如今，隨著慢走絲相對于快走絲的種種優(yōu)勢被人們逐漸發(fā)現(xiàn)及認(rèn)識捧法，加工高精度零件時慢走絲線切割機得到了廣泛應(yīng)用。

　　電火花線切割按切割速度可分為快走絲和慢走絲异瞭，由于快走絲所加工的工件表面粗糙度一般在Ra=1.25~2.5微米范圍內(nèi)裹五，而慢走絲可達(dá)Ra＝0。16微米睛宝，且慢走絲切割機的固定誤差捅县、直線誤差和尺寸誤差都較快走絲好，所以加工高精度零件時慢走絲線切割機得到了廣泛應(yīng)用酬楚。

　　由于慢走絲是采取線電極連續(xù)供絲的方式猪晰，即線電極在運動過程中完成加工，因此即使線電極發(fā)生損耗彪珠，也能連續(xù)的予以補充质法，故能提高零件加工精度风捌，但電火花線切割的斷絲卻成為這些優(yōu)勢的障礙浸船，解決此問題十分必要。

斷絲機理：

　　一般認(rèn)為斷絲主要是由于電火花放電集中引起電極絲溫度過高而熔斷寝蹈，這點與檢測到的斷絲先兆是一致的李命。因此從熱傳導(dǎo)理論研究電極絲的溫度分布成為研究斷絲機理的主要途徑登淘。研究結(jié)果表明：斷絲前的熱載荷超過平均值；脈沖寬度和絲徑大小對絲溫的影響大封字；熱對流系數(shù)對絲溫的影響大黔州，沖液的狀態(tài)對避免斷絲十分重要；焦耳熱和絲振的作用可以相對忽略阔籽。

　　對于等能量脈沖電流電源流妻，研究表明斷絲有兩個重要先兆：1，火花放電頻率短時間內(nèi)突然上升笆制，由于放電頻率過高使電極絲局部溫度過高绅这，進(jìn)而導(dǎo)致斷絲；2在辆，正持ま保火花幾率下降，異炒衣ǎ火花幾率逐漸上升也是斷絲的先兆猬肖。由于絲損上升，電極絲變細(xì)最終被拉斷猾妖。K.P.Rajurkar等指出加工過程中工件厚度的突變是引起放電集中的主要原因之一函以。因此需要在線檢測工件厚度的變化，調(diào)整相應(yīng)的工藝參數(shù)啼脑，控制電極絲的進(jìn)給速度和放電頻率编撵，在不斷絲的情況下得到較佳的切割速度。

　　由于斷絲先兆持續(xù)時間短晒茁，防斷絲的實時控制較高易仍，因此控制參數(shù)的選擇十分重要。在線切割加工中捷嘁，脈沖間隔放大绵盔，會使放電間隙電蝕產(chǎn)物排除的時間增加，能有效改善放電集中現(xiàn)象鳍彪，使斷絲發(fā)生的機會大大降低璃璧，因此脈沖間隔成為防斷控制的首選控制參數(shù)。

　　一刊愚、與電極絲相關(guān)的斷絲因素

　　1踊跟、 電極絲材料特性

　　電極絲要求具有良好的放電特性和高抗拉強度，因此選用以含鋅量低（10％）的黃銅作內(nèi)芯鸥诽，含鋅量高的黃銅作涂層的電極絲正好滿足線切割的要求商玫。電極絲選用名牌鉬絲效岂，精度高评贫，抗拉力大酵使，質(zhì)量好钳垮。對電極絲做低溫處理也是降低斷絲幾率的措施之一。美國俄亥俄州一家公司用－2000C低溫下冷卻24H的電極絲與沒做低溫處理的電極絲作對比炬藤，結(jié)果前者斷絲概率比后者低了30％御铃。

　　在加工過程中電極絲承載放電能力的大小由電極絲絲徑大小決定，所以絲徑大小直接影響斷絲率沈矿，因此在加工中應(yīng)根據(jù)實際需要上真，選擇直徑大小適當(dāng)、涂層表面光滑羹膳、沒有氧化斑點或經(jīng)過低溫處理的高速切割電極絲谷羞，從而減少斷絲。

　　2簿馍、 絲張力和絲振動

　　低速走絲電火花切割加工中脯黎，在電極絲強度極限下維持盡可能高和穩(wěn)定的張力，可使粗加工時絲在放電爆炸力下維持最小的滯后彎曲而不會斷絲忆帐。合適的張力能有效減小絲的振動幅度兵正，在加工過程中使絲保持穩(wěn)定。

　　3梢纫、電極絲移動速度

　　由于線切割加工中的電極絲直徑較薪严酢（一般為0.1~0.3mm），若電極絲移動過慢汤浊，電極絲上的某一點可能產(chǎn)生多次放電邓晃，使得這一點的蝕除量過大，在絲張力和火花放電的爆炸力作用下很易斷絲砚皆。所以在絲允許一點連續(xù)放電次數(shù)的條件下纤票，要結(jié)合工件厚度，根據(jù)放電頻率調(diào)節(jié)絲速旦良。粗加工和精加工的放電頻率不一樣猪攀，走絲速度也不一樣。如電極絲直徑小侵俗、工件厚锨用、粗加工，而且要求放電頻率高隘谣，則絲速相對要快些增拥。實際加工中，可參考低速走絲電火花切割機所配的工藝數(shù)據(jù)庫所給出的電極絲移動速度寻歧。

　　4掌栅、導(dǎo)電塊

　　導(dǎo)電塊多用銀鎢合金做成，導(dǎo)電性好且耐磨。在加工過程中渣玲，導(dǎo)電塊和移動著的電極絲一直保持接觸，從而導(dǎo)致導(dǎo)電塊磨損弟晚。一般低速走絲電火花切割機中用的導(dǎo)電塊應(yīng)及時檢查忘衍，將其卸下，用清洗液清洗掉上面粘著的臟物卿城，若磨損嚴(yán)重可換個位置或更新導(dǎo)電塊枚钓。

　　5、廢絲處理

　　低速走絲電火花切割加工是單向走絲粟宣，加工中會產(chǎn)生大量廢絲喳卫。廢絲如不及時取出，易在極間產(chǎn)生附加電容辑揍，并且有可能與加工區(qū)域的電極絲直接導(dǎo)通硫红，從而產(chǎn)生能量集中釋放，引起斷絲甚至短路讽歹，以至無法正常加工综姜，因此廢絲落下時要及時取出。目前高檔機床都有廢絲自動處理裝置几研。處理方式有兩種：一是把切絲裝置放在廢絲排除口挽钧；二是把斷絲裝置安裝在加工頭，切斷的廢絲用沖出管道排除蚓夺。

　　二熊朵、 與工作液相關(guān)的斷絲因素

　　目前低速走絲電火花切割大多用純凈水和蒸餾水，廉價無污染赛喊。使用工作液主要有兩個作用：絕緣和冷卻殖熟。因此工作液應(yīng)該有良好的吸熱、傳熱和散熱功能斑响。

　　當(dāng)工作液的性能變差吗讶，意味著工作液中存在的雜質(zhì)離子大大增加，工作液的介電性能明顯降低恋捆。一方面會造成由介質(zhì)粒子構(gòu)成的導(dǎo)電橋?qū)е碌慕佑|放電概率增加照皆；另一方面，由于工作液的導(dǎo)電性能增加沸停，使得加工間隙增大膜毁，此時的加工波形特征是一連串幾乎沒有開路和擊穿延時的放電脈沖。這時輸入到加工間隙的能量密度非常大愤钾，極易造成斷絲瘟滨。此時必須更換工作液。

　　放電過程中產(chǎn)生的加工屑也是造成斷絲的因素之一。有加工屑搭橋而成杂瘸，或兩極上相對突出的尖點偶爾相遇而形成的微短路狀態(tài)具有較大的接觸電阻倒淫。由于電極絲運動，這種微短路很容易被拉開形成火花放電败玉。故此時脈沖電源輸入到加工間隙的能量密度遠(yuǎn)大于正常加工時祭静，使得電極絲的黏著部位產(chǎn)生脈沖能量集中釋放，導(dǎo)致電極絲產(chǎn)生裂紋爵路，從而可能造成斷絲姻粱，因此加工過程中必須沖走這些微粒。為了有效的沖走固體微粒你浸，在沒有工件幾何形狀的限制時研镀，還應(yīng)盡量選擇密著加工，使水沖進(jìn)割縫节暇，更好的改善沖刷狀況焙檀。若噴水的方向不準(zhǔn)確也易斷絲。因為噴水方向不準(zhǔn)忿奈，工作液無法噴入切割逢谢奕，電極絲不能夠冷卻，使得電極絲局部溫度突然升高辱甫，引起燒絲遍送。噴水位置應(yīng)以水柱包住電極絲為好，并且上下噴水壓力要相當(dāng)店诗。

　　三裹刮、與伺服控制相關(guān)的斷絲因素

　　伺服進(jìn)給速度應(yīng)與工件的蝕除速度保持一定關(guān)系，即保持加工間隙為一定值庞瘸。因為當(dāng)伺服速度超過蝕除速度捧弃，就會出現(xiàn)頻繁的短路現(xiàn)象，同時增大了斷絲的可能性擦囊；反之违霞，伺服速度過慢，兩極見偏于開路瞬场，加工過程中也會因開路而短路买鸽，使切割速度降低，表面粗糙值增大贯被。所以伺服應(yīng)均勻眼五、穩(wěn)定的進(jìn)給，避免爬行彤灶，超調(diào)量要小看幼，傳動剛度應(yīng)高，傳動鏈中不得有明顯間隙，抗干擾能力要強缠染。放電加工的頻率很高猪玛，而且放電間隙的狀態(tài)瞬息萬變，要求進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)間隙狀態(tài)的微弱信號能相應(yīng)的快速調(diào)節(jié)骡梨。因此整個過程中的不靈敏區(qū)衩斋、時間常數(shù)、可動部分的慣性要求要小寻癌，放大倍數(shù)應(yīng)足夠薇榨，過度過程應(yīng)短豌腮。

　　四绪封、與脈沖電源相關(guān)的斷絲因素

　　1、主要電參數(shù)影響

　∫А（1）脈沖寬度

　　脈沖寬度是單個脈沖能量的決定因素之一历扭。由實驗可知脈沖寬度增加，單個脈沖放電能量增加膨吼，切割速度逐漸提高棺氢，但當(dāng)脈沖寬度超過某一范圍時，散失在工件和電極間的放電脈沖能量增多现恼，反而削弱了蝕除作用肃续。同時由于電蝕產(chǎn)物的拋出作用不會隨脈沖寬度的增加而顯著提高，這必然使短路的幾率增加叉袍，切割速度減小始锚，甚至斷絲。另外由于單脈沖能量的增大會使電動絲振動加強從而降低工件的表面質(zhì)量喳逛，增大表面粗糙值瞧捌，斷絲也經(jīng)常發(fā)生。因此润文，納米級的笮脈寬是目前低速走絲電火花切割機生產(chǎn)廠家研究的主要方向姐呐。

　　（2）脈沖間隔

　　實驗表明典蝌，脈沖間隔對切割速度影響很大曙砂。在工作液恢復(fù)極間絕緣性的條件下，可適當(dāng)減小脈沖間隔骏掀，使單位時間內(nèi)放電次數(shù)增多麦轰，從而提高切割速度。由于脈寬及單個脈沖能量不變猴宾，故對工件表面粗糙度影響不明顯潘吸。但如果脈沖間隔過小，工作區(qū)的介質(zhì)來不及恢復(fù)到絕緣狀態(tài)，放電產(chǎn)物也不能被及時排除卤撬，會使加工狀態(tài)不穩(wěn)定巴移，增加工作區(qū)短路的幾率，極易引起斷絲柄楼。

　　2瞭驴、脈沖電源控制策略影響

　　由于低速走絲電火花切割加工是高頻放電切割（脈沖寬度50ns~2微秒，脈沖間隔1~15微秒）翅陪，對單個脈沖能量的在線控制較難退钱，但是利用現(xiàn)代高新技術(shù)目前已研究出此種電源，使加工效率飛速提高钠台，并有效防止了斷絲和燒弧欠诊。如瑞士夏米爾公司，在ROBOFIL240/440機床基礎(chǔ)上開發(fā)的“CLEAN CUT”（CC）新型脈沖電源辟劲，其最大峰值電流可達(dá)1200A臣疑，最大擊穿電壓也提高了25%，在粗加工中徙菠，最大切割速度達(dá)到了400 mm2/min讯沈。這么高的峰值電流，能穩(wěn)定婿奔、高效率地切割而沒有斷絲缺狠，就在于它采用了笮脈寬精確的單個放電脈沖能量控制技術(shù)。該電源除了有效的逐個脈沖檢測萍摊，還采用了PILOT-EXPERT專家系統(tǒng)極好的控制了集中放電的能量挤茄，從而在防止斷絲的同時也解決了局部過熱的問題。

　　脈沖電源中另一個防斷絲技術(shù)就是粗加工中氣相拋出记餐。所謂氣相拋出加工即放電加工中驮樊，利用熱膨脹和局部微爆炸，把熔化片酝、汽化的工件材料以氣相拋出囚衔。氣相拋出同時帶走大量能量，不僅工件受熱影響大大降低雕沿，電極絲受熱也大大減少练湿，不會因瞬間過熱和驟冷產(chǎn)生微觀裂紋，從而有效的防止了斷絲荡西。

　　五谴疾、造成斷絲的其他因素

　　斷絲還有其他因素，比如工件的材質(zhì)舵翘。線切割時為了減少斷絲不同的材質(zhì)應(yīng)選用相應(yīng)的加工參數(shù)昭怕。

　　1袱族、走絲速度

　　走絲速度的快慢直接影響電極絲在加工區(qū)的逗留時間和放電次數(shù)，從而影響電極絲的損耗裙都。由于線切割加工中的電極絲直徑較小渔舵，若電極絲移動過慢，電極絲上某一點可能產(chǎn)生多次放電咽皮，使得這一點的蝕除量過大劈遂，在絲張力和火花放電的爆破力作用下極易斷絲。另外痒渊，提高電熱絲的走絲速度疮炼，可使工作液容易被帶到狹笮的加工間隙，加強對電極絲的冷卻蝇裤，將電蝕產(chǎn)物帶出間隙之外廷支。但走絲速度過高將會使電極絲振動加大，也容易斷絲猖辫，并使加工表面精度降低酥泞，表面粗糙值增大砚殿。所以在電極絲允許一點連續(xù)放電次數(shù)的條件下啃憎，要結(jié)合工件厚度，根據(jù)放電頻率正確調(diào)節(jié)走絲速度似炎。

　　2辛萍、進(jìn)給速度

　　理想的線切割應(yīng)該是進(jìn)給速度跟蹤其線加工速度，進(jìn)給過快羡藐，超過工件可能的蝕除速度贩毕，容易造成頻繁短路，切割速度反而慢仆嗦，工件表面粗糙度也較差辉阶，上、下端面切縫呈焦黃色瘩扼，甚至可能斷絲退旅。進(jìn)給過慢，滯后于工件可能的蝕除速度农幢，則容易造成頻繁開路呕长，過跟蹤和欠跟蹤都是造成加工不穩(wěn)定的直接因素，容易引起斷絲肩容，影響表面加工質(zhì)量悯堂。

　　3、進(jìn)給精度

　　要實現(xiàn)理想的跟蹤進(jìn)給勘米，必須提高進(jìn)給控制系統(tǒng)的性能并人工調(diào)節(jié)較佳的進(jìn)給量矗壹。導(dǎo)絲機構(gòu)的精度將直接影響電極絲的走絲質(zhì)量疯忽，精度低會引起走偏、振動几郎，進(jìn)而造成斷絲吩伊。

　　線切割機的導(dǎo)絲機構(gòu)主要是由貯絲筒、線架和導(dǎo)輪組成婆沟。當(dāng)導(dǎo)絲機構(gòu)的精度下降時便螟，會引起貯絲筒的徑向跳動和軸向竄動。徑向跳動會使電極絲的張力減小唠摹，造成絲松爆捞，嚴(yán)重的會使絲從導(dǎo)輪槽中脫出拉斷。軸向竄動會使排絲不均勾拉，產(chǎn)生疊絲現(xiàn)象煮甥。如果線架剛性差，運動時會產(chǎn)生振動和擺動藕赞，不但影響精度還會引起斷絲成肘。

　　4、電極絲的材料及直徑

　　電極絲材料有銅斧蜕、鎢双霍、鉬、鎢鉬合金等批销，鎢鉬合金電極絲W20Mo和W50Mo洒闸，其壽命較鉬絲約提高20%~30%，斷絲現(xiàn)象明顯減少均芽。為減少斷絲可優(yōu)先選用鎢鉬合金電極絲丘逸，因為鎢的延伸率、抗張力以及熔點都比鉬適合線切割的需要肝珍。對于慢走絲跪倘，高生產(chǎn)率時可采用0.12~0.30mm的鍍鋅黃銅絲，允許較大的峰值電流芍司。如果電極絲張力能保持均勻馏旅，振動較小，加工穩(wěn)定忽愧，工件精度與表面粗糙度就相應(yīng)比較好崇已，電極絲壽命也比較長。

　　5脑苫、切割路線

　　切割路線如圖1所示：

圖1：切割線路

　　若按圖1加工贱起，切割完第一道工序，繼續(xù)加工時由于原來的主要連接部位已被割離舱踊，余下的材料與夾持的部分連接較少迫扫，工件剛度大為減低疮窟，已產(chǎn)生變形而導(dǎo)致斷絲。一般情況下诬絮，最好將工件與其夾持部分分割的線段安排在切割總程序的末端鬼癣。因此從工藝上考慮，應(yīng)考慮制作合理的工藝孔啤贩、槽待秃，以便于應(yīng)力對稱、均勻痹屹、分散的釋放章郁，凸模及凹模應(yīng)采用封閉切割。

　　結(jié)束語

　　影響加工質(zhì)量和造成慢走絲線切割斷絲的因素很多志衍，由于各種機床的設(shè)計策略及加工工藝不同暖庄，造成加工質(zhì)量下降和引起斷絲的原因也不同，有時可能不僅僅是一個或兩個因素楼肪，而是多個因素引起的培廓。但只要對其進(jìn)行系統(tǒng)地分析和科學(xué)地分類，就可以對這些復(fù)雜而且零亂的因素進(jìn)行控制與調(diào)整春叫，從而避免斷絲現(xiàn)象肩钠，提高加工工件質(zhì)量。

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