摘要：本文从实际生产出发，对高速走丝电火花线切割加工断丝的主要原因进行的分析，并提出了解决的方案，最后从实证的角度，对生产中断丝现象进行的简单的故障排除的实证研究。
关键词：高速走丝；电火花线切割加工；断丝现象；原因；对策；实证分析
电火花线切割加工(WirecutElectricalDischargeMachining，简称WEDM)，有时又称线切割。其基本工作原理是利用连续移动的细金属丝(称为电极丝)作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切割机，俗称快走丝；低速单向走丝电火花线切割机，俗称慢走丝和立式自旋转电火花线切割机3类。又可按工作台形式分成单立柱十字工作台型和双立柱型(俗称龙门型)。
1电火花线切割加工原理
电火花线切割属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。线切割机也于1960年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家。电火花线切割加工主要用于模具制造，在样板、凸轮、成形刀具、精密细小零件和特殊材料的加工中也得到日益广泛的应用。
其工作原理为：自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段，两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000℃~12000℃的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。然后通过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。
在切割加工时，工件安装在工作台上，工作台通常由X轴和Y轴电动机驱动。工具电极(电极丝)为直径0.02mm~0.3mm的金属丝，由走丝系统带动电极丝沿其轴向移动。走丝方式有两种：1)高速走丝，速度为9m/s~10m/s，采用钼丝作电极丝，可循环反复使用；2)低速走丝，速度小于10m/min，电极丝采用铜丝，只使用一次。脉冲电源加在工件与电极丝之间，一般工件接正极，电极丝接负极。工件与电极丝之间用喷嘴喷入工作液(乳化液、去离子水等)。控制系统根据预先输入的工作程序输出相应的信息，使工作台作相应的移动，工件与电极丝靠近。当两者接近到适当距离时(一般为0.01mm~0.04mm)便产生火花放电，蚀除金属。金属被蚀除后工件与电极丝之间的距离加大，控制系统根据这一距离的大小和预先输入的程序，不断地发出进给信号，使加工过程持续进行。
2电火花切割机
电火花线切割机主要。采用电脑控制系统，全中文自动绘图编程、控制软件。加工中有轨迹、时间显示，可随时了解加工情况中走丝具有多次切割功能特点通常来讲，电火花切割机的主要功能有：具有绘图、编程功能；镜像、对称、旋转、平移功能；短路自动处理、加工结束自动停机功能；反向加工、任意段加工功能；比例缩放功能；断电报护功能；自动找中心功能；人机对话功能。
3断丝主要原因
3.1与电参数选择及脉冲电源相关的断丝
一般来说，断丝的机率随着放电能量的增加而加大。这是因为加工中的脉冲能量靠电极丝来传递，如果电极丝载流量太大时，本身的电阻发热会使它固有的抗拉强度降低很多，所以很容易造成断丝。可将脉冲间隙参数设大些，以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，否则容易产生集中放电和拉弧。由于电弧放电是造成电极丝(负极)腐蚀损坏的主要因素，只要电弧放电集中于某一段，就会引起断丝。
3.2与运丝机构相关的断丝
机床的运丝机构精度变差，会增加电极丝的抖动，破坏火花放电的正常间隙，易造成大电流集中放电，从而增加断丝的机会。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。在上丝后应空载走丝检查电极丝是否抖动，若发生抖动要分析原因。
3.3与电极丝相关的断丝
电极丝的材料应根据加工情况而定，否则会引起断丝。对于数控高速走丝电火花线切割加工，广泛采用钼丝。因为钼丝耐损耗、抗拉强度高、丝质不易变脆，不易断丝。采用钨丝加工，可获得较高的加工速度，但放电后丝变脆，易断丝，应用较少，一般在弱电规准时使用。钨钼丝(钨、钼各50%)加工效果比前两种都好，故使用寿命和加工速度都比钼丝高，但价格昂贵。 |
