，但价格昂贵。铜丝的加工速度高，加工过程稳定，但抗拉强度差，损耗也大，一般在低速走丝线切割加工中使用较多。综上所述，电极丝的种类应根据加工情况而定。否则会常常引起断丝。对于高速走丝线切割加工，一般电极丝直径在 0 25用的在 0 12 0 18获得精细的形状和很小的圆角半径时，则选择 0 04极丝选择得当，会大大减少断丝的发生。 （ 3）新钼丝及钼丝自断 。新钼丝表面有一层黑色氧化物，加工时切割速度快，工件表面呈粗黑色，这时电源能量太大，易断丝。 因此对于新钼丝，加工电流需适当减小，等电极丝基本发白后，即可恢复正常电参数。当机床较长时间未用，待使用时，发现钼丝已断。这是温差使材料热胀冷缩，加上钼丝本身的张力作用而绷断。若机床停用，应将贮丝筒摇至末端并松掉钼丝。 （ 1）加工薄工件时的断丝。薄工件一般指其厚度在 3断丝 的主要原因是：线架上下导丝轮的开距是固定的，一般约 70切割薄工件时，在高速走丝的情况下，电极丝失去了加工厚工件时产生的冷却液的阻尼作用，加上火花放电的影响银丝易抖动。解决的办法是，可调整加工电压至 50整加工电流在 0 3小 钼 丝抖动，如贮丝筒是直流电机拖动的，可改变电枢电压，降低转速；在上下导轮之间采用辅料加厚的方法，加大厚度，增加阻尼，也可防止钼丝抖动。这种方法较简便，而且不需调整加工电参数。 （ 2）加工厚工件时的断丝。厚工件一般指大于 100割厚工件时的断丝可能 发生在刚进给一产生火花时或工件切割过程中以及工件切完时。断丝的主要原因是： 切割起始的断丝。从工件外进给切割刚产生火花就断丝。这是因初始切割时，钼丝在工件之外，上下导丝轮开距大，由于钼丝没有阻尼而抖动，使钼丝和工件之间的间隙处于不佳状态，或过量的乳化液，造成绝缘电阻降低，灭弧性能不好，使放电间隙中包含了电弧放电而造成铜丝烧伤。 在电火花加工中，电弧放电是造成负极腐蚀损坏的主要因素，再加上间隙不佳，易形成电弧放电。而只要电弧集中于某一段，就会引起断丝。 并且，短路电流越大，电弧对钼丝的烧伤越严重，断丝的可能性 就越大。 切割过程中的断丝。 当钼丝切 入 工件后，由于切缝窄，乳化液渗透困难，切缝中的电蚀物（碳黑与金属 排 不出来，使加工条件变坏，往往在切缝中二次 、 三次地放电加工，致使切缝变宽，和切割薄工件一样，间隙处于不佳状态，使脉冲形成电弧放电。如电弧放电集中于某一段，则很快会把钼丝烧断。 切割快完时的断丝。在快切割完而尚差几毫米，甚至几十微米时断丝。产生这种断丝的原因除上述原因外，还有工件的自重，工件材料的内应力导致的变形，造成夹丝拉断。解决的办法是，可自制简易的工装夹具，材料在加工前作必要的热处理。 （ 3）工 件中夹有不导电物质引起的断丝。外观看似正常的材料在正常切割时，突然发生 “短路 ”现象，不管怎样排除都不能奏效。这种情况多为在锻打或熔炼的材料中夹有杂质，这些杂质不具有良好的导电性，致使加工中不断短路，最终勒断 电极 丝。解决的办法是，可编制一段每进 0 05 0 1 5 1加工中反复使用，并加大冷却液流量，一般可冲刷掉杂质，恢复正常切割。 （ 4）线切割加工的工件多数都是在平磨以后，按正常的工艺，平磨后应退磁。若工件未退磁，线切割加工中产生的电腐蚀颗粒易吸附在割缝中，特别是工件较厚时，不退 磁易造成切割进给不均匀，表面粗糙度值增大造成短路、断丝。 （ 5）线切割加工自动对中心时断丝。这是因为工艺孔壁有油污、毛刺或某些不导电的物质，当电极丝移动到孔壁时未火花放电，致使机床不能自动换向，工件将钼丝顶弯，最后勒断钢丝。因此加工前一定要将工艺孔清理干净。 （ 1）加工电流很大，火花放电异常，导致断丝。这种故障多数是脉冲电源的输出已变为直流输出所致。从脉冲电源的输出级向多谐振荡器逐级检查波形，更换损坏的元件，使输出为合乎要求的脉冲波形时才能投入使用。 （ 2）输出电流超过限 值断丝。在加工过程中火花放电突然变为蓝色的弧光放电，电流超过限值，将钼丝烧断。用示波器测输人端和振荡部分都无波形输出。可判断故障出在振荡部分。检查发现有三极管的。立功极间内部开路，中极间内部击穿，更换此管，高频电源恢复正常。另一种情况也是在加工过程中突然断丝，电流在限值以上。用示波器测量高频电源输出端，其波形幅值减小，并有负波，而脉冲宽度符合要求，测量推动级波形其频率、脉冲宽度及幅值均符合要求。判断故障在功放部分。检查功率管，测得其中一只管子的 末级电流直接加到钢丝与工件之间引起电弧烧断钼 丝。换去该管，恢复正常。 （ 3）钼丝上出现烧伤点发生断丝。一旦钼丝上出现 “疙瘩 ”状的烧伤点，极易发生断丝现象。一般认为，这是粘附在电极丝上的加工屑（阳极物质）所为，该粘附物起到了使放电集中在电极丝上的作用，此时若冷却散热条件差，就很可能使该处的温度升高，这样一来在连续的放电中就可能继续有其他加工屑粘附在该点附近，如此造成一种恶性循环，最后导致该处发生烧伤现象。至于为何加工屑会粘附到电极丝上的问题，其主要原因与脉冲参数和放电间隙的冷却状况有关。解决的办法是，可提高脉冲电源的空载电压幅值，或采用双脉冲法类似于 通常所说的分组脉冲），这样可减少加工屑粘附到电极丝上的可能性；加大冷却液流量，改善冷却条件。 （ 4）钼丝上出现烧蚀点发生断丝。 有时电极丝 每隔一段（约 10有一个烧蚀点。轻微的像一个霉点，严重的可明显看到钼丝的烧蚀点。这是由于电极丝与工件间拉弧所造成的，因某种原因使工件上 点拉弧，电极丝在运动， A、 开始拉弧，如此周而复始，即形成有规律间隔的蚀点，使电极丝的强度大大下降。产生这种现象的原因主要是进给系统末级输出不平衡，调整进给系统，这种现象即 可消除。 （ 1）与走丝装置相关的断丝，其根本原因还是该装置精度变差，尤其是 导 轮的磨损，会增加钼丝的抖动，破坏火花放电的正常间隙，易造成大电流集中放电，从而增加断丝的机会。可从 3个方面去检查导轮机构的精度 。 导轮 会使电极丝在 现在贮丝筒正反换向时出现不进给或跳进给的现象 。 导轮 是由于支撑导轮的轴承损坏，加工时钼丝没有进人导轮的 丝拉出深槽所致，当用手摇动贮丝筒时会发现电极丝在 前后移位； 导电轴与导电轮接触不好引起断丝。加工中发现电流表指针左右摆动大，进给速度快慢不均匀，有时电流表指针退回到零，控制台进给速度很快，因没有放电，最后将钼丝拉断。这时要更换新的导电轮和导电轴。 （ 2）对要求切割速度高或大厚度工件，其工作液的配比可适当淡一些约 5 8的浓度，这样加工较稳定，不易断丝。 （ 3）工作液脏污，时间用长后综合性能变差是引起断丝的重要原因。实践中，可这样来衡量工作液是否变差：当加工电流为 2切割速度为 40天工作 8 h，使用两天后效果最好， 继续使用 8 10天则易断丝，须更换新的工作液。 （ 4）有研究认为，用高纯水配置的工作液加工时工作稳定，较少断丝。其原因是估计高纯水在离子交换提纯的过程中去除了某些有害于电蚀加工的离子，如钙离子、镁离子等，致使在加工过程中，虽有电蚀产物的介人，使工作液中混入了各种离子，但由于清除了有害离子而得以使加工稳定。 一般认为未经过锻打、淬火、回火处理的金属易断丝。这是因钢材中碳化物分布不均匀，引起电加工性能不稳定造成电弧放电而断丝。钢材中所含碳化物颗粒大，并且聚集成团，而分布又不均匀。这 样的材料加工中易开裂、变形夹牢钢丝，造成断丝。尤其是淬火件，淬火后，在无碳合金中约存在 500 800内应力，在高碳钢中则可有达 1600经过磨削加工，还可引起 7080内应力，而放电加工会在其加工表面上形成白色的放电加工变质层，并产生约 800火应力、磨削应力、放电加工应力交互迭加引起应力集中是导致淬火件在线切割加工中开裂而导致断丝的直接原因。因此，为减少因材料引起的断丝，应选择锻造性能好、淬透性好。热处理变形小的材料，促使钢材中所含碳化物分布均匀，从而使加工 稳定性增强。如以线切割加工为主要工艺的冷冲模具；尽量选用 要正确选择热加工方法和严格执行热处理规范。 他 （ 1）在拆丝时，往往用剪刀将贮丝筒上的旧丝剪断，形成很多短头，若不注意清理会混到电器部位中或夹在走丝装置中，引起短路，造成断丝。 （ 2）加工完成后，应首先关掉加工电源，之后关掉工作液，让丝运转一段时间后再停机。若先关工作液，会造成空气中放电，形成烧丝；若先关走丝的话，因丝速太慢甚至停止运行，丝冷却不良，间歇中缺少工作液，也会造成烧丝。 （ 3）某些时候需要手动切割时（指手摇十字滑板），应眼观电流表，不得超过正常切割时的变频速度，否则极易断丝。 防止断丝探讨 线切割机床设备方面 1脉冲电源脉冲电源是线切割机床的重要组成部分 ,是影响线切割加工的最关键的设一 电极丝往复使用 ,如果它出现损耗会直接影响加工精度 ,损耗较大时还会增大断丝的概率 ,因此 ,线切割脉冲电源应具有使电极丝低损耗性能 . 2冷却系统当线割机床上的冷却系统不完善时 ,加工时冷却液随电极丝运动四处飞溅 ,进不到切缝中去 ,电极丝无法得到充分冷却 ,易引起电极丝 被烧断 3走丝机构线切割加工中电极丝的振动好象是一个纺锤 ,中间振动幅度大 ,两头小 ,如果振动引起的这个差值超过电极丝弹性限度 ,就会引起断丝 . 工艺装备 速度控制 ;提高线架制造刚度 ,导轮采用静压轴承或采用磁力轴承 ,都是减少电极丝振动的根本途径 ., 线切割工艺方面 ,电极丝材料电极丝材料有铜丝 ,钨丝 ,钼丝 ,钨钼合金电极丝等 钼丝和钨钼合金电极丝比较而言 ,钨钼合金电极丝断丝现象明显减少 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 更适合线切割加工的需要 .工作液工作液为脉冲放电的介质 ,工作液应具有较好的加工稳定性和一定的绝缘强度 ,使脉冲放电能量顺利进行 ,减少脉冲能量损耗和电极丝损耗 ,并能产生恰好的镀覆现象 跟踪其线加工速度 ,进给过快容易造成频繁短路 ,进给过慢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 必须提高进给控制系统的性能和人工调节较佳进给量 峰值电流 ,走丝速度 ,脉冲间隔等工艺参数 对加工的稳定性和对断丝的影响 ,有待进一步的研究 。 工件接近切割完时断丝： 原因： (1)工件材料变形 ,夹断钼丝 ; (2)工件跌落时 ,撞断钼丝。 解决方法： (1)选择合适的切割路线、材料及热处理工艺 ,使变形尽量小 ; (2)快割完时 ,用小磁铁吸往工件或用工具托住工件不致下落 加工精度 的问题 在线切割机床加工过程中，常会出现加工表面粗糙、有沟痕、精度下降等问题。 造成这种状况的原因，通常有以下几种： （）钢丝过松、抖丝。 （）工作液过脏。 （）脉冲参数选择不当。 （）导轮的钼丝槽过大。 （）卷丝筒不同心等。 解决的方法：不外乎是紧丝、更换工 作液选择最佳脉冲参数、更换导轮或轴承等。除以上原因外，在修理中我们还发现卷丝简直流电机轴与摩擦联轴节间的键槽因长期反复运行，导致键槽变形变大，换向时因大间隙丝筒振动加大造成加工表面沟痕。 好的光洁度是怎么获得的？ 线切割光洁度是由两个要素构成的，一是单次放电蚀除凹坑的大小，它的 。 5之间，这对切割光洁度说是次要的。二是因换向造成的凸凹条纹，它的 50之间，大到 0。 1是构成线切割光洁度的最重要因素。同时它伴随着换向的黑白条纹，给人视觉影响是很强烈的 。 因单次放电造成凹坑大小的控制是较容易的，只需降低单个脉冲的能量。只是单个脉冲能量小到一定程度造成较厚的工件切不动，甚至是只短路不放电的无火花状态，这类似于电火花加工中的精细规准，造成效率极低，排屑能力极差的不稳定加工。何况因放电凹坑造成的 以控制伴随换向条纹的 轮、轴承的精度，上下行时张力的恒定性等原因，造成丝上下行的运动轨迹不一致，这种机械因素是造成换向凸凹的主要原因。 采取如下措施，会在一定程度上改善光洁度： 1、适当降低脉宽和峰值 电流，即减小蚀坑的大小。 2、导轮和轴承保持好的精度和运转的平稳性，减少丝抖、丝跳，使丝运动轨迹保持一线变位量减到最小。 3、丝维持适当的张力，且调好导轮和进电块，使丝上行下行时，工作区的张力保持不变。 4、丝不宜过紧，水不宜过新，新水对切割效率肯定有益，但切割光洁度不是新水最好。 5、过薄的工件上下两面各添加一块夹板，使换向条纹在夹板范围内被缓冲。 1、 确、随动保真性好、无阻滞爬行也极为重要。 2、保持稳定偏松的变频跟踪。 3、适当留量的再次切割或多次切割，在切削量很小的情况 下把切割面扫一遍，对尺寸精度和光洁度都会产生有益的作 用，连扫三次，会把换向条纹基本去掉，只要机床重复定位精度高，适当留量的递进多次加工，会使切割面的光洁度提 高一到两个量级，效果与慢走丝相似，且费时并不太多，这是快走丝切割机的长项之一。 4、较厚的工件可适当使用短丝，一次换向进给量小于半个丝径，也掩盖了换向条纹。当然只是掩盖而已。 关于短路 短路了还在走的原因： 加工间隙电压经取样到变频电路，变频产生快慢不等的信号以伺服进给，就是说走与不走，快与慢是由间隙电压决定的。短路了还在走大致是两种情况，一是 不受间隙电压控制的均速进给，这是因为手动进给的一个直流电压强加到变频电路上，这时的特点是进给匀速不变，不受丝筒换向控制，也不管间隙有无电压。因为设置手动这个档位的目的就是脱开间隙电压的控制。二是以极慢的速度（约一两秒甚至几秒钟一步）慢走，这通常是取样点与短路点间还有一个压降，这个较低的电压值在变频电路积累，或是变频电路本身的一点漏电就形成了几秒钟一步地蹦。另外，被切割材料的杂质或是材料本身电导率低，也使取样电路得不到短路信号，所以杂质含量较多的材料是很难切的，电导率低的材料能切也是有条件的，这就是一些特殊材 料切割要采取相应措施（甚至要改造硬件结构）的原因。 在线切割机床加工过程中，而因排屑不畅造成短路的现象时有发生，特别在加工较厚工件时更为突出。 在操作中，可用溶济渗透清洗的方法消除短路，具体方法是：当短路发生时，先关断自动、高频开关，关掉工作液泵，用刷子蘸上渗透性较强的汽油、煤油、乙醇等溶剂，反复在工件两面随着运动的钼丝向切缝中渗透（要注意钼丝运动的方向）。直至用改锥等工具在工件下端轻轻地沿着加工的反方向触动钼丝，工件上端的钼丝能随着移动即可。然后，开启工作液泵和高频电源，依靠钼丝自身的颤动，恢复放电 ，继续加工。 工 业 安 全 为了确保操作者和机床在最佳安全条件下，及同一厂内人员的健康和具备舒适的工作环境，使机器设备长时间保持原有加工性能及精准度，延长使用寿命，必须遵守线切割放电加工的安全规则。 一环境： 环境的选择与线切割放电加工设备及其操作人员有直接的关系，环境选择的好坏有以下影响：其一损坏设备性能及精度，使其机床寿命缩短；其二影响工件加工精度，造成品质不良；其三对操作者的安全及身体健康也有所危害。故而，在环境场所的选择请参考以下事项： 机床所要求的空间尺寸； 切割放电机床是高精度加工设备，如果所放置的地方有振动和冲击，将会对机台造成严重的损伤，从而严重影响其加工精度，缩短其使用寿命，甚至导致机器报废。 免流众多的通道旁边； (1) 线切割放电机器之本身特性，其空气中有灰尘存在，将会使机器的丝杆受到严重磨损，从而影响使用寿命； (2) 线切割放电机器属于计算机控制，计算机所使用的磁盘对空气中灰尘的 要求相当严格的，当磁盘内有灰尘进入时，磁盘就会被损坏，同时也损坏硬盘； (3) 线切割放电机本身发出大量热，所以电器柜内需要经常换气，若空气中灰尘太多，则会在换气过程中附积到各个电器组件上，造成电器组件散热不良，从而导致电路板被烧坏掉。因此，机台防尘网要经常清洁。 免阳光通过窗户和顶窗玻璃直射及靠近热流的地方 (1)高精密零件加工之产品需要在恒定的温度下进行，一般为室温 20C； (2)由于线切割放电机器本身工作时产生相当大的热量，如果温度变 化太大 ,则会对机器使用寿命造成严重影响。 线切割放电加工过程属于电弧放电过程，在电弧放电过程中会产生强烈的电磁波，从而对人体健康造成伤害，同时会影响到周围的环境 . 敞的厂房，以便操作者和机床能在最好的环境下工作 . 二搬运 切割放电加工机设备搬运用叉车式和滚轮式，特殊情况下时选用吊式移动 搬运之前，必须用专用随机固定件将床台和各轴锁定。以防止在搬运中造成设备损坏，从而影响机台精度甚至 使设备报废。 三操作安全： 为不使机床及人员受到损坏及危害，在操作线切割加工设备时需注意以下事项。 却系统必须处于连续工作状态； 须关闭机台防护门； 人同时操作同一机台，在运行画面操作时，应尽量将荧屏亮度降低，并选择斜视观察画面，从而减少荧屏辐射给眼睛带来的伤害； 及使用中的状态，在机台的操作过程中灵活运用，熟知画面的转换，特别是几个重要的画面 (如准备画面，观察画面 )所具有的功能，避免在加工中因不熟悉操作面板而造成各种异常，另因各按键 (特别是常用键 )的高密集使用容易受损，所以在操作面板时，表面应附一层塑料纸作保护，以延长操作面板之使用寿命； 工者也应熟知遥控器的具体使用方法，遥控器之按键外表应有一层塑料纸作保护，另外，遥控器之所以可以脱离操作板远距离 操作，是利用一根电线作传导，所以遥控器的保护还应包括对电线的保护。在使用过程中不可大 力拉动电线，以免遥控器失灵，电线列的部分应圈起放置，使用后，一定要放回原处挂好； 不可将手可手指置于机头和工作物之间，经防因指令输错或方向键按错，造成安全事故； 加工工件时，应注意装夹方式是否会伤到加工平台，在机台使用时应吹干平台，长期不使用时应上防锈油加以保护机床； 注意切割中是否会撞到上下机头，对于有小孔的加工应采用特殊加工工艺，避免因废料无法取出而造成卡料，影响机床精度； 方便和稳固为原则，在架设工件时压紧力以工件不被水冲动为原则，以免造成螺钉滑丝而无法卸除； 常会遇到使用一般架模方法而无法加工之工件，在这时就必须使用特殊的装夹治具： (1)小型工件压板无法架设时可虑使用正角器或麦石进行加工； (2)如遇大斜度类工件 采用正弦台或斜度垫块辅助倾斜的加工方法进行加工； (3)多件加工时 (4)在治具的使用过程中，应保证治具不受到损伤 .(如 :为方 便架模而在切割中伤到治具等动作都是不可行的 ) 电压表之电压是否在规定的标准范围内； 料时应注意料头卡机头的现象，料头较难取出时要小心设备和手指不受到伤害； 用到草酸清洗液，在使用时应采用毛刷洗净加工物 ,而不应用双手直接接触草酸清洗工作物，从而减少草酸对手的腐蚀，切勿将草酸弄入眼睛，若有弄入应立即用清水清洗； 别在用餐前应洗净双手，避 免杂质较多的加工液摄入危害身体； 开关必须设置于 设立标示牌 (维修中勿开电源 )； 须遵守安全指示，任何维修工作之前必须查阅手册中相应章节； 能触摸电子组件； 要接触到印刷电路板的镀金线； 保持精度。 四、急救逃生： 1. 火灾发生：火灾发生时，应及出正确的消 防处理，并立即上报主管，拨打火警 “119”电话时 (必须有接到高级主管命令 ) ，要讲清着火单位名称详细地址，着火物质，火情大小及报警人的姓名与电话号码，并积极参与扑救初期火灾，防止火势蔓延，当火势难以控制时，就要镇定情绪，设法逃生。当被烟包围时，要用湿毛巾捂住口鼻，低姿势行走匍匐穿出现场，当逃生通道被烟火封住，可用湿棉被等披在身上弯腰冲过火场。当逃生通道被堵死时，可通过阳台排水管等处逃生，或在固定的物体上拴绳子，顺绳子逃离火场，如果上述措施行不通，则应退回室内，关闭通往火区的门窗，并向窗外浇水延缓火势蔓延， 同时向窗外发出求救信号，总之，在任何情况下，都不要放弃救生的希望； 2. 当发现有人触电后，应迅速展开急救工作，动作迅速。方法准确最为关键。无论在何时何地发现危重病人或意外事故，都可拨打 “120”电话，请求急救中心进行急救。首先应迅速切断电源，若电源开关距离较远，可用绝缘物体拉开触电者身上的电线，或用带绝缘柄的工具切断电源，切勿用金属材料或潮湿物体作救护工具，更不可接触触电者身体，以防自己触电。当触电者脱离电源后，应根据其具体情况，迅速对症状救治。对伤势不重，神志清醒者，应使其安静休息一小时，再送往医院观 察；对伤势较重，也失去知觉，但心脏跳动和呼吸还存在，应使其舒适，安静地平卧，并速请医生诊治或送往医院，对伤势严重，呼吸停止或心脏跳动停止，或二者都已停止，应立即施行人工呼吸及胸外挤压，并速送医院诊治 操作注意事项 一、操作者必须熟悉机床结构和性能，经培训合格后方可上岗。严禁非线切割人员擅自动用线切割设备。严禁超性能使用线切割设备。 二、操作前的准备和确认工作 1、 清理干净工作台面和工作箱内的废料、杂质，搞好机床及周围的 “5S”工作。 2、 检查确认工作液是否足够，不足时应及时添加。 3、 无人加工或精 密加工时，应检查确认电极丝余量是否充分、足够，若不足时应更换。 4、 检查确认废丝桶内废丝量有多少，超过 1/2时必须及时清理。 5、 检查过滤器入口压力是否正常，压缩空气供给压力是否正常。 6、 检查极间线是否有污损，松脱或断裂，并确认移动工作台时，极间线是否有干涉现象。 7、 检查导电块磨损情况，磨损时应改变导电块位置，有脏污时要清洗干净。 8、 检查滑轮运转是否平稳、电极丝的运转是否平稳，有跳动时应检查调整。 9、 检查电极丝是否垂直，加工前应先校直电极丝的垂直度。 10、检查下导向装置是否松动、上侧导 向装置开合是否顺畅到位。 11、检查喷嘴有无缺损；下喷嘴是否低于工作台面 12、检查确认相关开关、按键是否灵敏有效。 13、检查确认