线切割故障与解决方法

线切割故障及解决方法

一、X、Y运动的直线度是怎么保证的？

首先应明确，某一轴的直线度是指它在两个平面的直线度。如X 轴的直线度是指在X、Y平面上和X、Z平面上直线度，这如同一条路—即不左右弯曲也不得上下起伏。

机床的托板是承载在导轨上的，所以导轨的平直度就决定运动的直线度。丢失直线度的原因有二，一是导轨本身状态的平直度，二是导轨安装基准面的平直度。高精度且状态稳定的导轨，托板和床身组合在一起才是保证直线度的根本条件。导轨，托板和床身的高低温和时效处理，目的也在于此。

滚柱（钢珠）的不一致将导致受力点少或撬撬板现象也是显而易见的。

要注意到，因丝杠的不规范的运动也会牵动导轨，比如丝杠的轴向与导轨不平行，丝杠与丝母的中心高不一致，丝杠与丝母间承受一个扭转力以及丝杠的弯曲等，都会在丝杠运动的同时，强推硬扛地干扰破坏了导轨的直线运动，这就是我们强调的要把丝杠、丝母、丝杠座和丝母座都做得精确规范的基本原因。

不管是“V”形还是“一”形，导轨和滚道上均不得沾染任何污物杂质，它不但影响导轨的运动的平直度，而且导致导轨的损毁和变形。导轨要求是一尘不染的，这是保养和维护机床，保持长

久精度的守则之一。

二、X、Y运动的垂直度是怎么保证的？

两轴的垂直度是建立在各自的直线度的基础上的，直线的误差会在垂直度测量时反映出来，数值叠加的结果使垂直度测量失实失准，所以是首先保证各自的直线度，再保证互相的垂直度。

两轴的垂直度完全取决于中托板上的两组导轨的垂直度，装配时是把一组导轨固定在基准上，测量并调整待另一组导轨与基准垂直后，再行固定并配打销钉孔，从而把中托板上两组导轨的垂直度固定下来。这个装配和测量过程，即要追求操作的稳妥有效，还应该有意把精度提高一档，这个中间工艺指标的控制是非常重要的，因为不管是装机，修理或一段时间的实效，都会使这个精度变差，如果初始安装就把允许的误差值用足，那以后的精度就会超值失准了。比如某机床精度标准为0.02，则首次装配时的内控精度应是在0.012以下。重要部位的首装严控和销钉镙钉稳妥有效，加之导轨本身的平直精准，两轴的垂直度就有保证了。如同直线度一样，丝杠的工作状态也是影响垂直度的重要因素。与导轨定位面成一定夹角的任何一个外力，都将造成导轨的异动，因为导轨只是导轨，并没有夹死。所以一旦发现X、Y轴的垂直度超标，要认真判断是导轨自身的形变或错位造成的还是丝杠的运动干扰的。如果是导轨的导向作用所致，分别在几个位置使丝杠和丝母重复松开再紧固的适配过程，其超标的方向和数值应大体稳定的。如果是丝杠和丝母运动的干扰所致，将失去方向

和数值，甚至造成钼丝脱槽。所以通常在直线机床上加装锥度装置形成的简易锥度机床，一般把最大切割锥度限制在±60。这个锥度值对一些出模斜度加工任务的完成已绰绰有余了。更大锥度的切割则要依赖于专用锥度机床，这种机床要从结构上解决导轮与UV偏摆随动的问题。不存在偏摆后导轮槽的干扰作用，切割的锥度从原理上讲是准确的。伴生的负面影响是，为解决偏摆随动问题而使整体刚性降低，运动迟滞和回差凸现，运动保真度精确度也大打折扣。日常应用，直线切割的通用性，稳定性和方便灵活性也受到影响，直、锥已很难兼顾。

三、线切割“花丝”现象分析与解决

一段时间的切割后，钼丝会出现一段一段的黑斑，黑斑通常有几到十几毫米长，黑斑的间隔通常有几到几十厘米。黑斑是经过了一段时间的连续电弧放电，烧伤并碳化。变细变脆和碳化后就很容易断。黑斑在丝筒上形成一个个黑点，有时还按一定规率排列形成花纹，故称为“花丝”。

四、“花丝”现象的成因

因不能有效消电离造成连续电弧放电，电弧的电阻热析出大量碳结成炭精粒，钼丝自己也被碳化。工件较厚（放电间隙长）、水的介电系数低（恢复绝缘能力差）、脉冲源带有一个延迟灭弧的直流分量（大于10mA）这三者之一是“花丝”现象的基本条件。放电间隙内带进（或工件内固有）一个影响火花放电的“杂质”是“花丝”现象的诱因。“花丝”与火花放电加工的拉弧烧伤

是同一道理，间隙内的拉弧烧伤一旦形成，工件和电极同时会被烧出蚀坑并结成炭精粒，炭精粒不清除干净就无法继续加工。细小的炭精粒粘到那里，那里就要拉弧烧伤，面积越来越大，决无自行消除的可能性。如果工件和电极发生位移，各自与对面都会导致新的拉弧烧伤，一处变两处。唯一办法是人下手清理，而线切就无能为力了。

五、“花丝”的发生和发展

在放电间隙长、蚀除物排出困难、恢复绝缘能力差、火花爆炸无力时，“杂质”很容易产生，电阻热迅速变拉弧烧伤，炭精粒也相拌而成，这个拉弧点随丝运动，其间每个脉冲能量都通过这个拉弧点释放，直到这个拉弧点走出工件，绝缘才有可能恢复，才有可能产生新的火花放电。钼丝这个点的烧伤炭化（即黑斑）就形成了。如果间隙内刚才诱发拉弧烧伤的那个点仍顽强存在，极容易与现在接触的钼丝点重复电弧放电，第二个烧伤炭化（即黑斑）点就又形成了。所以那个点与工件出口的距离往往等于两黑斑间的距离。自第一个烧伤炭化以后，丝上留了一个炭化点，工件间隙留了一串炭化点，极细的炭精粒播散到水里随时会进入间隙，它们都成了“花丝”的诱发因素。成了“交叉感染”，到这时，丝、水、工件换了哪个都不管用，以至统统换了都无济于事。一段时间过后，“交叉感染”的那些诱发因素没了，同等条件，甚至还是那块料，又能切了。

六、“花丝”的表象和观察

因电弧放电、短路、开路和碳精粒生成，脉冲源电流表会大幅摆动。放电火花会相间出现发红、发黄、发白。初形成的黑斑因热烧和碳化而变粗些，从间隙通过并烧蚀几次后又变细。一段时间加热和张力作用当然也使黑斑处变细。变脆是因为烧红又冷却，严重炭化造成的。因“花丝”在丝筒上形成的花斑很容易规律排列，所以很多人试图发现规律，结果与丝筒周长、导轮周长、导电块与谁的距离都不对。如果有规律，就是烧伤发生点到工件出口的距离。

七、“花丝”的解决和分析

“花丝”现象一旦发生，要从成因的三个要素入手。首先要确认脉冲发生器的质量，只要没有那个阻止灭弧的直流分量，通常不会导致花丝断丝。其次要注意水，污、稀、有效成分少肯定不行；内含一定量的盐、碱等有碍介电绝缘的成分更不行。再次要注意料，薄怎么都好，即便出现拉弧烧伤的诱因，水的交换快，蚀除物和杂质排除容易，瞬间“闯”过去了。厚了，拉弧烧伤的诱因则很容易产生而极不容易排出。特别带氧化黑皮、锻轧夹层、原料未经锻造调质就淬了火的，造成“花丝”的几率是很高的。“花丝”后的料、丝、水只要保留其一，再次“花丝”的可能性仍很大。

如果无可奈何，只能还切这块料，那就彻底换丝、换水、擦机床；料的夹层、淬火已没办法，起码把表层氧化黑皮祛除干净；避开已切过的那个缝。用大脉间、大脉宽、小电流、高电压开始，待