Ce este un edm cu sârmă?

Ce este o electroeroziune cu sârmă și cum funcționează prelucrarea cu descărcare a sârmei

A electroeroziune cu sârmă , prescurtare pentru prelucrarea cu descărcare electrică prin sârmă, este un proces de fabricație care modelează materiale conductoare electric prin generarea unei secvențe rapide de scântei electrice controlate între un fir de metal subțire, în mișcare continuă și piesa de prelucrat. Acest proces este, de asemenea, cunoscut sub numele de prelucrare cu descărcare de sârmă sau EDM tăiat cu sârmă și îndepărtează materialul prin eroziune termică localizată, mai degrabă decât prin forța de tăiere mecanică. Deoarece piesei nu se aplică nicio presiune fizică de tăiere, prelucrarea cu descărcare de sârmă se bazează pe scară largă pentru modelarea oțelului de scule întărit, carbură și alte aliaje conductoare dure care sunt dificil de prelucrat cu unelte convenționale de frezat sau șlefuit.

În timpul funcționării, electrodul de sârmă este alimentat continuu dintr-o bobină de alimentare, trece prin ghidajele de sârmă superioare și inferioare care îl mențin poziționat precis și călătorește prin piesa de prelucrat fără a intra vreodată în contact direct cu aceasta. Un mic decalaj de lucru, în general în intervalul de 0,01 mm până la 0,05 mm , se menține între sârmă și material. Fiecare descărcare electrică vaporizează un volum foarte mic de metal, iar un fluid dielectric îndepărtează continuu particulele erodate din zona de tăiere, ajutând în același timp la răcirea firului și la stabilizarea procesului de descărcare.

Deoarece îndepărtarea materialului are loc prin acțiune electrică și termică în loc de forfecare mecanică, prelucrarea prin electroeroziune cu sârmă este potrivită pentru a produce componente cu colțuri interioare ascuțite, fante înguste și profile complicate care altfel ar necesita mai multe operațiuni secundare.

Procesul de prelucrare cu descărcare a firului pas cu pas

Deși detaliile de programare variază în funcție de geometria piesei și modelul mașinii, majoritatea lucrărilor de prelucrare cu descărcare a firului urmează o secvență similară de la configurare până la separarea finală a pieselor. Înțelegerea acestei secvențe îi ajută pe operatori să planifice mai precis montajul, consumul de sârmă și timpul ciclului înainte de începerea unei lucrări.

1. Filetarea și tensionarea firului : firul electrodului este încărcat de la bobina de alimentare prin sistemul de ghidare și mecanismul de preluare, cu tensiune setată pentru a se potrivi cu diametrul firului și grosimea materialului.
2. Configurarea piesei de prelucrat și alinierea originii : piesa este fixată pe masa de lucru și aliniată la o margine de referință sau la o gaură de referință.
3. Programarea traseelor : profilul de tăiere este generat din datele CAD sau introdus la control, definind conturul și orice cerințe de conicitate.
4. Trecere de tăiere brută : prima trecere îndepărtează cea mai mare parte a materialului de-a lungul traseului programat la o energie de descărcare comparativ mai mare.
5. Tăiați și terminați trecerile : treceri suplimentare la energie redusă rafinează precizia dimensională și finisarea suprafeței.
6. Spălarea și îndepărtarea deșeurilor : fluidul dielectric continuă să circule prin tăietură pentru a elimina particulele erodate.
7. Separarea părților : odată ce profilul este complet, piesa finită este eliberată din stocul înconjurător.

Materiale pentru prelucrarea prin electroeroziune cu sârmă: ce poate și ce nu poate fi tăiat

Cerința definitorie pentru materiale pentru prelucrarea prin electroeroziune cu sârmă este mai degrabă conductivitatea electrică decât duritatea. Deoarece procesul erodează materialul prin descărcarea prin scânteie, oțelul de scule întărit, carbura cimentată și superaliajele rezistente la căldură pot fi prelucrate cu prelucrare prin descărcare pe sârmă la o dificultate relativă similară cu metalele conductoare mai moi, în timp ce materialele neconductoare, cum ar fi majoritatea ceramicii, materialele plastice și sticla, în general, nu pot fi procesate decât dacă se aplică mai întâi un strat de suprafață conductiv.

Grosimea materialului joacă, de asemenea, un rol practic în planificarea ciclului. Folia subțire sub 10 mm taie de obicei rapid, cu treceri minime de tăiere, în timp ce blocurile mai groase din 100 mm până la 300 mm sunt comune în prelucrarea matrițelor și matriței, dar necesită timpi de ciclu mai lungi.

Componente EDM cu sârmă de bază și structura mașinii

Înțelegerea principalului electroeroziune cu sârmă components facilitează diagnosticarea problemelor de tăiere, planificarea întreținerii și compararea specificațiilor mașinii. Diagrama de mai jos conturează un aspect general împărtășit de multe sisteme de prelucrare cu descărcare a firului.

Diagrama de mai sus arată poziția generală a bobinei de sârmă, ghidajelor de sârmă superioare și inferioare, mesei de lucru, rezervorului dielectric și panoului de control unul față de celălalt pe o mașină de tăiat sârmă tipică. Traseul firului trece de la bobină prin ghidajul superior, în jos prin piesa de prelucrat și în ghidajul inferior înainte de a ajunge la sistemul de preluare. Acest aspect este în general consistent în categoriile de mașini cu viteză medie, viteză mare și conic mare, deși poziționarea exactă variază în funcție de producător și model.

Sistem de alimentare, ghidaje și preluare a cablurilor

Bobina de sârmă alimentează sârma electrodului printr-un ghidaj superior, în jos prin piesa de prelucrat și într-un ghidaj inferior înainte de a ajunge la sistemul de preluare și colectare. Uzura ghidajului afectează direct rectitudinea și repetabilitatea, motiv pentru care inspecția ghidajului este o sarcină de întreținere de rutină.

Sursa de alimentare si generator de impulsuri

Generatorul de impulsuri controlează frecvența de descărcare, tensiunea și curentul, modelând energia fiecărei scântei. Setările de energie mai scăzută produc, în general, un finisaj mai fin al suprafeței la viteză de tăiere redusă, în timp ce setările de energie mai mari favorizează o tăiere brută mai rapidă.

Sistem fluid dielectric

Rezervorul dielectric, unitatea de filtrare și rășina de deionizare mențin conductivitatea fluidului într-un interval de lucru, elimină particulele erodate din tăietură și ajută la răcirea firului și a piesei de prelucrat în timpul descărcării.

Tipuri de mașini EDM cu sârmă: viteză medie, viteză mare și sisteme conice mari

Echipamentele de prelucrare cu descărcare a sârmei sunt, în general, grupate după metoda de deplasare a firului și capacitatea de tăiere. Fiecare categorie se potrivește unui echilibru diferit de precizie, finisare a suprafeței și timp de ciclu.

EDM cu fir cu viteză medie

Sistemele de viteză medie utilizează un fir de molibden alternativ combinat cu mai multe treceri de tăiere. Această abordare îmbunătățește acuratețea dimensională și finisarea suprafeței în comparație cu o singură trecere brută, făcând aceste mașini o alegere practică pentru lucrări de matrițe, matrițe și scule de volum mediu, unde calitatea finisajului contează.

EDM cu sârmă de mare viteză

Sistemele de mare viteză folosesc, de asemenea, sârmă de molibden alternativă, dar sunt în general configurate pentru un randament eficient de tăiere brută. Aceste mașini sunt utilizate pe scară largă în atelierele generale de scule și matrițe pentru tăierea profilelor, producția de matrițe de decontare și lucrările de prototipuri de zi cu zi.

EDM cu fir conic mare

Sistemele conice mari sunt echipate cu un mecanism de axă U-V care înclină ghidajele de sârmă pentru a tăia profile în unghi. Această capacitate este aplicată în mod obișnuit la ștanțarea unghiurilor de degajare a matriței, producția de matrițe de extrudare și alte scule care necesită un unghi de tragere de-a lungul peretelui tăiat.

Compararea eficienței de tăiere între categoriile de mașini

Diagrama cu bare orizontale de mai jos compară un indice relativ al eficienței de tăiere între mașinile EDM cu sârmă conică de viteză medie, viteză mare și mare. Mașinile de mare viteză sunt poziționate cel mai sus, deoarece configurația lor este în general optimizată pentru producția de tăiere brută. Mașinile cu viteză medie se află în intervalul mediu, deoarece o parte din timpul ciclului lor este utilizată la trecerile de tăiere care îmbunătățesc calitatea finisajului. Mașinile mari conice prezintă un indice oarecum mai mic, deoarece mecanismul de ghidare a sârmei basculante adaugă complexitate mecanică care poate influența viteza de tăiere. Aceste valori reprezintă o comparație relativă generală mai degrabă decât cifre de producție fixe pentru orice loc de muncă specific.

Tendința generală de adoptare a prelucrării cu descărcare a sârmei

Graficul cu linii de mai jos prezintă o tendință ilustrativă, indexată, care reflectă direcția generală de adoptare a prelucrării cu descărcare a sârmei în cadrul producției de scule de precizie în ultimii ani. Modelul general are tendințe în sus, în concordanță cu o schimbare mai largă a producției către cerințe de toleranță mai stricte în prelucrarea cu matrițe, matrițe și componente de precizie. Creșterea în sectoare precum sculele pentru vehicule electrice și producția de componente aerospațiale a susținut, în general, interesul continuu pentru electroeroziune cu sârmă ca metodă de modelare a materialelor întărite. Această scară de index este destinată să arate mișcarea direcțională mai degrabă decât o statistică exactă și ar trebui tratată ca un context general de fundal.

Distribuția tipică a materialelor în aplicațiile EDM cu sârmă

Diagrama coloane de mai jos ilustrează o distribuție generală, reprezentativă a categoriilor de materiale procesate în mod obișnuit cu prelucrarea cu descărcare pe sârmă în producția de scule și matrițe. Oțelul pentru scule și matriță reprezintă de obicei cea mai mare pondere, reflectând utilizarea sa pe scară largă în sculele de ștanțare și formare, în timp ce carbura cimentată urmează ca o pondere mai mică, dar consistentă, legată de componentele sculelor rezistente la uzură. Aluminiul, titanul și superaliajele, precum și cuprul și alama alcătuiesc categoriile rămase, fiecare legată de domenii de aplicare specifice, cum ar fi prototiparea, piese aerospațiale și producția de electrozi. Această distribuție este ilustrativă și va varia între magazinele individuale, în funcție de baza lor de clienți și de concentrarea pe produs.

Comparația radar a caracteristicilor categoriei de mașini

Graficul radar de mai jos compară mașinile EDM cu sârmă conică de viteză medie, mare și mare în patru caracteristici: eficiența tăierii, finisarea suprafeței, capacitatea de conicitate și consistența preciziei. Mașinile de viteză medie prezintă o formă echilibrată, cu rezistență în finisarea suprafeței și consistență de precizie datorită trecerilor multiple de tăiere. Mașinile de mare viteză se extind cel mai mult de-a lungul eficienței de tăiere, dar retrag capacitatea de conicitate, reflectând concentrarea lor pe randament. Mașinile mari conice se extind în mod clar cel mai departe de-a lungul axei capacității conice, ceea ce reflectă designul lor dedicat axei U-V pentru tăierea profilului în unghi. Citirea celor trei forme suprapuse ajută la ilustrarea faptului că nicio categorie nu conduce în fiecare caracteristică, astfel încât selecția mașinii depinde de caracteristica care contează cel mai mult pentru o anumită piesă.

În diagramă, forma verde reprezintă mașini de viteză medie , forma albastră reprezintă mașini de mare viteză, iar forma bleumarin mut reprezintă mașini conice mari. Suprapunerea acestor trei forme face simplă compararea schimburilor dintr-o privire, mai degrabă decât citirea tabelelor numerice separate pentru fiecare caracteristică.

Aplicații comune ale prelucrării prin electroeroziune cu sârmă în diverse industrii

Deoarece prelucrarea cu descărcare prin sârmă funcționează pe orice material conductor, indiferent de duritate, aceasta apare într-o gamă largă de sectoare de producție, de la atelierele de scule de zi cu zi până la furnizorii de componente de precizie.

• Fabricarea matrițelor de ștanțare : profile de perforare și matriță, unghiuri de degajare și inserții de uzură
• Componente matrițe prin injecție : inserții de miez și cavitate, detalii ale știftului ejectorului, caracteristici ale canalului de răcire
• Componente aerospațiale : dispozitive de fixare a palelor turbinei, suporturi din titan și piese din superaliaj
• Piese de dispozitive medicale : componente pentru instrumente chirurgicale și dispozitive mici de precizie
• Angrenaje și șabloane de precizie : blocuri de măsurare, profile angrenaj și șabloane de inspecție
• Producția de electrozi : electrozi de grafit și cupru utilizați în operațiunile de electroeroziune cu scufundare

Cum să selectați mașina EDM cu sârmă potrivită pentru aplicația dvs

Alegerea dintre mașinile EDM cu sârmă conică de viteză medie, viteză mare și mare se reduce, în general, la potrivirea capacității mașinii cu cerințele piesei. Lista de verificare de mai jos acoperă factorii care de obicei contează cel mai mult în timpul selectării mașinii.

1. Gama de grosime a materialului : confirmați că spațiul de lucru al mesei de lucru și sistemul de alimentare cu sârmă poate face față atât lucrărilor din foi subțiri, cât și blocurilor de matriță mai groase.
2. Finisaj de suprafață necesar : piesele care necesită o finisare mai fină beneficiază în general de treceri multiple de tăiere, ceea ce favorizează configurațiile cu viteză medie.
3. Nevoi de tăiere conică : orice parte care necesită unghiuri de tragere sau pereți teșiți îndreaptă către o mașină cu axă U-V conică mare.
4. Volumul productiei : magazinele cu volum mai mare pot acorda prioritate procesului de tăiere, în timp ce lucrările de precizie cu volum mai mic pot acorda prioritate calității finisajului per trecere.
5. Dimensiunea piesei de prelucrat și deplasarea mesei : confirmați deplasarea X-Y și capacitatea de încărcare a mesei de lucru se potrivesc cu cele mai mari piese așteptate în producție.

Context în producție: utilaje Taizhou Xinchengyang

Taizhou Xinchengyang Machinery Manufacturing Co., Ltd este un producător axat pe cercetarea, dezvoltarea și producția de echipamente de prelucrare cu descărcare electrică și tehnologii speciale de procesare aferente. Gama de produse a companiei acoperă Seria de tăiere cu sârmă cu viteză medie PS-C și DK77-BC , cel Seria de tăiere cu sârmă de mare viteză DK77-A și DK77-B , și Seria de tăiere a sârmei conice mari DK77-D , oferind clienților o alegere de categorii de mașini aliniate cu diferitele nevoi de tăiere descrise în acest articol.

Fiecare mașină produsă de companie trece prin teste de precizie de poziționare ca parte a practicii standard de producție, iar echipamentul este fabricat cu referire la standardele naționale de producție. Produsele sunt vândute pe piețele interne, modelele selectate fiind exportate în Asia de Sud-Est, Asia de Vest, Europa și Americi. Compania operează cu o abordare orientată spre piață, centrată pe calitate și pe nevoile clienților, sprijinind producătorii de scule și matrițe cu echipamente EDM cu sârmă practice și deservite în categoriile de tăiere cu viteză medie, mare și conic mare.

Menținerea componentelor EDM cu sârmă pentru rezultate de tăiere consistente

Întreținerea de rutină menține rezultatele prelucrării de descărcare a sârmei consistente în timp și reduce timpul de neplanificare neplanificat. Elementele de mai jos rezumă zonele de întreținere care au, în general, cel mai mare impact asupra preciziei de tăiere și finisajului suprafeței.

• Tensiunea firelor și uzura ghidajului : tensiunea inconsecventă sau ghidajele uzate pot introduce vibrații ale firului, care se manifestă ca pereți tăiați ondulați.
• Starea fluidului dielectric : rezistivitatea fluidului și filtrarea afectează direct stabilitatea debitului și consistența tăierii.
• Starea duzei de spălare : duzele uzate sau blocate reduc eficiența degajării așchiilor, în special la piesele mai groase.
• Verificări de precizie a poziționării : verificarea periodică ajută la confirmarea faptului că o mașină continuă să își mențină toleranța nominală de tăiere în timpul utilizării prelungite.

Întrebări frecvente despre prelucrarea cu descărcare pe sârmă

Pentru ce este folosit un electroeroziune cu sârmă

O electroeroziune cu sârmă este utilizată pentru a tăia profile precise în materiale conductoare electric, inclusiv oțel de scule călit, carbură și diferite aliaje, pentru aplicații precum matrițe de ștanțare, componente de matriță și scule de precizie.

Ce materiale sunt potrivite pentru prelucrarea prin electroeroziune cu sârmă

Orice material conductiv electric poate fi în general prelucrat, inclusiv oțel de scule, carbură, titan, superaliaje pe bază de nichel, aluminiu, cupru, alamă și grafit. Materialele neconductoare, cum ar fi cele mai multe ceramice și materiale plastice, nu sunt de obicei adecvate decât dacă sunt acoperite cu un strat conductor.

Care este diferența dintre EDM cu sârmă de viteză mare și viteză medie

Ambele folosesc sârmă alternativă de molibden, dar mașinile cu viteză medie aplică de obicei mai multe treceri de tăiere pentru a îmbunătăți precizia și finisarea suprafeței, în timp ce mașinile de mare viteză sunt, în general, configurate pentru un proces de tăiere brută mai rapid.

Prelucrarea cu descărcare prin sârmă poate tăia materiale groase

Da, prelucrarea prin electroeroziune cu sârmă poate procesa blocuri groase, lucrul cu matriță și matriță variind de obicei de la zeci de milimetri până la câteva sute de milimetri, deși timpul ciclului crește odată cu grosimea datorită cerințelor de spălare.

Ce componente EDM cu fir necesită cea mai frecventă atenție

Ghidajele de sârmă, duzele de spălare și filtrarea fluidului dielectric necesită, în general, cea mai frecventă atenție, deoarece uzura sau contaminarea în aceste zone au cel mai direct efect asupra stabilității tăierii și finisajului suprafeței.