線切割設備典型故障分析

閔雪健

昌河飛機工業(yè)（集團）有限責任公司 江西景德鎮(zhèn) 333002

1 序言

1960年線切割設備發(fā)明于蘇聯(lián)，當時以投影器觀看輪廓面手動進給加工，使用的加工液是礦物質性油，絕緣性高，加工速度低，實用性受限。我國是最早將線切割設備用于工業(yè)生產(chǎn)的國家之一，目前國內(nèi)外的線切割機床已占電加工機床總類的60%以上。1970年我國長風機械廠研制成功“數(shù)字程序自動控制線切割機床”，國內(nèi)以此為基礎發(fā)展了快走絲系統(tǒng)（WEDM-HS），而歐美和日本則發(fā)展了慢走絲系統(tǒng)（WEDM-LS）。

線切割的基本原理是利用連續(xù)移動的細金屬絲（也被稱為電極絲）作為電極，對工件進行脈沖火花放電，形成電蝕從而完成加工。目前已廣泛應用于加工各種形狀復雜和細小的工件，例如加工各種冷沖模、滾尺刀等。線切割有許多無可比擬的優(yōu)點：加工余量小、加工精度高及機床生產(chǎn)周期短等。但是這類設備一旦在加工過程中發(fā)生故障，則可能直接造成零件報廢。

2 線切割設備的典型故障分析

2.1 機床頻繁斷絲

機床頻繁斷絲是該類設備的典型故障，當設備出現(xiàn)此問題時，根據(jù)不同的情況可能的原因如下。

（1）工件與電極絲接觸即斷且有弧光放電 功放管板的功率管被擊穿，高頻無法控制，導致電極絲燒毀。

（2）換向過程中出現(xiàn)斷絲 行程開關（見圖1）損壞、行程開關接觸不良或行程開關被油污堵死都可能會出現(xiàn)此類問題。

圖1 行程開關

（3）加工過程中斷絲 導電塊接觸不良；機床選擇參數(shù)不當（割厚件時脈寬大而脈間?。?；工作液使用不當或太臟（據(jù)統(tǒng)計，因工作液引起的斷絲占40%左右）；管路堵塞導致工作液不足。

2.2 機床無火花

在加工時機床無火花因而無法加工也是線切割設備常見的故障之一，根據(jù)不同情況可能的原因如下。

（1）導電塊接觸不良（概率高） 判斷此類問題很簡單，準備一根導線，將機床高頻線（－）與機床工作臺面（＋）短接，如有火花出現(xiàn)，則是導電塊接觸不良；如無火花，則是前端電路故障。

（2）前端電路故障（概率低） 高頻線破損，功率管板損壞，高頻電阻損壞，電源板無12V輸出；公共機接口板損壞；電流表損壞（可用電流表短接的方式來判斷電流表是否存在問題）。

2.3 機床加工效率低

機床加工時有高頻，無報警，運行正常，但加工速度慢，效率低。此問題也是線切割設備的常見問題之一，現(xiàn)歸納出最常見的情況如下。

（1）導電塊接觸不良（概率高） 導電塊有割痕或有油污（據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計，導電塊接觸不良引起的加工效率低占60%左右）。

（2）參數(shù)設置不當（概率低） 脈間與脈寬設置不當或追蹤調(diào)速設置不當。

（3）電極絲抖動 電極絲抖動會出現(xiàn)割不動的情況，導致效率低，這種情況可更換導輪組。

（4）機床回退（概率高） 線切割的電極絲與工件要有一定的間隙方可加工，加工過快或排屑不順有可能導致電極絲短路。為了順利加工，系統(tǒng)都會回退一段，但在回退過程中，電極絲一直處于工作狀態(tài)，帶電且運轉，對工件會造成影響，如出現(xiàn)機床回退現(xiàn)象，可能是以下三種情況。

1）工作液過臟或管路堵塞都會造成排屑不順，導致系統(tǒng)回退。需要檢查工作液是否合格。

2）電極絲變細，導致電極絲電阻變大，導致工件割不動而發(fā)生回退。檢查電極絲損耗，要注意需更換新絲。

3）參數(shù)調(diào)節(jié)不當也會導致回退。需檢查速率是否合理且脈間不宜過小。

2.4 機床無工作液或工作液不足

在線切割加工中，工作液是不可輕視的部分，工作液的主要作用如下。

（1）對放電通道的壓縮作用 火花放電必須在有一定絕緣性能的介質中進行，工作液的絕緣性可以使擊穿后的放電通道壓縮，局限在較小的通道半徑內(nèi)進行火花放電。

（2）使加工部分迅速冷卻 在加工過程中，瞬間放電的溫度極高，工作液可以起到冷卻作用。

（3）對放電產(chǎn)物進行清除 工作液有一定的除污能力，起著排屑、洗滌的作用。

當機床無工作液或工作液不足時，設備無法正常加工，當設備出現(xiàn)此問題時，可能的原因有：機床管路堵塞，如閥、噴嘴堵塞等；水過濾器堵塞；水泵內(nèi)泄漏；水泵電動機燒毀；機床本身工作液不足。

3 線切割的預防性維護

設備的預防性維護是保證設備穩(wěn)定運行和減少設備故障率的重要舉措，針對線切割獨有的加工特性及典型故障，制定預防性維護措施，具體內(nèi)容如下。

1）檢查機床導電塊是否良好，如有明顯劃痕則更換導電塊，如有油污則可用布擦拭干凈后，再用砂紙輕輕打磨導電塊及偏心銅棒，保證接觸良好。

2）檢查高頻線接觸是否良好，是否有斷裂或有油污的現(xiàn)象，必要時重新連接線纜。

3）檢查導輪狀況，是否有明顯割痕，軸承運行時是否有異響，必要時可更換整個導輪組。

4）檢查電極絲是否變形，必要時更換電極絲。

5）檢查工作液循環(huán)系統(tǒng)情況，對水泵、過濾器、水閥和管道進行檢查，定期更換、添加工作液。

6）對機床其他機械部分進行常規(guī)性檢查（當前線切割部分部件有自動潤滑功能，但部分部件仍需人工手動潤滑），制作機械保養(yǎng)單（見表1），做到時時監(jiān)控、時時跟蹤和時時保障。

表1 機械保養(yǎng)單

4 結束語

線切割設備的故障維修工作內(nèi)容較多，工作難度較大，往往需要專業(yè)的技術人員進行仔細排查。但在現(xiàn)場快速反應、解決故障的同時，應該更加重視設備維護，思考隱患問題，努力做好“治未病”的預防性維護。