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[注塑模具制造问题]快走丝电火花线切割加工中断丝的预防与处理
发布时间:2015-12-11

    一、加工中短路及断丝情况的处理措施

    1、起始切割时断丝快走丝电火花线切割在起始切割时断丝可能存在的原因。

    (1)工件表面有毛剌、不导电的氧化皮或锐边时会造成电极丝断丝。如果预钻的穿丝孔内的切屑没有完全去除,毛剌与电极丝接触会造成开机时短路;如果工件的外面覆盖着一层不导电的氧化皮,电极丝与工件毛坯之间没有电蚀发生,只有干摩擦,清除孔中的毛剌及外面的氧化皮即可解决。

    (2)电参数选择不当,电流过大。虽然链片砣的厚度超过70 mm,属于厚大件切割,按理加工时应采用较大脉冲电流,但由于切入工件时电极丝抖动严重,电极丝与工件是点接触而非线接触,且电源参数和进给速度不适合,易造成短路和开路交替而产生电弧放电烧断电极丝。此时应调整电参数,取小能量的电参数即减小脉冲电流、脉冲宽度、增大间隙,等电极丝完全切入工件后即工件侧壁看不到火花时再增大脉冲电流。

    2、切割过程中突然断丝当加工的工件厚度为厚大件切割时,其脉冲电流的大小与切割薄件的不一样,并且在切割中极易短路及断丝,经分析,大致有以下几个方面的原因。

    (1)电极丝断裂处有烧伤的痕迹是高频电源参数选择不当即脉冲电流过大而被烧伤所致,应适当减小脉冲电流。一般来说,电极丝直径较小选用较小能量的电参数,脉冲宽度与脉冲间隔之比不宜太小,一般取5——9。若脉冲间隔太小,切削液来不及恢复绝缘强度,容易产生电弧放电而烧断电极丝,冷却液来不及带走电蚀物,电蚀物沉积在切缝中容易造成短路。若选用较强能量的电源参数,加工速度虽有所提高,但加工表面粗糙度值增大,加工不稳定,容易断丝。

    (2)电极丝断裂处断痕发亮是在切割过程中进给速度大于切割速度,电极丝被强行拉断所致。产生这种现象的原因有2个:一是导电块与电极丝接触不良,使得电极丝与工件间的电蚀信号不能正常传递到控制系统,工作台的移动速度大于电蚀速度,电极丝与工件产生干摩擦而被强行拉断;二是导电块表面已被电极丝切割出许多凹槽,此凹槽极易卡住电极丝,使电极丝在运行中因惯性作用而被拉断。需及时清洗导电块表面、调整位置,保证导电块与电极丝的良好接触,发现导电块表面上有许多细小凹槽时,转动位置或更换导电块。

    (3)长时间工作后电极丝与工件间存在附加放电。由于切削液在长时间工作过程中积聚了大量的金属离子,如果没有及时清洗或更换,导电性会增大,容易在电极丝与工件间产生附加放电,使电极丝的温度急剧升高,烧断电极丝。因此切削液使用一段时间后需滤去其中的金属离子,并根据情况及时更换。在检查切削液的同时,还应检查水泵的输出管道是否堵塞,否则会导致切削液流量减小甚至断流。若出现这种情况,电极丝与工件间的电蚀物不能及时被冲走,也会造成短路或断丝,需对冷却管道定时进行清洗和疏通。

    (4)电极丝的质量差或保管不善,导致电极丝表面产生氧化,或在上电极丝时使用了不合适的工具张紧,使电极丝产生较大的内应力,超过其允许值。在更换电极丝时要使用专用紧丝轮适当紧丝(电极丝过紧,张力过大,内应力也大;电极丝过松,张力过小,运行中电极丝抖动大,易短路而断丝)。在选择电极丝直径时,应根据切割件的形状、尺寸精度情况合理地选择,电极丝直径小,运行阻力小,但能承受的拉力也小,通常在尽可能满足加工要求的条件下,选用较粗的电极丝。

    (5)切割预置进给速度的设置对实际切割速度、加工尺寸精度和表面质量的影响很大。预置进给速度设置得太大,超过工件可能的电蚀速度,使电极丝与工件间的间隙小于放电间隙,会出现频繁的短路及断丝情况,切割速度反而变慢,表面粗糙度值大,上、下切缝呈焦黄色,时间稍久就会断丝。

    (6)切割较厚的工件时,电极丝与工件的接触距离较长,运行阻力大,如果脉冲间隙过小或使用不适合切削厚工件的切削液,易造成电极丝与工件间的电蚀产物不能被及时冲走,出现导电性差、夹丝甚至断丝的情况。

    3、工件接近完工时断丝工件接近完工时要特别注意,由于所切割工件的重力作用,工件材料变形而夹断电极丝(断丝前多出现短路现象),或快要切割完时工件掉落,砸断电极丝,需在加工前合理地安装工件、选择切割路线、材料及热处理工艺,尽量使工件的变形在切割时降到最小,并在工件快要切割完时停机用小磁铁吸住工件或用工具托住不致掉落而砸断电极丝。

    二、操作者使用不当导致断丝

    为高效加工出符合图纸要求的工件,对快走丝线切割机操作者有较高的要求:操作者要正确理解图纸中的各项技术要求,特别是公差、表面粗糙度等,以便合理地设计加工路线。在工件装夹时需注意装夹方向,电极丝尽量少走负X方向以减少断丝几率;切削液使用一段时间后要及时过滤、更换,保持一定的清洁度,保证上、下喷嘴不阻塞、流量合适。电极丝校准垂直、工件装夹正确。根据加工工件情况,合理选用脉冲电源参数,加工不稳定时要及时调整变频进给进度及预置进给速度等。在切割过程中不能随意切换功能键,以免开关接触不良造成短路或引起电极丝烧丝、断丝。

    三、断丝后原地穿丝处理

    如果在工件切割过程特别是在快要加工结束时断丝,可采取原地穿丝的方法挽救工件。断丝后步进电机保持在原地并处于“吸合状态”。去掉较少一边的废丝,把剩余的电极丝调整到储丝筒的中间位置继续使用(电极丝过短会影响切割效率)。工件的切缝中充满了切削液杂质和电蚀产物,要先把工件表面擦洗干净,在切缝中滴入煤油,湿润切缝。选一段相对平直的电极丝,斜剪成尖头,再用火焰对其烧烤使其发硬,用夹子夹着电极丝上部,在断点处顺着切缝慢慢地往下送,直至穿过工件如果原来的旧电极丝过短实在不能使用,可更换新电极丝。新电极丝在断丝点往下穿时,要看旧丝直径的损耗程度,如果损耗太大,切缝随之也变小,新丝穿不过去,此时可用细砂纸将要穿过工件的那部分电极丝打磨光滑,再进行穿丝即可。

    四、结束语

    针对厚大件在切割过程中出现的问题,通过分析快走丝线切割断丝的机理,找出断丝的原因并提出行之有效的预防措施,在实际应用中逐一实施后能较好地完成试制任务,加工出来的链片也完全符合图纸要求。这些方法为提高快走丝电火花线切割机的加工精度、加工质量和加工效率、避免断丝故障的发生具有一定的指导意义。

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