Mașini EDM cu sârmă explicate: tipuri, principii de funcționare și ghid de selecție

Tipuri comune de mașini EDM cu sârmă și caracteristicile lor

Mașinile EDM cu sârmă sunt, în general, grupate după viteza sârmei, materialul sârmei și capacitatea de tăiere conică, iar acești trei factori determină în mare măsură ceea ce o anumită mașină se descurcă bine. EDM cu sârmă de viteză medie mașinile rulează sârmă alternativă de molibden la o viteză controlată, moderată și sunt utilizate pe scară largă acolo unde este nevoie de un echilibru între viteza de tăiere și finisarea suprafeței. EDM cu sârmă de mare viteză mașinile folosesc, de obicei, sârmă de molibden alternativ, dar sunt reglate pentru îndepărtarea mai rapidă a materialului pe profile simple, cu conicitate scăzută. EDM cu fir conic mare mașinile sunt construite în jurul unui interval extins de deplasare a axei de înclinare, astfel încât firul să poată fi înclinat într-o gamă largă, ceea ce le face o alegere practică pentru lucrări de perforare și matriță, matrițe de extrudare și alte piese care necesită un unghi de tragere pronunțat tăiat într-un bloc întărit.

Deoarece aceste categorii descriu un spectru mai degrabă decât trei modele rigid separate, multe magazine ajung să aleagă în funcție de familiile de piese pe care le decupează cel mai des, mai degrabă decât de o singură configurație ideală. Prezentare generală de mai jos rezumă modul în care fiecare tip este de obicei poziționat în fluxul de lucru al unui atelier de mașini EDM cu sârmă.

EDM cu sârmă de viteză medie Sârmă alternativă de molibden, viteză de tăiere echilibrată și finisare a suprafeței, obișnuită pentru scule generale și componente de matriță, cum ar fi seriile PS-C și DK77-BC. EDM cu fir de mare viteză Sârmă alternativă de molibden reglată pentru un debit mai rapid la tăierea profilului cu conicitate mai mică și volum mai mare, cum ar fi seriile DK77-A și DK77-B. EDM cu sârmă conică mare Cursă extinsă a axei de înclinare pentru unghiuri de tragere pronunțate pe poanson, matrițe și scule de extrudare, cum ar fi seria DK77-D.

Viteza de tăiere este una dintre primele întrebări pe care magazinele le pun atunci când compară tipurile de mașini EDM cu sârmă, deoarece afectează direct timpul ciclului și debitul. Viteza brută de sine stătătoare nu spune totuși întreaga poveste, deoarece capacitatea de conicitate și precizia realizabilă sunt adesea compromise cu cât de repede poate trece firul prin tăiere. Graficul de mai jos plasează mașinile EDM cu sârmă de viteză medie, mare și conică mare una lângă alta, folosind un indice relativ de eficiență, mai degrabă decât ratele absolute de tăiere, deoarece viteza reală variază în funcție de material, grosime și setările generatorului. Acest index ilustrativ este menit să arate modelele generale pe care magazinele le întâlnesc în practică, mai degrabă decât să servească drept o cifră fixă ​​de performanță pentru orice mașină specifică. Înțelegerea acestui tipar ajută la restrângerea tipului de mașină EDM cu sârmă care merită evaluat în continuare pentru o anumită familie de piese.

După cum ilustrează graficul, mașinile EDM cu sârmă de mare viteză tind să obțină cel mai mare punctaj la indicele relativ de eficiență de tăiere, ceea ce reflectă concentrarea lor de proiectare pe îndepărtarea rapidă a materialului pentru profile simple. Mașinile EDM cu sârmă de viteză medie stau aproape în spate, reflectând o filozofie de design care echilibrează o tăiere relativ rapidă cu o tensiune mai constantă a firului și un control mai fin al suprafeței. Mașinile EDM cu sârmă conică mare prezintă cel mai scăzut indice relativ în această comparație, dar asta nu înseamnă că sunt o mașină mai slabă în general; pur și simplu reflectă că tăierea la un unghi pronunțat încetinește în mod inerent procesul în comparație cu o tăiere dreaptă, verticală. În practică, un magazin care decupează poansonuri simple de decuplare la volum mare va aprecia de obicei avantajul de debit pe care îl oferă configurațiile EDM cu sârmă de mare viteză. Un magazin care produce componente de matriță de precizie cu cerințe mai stricte de finisare a suprafeței se poate înclina către EDM cu sârmă de viteză medie, unde alimentarea mai controlată a sârmei sprijină o trecere finală mai curată. Un atelier care prelucrează în mod regulat matrițe, scule de extrudare sau perforații cu unghiuri de tragere va descoperi că capacitatea de conicitate contează mai mult decât viteza brută, deoarece fără aceasta piesa nu poate fi produsă deloc pe mașină. De asemenea, este de remarcat faptul că viteza de tăiere la orice mașină EDM cu sârmă se modifică în funcție de grosimea piesei de prelucrat, diametrul sârmei și numărul de treceri de tăiere utilizate pentru a atinge o suprafață țintă. Piesele mai groase reduc, în general, viteza de tăiere realizabilă, indiferent de tipul de mașină, deoarece mai mult material trebuie erodat pe unitate de cursă a firului. Tăierile multiple de tăiere, care sunt frecvente atunci când este necesară o finisare fină a suprafeței, adaugă, de asemenea, timp total de procesare, chiar dacă nu modifică viteza de bază a mașinii. Din acest motiv, indicele relativ din diagramă este cel mai bine utilizat ca punct de plecare pentru restrângerea tipului de mașină, urmând ulterior o evaluare mai detaliată a geometriei specifice a piesei și a cerințelor de finisare. Magazinele care rulează în mod regulat o combinație de piese simple și conice aleg uneori o mașină EDM cu sârmă conică mare în mod special pentru că poate efectua în continuare tăieri verticale standard, ceea ce îi oferă un plus de flexibilitate, chiar dacă indicele său relativ de eficiență este mai mic pentru lucrul conic în special. Potrivirea tipului de mașină cu familia de piese dominantă în volumul de lucru al unui atelier tinde să conteze mai mult decât optimizarea doar pentru cea mai mare cifră de viteză de tăiere.

Recomandări cheie: cele trei categorii principale de mașini EDM cu sârmă schimbă viteza, capacitatea de conicitate și controlul finisării, astfel încât familia de piese dominante pe care o tăie un magazin ar trebui să ghideze alegerea mai mult decât orice cifră de performanță.

Cum funcționează mașinile EDM cu sârmă: principiu de lucru și structură de bază

Fiecare mașină EDM cu sârmă, indiferent de categorie, îndepărtează materialul eroziune prin scânteie : un electrod de sârmă care se deplasează continuu este ținut la o distanță mică, controlată de piesa de prelucrat, iar mii de descărcări electrice rapide pe secundă vaporizează cantități mici de metal de-a lungul traseului programat. Firul în sine nu atinge fizic piesa de prelucrat, motiv pentru care EDM de tăiere cu sârmă poate prelucra oțel de scule întărit, carbură și alte materiale greu de tăiat fără forțele mecanice de tăiere care limitează prelucrarea convențională.

Un fluid dielectric, de obicei apă deionizată, curge continuu prin golul de tăiere. Acest fluid răcește firul și piesa de prelucrat, îndepărtează particulele erodate, astfel încât acestea să nu interfereze cu descărcările ulterioare și ajută la controlul caracteristicilor electrice ale eclatorului. Un sistem de control servo monitorizează continuu condițiile de gol și ajustează poziția firului în timp real pentru a menține un spațiu stabil și constant pe măsură ce tăierea progresează. Între timp, un control CNC conduce axele X și Y pentru a urmări profilul piesei programate, iar pe mașinile construite pentru tăierea conică, mișcarea suplimentară a axelor U și V înclină ghidajele firului, astfel încât firul să poată tăia într-un unghi și nu strict vertical.

Componente de bază partajate între tipurile de mașini EDM cu fir

1. Sistem de alimentare și preluare a sârmei, care alimentează în mod continuu sârmă proaspătă și colectează sârma uzată după ce trece prin tăiere
2. Ghidajele de sârmă superioare și inferioare, care poziționează sârma cu precizie și, la mașinile capabile de conicitate, se înclină pentru a produce tăieturi unghiulare
3. Controlul tensiunii firului, care menține firul întins și stabil, astfel încât să reziste la deformare în timpul tăierii
4. Sistem de circulație și filtrare a fluidului dielectric, care furnizează fluid curat în golul de tăiere și îndepărtează resturile erodate
5. Generator de impulsuri, care produce descărcări electrice care erodează efectiv materialul
6. Sistem de control CNC și de antrenare a axelor, care poziționează masa de lucru și ghidajele de sârmă în funcție de geometria programată a piesei

Finisarea suprafeței este rareori realizată într-o singură trecere pe o mașină EDM cu sârmă, iar înțelegerea modului în care finisarea se îmbunătățește prin tăieturi succesive ajută la explicarea de ce programarea în mai multe treceri este o practică standard. O primă tăiere brută îndepărtează rapid cea mai mare parte a materialului, dar lasă o suprafață relativ grosieră, deoarece prioritatea în acea etapă este îndepărtarea materialului mai degrabă decât finisarea. Tăierile ulterioare de tăiere folosesc setări de energie mai scăzute și viteze de avans mai mici, în special pentru a reduce rugozitatea suprafeței pas cu pas. Graficul de mai jos arată un model tipic, ilustrativ, despre modul în care Ra, o măsură comună a rugozității suprafeței, tinde să scadă la o tăietură brută și la mai multe treceri de tăiere. Aceste valori reprezintă comportamentul general al procesului EDM cu sârmă, mai degrabă decât un rezultat garantat pentru orice mașină, material sau set de parametri specifici.

Linia din diagramă scade brusc între tăierea brută și prima tăiere de tăiere, ceea ce reflectă cât de mult din neregularitatea suprafeței de la eroziunea rapidă, de mare energie este îndepărtată în prima trecere de finisare. Fiecare tăietură suplimentară continuă să scadă valoarea Ra, dar cu cantități progresiv mai mici, ilustrând un model de randamente descrescătoare care este comun în procesele de finisare EDM în general. Acest model de scădere a randamentelor este unul dintre motivele pentru care magazinele cântăresc costul unei treceri suplimentare de tăiere în raport cu cât de multă îmbunătățire a finisării oferă de fapt pentru o anumită piesă. Piesele destinate lustruirii sau texturarii ulterioare se opresc uneori după două sau trei treceri, deoarece rugozitatea rămasă va fi oricum rezolvată printr-o etapă de finisare separată. Piesele care trebuie să îndeplinească o specificație strictă de finisare a suprafeței, cum ar fi anumite cavități de matriță de precizie, justifică adesea executarea de treceri suplimentare de tăiere pentru a ajunge la o valoare practică mai mică a Ra. Diametrul firului, setările generatorului și starea fluidului dielectric influențează cât de repede se îmbunătățește Ra de la o trecere la alta, astfel încât curba exactă va varia de la o lucrare la alta. Mașinile cu control mai constant al tensiunii firului, adesea asociate cu configurații EDM cu sârmă de viteză medie, tind să producă o îmbunătățire mai consistentă a finisării pe treceri. Deoarece fiecare trecere de tăiere adaugă timp de procesare, numărul total de treceri utilizate afectează direct timpul ciclului, care este un factor important de planificare alături de obiectivul de finisare în sine. Magazinele care programează o piesă nouă încep de obicei cu o secvență de tăiere cunoscută din lucrări anterioare similare și ajustează numărul de treceri în funcție de modul în care măsoară finisajul rezultat. Monitorizarea valorilor Ra măsurate reale în raport cu un model ca acesta poate ajuta la identificarea când ghidajele de sârmă ale unei mașini, sistemul de tensionare sau spălarea pot fi subperformanțe, deoarece o curbă mai plată decât se aștepta indică adesea o problemă mecanică sau de proces, mai degrabă decât una de programare. De-a lungul timpului, urmărirea acestei relații sprijină, de asemenea, o cotare mai precisă, deoarece un magazin poate estima timpul ciclului mai fiabil, odată ce știe aproximativ câte treceri de tăiere va necesita o anumită specificație de finisare.

Element cheie: procesul EDM de tăiere a sârmei se bazează pe un eclator stabil, spălare dielectrică continuă și programare cu mai multe treceri, iar aceeași structură de bază stă la baza mașinilor EDM cu sârmă de viteză medie, mare și conică mare deopotrivă.

Scenarii de aplicare și criterii de selecție pentru echipamente EDM cu sârmă

Mașinile EDM cu sârmă deservesc o gamă largă de industrii, iar înțelegerea unde este aplicată de obicei tehnologia ajută la punerea deciziilor de selecție a mașinilor în context. Prelucrarea matrițelor și matrițelor a fost istoric una dintre cele mai mari domenii de aplicare pentru electroeroziune cu sârmă, deoarece procesul excelează la tăierea oțelului de scule întărit în geometrii precise ale cavității și perforației. Sculele de precizie, componentele auto și piesele aerospațiale sau medicale se bazează, de asemenea, pe electroeroziune cu sârmă acolo unde toleranțele strânse sau materialele dure fac dificilă prelucrarea convențională. Graficul donut de mai jos prezintă o distribuție ilustrativă și reprezentativă a aplicațiilor EDM cu sârmă în aceste segmente largi ale industriei. Ca și în graficul anterior, aceste procente sunt menite să transmită modele generale ale industriei, mai degrabă decât cifre exacte ale cotei de piață pentru orice perioadă sau regiune specifică.

Aplicațiile matrițelor și matrițelor reprezintă cea mai mare cotă ilustrativă din diagramă, care se aliniază cu rolul de lungă durată al EDM cu sârmă în tăierea cavităților, miezurilor și inserțiilor din oțel de scule călit, care ar fi dificil de prelucrat convențional. Sculele de precizie reprezintă următorul segment ca mărime, acoperind articole precum instrumente, dispozitive de fixare și componente de ștanțare, unde toleranțele dimensionale strânse contează mai mult decât volumul de producție. Componentele pentru automobile reprezintă, de asemenea, o pondere semnificativă, reflectând nevoia continuă a industriei de matrițe de ștanțare durabile, angrenaje și piese de fixare cu precizie. Aplicațiile aerospațiale și medicale, deși sunt mai mici în pondere generală, tind să solicite unele dintre cele mai strânse toleranțe și specificații ale materialelor cele mai exigente, inclusiv superaliaje pe bază de nichel și titan, care sunt dificil de prelucrat prin metodele convenționale de tăiere. Restul categoriei „alte industrii” captează un amestec larg de cazuri de utilizare, de la dezvoltarea de prototipuri până la carcase electronice de specialitate, care nu se încadrează perfect în celelalte segmente. Această distribuție sugerează, de asemenea, de ce mașinile EDM cu sârmă conică de viteză medie și mare rămân alegeri populare, deoarece lucrările de matriță, matriță și scule beneficiază adesea de capacitatea de conicitate și de controlul finisajului oferit de aceste tipuri de mașini. Magazinele care intră pe un nou segment de piață pot folosi o distribuție ca aceasta ca un ghid aproximativ pentru care capabilitățile sunt probabil să conteze cel mai mult, deși cererea reală depinde întotdeauna de baza specifică de clienți pe care o deservește un magazin. Un atelier axat pe scule, de exemplu, poate acorda prioritate capacității de conicitate și finisajului suprafeței față de viteza de tăiere brută, având în vedere cât de mult din segmentul de scule implică geometrii complexe, cu toleranță apropiată. Un atelier axat pe automobile care decupează volume mai mari de componente mai simple ale matriței de ștanțare poate, în schimb, să prioritizeze viteza de tăiere și timpul ciclului pentru a ține pasul cu programele de producție. Deoarece EDM cu sârmă este un proces subtractiv, fără contact, care nu exercită o forță mecanică semnificativă asupra piesei de prelucrat, rămâne o opțiune pentru toate aceste segmente ori de câte ori duritatea sau complexitatea geometrică exclud metodele convenționale de tăiere.

Element cheie: potrivirea unei mașini EDM cu sârmă la grosimea materialului, unghiul de conicitate necesar și finisarea suprafeței țintă este o abordare de selecție mai fiabilă decât alegerea bazată numai pe industrie.

Comparație detaliată: EDM cu sârmă de viteză medie vs viteză mare vs EDM cu sârmă conică mare

Alegerea între mașinile EDM cu sârmă conică de viteză medie, viteză mare și conică mare se reduce adesea la cântărirea mai multor capabilități simultan, mai degrabă decât la optimizarea pentru o singură măsurătoare. Precizia, viteza de tăiere, capacitatea de conicitate, nivelul de automatizare și versatilitatea generală a aplicației sunt toate factorii în care tipul de mașină se potrivește cel mai bine sarcinii de lucru tipice a unui atelier. O comparație cu un singur număr poate induce în eroare aici, deoarece o mașină care obține un scor bun la viteză poate nota mai puțin la capacitatea de conicitate și invers. Diagrama radar de mai jos plasează toate cele trei tipuri de mașini pe aceste cinci dimensiuni folosind o scară relativă ilustrativă de la 1 la 10, făcând compromisurile mai ușor de văzut dintr-o privire. Ca și în diagramele anterioare, aceste valori sunt menite să reprezinte tendințele generale în cadrul categoriei, mai degrabă decât fișa de specificații a oricărui model specific.

Diagrama radar arată că mașinile EDM cu sârmă de viteză medie formează o formă relativ echilibrată, obținând un scor rezonabil de bine în ceea ce privește precizia, automatizarea și versatilitatea, fără a fi cele mai performante în nicio dimensiune. Mașinile EDM cu sârmă de mare viteză se întind cel mai mult de-a lungul axei vitezei, în concordanță cu concentrarea lor de proiectare pe tăierea rapidă, de mare volum a profilelor simple. Mașinile EDM cu sârmă conică se extind cel mai mult de-a lungul axei capacității conice, reflectând cursa extinsă a axei și intervalul de înclinare care fac posibilă în primul rând tăierea cu unghi larg. În special, mașinile cu conicitate mare dețin, de asemenea, un scor de precizie respectabil în această comparație, deoarece capacitatea de conicitate și precizia de tăiere nu se exclud reciproc într-o mașină bine construită. Axa de versatilitate tinde să favorizeze configurațiile cu viteză medie și cu conic mare puțin mai mult decât mașinile de mare viteză, deoarece capacitatea de a gestiona atât lucrul drept, cât și cel conic lărgește gama de piese pe care o singură mașină le poate produce. Scorurile de automatizare sunt destul de apropiate pentru toate cele trei tipuri în această comparație ilustrativă, reflectând modul în care filetarea automată a firului, controlul programabil al tensiunii și poziționarea CNC au devenit caracteristici comune la mașinile EDM cu sârmă moderne, în general, mai degrabă decât să fie unice pentru o singură categorie. Magazinele care decupează în principal componente de scule cu pereți drepti în volum mare vor descoperi probabil că avantajul mașinii de mare viteză pe axa vitezei depășește scorul său conic mai mic. Magazinele care produc perforații, matrițe sau scule de extrudare cu unghiuri de tragere vor pune mai multă greutate pe axa de capacitate conică, unde mașinile cu conicitate mare conduc în mod clar. Magazinele cu un volum de lucru mixt, care decupează atât piese simple, cât și conice în diferite lucrări, gravitează adesea către profilul mai echilibrat prezentat de mașinile EDM cu sârmă de viteză medie. Citirea unei astfel de diagrame radar este mai puțin despre alegerea formei celei mai mari și mai mult despre potrivirea celor mai puternice axe ale formei la cerințele specifice ale pieselor tipice ale unui magazin. Deoarece aceste valori sunt mai degrabă ilustrative decât măsurate dintr-un anumit model, magazinele care evaluează o achiziție ar trebui să confirme specificațiile reale de precizie, viteză și conicitate direct cu producătorul de echipament pentru modelul luat în considerare.

Recomandări cheie: nicio categorie de electroerozare cu sârmă nu conduce la fiecare dimensiune, astfel încât magazinele cu o sarcină de lucru mixtă beneficiază adesea de evaluarea preciziei, vitezei, intervalului de conicitate și automatizării împreună, mai degrabă decât a unui singur factor.

Ghid de întreținere pentru mașinile EDM cu sârmă

Întreținerea constantă menține o mașină EDM cu sârmă să taie la precizia proiectată de-a lungul anilor de utilizare, iar majoritatea sarcinilor de rutină sunt simple odată încorporate într-un program regulat. Tensiunea firului trebuie verificată și calibrată periodic, deoarece un fir care este prea slăbit sau prea strâns poate afecta rectitudinea și, la rândul său, precizia piesei. Calitatea fluidului dielectric, măsurată în mod obișnuit prin rezistivitatea apei, necesită monitorizare regulată împreună cu înlocuirea la timp a filtrului, deoarece fluidul contaminat sau prost condiționat încetinește tăierea și poate crește ruperea firului. Ghidajele de sârmă se uzează treptat de la contactul constant cu firul care se deplasează și trebuie inspectate la un interval stabilit și înlocuite odată ce uzura afectează dreptateitatea tăieturii. Rezervorul dielectric, masa de lucru și traseul cablului trebuie curățate în mod regulat pentru a preveni acumularea de resturi să interfereze cu spălarea și contactul electric.

Practici suplimentare care sprijină acuratețea pe termen lung

1. Verificați periodic nivelarea mașinii și precizia de poziționare a axei în raport cu o referință cunoscută
2. Păstrați un inventar al consumabilelor cheie, inclusiv firele, filtrele și ghidajele pentru fire, pentru a evita opririle neplanificate
3. Inspectați și lubrifiați șinele de ghidare și șuruburile cu bile conform intervalului recomandat de producător
4. Înregistrați problemele recurente, cum ar fi ruperea neașteptată a firului, astfel încât modelele să poată fi urmărite până la o cauză principală

Recomandări cheie: starea fluidului dielectric, uzura ghidajului firului și verificările periodice ale poziționării sunt factorii de întreținere cel mai strâns legați de precizia de tăiere pe termen lung a unei mașini EDM cu fir.

Despre POOSN – Producător profesional de mașini EDM cu sârmă

Despre POOSN – Producător profesional de mașini EDM cu sârmă

Taizhou Xinchengyang Machinery Manufacturing Co., Ltd este un exemplu de producător structurat în jurul acestui tip de gamă de produse. Compania se concentrează pe cercetarea, dezvoltarea și producția de echipamente de prelucrare cu descărcare electrică și tehnologie de prelucrare specială aferentă, cu o gamă de produse care acoperă Seria EDM cu sârmă de viteză medie PS-C și DK77-BC , cel Seria EDM cu sârmă de mare viteză DK77-A și DK77-B , și the Seria EDM cu sârmă conică mare DK77-D . Fiecare mașină-uneltă este testată pentru precizia de poziționare ca parte a producției, un pas care este direct relevant pentru verificările de întreținere a poziționării axei discutate mai sus, deoarece precizia de pornire a unei mașini stabilește linia de bază pe care întreținerea continuă trebuie să o păstreze. Produsele companiei sunt vândute pe piețele interne, cu modele selectate exportate în Asia de Sud-Est, Asia de Vest, Europa și Americi, ceea ce reflectă tipul de documentație și comunicare post-vânzare pe care cumpărătorii internaționali de echipamente EDM cu fir le caută de obicei atunci când compară furnizorii. Această vastă experiență, combinată cu un accent declarat asupra calității și nevoilor clienților, ilustrează profilul general pe care magazinele ar trebui să le caute atunci când evaluează orice producător de mașini EDM cu sârmă, indiferent dacă acel furnizor specific este sau nu cel ales în cele din urmă.

Element cheie: Alegerea mașinii potrivite pentru electroeroziune cu sârmă depinde de materialul piesei de prelucrat, grosimea, precizia necesară, unghiul de conicitate și volumul de producție. Dacă nu sunteți sigur care mașină este potrivită pentru aplicația dvs., contactați POOSN și împărtășiți specificațiile piesei dvs. de prelucrat. Echipa noastră vă poate ajuta să alegeți o soluție Wire EDM potrivită.

Întrebări frecvente despre mașinile EDM cu sârmă