實(shí)踐教學(xué)中高速走絲線切割斷絲分析及對策

于翔

中職院校的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)都是核心課程之一。在線切割實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生在實(shí)踐操作過程中往往會出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象，甚至?xí)啻纬霈F(xiàn)相同情況的斷絲，造成工件報(bào)廢，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量。本文就重點(diǎn)探討一下在中職課堂實(shí)踐教學(xué)過程中，高速走絲線切割加工出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象的原因及相應(yīng)解決對策。

隨著電火花線切割加工在工業(yè)生產(chǎn)中的普及，線切割實(shí)踐教學(xué)也成為職業(yè)院校加工制造類專業(yè)開設(shè)的課程之一。在傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式教學(xué)中，如數(shù)控車、數(shù)控銑等，加工刀具損壞，更換一把新刀具后，實(shí)踐教學(xué)活動依舊可以正常開展。在電火花線切割加工實(shí)踐教學(xué)中，夾絲甚至斷絲情況的出現(xiàn)，不比換一把刀那么便捷，往往耗費(fèi)大量時(shí)間重新穿絲，而對于剛接觸電火花線切割加工的學(xué)生來說，夾絲甚至斷絲的狀況難以避免。因此，及時(shí)的診斷實(shí)踐教學(xué)中高速走絲線切割斷絲的原因，避免學(xué)生重復(fù)犯錯，以保證加工質(zhì)量及實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量顯得尤為重要。

1 高速走絲電火花線切割加工

電火花線切割加工是線電極電火花加工的簡稱，是電加工的一種，簡稱線切割（WEDM）。根據(jù)電極絲的運(yùn)行速度不同，電火花線切割機(jī)床通常分為高速走絲電火花線切割機(jī)床（WEDM-HS）和低速走絲電火花線切割機(jī)床（WEDM-LS）兩種類型。通常，因?yàn)椴僮骱唵?，性價(jià)比適宜，許多職業(yè)院校選擇高速走絲電火花線切割機(jī)床作為學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中經(jīng)常使用的設(shè)備。高速走絲電火花線切割機(jī)床電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動，電極絲選用Φ0.1～Φ0.2mm鉬絲，尤以Φ0.18mm鉬絲最常用，且可重復(fù)使用，加工速度較高。其基本工作原理是利用連續(xù)移動的鉬絲作電極，對工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。

2 斷絲表現(xiàn)分析

高速走絲線切割加工在正常使用中，由于放電腐蝕，會造成電極絲的損耗而逐漸變細(xì)，直至最終斷掉，這是不可避免的正常斷絲的現(xiàn)象。然而，實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生往往達(dá)不到正常斷絲的狀況，取而代之的是出現(xiàn)加工不穩(wěn)定狀態(tài)，進(jìn)而非正常斷絲。雖然能夠造成非正常斷絲的原因有很多，但實(shí)踐教學(xué)中學(xué)生操作不及崗位工人操作，因而造成斷絲的主要原因與企業(yè)工人也不盡相同。通過觀察總結(jié)，造成學(xué)生出現(xiàn)非正常斷絲的原因主要有以下幾種狀況：

2.1 工件原因

1）工件毛刺或不導(dǎo)電氧化皮未處理。通常斷絲表現(xiàn)為剛開始加工時(shí)，工件與電極絲接觸瞬間，由于集中放電或者不連續(xù)放電而斷絲。同時(shí)，當(dāng)工件材料中含有不導(dǎo)電雜質(zhì)時(shí)，加工中業(yè)會出現(xiàn)短路現(xiàn)象而導(dǎo)致電極絲拉斷。

2）工件過薄。通常斷絲表現(xiàn)為電極絲抖動加劇而導(dǎo)致斷絲，或者加工將結(jié)束時(shí)因變形、落料等原因?qū)е聤A絲、斷絲。

3）工件過厚。通常斷絲表現(xiàn)為在加工過程中，因切縫過窄，電蝕產(chǎn)物排除不暢造成加工進(jìn)行中斷絲，也可表現(xiàn)為在加工結(jié)束前，工件自重或落料變形而導(dǎo)致拉絲、斷絲。

4）多個(gè)薄料疊放加工。多個(gè)薄料疊放加工時(shí)，縫隙難免存在，極易造成加工狀態(tài)不穩(wěn)導(dǎo)致斷絲。

2.2 操作原因

1）電參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。中職院校學(xué)生本身理論基礎(chǔ)差，因而在實(shí)踐操作中，對于電參數(shù)的設(shè)置不夠敏感。脈沖寬度及間隔、峰值電流及進(jìn)給速度皆影響加工的穩(wěn)定性，導(dǎo)致火花放電異常。如峰值電流選擇過大，將造成電極絲損耗過大增加斷絲率。

2）電極絲設(shè)置不當(dāng)。學(xué)生操作中，因電極絲設(shè)置不當(dāng)造成斷絲，主要集中在鉬絲張力和走絲速度兩個(gè)方面。提高電極絲的張力可減少絲振的影響，從而提高精度和切割速度。絲張力的波動對加工穩(wěn)定性影響很大。學(xué)生在上絲及穿絲的過程中，鉬絲張力過緊，未有足夠的彈性變化量，往復(fù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)中拉斷;鉬絲張力過松，則加工中絲抖動而燒斷。走絲速度由卷絲筒電機(jī)控制。轉(zhuǎn)速運(yùn)行的太快，則會造成卷絲筒電機(jī)過熱而損壞。

3）上絲、穿絲操作不當(dāng)。上絲時(shí)鉬絲沒有均勻的卷在絲筒表面，出現(xiàn)疊絲情況?；蛘咩f絲絲頭纏雜入卷絲筒，導(dǎo)致絲筒轉(zhuǎn)動不靈敏。通常表現(xiàn)為絲筒空轉(zhuǎn)時(shí)即發(fā)生斷絲。

2.3 損耗原因

在實(shí)踐教學(xué)中，因?yàn)樵O(shè)備長時(shí)間使用損耗，機(jī)床日常保養(yǎng)不得當(dāng)，也會造成斷絲現(xiàn)象。指導(dǎo)教師應(yīng)在日常教學(xué)及設(shè)備維護(hù)中重點(diǎn)關(guān)注如下兩個(gè)方面。

1）導(dǎo)輪。導(dǎo)輪V型槽長時(shí)間加工后表面質(zhì)量會降低并充滿電蝕產(chǎn)物，影響走絲。

2）導(dǎo)電塊。導(dǎo)電塊在長時(shí)間使用后，表面會出現(xiàn)深槽，極易夾絲、斷絲。

3）工作液濃度。長時(shí)間加工后，工作液中摻雜大量電蝕產(chǎn)物，冷卻絕緣作用大大降低，會造成電極絲在持續(xù)的高溫下加工而加速消耗斷掉。

3 對策

在日常的實(shí)踐教學(xué)中，作為指導(dǎo)教師應(yīng)及時(shí)根據(jù)工件、操作及損耗三方面的情況，降低在實(shí)踐教學(xué)中出現(xiàn)斷絲的概率。根據(jù)在實(shí)踐教學(xué)中的總結(jié)，得出以下對策。

1）針對工件原因，在實(shí)踐過程中，因?qū)W生是新接觸高速走絲線切割加工，應(yīng)合理選擇工件材料厚度，避免過厚或者過薄材料，方便學(xué)生剛接觸學(xué)習(xí)。實(shí)踐中，指導(dǎo)學(xué)生處理好工件毛刺、銳邊等操作，加工中發(fā)現(xiàn)不導(dǎo)電短路現(xiàn)象，及時(shí)嘗試回退處理。禁止學(xué)生追求速度進(jìn)行疊放加工。

2）針對操作原因，強(qiáng)化學(xué)生調(diào)整電參數(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)意識。如加工工件較薄時(shí)，可選擇小脈寬，工件厚度較厚時(shí)選擇大脈寬等。調(diào)整使用不同的電參數(shù)，讓學(xué)生對不同電參數(shù)加工具有直觀的概念，積累加工經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，指導(dǎo)教師及時(shí)調(diào)整電極絲張力，松緊適宜，防止上絲、穿絲過程中過緊過松狀況，也要注意電極絲長時(shí)間使用后拉伸變形導(dǎo)致的過松。

3）日常保養(yǎng)中，指導(dǎo)教師應(yīng)及時(shí)檢查導(dǎo)輪、導(dǎo)電塊及工作液的使用情況，加強(qiáng)保養(yǎng)并及時(shí)更換。

4 結(jié)語

以上是本人在日常高速走絲線切割實(shí)踐教學(xué)中，對于學(xué)生在實(shí)踐操作中出現(xiàn)的斷絲現(xiàn)象總結(jié)的一些經(jīng)驗(yàn)。職業(yè)院校的實(shí)踐教學(xué)，是學(xué)生走上職業(yè)崗位的鋪路石。實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量，是學(xué)生的未來就業(yè)的有力保證。處理好高速走絲線切割實(shí)踐教學(xué)中出現(xiàn)的斷絲現(xiàn)象，能有效保證實(shí)踐教學(xué)的連貫性，有力的提升實(shí)踐教學(xué)的完整性。簡而言之，作為實(shí)踐指導(dǎo)教師，應(yīng)在高速走絲線切割實(shí)踐教學(xué)中，盡可能降低斷絲的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)能夠在斷絲情況出現(xiàn)的時(shí)候及時(shí)的給與學(xué)生對策，避免重復(fù)犯錯，是學(xué)生提升技能學(xué)習(xí)的最好方式。

（作者單位：大連市輕工業(yè)學(xué)校）