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[注塑模具制造問題]快走絲電火花線切割加工中斷絲的預防與處理
發布時間:2015-12-11

    一、加工中短路及斷絲情況的處理措施

    1、起始切割時斷絲快走絲電火花線切割在起始切割時斷絲可能存在的原因。

    (1)工件表面有毛剌、不導電的氧化皮或銳邊時會造成電極絲斷絲。如果預鉆的穿絲孔內的切屑沒有完全去除,毛剌與電極絲接觸會造成開機時短路;如果工件的外面覆蓋著一層不導電的氧化皮,電極絲與工件毛坯之間沒有電蝕發生,只有干摩擦,清除孔中的毛剌及外面的氧化皮即可解決。

    (2)電參數選擇不當,電流過大。雖然鏈片砣的厚度超過70 mm,屬于厚大件切割,按理加工時應采用較大脈沖電流,但由于切入工件時電極絲抖動嚴重,電極絲與工件是點接觸而非線接觸,且電源參數和進給速度不適合,易造成短路和開路交替而產生電弧放電燒斷電極絲。此時應調整電參數,取小能量的電參數即減小脈沖電流、脈沖寬度、增大間隙,等電極絲完全切入工件后即工件側壁看不到火花時再增大脈沖電流。

    2、切割過程中突然斷絲當加工的工件厚度為厚大件切割時,其脈沖電流的大小與切割薄件的不一樣,并且在切割中極易短路及斷絲,經分析,大致有以下幾個方面的原因。

    (1)電極絲斷裂處有燒傷的痕跡是高頻電源參數選擇不當即脈沖電流過大而被燒傷所致,應適當減小脈沖電流。一般來說,電極絲直徑較小選用較小能量的電參數,脈沖寬度與脈沖間隔之比不宜太小,一般取5——9。若脈沖間隔太小,切削液來不及恢復絕緣強度,容易產生電弧放電而燒斷電極絲,冷卻液來不及帶走電蝕物,電蝕物沉積在切縫中容易造成短路。若選用較強能量的電源參數,加工速度雖有所提高,但加工表面粗糙度值增大,加工不穩定,容易斷絲。

    (2)電極絲斷裂處斷痕發亮是在切割過程中進給速度大于切割速度,電極絲被強行拉斷所致。產生這種現象的原因有2個:一是導電塊與電極絲接觸不良,使得電極絲與工件間的電蝕信號不能正常傳遞到控制系統,工作臺的移動速度大于電蝕速度,電極絲與工件產生干摩擦而被強行拉斷;二是導電塊表面已被電極絲切割出許多凹槽,此凹槽極易卡住電極絲,使電極絲在運行中因慣性作用而被拉斷。需及時清洗導電塊表面、調整位置,保證導電塊與電極絲的良好接觸,發現導電塊表面上有許多細小凹槽時,轉動位置或更換導電塊。

    (3)長時間工作后電極絲與工件間存在附加放電。由于切削液在長時間工作過程中積聚了大量的金屬離子,如果沒有及時清洗或更換,導電性會增大,容易在電極絲與工件間產生附加放電,使電極絲的溫度急劇升高,燒斷電極絲。因此切削液使用一段時間后需濾去其中的金屬離子,并根據情況及時更換。在檢查切削液的同時,還應檢查水泵的輸出管道是否堵塞,否則會導致切削液流量減小甚至斷流。若出現這種情況,電極絲與工件間的電蝕物不能及時被沖走,也會造成短路或斷絲,需對冷卻管道定時進行清洗和疏通。

    (4)電極絲的質量差或保管不善,導致電極絲表面產生氧化,或在上電極絲時使用了不合適的工具張緊,使電極絲產生較大的內應力,超過其允許值。在更換電極絲時要使用專用緊絲輪適當緊絲(電極絲過緊,張力過大,內應力也大;電極絲過松,張力過小,運行中電極絲抖動大,易短路而斷絲)。在選擇電極絲直徑時,應根據切割件的形狀、尺寸精度情況合理地選擇,電極絲直徑小,運行阻力小,但能承受的拉力也小,通常在盡可能滿足加工要求的條件下,選用較粗的電極絲。

    (5)切割預置進給速度的設置對實際切割速度、加工尺寸精度和表面質量的影響很大。預置進給速度設置得太大,超過工件可能的電蝕速度,使電極絲與工件間的間隙小于放電間隙,會出現頻繁的短路及斷絲情況,切割速度反而變慢,表面粗糙度值大,上、下切縫呈焦黃色,時間稍久就會斷絲。

    (6)切割較厚的工件時,電極絲與工件的接觸距離較長,運行阻力大,如果脈沖間隙過小或使用不適合切削厚工件的切削液,易造成電極絲與工件間的電蝕產物不能被及時沖走,出現導電性差、夾絲甚至斷絲的情況。

    3、工件接近完工時斷絲工件接近完工時要特別注意,由于所切割工件的重力作用,工件材料變形而夾斷電極絲(斷絲前多出現短路現象),或快要切割完時工件掉落,砸斷電極絲,需在加工前合理地安裝工件、選擇切割路線、材料及熱處理工藝,盡量使工件的變形在切割時降到最小,并在工件快要切割完時停機用小磁鐵吸住工件或用工具托住不致掉落而砸斷電極絲。

    二、操作者使用不當導致斷絲

    為高效加工出符合圖紙要求的工件,對快走絲線切割機操作者有較高的要求:操作者要正確理解圖紙中的各項技術要求,特別是公差、表面粗糙度等,以便合理地設計加工路線。在工件裝夾時需注意裝夾方向,電極絲盡量少走負X方向以減少斷絲幾率;切削液使用一段時間后要及時過濾、更換,保持一定的清潔度,保證上、下噴嘴不阻塞、流量合適。電極絲校準垂直、工件裝夾正確。根據加工工件情況,合理選用脈沖電源參數,加工不穩定時要及時調整變頻進給進度及預置進給速度等。在切割過程中不能隨意切換功能鍵,以免開關接觸不良造成短路或引起電極絲燒絲、斷絲。

    三、斷絲后原地穿絲處理

    如果在工件切割過程特別是在快要加工結束時斷絲,可采取原地穿絲的方法挽救工件。斷絲后步進電機保持在原地并處于“吸合狀態”。去掉較少一邊的廢絲,把剩余的電極絲調整到儲絲筒的中間位置繼續使用(電極絲過短會影響切割效率)。工件的切縫中充滿了切削液雜質和電蝕產物,要先把工件表面擦洗干凈,在切縫中滴入煤油,濕潤切縫。選一段相對平直的電極絲,斜剪成尖頭,再用火焰對其燒烤使其發硬,用夾子夾著電極絲上部,在斷點處順著切縫慢慢地往下送,直至穿過工件如果原來的舊電極絲過短實在不能使用,可更換新電極絲。新電極絲在斷絲點往下穿時,要看舊絲直徑的損耗程度,如果損耗太大,切縫隨之也變小,新絲穿不過去,此時可用細砂紙將要穿過工件的那部分電極絲打磨光滑,再進行穿絲即可。

    四、結束語

    針對厚大件在切割過程中出現的問題,通過分析快走絲線切割斷絲的機理,找出斷絲的原因并提出行之有效的預防措施,在實際應用中逐一實施后能較好地完成試制任務,加工出來的鏈片也完全符合圖紙要求。這些方法為提高快走絲電火花線切割機的加工精度、加工質量和加工效率、避免斷絲故障的發生具有一定的指導意義。

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