中走丝线切割加工技术条件

＜电加工与模具）２００７年第４期　设计・研究　

高速走丝线切割加工中不稳定加工状态分析　

张晓燕　，朱　洁　，刘晓翠　（１．陕西科技大学机电工程学院，陕西西安７１００２１；　２．陕西科技大学后勤集团，陕西西安７１００２１）　

摘要：从高速走丝电火花线切割加工的工艺特点出发，分析了一些非加工参数带来的断丝故　障和不稳定加工状态，提出了相应的预防措施和解决方法，能切实有效地提高切割加工的稳定性，　减少断丝几率。　关键词：线切割加工；非加工参数；不稳定加工状态　中图分类号：ＴＧ６６１　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｕｎｓｔａｂｌｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｓｔａｔｅ　ｏｎ　ＨＳＷＥＤＭ　Ｚｈａｎｇ　Ｘｉａｏｙａｎ，Ｚｈｕ　Ｊｉｅ，Ｌｉｕ　Ｘｉａｏｃｕｉ　（Ｓｈａｎｘｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ　７１００２１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｍ　ＷＥＤＭ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｗｉｒｅ　ｂｒｏｋｅｎ　ａｎｄ　ｕｎｓｔａｂｌｅ　ｐｒｏ—　ｃｅｓｓ　ｓｔａｔｅ　ｗｈｉｃｈ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅｓｅ　ｕｎｐｒｏｃｅｓｓｅｄ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅｎ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅ　ａｎｄ　ｒｅｓｏｌｖｅｎｔ　ａｒｅ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．Ｓｏ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｓ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｗｉｒｅ　ｂｒｏｋｅｎ　ｉｓ　ｒｅ—　ｄｕｃｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＷＥＤＭ；ｕｎｐｒｏｃｅｓｓｅｄ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｕｎｓｔａｂｌｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｓｔａｔｅ　

电火花线切割加工中最常见的断丝、夹丝故障　是影响加工质量和降低生产率的重要因素，这些故　障的发生大部分是由于加工参数不合适造成加工状　态不稳定所引起。但对于一些非加工参数所引发的　不稳定加工状态往往未被操作人员重视。本人在长　期从事线切割加工技术的实践与教育中发现了一些　平时不被重视的细节问题，提出来与同仁共同探讨。　１　长时间段切割加工的影响　当线切割机使用时间较长时，由于本身零部件　（导轮、轴承等）磨损严重，会使机床加工精度降低；　尽管加工前已调整好加工参数，但因精度降低，增大　了贮丝筒的径向跳动和动态不平衡，加上电极丝在　高速切割运动中急冷急热和放电产生高温作用．造　成丝损耗严重，丝径减小，出现丝松、振幅增大；在加　工中会突然出现丝速减慢，贮丝筒在换向时丝速又　突增，使电极丝在快速运转中很容易跳出导轮槽而　收稿日期：２００７—０３—１６　第一作者简介：张晓燕，女，１９６２年生，高级工程师。　一２８一　被卡断，由于断丝往往开始于加工过程的不稳定，加　工不稳定又促使放电在一点集中，产生放电集中又　引起放电在时间上密集，造成输入间隙的能量增加　且集中于一点（局部高温），致使电极丝被烧断…１。　因此，在较长时间段的切割中，应随时注意观察放电　状态，在每次加工前首先应紧丝，工作４～５　ｈ后再　紧丝一次，同时检查工作电压表指针是否稳定，变频　是否稳定，从而保证加工状态稳定。　２　加工前工件处理的影响　２．１工件材质不均。表面有毛刺　往往外观看似正常的材料在切割时，会突然发　生“短路”现象，不管采取什么方法均不能避免，这种　情况多为工件材料中夹有杂质，成分不均所致。这　些杂质导电性不良，致使加工中不断出现短路、导致　断丝。解决的办法是采用较弱的加工条件，以较慢　的切割速度通过难加工区域，然后再以正常加工条　件切割，或加工程序中编一段每进０．０５～０，１０　ｍｍ　便后退０，５～１．０　ｍｍ的程序，在加工中反复使用。

京特中走丝使用说明

京特中走丝能正常运转必须具备下列条件：

1、京特中走丝加工工件的被加工表面和机器切面间隙要视不同的材料要求的不同参数而定，以保证精准。

2、京特中走丝使用的放电火花必须是脉冲火花，具有间隙性，脉冲能在两极间不断地间隙放电。

3、为了避免产生脉冲性的高压放电火花导致产物和冷却电极间会产生作用。一定要保证加工工件的被加工表面和机器切面间隙，如果是间隙过大，则会击穿介质产生电火花放电，若是间隙过于小，就会短路连接，也导致会同样的放电情况。

机床使用操作规范

使用中走丝线切割的中走丝机床更适应高精度、高明度，高密度的导电金属材料，包括样板和形式式样较大的物体也可以使用该机床进行加工。此外更是能适应，制作各种不同锥度的不同形状的异性的大载荷大厚度的大型特性模具。

在使用中走丝切割机床前一定要有专门的知识操作步骤，目的是要更熟知中走丝切割技术的使用并且能够进行规范的机床操作和进行规范的后期的保养和维护，使用机器前请务必阅读使用说明书，在遇到操作难题也要随时翻阅操作说明解决问题。

快走丝、慢走丝和中走丝

线切割机床分：中走丝、慢走丝、快走丝都是指的电火花线切割机床（Wire

cut Electrical Discharge Machining简称WEDM）。

什么是快走丝线切割机床？快走丝是电火花线切割的一种，也叫高速走丝电火花线切割机床（WEDM-HS），其电极丝（一般采用钼丝）作高速往复运动，走丝速度为8～10m/s，电极丝可重复使用，加工速度较高，走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿，使加工质量下降，是我国生产和使用的主要机种，是我国独创的电火花线切割加工模式。1960年，苏联首先研制出靠模线切割机床。中国于1961年也研制出类似的机床。早期的线切割机床采用电气靠模控制切割轨迹。当时由于切割速度低，制造靠模比较困难，仅用于在电子工业中加工其他加工方法难以解决的窄缝等。1966年，中国研制成功采用乳化液和快速走丝机构的高速走丝线切割机床，并相继采用了数字控制和光电跟踪控制技术。此后，随着脉冲电源和数字控制技术的不断发展以及多次切割工艺的应用，大大提高了切割速度和加工精度。

什么是慢走丝线切割机床？低速走丝线切割机电极丝以铜线作为工具电极，一般以低于0.2m/s的速度作单向运动，在铜线与铜、钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60~300V的脉冲电压，并保持5~50um间隙，间隙中充满脱离子水(接近蒸馏水)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，在工件表面上电蚀出无数的小坑，通过NC控制的监测和管控，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。目前精度可达0.001mm级，表面质量也接近磨削水平。电极丝放电后不再使用，而且采用无电阻防电解电源，一般均带有自动穿丝和恒张力装置。工作平稳、均匀、抖动小、加工精度高、表面质量好，但不宜加工大厚度工件。由于机床结构精密，技术含量高，机床价格高，因此使用成本也高。

一、DK7732电火花数控线切割机床中走丝主要技术参数

工作台面尺寸（长×宽） 660 mm×450 mm

工作台行程（X×Y） 400 mm×320 mm

最大切割厚度 500mm

最大切割锥度 ±3°/80mm

最快切割速度 ≥120mm2/min

加工精度 按GB/T7926-2005标准

表面粗糙度 Ra ≤2.5um

电极丝直径范围 Φ0.13-0.2 mm

整机重量 1800Kg

控制系统 HL

a、最大切割速度 ≥160mm2/min (电极丝直径为φ0.18mm时)

b、 最佳表面粗糙度 Ra≤2.5μm

c、 加工精度 0.015 mm

二、、主机总体结构布局

DK7732电火花数控线切割机是我公司的经典产品，质量稳定、性能可靠。线架跨距在50～600mm内连续可调的功能，以适应不同厚度的切割加工。

1、床身选用了高强度铸件，设计方型箱体结构，床身底部设立了四个可调的底脚螺钉，以利机床调整水平。

2、十字坐标工作台采用拖板结构，分为两层，即上拖板和中拖板。工作台移动选用了锻打导轨和滚珠丝杠。整个工作台具有极高的刚性。

传动链采用齿轮减速机构，以减少传动误差，提高精度延长使用寿命

3、 线架高度可调，更好地保持所加工范围内的工件精度。

4、 运丝机构采用尼龙齿轮传动，使用了独特的运丝筒变频器变速换向，使得换向迅速，降低噪音，寿命将延长。

三、控制系统

HL系统是目前国内最广受欢迎的线切割机床控制系统之一，它的强大功能、高可靠性和高稳定性已得到行内广泛认同。

HL-PCI版本将原HL卡的ISA接口改进为更先进的PCI接口，因为PCI接口的先进特性，使得HL-PCI卡的总线部分与机床控制部分能更好的分离，从而进一步提高HL系统的抗干扰性能力和稳定性。而且安装界限更加简单、明了，维修方便。HL-PCI卡对电脑配置的要求不高，而且兼容性比ISA更好。不许硬盘、软盘也能启动运行。