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慢走丝线切割加工问题解决方案

Answer 1

慢走丝线切割加工问题解决方案

　　数控技术，即采用电脑程序控制机器的方法，按工作人员事先编好的程式对机械零件进行加工的过程。下面是我整理的慢走丝线切割加工问题解决方案，希望对你有帮助!

　　1.断丝问题

　　(1)放电状态不佳——降低P值，如果此值降低幅度较大仍断丝，可考虑降低I值，直至不断丝。此操作会降低加工效率，如果频繁断丝，请参考以下内容，找出真正导致断丝的原因。

　　(2)冲液状态不好，如上下喷嘴不能贴面加工，或者开放式加工时。通常断丝位置在加工区域——降低P值，并检查上下喷嘴帽是否损坏，如损坏请更换。

　　(3)导电块磨损严重或太脏，通常断丝位置在导电块附近——旋转或更换导电块，并进行清洗。

　　(4)导丝部太脏，造成刮丝，通常断丝位置在导丝部附近——清洗导丝部件。

　　(5)丝张力太大——调低参数中的丝张力FW，尤其是锥度切割时。

　　(6)电极丝的类型、工件材料质量问题——更换电极丝;降低P、I值，直至不断丝。

　　(7)废丝桶中的丝溢出，造成短路，通常刚刚启动加工即会断丝——将与地面接触的废丝放回废丝桶，排除短路。

　　(8)修切断丝，可能是偏移量不合适，造成修切修不动而断丝——减少偏移量之间的余量。

　　(9)后部收丝轮处断丝——检查收丝轮压丝比，标准值为1：1.5 。

　　(10)导电块冷却水不充分，通常断丝位置在导电块附近——检查冷却水回路。

　　(11)去离子水导电率过高，通常断丝位置在加工区域——若超过标准值10μs，使去离子水循环至标准值或小于标准值后再加工;如仍不能达到标准值，请更换树脂。

　　(12)去离子水水质差，通常断丝位置在加工区域——水箱中水出现浑浊或异味，请更换过滤纸芯、水。

　　(13)丝被拉断，下臂的下陶瓷导轮处有废丝嵌入或运转不灵活——清理并重新调整安装陶瓷导轮，必要时检查导丝嘴磨损状况并更换。

　　(14)张力轮抖动过大(运丝不平稳)——用张力计校正丝张力。

　　2.加工速度问题

　　(1)未按标准工艺，上下喷嘴距离工件高于0.1㎜ ——尽可能贴面加工。

　　(2)创建的TEC文件不正确——正确输入相关的工艺数据，来获得正确的TEC文件。

　　(3)修改了加工参数，尤其是降低了P、I值过多会导致加工速度大幅降低——需合理修改。

　　(4)冲液状态不好，达不到标准冲液压力——如确实不能贴面加工，需正确认识加工速度。

　　(5)工件变形导致加工时放电状态不稳定，尤其是修切——控制变形。

　　(6)如果参数里勾选了ACO(自动优化能量)，在某些情况下会降低较多的加工效率——在切割稳定的情况下，可取消勾选ACO功能。

　　(7)对于拐角较多的工件，使用高精度参数可获得较高的精度，主切默认str为55，但会降低效率——降低拐角策略str值(如设为33)或者取消(设为0)，可提高加工速度。

　　(8)修切速度慢——可将每刀的相对加工量改小一点，如提高修切一的速度，可将主切的偏移量改小0.01㎜-0.02㎜。

　　(9)需检查导电块冷却水是否正常，尤其是下导电块的冷却水是否有。

　　(10)主切切割效率较之前下降——请考虑清洗下导丝芯座。

　　3.表面线纹问题

　　(1)电极丝的品质有问题——建议更换为品牌电极丝。

　　(2)工件材料的种类问题，或者工件含有杂质——更换工件材料。

　　(3)工件内部组织局部内应力释放会导致工件个别位置有线痕发生。

　　(4)工作液温度过高或温度变化过大——必须用制冷机控制液温，并且保证合适的环境温度。

　　(5)机床外部环境恶劣，振动较大——改善外部环境。

　　(6)导电块磨损严重——旋转或更换。

　　(7)上下导电块冷却水不足——清洗相关部件。

　　(8)导丝部太脏——清洗。

　　(9)工作液太脏——清洗液箱和工作区，并更换工作液。

　　(10)观察放电状态是否稳定，修切时是否发生短路回退现象——必要时可以通过UHP值增加1~2。

　　(11)如果条纹较深——可以将修切参数Smode 更改为10，UHP值增加2 。

　　(12)如果修切时放电电流及电压正常，但是速度很低——可以减小相对偏移量。

　　(13)冲液状态不好，达不到标准冲液压力及喷流形状——检查上、下喷嘴是否损坏。

　　(14)丝张力不稳——必要时校准丝速及张力。

　　4.工件表面修不光

　　(1)相对偏移量过小——适当增加相对偏移量。

　　(2)工件变形导致修切时切割速度不均匀——控制变形。

　　(3)电极丝的质量差——建议更换为品牌电极丝。

　　(4)导丝部太脏——清洗。

　　(5)导电块磨损严重——旋转或更换。

　　(6)工艺参数选择错误——选择正确的TEC。

　　(7)冲液状态不好，达不到标准冲液压力及喷流形状——检查上下喷嘴是否损坏。

　　(8)运丝不平稳——检查并调整。

　　5.切割形状误差大

　　(1)在切割拐角时电极丝的滞后，会造成角部塌陷——对于拐角要求精度高的工件，应选用有拐角策略的TEC参数。

　　(2)大件加工为防止变形，可以从加工工艺改善——

　　1)凹模：做两次主切，先将主切的偏移量加大单边0.1—0.2㎜进行第一次主切，让其应力释放，再用标准偏移量进行第二次主切。

　　2 )凸模：应留两处或以上的暂留量，编程时以开形状的方式加工。

　　3) 合适的起割位置和支撑位置;尽量穿孔作为穿丝孔。

　　(3)丝找正不好——重新进行丝找正。

　　(4)机床外部环境恶劣，振动较大——改善外部环境。

　　(5)电极丝的类型、工件材料质量太差——选用合适的电极丝和工件。

　　(6)加工工件装夹位置与上下喷嘴距离过大——调整装夹方法。

　　(7)丝速或丝张力不正常——调整或校准。

　　(8)冲液条件发生明显变化，造成丝振动较大，可能存在的原因是上、下喷嘴损坏——如损坏请更换;

　　(9)机床的轴及上下臂是否发生碰撞，造成机床机械精度发生改变。

　　6.工件中凹或中凸

　　(1)优化参数——中凹时可将主切及修切的工艺参数Ssoll值减小，增加丝速、张力，提高最后一刀恒速切割速度，增加修1和主切之间的相对偏移量。

　　(2)中凸时的处理方法与中凹对应相反。

　　7.直身工件锥度误差

　　(1)电极丝的质量差——建议更换为品牌电极丝。

　　(2)优化参数——提高走丝速度，稍微加大丝张力。

　　(3)ISO程序中增加适当锥度补偿 ——编程时使用锥补功能。

　　(4)调节上下低压水流量——正确调节修切时的低压冲液流量。

　　8.进刀线的痕迹

　　加工凹模的时候，经常会发生进刀处出现凹痕的现像，对于一些精密模具，其精度和表面要求非常高，工件表面的凹痕直接影响产品的表面质量。

　　(1)可以采用弧进弧出的方式进刀退刀来改善。编程的时候，输入圆弧切入半径和退出半径，0.4—0.5即可。

　　(2)在自动生成的程序中，引入切割和退出切割的偏移量的代码为H000，默认值为0，因此进刀和退刀在同一点，形成二次放电，产生几微米的凹痕。采用斜进斜退的方式，让进刀和退刀点错开，可以避免这一现象，只需给程序中的H000赋值，一般0.03-0.06即可。

　　9.电极丝找边时频繁断丝

　　在使用0.15㎜或0.1㎜电极丝找边时频繁断丝时请检查：

　　机床配置中的丝张力不正确——系统默认设置找边的张力是12，如果更换为0.15㎜、0.1㎜电极丝时，必须降低此张力值，否则在丝找正的过程中就会发生断丝。

　　0.1㎜电极丝FW调为3 ;0.15㎜电极丝FW调为7 。

　　10.圆弧与圆弧连接错误”报警

　　由于一些模具图档为UG，Master CAM等三维软件转为2D图，转出来的2D图中一些拐角，圆弧和实际尺寸有误差，以及编程软件串接精度的问题，编完程序后模拟加工的时候有时会报警圆弧与圆弧连接错误。

　　(1)将报警程序行中的圆弧I或J值增大或减小0.001 。

　　(2)使用Fikus编程软件时，可以修改其后处理配置文件，由原来的三位小数改为4位小数。具体步骤为：

　　1)找到Fikus安装文件Metalcam文件夹，双击，找到Fikusvisualcam文件夹，

　　2)找出post文件夹， 双击，找出cfg文件夹，

　　3)找出后处理文件edmAGIE-CA前沿-G61.cfg，

　　4)将第5项中的3改为4

　　【拓展知识】

　　简介

　　根据电极丝的运行速度不同，电火花线切割机床通常分为两类：一类是慢走丝（也叫低速走丝电火花线切割机床）电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2mm/s，精度达0.001mm级，表面质量也接近磨削水平。电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好。而且采用先进的电源技术，实现了高速加工，最大生产率可达350mm2/min

　　由于慢走丝线切割机是采取线电极连续供丝的方式，即线电极在运动过程中完成加工，因此即使线电极发生损耗，也能连续地予以补充，故能提高零件加工精度。慢走丝线切割机所加工的工件表面粗糙度通常可达到Ra=0.12μm及以上，且慢走丝线切割机的圆度误差、直线误差和尺寸误差都较快走丝线切割机好很多，所以在加工高精度零件时，慢走丝线切割机得到了广泛应用。

　　具体介绍

　　以下是慢走丝线切割优势的具体介绍:

　　质量完善

　　1.1 加工表面质量日臻完善

　　（1）纳秒级大峰值电流脉冲电源技术

　　电火花加工时金属的蚀除分熔化和气化两种。宽脉宽作用时间长，容易造成熔化加工，使工件表面形貌变差，变质层增厚，内应力加大，易产生裂纹。而脉宽小到一定值时，作用时间极短，形成气化加工，可以减小变质层厚度，改善表面质量，减小内应力，避免裂纹产生。

　　先进的低速走丝电火花线切割机采用的脉冲电源其脉宽仅几十ns，峰值电流在1 000 A以上，形成气化蚀除，不仅加工效率高，而且使表面质量大大提高。

　　（2）防电解（BS）脉冲电源

　　低速走丝电火花线切割加工采用水质工作液。水有一定的导电性，即使经过去离子处理，降低电导率，但还有一定的离子数量。当工件接正极，在电场作用下，OH-离子会在工件上不断聚集，造成铁、铝、铜、锌、钛、钨的氧化和腐蚀，并使硬质合金材料中的结合剂—钴成离子状态溶解在水中，形成工件表面的“软化层”。曾采用提高电阻率的措施(由几十千欧?厘米提高到几百千欧?厘米)，尽可能降低离子浓度，虽对改善表面质量起了一定的作用，但还是不能有效地彻底解决“软化层”的问题。

　　防电解电源是解决工件“软化层”的有效技术手段。防电解电源采用交变脉冲，平均电压为零，使在工作液中的'OH-离子电极丝与工件之间处于振荡状态，不趋向工件和电极丝，防止工件材料的氧化。

　　采用防电解电源进行电火花线切割加工，可使表面变质层控制在1μm以下，避免硬质合金材料中钴的析出溶解，保证硬质合金模具的寿命。

　　测试结果表明，防电解电源加工硬质合金模具寿命已接近机械磨削加工，在接近磨损极限处甚至优于机械磨削加工。

　　精度提高

　　1.2 切割精度日益提高

　　（1）多次切割技术

　　多次切割技术是提高低速走丝电火花线切割加工精度及表面质量的根本手段。它是涉及制造技术、数控技术、智能化技术、脉冲电源技术、精密传动及控制技术的科学整合。一般是通过一次切割成形，二次切割提高精度，三次以上切割提高表面质量。原来为达到高质量的表面，多次切割的次数需高达7～9次，如今只需3～4 次。

　　（2）拐角加工技术不断优化完善

　　由于在切割拐角时电极丝的滞后，会造成角部塌陷。为了提高拐角切割精度，研究人员采取了更多的动态拐角处理策略。如：改变走丝路径；改变加工速度（薄板）；自动调节水压；控制加工能量等。

　　通过采用综合的拐角控制策略，粗加工时角部形状误差减少70%，可一次切割达5靘的配合 精度。

　　（3）采用提高平直度的技术

　　高精度精加工回路都是提高平直度的技术，被认为对厚件加工意义重大。

　　（4）机床结构更加精密

　　为了保证高精度的加工，采用了许多技术措施来提高主机精度：①控制温度。采用水温冷却装置，使机床内部温度与水温相同，减小了机床的热变形。②采用直线电机。响应度高，精密定位可实现0.1μm当量的控制，进给无振动，无噪音，提高放电频率，保持稳定放电，两次切割Ry5 μm。③采用陶瓷、聚合物人造花岗岩制件，其热惯性比铸铁大25倍，降低温度变化对切割精度的影响。④采用固定工作台、立柱移动结构，提高工作台承重，不受浸水加工和工件重量变化的影响。⑤采用浸入式加工，降低工件热变形。⑥电机伺服，闭环电极丝张力控制。⑦高精度对刀：采用电压调制对刀电源。对刀精度可达±0.005 mm，不损伤工件，不论干湿。

　　（5）细丝切割

　　为了进行小圆角、窄缝、窄槽及微细零件的微精加工，各制造企业都花大力气进行细丝切割技术的研究。世界主要电加工机的制造企业都可以采用0.02～0.03 mm的电极丝进行切割。

　　效率提高

　　1.3 加工效率明显提高

　　（1）最高加工效率

　　由于ns级大峰值电流脉冲电源技术及检测、控制、抗干扰技术的发展，低速走丝电火花线切割机的加工效率也在不断提高。苏州三光机床使用标准电极丝时，加工效率为 350 mm2/min。

　　（2）较大厚度工件的加工效率

　　日本三菱电机公司FA-V系列机床在切割300 mm厚的工件时，加工效率可达170 mm2/min。这是很有实际意义的技术提升。

　　（3）厚度变化工件的加工效率

　　自动检测加工件的厚度，自动调整加工参数，防止断丝，达到该状态的最高加工效率。

　　2 低速走丝电火花线切割机开发生产情况

　　台湾制造

　　2.2 台湾制造的低速走丝电火花线切割机

　　台湾的低速走丝电火花线切割机起步虽然较晚，但这几年来发展迅速。其关键的一个举措就是由若干家电加工机床制造企业共同出资，在有关部门一定限度的支持下，由台湾工业技术 研究院投入大量的人力、物力做关键技术的开发。经过10多年的攻关，在控制系统及电源等关键技术上取得了突破。

　　台湾各企业制造的低速走丝电火花线切割机应属中档机的范围，销售价一般在50～60万元/台。这些机床一般都采用无电阻防电解电源具有锥度切割、浸入式加工等功能，庆鸿、徕通两家公司已掌握自动穿丝技术。

　　台湾低速走丝电火花线切割机的最高加工效率在200 mm2/min左右，实用加工效率为100～ 120 mm2/min，切割表面粗糙度为Ra 0.5～0.8μm。一般认为台湾机的切割精度应在±0.005 mm左右。

　　2004年国内销售

　　3.1 2004年国内低速走丝电火花线切割机的销售情况

　　2004年在中国大陆生产销售的低速走丝电火花线切割机约1 000台，总计约6亿元。

　　据初步统计，2004年我国进口低速走丝电火花线切割机约824台。

　　台湾2003年约生产600台低速走丝电火花线切割机，2004年估计在800台左右。据业内人士分析，约有40%在中国大陆销售，2004年预计为300余台。

　　估计2004年中国大陆的低速走丝电火花线切割机的总销售量在1 800台左右，销售额在15亿元 左右。

　　市场走势分析

　　低速走丝电火花线切割机的增长速度相当快，如果依此种势头发展，估计未来5年中国大陆的低速走丝电火花线切割机市场可达3 000～4 500台/年，相当于高速走丝电火花线切割机总量的10%，但二者的销售额却可以相当，甚至低速走丝机的销售额会超过高速走丝机。

　　低速走丝电火花线切割机的高速发展，除了与中国经济的快速增长密不可分之外，还有其特定的因素：

　　（1）低速走丝电火花线切割机优异的加工性能具有不可替代性，找不到别的加工技术可以与之竞争。

　　（2）低速走丝电火花线切割机主要应用领域是模具和航天航空制造业。我国模具制造企业有2万余家，模具制造业的年增长率都在20%左右，是我国GDP增长率的3倍。我国的航天航空制造业的高速发展也是有目共睹，国家的投资力度很大。

　　（3）在过去相当长的一段时间里，许多企业不把低速走丝电火花线切割加工作为精密模具的最终加工手段，往往在模具型腔用低速走丝切割后，再用各种磨削的手段进行最终加工，这主要是由于当时低速走丝电火花线切割技术在加工表面质量、加工精度等方面还不能满足精密、长寿命模具的制造要求。但近年来，低速走丝电火花线切割加工技术发展迅速，各方面的加工性能指标都得到了明显的改善和提高，已被越来越广泛地作为最终加工手段，“以割代磨”的趋势越来越明显。

　　（4）我国的高速走丝电火花线切割机据估计年产量已超过4万台，但由于模具制造精度及表面质量要求的不断提高，高速走丝线切割机已不能适应精密模具的制造要求，其市场必定会让出一块给低速走丝电火花线切割机。

　　市场前景

　　3.4 低速走丝电火花线切割机的技术含量高、市场前景好，可以获得较高的回报，是电加工行业各个厂家的“必争之地”、“战略高地”。也可以说，谁掌握了低速走丝电火花线切割机的技术，谁就获得了下一步企业发展壮大的机遇。

　　低速走丝电火花线切割机也很有可能是电加工行业最后一块也是最大的一块蛋糕。面对瑞士、日本、台湾品牌的强力竞争，国产低速走丝电火花线切割机的前景的确是危机重重。

　　故障分析及维修

　　线切割机AGIE CU T 150F HSS 走丝机构较复杂，故障率较高。若对该结构不熟悉，一个很小的故障就会影响加工，甚至造成机床停机。

　　该机构工作过程如下:首先电极丝由放丝机构电机PM6 M1 驱动卷筒将丝放出，由引导*经滚轴控制的Rx1 ( Rx1控制放丝电机速度) ，到摩擦橡胶压力轮，由电极丝校正牵引电机PM2 M2 到滚轴控制的Rx2 ( Rx2控制电极丝校正牵引电机速度) ，经电极丝检测L 2 至偏转滑轮后， 到达穿丝机构的穿丝电机PM10 M3 ， 然后经被切割工件到电极丝穿过检测，最后电极丝由皮带一和皮带二夹紧，经电极丝传送带电机PM3 M4 的拖动，电极丝被夹在两根皮带之间送到剪丝机构，由电机PM4 M1 带动圆形剪刀将丝剪断，完成电极丝的整个运行过程。

　　为了方便AGIE CU T 用户，根据实际维修经验，将易发生故障的部位和故障产生原因以及解决办法提供给同行维修时参考。

　　故障现象一

　　开机加工， 电极丝不走，其它功能正常。

　　产生原因及解决办法: 注意观察走丝机构部分，发现橡胶压力轮已被电极丝拉出一圈很深的槽， 电极丝深陷其中，抬动滚轴Rx2 ，校正牵引电机转动，但不能带动电极丝，更换橡胶压力轮或对该橡胶压力轮进行改造，由于该轮外侧由几个垫圈挡住后用螺帽紧固，拆下该轮，与该轮*床身侧的轴配做一个厚约1. 5mm 的垫圈;先装该垫圈，再装橡胶压力轮，外侧只用一个垫圈，最后用螺帽紧固，经上述处理后，电极丝被让开沟槽约2. 0mm ， 该压力轮又可继续使用了。

　　故障现象二

　　机床无自动穿丝动作，可手动穿丝加工。

　　产生原因及解决办法:根据电路原理框图，测量自动穿丝电机上有+ 15V 电压，无穿丝动作，说明电路工作正常，穿丝电机有问题，卸下负载，电机能转动，但噪音大，更换同型号穿丝电机后，机床工作正常。

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