断丝问题一直是线切割加工中的一个严重的问题.它使加工停顿并不得不从头开始,浪费大量工时,破坏了加工面的完整性,增加了实现无人操作加工的困难,阻碍线切割工艺的进一步发展.因此,研究断丝的原因和防止断丝的方法一直是国内外线切割工艺研究中的一个重要课题.
国内外研究简况早在!"80年代末,专家们注意到断丝通常与短路增加有关,认为丝振及短路均会造成加工速度的降低并会增加断丝的概率.随后,'发现在断丝前,放电频率会突然增加.他们设计的防断丝控制系统在工件度!"（（以内时效果不错.的比利时鲁文大学教授; 左右的比例随机分布.以此为断丝先兆信号设计的防止断丝的试验装置取得了较好的效果.研究表明:不同类型的脉冲电源的断丝先兆信号不同,凡能反映向放电间隙中输入能量大小的量,在断丝前都会有一个突然增加,原则上都可作为断丝先兆信号.目前国外已有根据断丝先兆采取防护措施的线切割机床装置.南京航空航天大学特种加工研究室,经过对断丝问题的研究,认为:断丝过程开始于加工过程的不稳.加工不稳定促放电在一点上集中.放电集中又引起放电在时间上密集,这就使输入间隙的能量增加且
集中于一点,造成局部高温,致使电极丝被烧断.这就是断丝的全部过程."断丝的原因断丝的直接原因是输入间隙的热负载增加且集中在一点上,而起因是加工过程的不稳定.既然断丝的起因是加工过程的不稳定,那么根据加工过程不稳定的信号,采取有效措施使之尽快进入稳定状态,才是从根本上克服断丝问题的方法.
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zui关键的设一.在高速走丝方式线切割加工中,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.在实际线切割加工之前应检查冷却系统是否完善.
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.因此,提高整个走丝机构的制造质量,电极丝采用恒张力,恒
4、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10mm，中间绕满不重叠，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。
5、运丝机构,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V型槽、宝石限位块、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。
6、工件工件材料：对不经锻打、不淬火材料，在线切割加工前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T8钢在线切割加工中及易引起断丝尽量少用。切割厚铝材料时，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。
7、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100V左右。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。
从线切割机床和工艺采取有效措施,使线切割加工过程尽快进入稳定状态,再辅以断丝先兆的防护措施,不仅可防止断丝,而且能进一步提高加工速度
（责任编辑：admin）高速线切割机床断丝故障控制方法高速走丝线切割机床发生断丝后，都会造成加工中断，往往要重新绕丝和穿丝。由于工件切缝内存有放电后形成的脏物，或加工后材料变形使切缝变窄等原因，使穿丝工作变得困难，从头切又要浪费很多时间。另外，高速走丝机床基本上是开环控制设备，由于重复定位精度难以控制，频繁断丝会使加工精度变差、甚至会造成废品。总之合理控制断丝率可以达到提高加工精度和加工效率的目的。
高速走丝线切割机床发生频繁断丝故障，和几个原因关系密切，如钼丝质量、运丝系统、冷却液和供液系统、脉冲电源、脉冲加工规准等，通过控制这些因素，可减少频繁断丝故障。
一、电极丝本身质量的影晌
高速走丝线切割机床大多使用0.12~0. 2mm直径的冷拔钼丝作为电极丝。该丝有怕湿、怕折、怕热的特性，难于长期储存。品质变差的铝丝，由于表面氧化易折断，拉伸性能变差，放电加工时极易断丝，机床稳定加工时间变短。采购真空密闭包装的铝丝，可避免储存期间的氧化问题，但由于铝是贵重金属，大批量储存会占用资金，建议一次购买量不要超过两个月用量。购买铂丝要检查其质量，一看色泽，发黑发亮有金属光泽是新丝，色泽发暗发灰的为氧化了的钼丝。二折，抓住一段丝，在同一点反复折弯，坚持折弯次数越多的质量越好。三看长度，针对机床储丝筒储丝能力的大小，购买储丝长度整数倍的丝比较经济。
二、运丝系统及相关操作的影响
运丝系统可靠性体现在储丝筒排丝均匀，加工区钼丝抖动轻微，换向可靠等几方面。
1．对储丝筒来说，每正转或反转一周，能使钼丝沿丝筒轴向走0.2mm以上，以保证有足够的排丝距离，同时进出丝时，一般由宝石导柱夹持铝丝，防止由于铝丝沿丝筒轴向窜动而叠丝，造成断丝。一般发生叠丝时要检查丝筒传动及宝石导柱：①丝筒无轴向窜动及径向跳动。②丝筒每转动一周拖板沿丝筒轴向走0.2mm以上。宝石导柱由于经常与钼丝摩擦会磨损，要调整宝石导柱使之能夹持住钥丝。
2．钼丝抖动是比较复杂而难以解决的问题，铝丝在加工区抖动辐度比较大，会使铝丝局部过于靠近工件，使放电电流过大或拉弧从而烧断钼丝，同时会使切割面表面质量变差。目前比较一致的认识是：尽量减少导向环节，即减少传动导轮数量以达到减少振动的目的，同时提高运丝系统正反换向对铝丝拉力的一致性。以三光产DK7725g运丝系统（图1）为例来说明。
F为自动紧丝配重锤，D、E、G、H为单边导轮，B、C为双边导轮，当储丝筒顺时针转动时A、B为收丝系，I、H、G、F、E、D、C为放丝系，当丝筒逆时针转动时A、B为放丝系，其余为收丝系。可见顺逆转动时钥丝受到的拉力是不同的，由于拉力不同使储丝筒绕的丝一个方向紧一个方向松，易造成丝筒、拖板、导丝轮系统的传动部件磨损，精度变差，加剧丝的抖动。在使用过程中早期加上自动紧丝配重锤F，发现经常收丝（主要因丝被拉伸变长）易断丝，紧丝后取下F，每连续加工4h左右紧一次丝，但抖丝情况没有明显改善。
经研究发现在I、H、G、F、E、D、C系统中，除了F以外H的影响较为明显，将走丝路径改为I、G、E、D、C、B、A，在机床相应部位开孔并采取一定的防溅措施后，钥丝抖动情况明显改善。同时降低了储丝筒和导轮的磨损，加工时断丝故障明显降低，工件表面质量有所提高。在日常维护中如发现抖丝或异响应尽早检查储丝筒各导轮系，及时更换磨损件。一般情况导轮每满负荷运行3个月，要全部更换；丝筒轴承每1.5~2年全部更换；储丝筒要精密磨圆，同时做静平衡测试。在实际操作中，如果恒张力紧丝系统不可靠，在加工中可不用，而是每切割一段后停止加工，进行紧丝，这是因为铝丝会在加工运行中拉伸变长变细，放电也会使铂丝损耗。为避免张力不够产生电极丝抖动，一般每加工4h左右紧一次丝。加工纯铜材料例外，由于铜冷却快会反溅到钼丝上，使铝丝变粗、张力变大，从而加重运丝系统负载，使轴承等传动零件精度迅速变差，建议每加工2h左右松丝10mm左右。
3．换向的可靠性包括，储丝筒运行到定位行程能急停并高速反向启动，在这期间脉冲电源要能可靠停止加工，在电极丝达到一定速度时恢复加工。在老式机床中一般使用撞块、行程开关、继电器组等来完成，由于加工时经常要发生机械碰撞，撞块和行程开关常会损坏，不可靠的换向会拉断丝和烧断丝。为解决这些问题，建议使用无机械接触的磁性开关，一般磁性开关可直接控制24V的继电器，所以机床不会有太大的改动。换向时断开高频应该有多个采样控制点，如电机启动运行的电流，丝筒电机继电器接触器上的触点等，以保证换向断脉冲及加工条件不具备不送脉冲的可靠性。
三、机床电气、操作及工作液对断丝的影响
1．机床电气故障
脉冲电源及机床其它电气故障会造成频繁烧断电极丝的故障，主要原因有：①间隙电流过大；②脉冲宽度或脉冲间隔发生变化；③波形畸变；④机床电气如继电器电源和步进电机驱动电源等，因故障与工件或电极丝发生连接；⑤导电块和脉冲进线，地线与机床及电极丝不可靠连接，发生二次放电造成断丝故障；⑥机械进给机构传动比失常，与数控系统不同步或失控等。
2．操作不当造成的断丝故障
高速走丝电火花线切割机床由于是开环控制，诸如上丝、紧丝、选择加工规准，变频跟踪等，都需要操作人员手工完成，而这些操作的不当，会造成非正常断丝。
3．工作液对断丝的影响
工作液是脉冲放电介质，工作液选择不当，不及时更换，会使加工效率及稳定性变差，断丝故障率升高。实践中如果切割跟踪不稳定，可适当提高工作液浓度，或直接添加洗涤剂或皂片。要注意对不同材料的切割，工作液成分适应性不同，应注意对比选择。连续使用8天左右，或者工作液变黑结块，要及时更换。供液系统，要能保证上下喷嘴喷液均衡，供液流量能保证排屑顺畅及放电加工的要求。
四、工件材料对断丝的影响
加工的工件材料由于存在加工应力、淬火应力、内部夹渣、工件未消磁等原因。在切割过程中如果加工路径和工艺规准选择不当，会造成断丝。如切割U形零件，如果是未淬火而存在加工应力会形成张口变形，存在淬火应力的会形成缩口变形。如果加工路径没有选择好，工件变形会夹断钼丝。
解决方法是对于未淬火存在加工应力的工件，应在坯料上钻出凸模外形起点的穿丝孔，选择夹压工件的位置在zui后一条程序处。对于存在淬火应力的工件，经3次以上回火，使工件达到zui小应力和稳定金相组织目的，同时也要选择正确的加工路径。采取以上控制方法如果效果不理想，可选择重复切割工艺，用多次切割释放完残余应力后，zui后完成成型切割。
有些工件因内部夹渣，其夹渣物质一般是导电率较低的氧化物，在放电切割的过程中由于没有与金属组织同时熔化，而凸显出来拉断电极丝。如曾加工一批H13模具钢时遇到过夹渣情况，处理方法是在功率管数量不变的情况下，增大一挡脉宽和脉间，将进给速度降至原速度1/3后，切割2~3mm将规准复原，利用电火花的放电温度将夹渣物气化，效果不错。工模具加工中，线切割工艺一般安排在zui后，前面工序中如磨削加工，会在工件中产生剩磁，线切割加工时，切缝中的金属或氧化物不易排除，造成放电稳定性变差，引起断丝，可在线切割加工前退磁。
五、结论
对高速走丝线切割机床的断丝故障，找出相应对策，可以有效控制断丝率，使每次绕丝后能保证稳定加工8000~l0000mm2不断丝，提高了机床的使用效率和加工精度。当然造成断丝故障的原因还有许多，需要机床生产和使用单位共同努力，不断提高机床的技术水平，完善综合加工工艺。