Все, что вам нужно знать о Проволочный электроэрозионный станок

Вы ищете способ быстрой и точной резки металлов? Рассматриваете ли вы в качестве варианта электроэрозионную резку проволокой, но не знаете о ней ничего?

Не волнуйтесь, в этом блоге вы найдете всю необходимую информацию, чтобы понять, что такое электроэрозионная обработка проволокой, как она работает и почему это такой бесценный инструмент в обработке металла.

Давайте начнем!

Что такое электроэрозионная обработка проволокой?

Проволочная резка EDM (Электроэрозионная обработка) - это метод обработки, при котором для удаления материала с заготовки используются электрические разряды или искры между двумя электродами.

Этот процесс помогает создавать сложные формы в твердых материалах, таких как сталь, и требует меньше времени, чем альтернативные методы, такие как обычная обработка.

Она также обеспечивает высокую точность с жесткими допусками на толстых деталях. Поэтому, если требуется тонкая точная резка в закаленном материале, используйте электроэрозионную обработку проволокой!

Как работает электроэрозионная резка проволоки?

1. Обработка проволочным электроэрозионным инструментом происходит за счет создания электрического разряда между проволокой или электродом и заготовкой.
2. Этот процесс позволяет получить небольшие сколы и точные линии реза за счет плавления или испарения материала, а не его резки.
3. Проволочно-вырезной станок - это тип станка с ЧПУ, который может перемещаться по четырем независимым осям для создания конических резов.
4. Проволочный электрод с непрерывной подачей проходит через диэлектрическую жидкость, создавая искры, которые вызывают эрозию поверхности заготовки.
5. Сцинтилляционная жидкость помогает минимизировать выделение тепла, поэтому при выполнении операций обработки этим методом не требуется дополнительная система охлаждения.
6. При возникновении каждой искры материал удаляется как с инструмента, так и с заготовки под действием электрического заряда и давления газа, а также создаваемой энергии вибрации.
7. Это означает, что при использовании электроэрозионной резки проволокой уровень шума будет минимальным по сравнению с другими производственными процессами, такими как традиционные методы резки, например, сверление и фрезерование.
8. При равномерной скорости искрения по всему периметру объекта вы получите гладкие края без заусенцев (из-за эрозии искры).
9. Кроме того, предварительно закаленные материалы легче поддаются обработке на электроэрозионных станках, поскольку не требуют сверления больших отверстий или изготовления сложных форм - большая экономия времени!

Преимущества и ограничения электроэрозионной обработки проволокой

Преимущества электроэрозионной резки проволокой

• Позволяет изготавливать детали сложной формы и сложной геометрии с высокой точностью.
• Обеспечивает более высокую эффективность обработки по сравнению с обычными станками или станками с ЧПУ.
• Обеспечивает непревзойденную точность, что очень важно для таких областей применения, как изготовление инструментов и штампов.
• Хорошо подходит для материалов, требующих жестких допусков, что делает его идеальным для критически важных аэрокосмических компонентов, таких как лопатки турбин.
• Превосходная точность резки, до +/- 0,0002 дюйма или выше, обеспечивает точность при резке больших металлических деталей.
• Хорошо работает с твердым сырьем, позволяя выполнять срезы с гораздо более жесткими требованиями к допускам, чем другие процессы.
• При резке токопроводящих материалов электроды не требуются, что экономит время и средства на подготовку производства.

Ограничения электроэрозионной обработки проволокой

• Подходит не для всех материалов; пластик, композиты и натуральный камень обрабатывать нельзя. Совместимы только проводящие металлы, такие как алюминий.
• Необходимы альтернативные процессы. Для проектов, связанных с труднообрабатываемыми материалами, могут потребоваться альтернативные процессы, такие как электроэрозионные станки (ЭЭМ) с цилиндрической раковиной.
• Проволочные электроэрозионные станки обычно имеют более низкую скорость резки, чем традиционные фрезерные станки или станки с ЧПУ, что приводит к увеличению времени цикла.
• В целом менее эффективны, чем традиционные фрезерные станки или станки с ЧПУ, что сказывается на производительности.
• Более низкая скорость резки и меньшая эффективность могут привести к увеличению стоимости детали в расчете на одно изделие, особенно при отсутствии серийного производства.
• При электролизной эрозии образуются оксидные слои, требующие дополнительных действий по удалению, таких как хонингование, шлифовка и полировка.
• Удаление оксидных слоев увеличивает трудозатраты и дополнительные расходы на персонал, что повышает общую стоимость услуг для клиентов.

Какие материалы можно использовать для электроэрозионной резки?

Проволочно-вырезной электроэрозионный станок обладает широким спектром преимуществ при обработке сложных и труднообрабатываемых материалов, таких как алюминиевые сплавы, титанСталь, латунь и графит.

Давайте изучим эти материалы!

Алюминий: является широко используемым материалом в электроэрозионной обработке проволокой благодаря хорошей электропроводности и относительно низкой температуре плавления. Этот процесс эффективен для точного формирования алюминиевые компоненты.

Титан: известен своей прочностью, коррозионной стойкостью и чрезвычайной твердостью. Однако высокая температура плавления и вязкость могут создавать трудности, требуя соответствующих настроек оборудования и стратегий.

Сталь: С помощью электроэрозионной обработки проволокой можно обрабатывать различные виды стали. Инструментальные стали, нержавеющие сталиВ результате применения этого метода можно получить сложные формы и точные срезы даже на закаленных материалах, а также на других сплавах.

Латунь: благодаря своей хорошей электропроводности и обрабатываемости, хорошо подходит для электроэрозионной обработки проволокой. Она позволяет экономично и эффективно производить сложные формы и мелкие детали в латунных компонентах.

Графит: является отличным материалом для электродов электроэрозионной резки. Он часто используется в этом контексте благодаря своей электропроводности, устойчивости к дуговой эрозии, низкой скорости износа и способности выдерживать высокие температуры, что делает его идеальным для создания детальных пресс-форм и штампов. Однако у графита есть и некоторые недостатки, которые затрудняют работу с ним. Он часто бывает очень пористым и грязным, что может привести к неточностям при неаккуратном обращении.

Разница между электроэрозионной резкой и обычной электроэрозионной резкой?

Вот простая таблица, в которой указаны основные различия между электроэрозионной обработкой проволокой и обычной электроэрозионной обработкой:

Примечание: В этой таблице приведен общий обзор, а фактические характеристики могут отличаться в зависимости от конкретных моделей и конфигураций машин.

Почему в электроэрозионной обработке проволокой используется деионизированная вода?

Деионизированная вода обычно используется в качестве диэлектрической жидкости в проволочной электроэрозионной обработке благодаря своей низкой электропроводности и способности охлаждать процесс, сохраняя гладкую поверхность заготовки.

Отсутствие примесей также предотвращает повреждение как режущего инструмента, так и электроэрозионного станка, повышая эффективность и обеспечивая соблюдение мер контроля качества.

Он обеспечивает лучшую электрическую изоляцию между источником питания и искровым промежутком во время обработки электроэрозионным способом.

Какие факторы следует учитывать при электроэрозионной обработке проволокой?

От типа и размера проволоки для электроэрозионной обработки до геометрии детали, требований к чистоте обработки, толщины материала и соображений программирования - при принятии решения о том, подходит ли электроэрозионная резка проволокой для обработки, необходимо учитывать несколько основных элементов.

Узнайте больше о них из этой статьи.

Типы и размеры проволоки для электроэрозионной обработки

Проволока для электроэрозионной обработки бывает разных типов и размеров, каждый из которых лучше подходит для разных видов обработки. К ним относятся мягкая латунная проволока, твердая латунная проволока, латунная проволока с цинковым покрытием и высокоскоростная проволока.

Мягкие латунные проволоки более гибкие, чем их твердые аналоги. Благодаря этому они хорошо подходят для операций вырезания с малыми допусками, так как обеспечивают точное соответствие деталей проектным спецификациям.

Твердые латунные проволоки прочнее мягких и могут резать более твердые материалы, что полезно для прецизионной резки и формовки деталей с жесткими допусками.

Проволока с цинковым покрытием обладает дополнительными преимуществами, поскольку она дольше сопротивляется износу, чем более мягкие альтернативы.

Высокоскоростной кабель обеспечивает наибольшую эффективность, но стоит дороже, однако его быстрая скорость резки делает его идеальным для крупносерийного производства, где время имеет решающее значение.

При выборе проволоки для электроэрозионной обработки следует обращать внимание не только на ее тип, но и на прочность на разрыв.

Более прочные кабели позволяют быстрее выполнять большие объемы работ благодаря повышенной прочности, в то время как более слабые могут быстрее проявить признаки усталости, что снижает точность и качество готовой продукции при работе со сложными компонентами с жесткими допусками, как, например, в электронной промышленности.

Геометрия деталей

При разработке деталей для этого процесса необходимо учитывать определенные геометрические параметры, такие как укладка деталей и плоскостность поверхности.

Под укладкой деталей понимается количество деталей, которые можно уложить на заданном пространстве, что влияет на допуски при обработке и на стоимость производства.

Кроме того, дизайнеры должны обращать внимание на плоскостность поверхности: все детали, вырезанные с высокой точностью, должны иметь одинаковый уровень плоскостности, чтобы обеспечить точную форму и посадку при последующей сборке.

Требования к чистоте поверхности и допускам

Вырезанные детали должны иметь гладкую, однородную поверхность, чтобы обеспечить соответствующую форму и посадку для использования по назначению. Поэтому точное определение размеров тела материала очень важно для таких областей применения проволочной резки, как изготовление резьбы или резьбонарезных деталей.

Это включает контроль допусков на максимальный и минимальный диаметры и толщину стенок, а также другие размеры, такие как точность позиционирования отверстий, контроль угла конусности и т. д., обеспечивая высокую степень точности для получения деталей хорошего качества без дефектов поверхности.

Кроме того, тщательный контроль шероховатости поверхности может улучшить характеристики при использовании сопрягаемых поверхностей; низкая шероховатость позволяет деталям лучше прилегать друг к другу, уменьшая утечки или сопротивление воздушному потоку (если это применимо).

Толщина и проводимость материала

Как правило, чем выше проводимость проволоки, тем больше энергии может быть передано на заготовку; это повышает эффективность и позволяет выполнять резку с большей скоростью, чем традиционные методы.

Кроме того, толщина материала играет важную роль в обеспечении мощности при резке. Если деталь слишком толстая или имеет высокое сопротивление, то электроэрозионная резка проволокой может не подойти - проволока потребует достаточно мощного тока, но при этом не нагреется слишком сильно и не расплавит деталь.

Если говорить об обработке поверхности, то проволочно-вырезные электроэрозионные станки с использованием более тонких и менее проводящих материалов, таких как алюминиевые или титановые сплавы, как правило, создают более гладкие края деталей благодаря их низкоомным электрическим свойствам, что делает их отличными кандидатами для изготовления деталей с детальными контурами, поскольку в целом они требуют более медленного процесса обработки.

С другой стороны, сталь или графит лучше подходят для черновой обработки базовых геометрических форм, так как их более высокие требования к напряжению означают более высокую скорость удаления по сравнению с более мягкими материалами, такими как латунь или алюминиевые сплавы.

Фактор времени

Поскольку обработка электроэрозионным способом занимает больше времени, чем традиционные методы резки, оптимизация процесса обработки является ключевым фактором сокращения временных затрат.

Такие факторы, как время включения и выключения импульсов, пиковый ток для импульсов и подача проволоки, влияют на общую эффективность работы машины.

Изменение любого параметра может значительно повлиять на время цикла EDM, поэтому обеспечение оптимизации каждого элемента имеет решающее значение для повышения эффективности времени. Двойная специализация на высокоскоростной резке и сверлении мелких отверстий в стальных деталях и непроводящих графитовых материалах с использованием электродов правильного размера помогает снизить стоимость деталей, точно и стабильно изготавливая сложные детали за более короткие производственные циклы.

Как правило, увеличение подачи проволоки приводит к сокращению времени цикла, так как при этом уменьшается износ электрода. Тем не менее, необходимо тщательно следить за скоростью удаления остатков, чтобы сохранить точность при изменении параметров во время производственных операций.

Программирование

При программировании необходимо учитывать различные параметры, включая размер инструмента, тип материала, детали управления скоростью подачи по двум осям, ограничения максимальной скорости, длину реза и т. д., чтобы обеспечить бесперебойную работу с оптимальными результатами.

Точность EDM-обработки во многом зависит от того, насколько грамотно составлены программы, ведь минимальные ошибки могут привести к затягиванию производства или потере деталей.

Контроль качества

Электроэрозионная обработка проволокой требует строгого контроля качества для обеспечения соответствия производимых деталей проектным спецификациям.

Контроль качества включает в себя тщательный мониторинг всех аспектов работы, от настройки и программирования до выполнения самой операции резки.

На протяжении всего процесса резки необходимо поддерживать достаточное натяжение проволоки и промывку под высоким давлением, поскольку они оказывают огромное влияние на качество и точность резки. Дело в том, что даже незначительное отклонение в любом из этих параметров может быстро превратить успешную резку в нечто с ужасными конечными размерами.

Данные также должны использоваться для контроля и регистрации подробностей работы электроэрозионного станка: износа проволоки, настроек напряжения, расхода воды или промывки камеры. Все эти параметры должны быть предварительно настроены перед началом производства, чтобы получить более точные допуски для нескольких партий обработанных деталей и обеспечить бесперебойную работу без каких-либо проблем во время непрерывной работы с минимальным вмешательством человека.

Меры предосторожности

При работе с тяжелым оборудованием, в том числе с проволочно-вырезными электроэрозионными станками, важно соблюдать надлежащие меры безопасности. Операторы должны обеспечить соблюдение этих мер предосторожности до, во время и после каждой работы.

Меры предосторожности могут быть простыми: использование подходящей одежды или учет условий, в которых вы работаете. Также очень важно регулярно проводить техническое обслуживание и чистку машины.

Кроме того, операторы должны понимать принципы и операции, лежащие в основе технологии EDM, чтобы знать, какие риски существуют и как их можно избежать с помощью надлежащих мер безопасности.

Окружающая среда

Процесс электроэрозионной обработки проволокой влияет на энергопотребление, использование ресурсов и воздействие на окружающую среду.

Для резки проволоки требуется значительное количество энергии, что приводит к высоким экологическим затратам из-за чрезмерного потребления электроэнергии. Кроме того, при резке проволоки может образовываться большое количество опасных отходов, таких как искры и дым, образующиеся в результате сгорания частиц, выделяющихся в процессе.

Поэтому, прежде чем приступать к такому виду производства, необходимо учесть все потенциальные факторы, которые могут привести к негативному воздействию на окружающую среду.

Повышение уровня утилизации, внедрение альтернативных решений, таких как лазерная обработка, или использование передовых технологий, снижающих энергозатраты при резке проволоки, позволит вам ограничить ущерб, наносимый окружающей среде.

Свойства электроэрозионной резки проволокой

Вот список свойств и характеристик, связанных с электроэрозионной обработкой проволоки:

Прецизионная обработка: Проволочная электроэрозионная обработка известна своей высокой точностью и аккуратностью, что делает ее пригодной для производства сложных форм с жесткими допусками.

Универсальность материала: Проволочный электроэрозионный станок можно использовать для обработки широкого спектра проводящих материалов, включая такие металлы, как сталь, алюминий, титан и различные сплавы.

Без контактной обработки: Режущий инструмент (проволока) физически не касается заготовки, что минимизирует износ инструмента и позволяет обрабатывать тонкие и хрупкие материалы.

Замысловатые формы: С его помощью можно создавать замысловатые и сложные формы с острыми углами и мелкими деталями.

Жесткие допуски: Проволочная электроэрозионная обработка позволяет добиться очень жестких допусков на размеры, часто в пределах микрон.

Минимальные искажения: При этом процессе образуются минимальные зоны термического воздействия и механические напряжения, что приводит к минимальному искажению заготовки.

Тонкая отделка поверхности: Проволочный электроэрозионный способ обычно обеспечивает тонкую обработку поверхности, что снижает необходимость в дополнительных операциях финишной обработки.

Тонкий срез: С помощью проволоки можно делать очень тонкие надрезы, создавая изящные черты и замысловатые детали.

Низкая сила резания: При этом на заготовку действуют низкие силы резания, что снижает риск деформации и напряжения.

Многоосевая обработка: Многие проволочно-вырезные станки способны выполнять многоосевую обработку, что позволяет изготавливать сложные трехмерные детали.

Возможности автоматизации: Процессы электроэрозионной обработки проволокой часто могут быть автоматизированы, что повышает эффективность и снижает необходимость постоянного вмешательства оператора.

Типы проводов: Различные типы проволочных материалов, такие как латунь или проволока с покрытием, могут быть использованы для оптимизации производительности резки для конкретных задач.

Диаметры проволоки: В наличии имеются проволоки различных диаметров, что позволяет гибко выбирать подходящий размер проволоки в зависимости от требуемого разреза и материала.

Диэлектрическая жидкость: Диэлектрическая жидкость используется для смыва мусора и контроля процесса искрения. Выбор диэлектрика может повлиять на производительность обработки.

Программирование траектории инструмента: Компьютерное числовое программное управление (ЧПУ) генерирует точные траектории движения инструментов, позволяя точно обрабатывать сложные геометрические фигуры.

Контроль натяжения проводов: Правильный контроль натяжения проволоки необходим для обеспечения стабильности и точности обработки.

Типичные области применения электроэрозионной резки проволоки

Среди разнообразных областей применения проволочно-вырезной электроэрозионной обработки широко используются компоненты для автомобильной, аэрокосмической, медицинской и электронной промышленности. Читайте далее некоторые примеры!

Автомобильная промышленность

• Прецизионная нарезка зубчатых колес и других деталей.
• Производство сложных деталей двигателя с жесткими допусками.
• Создание пресс-форм для пластмассовых или металлических автомобильных компонентов.

Аэрокосмическая промышленность

• Производство сложных и точных компонентов турбин.
• Производство сложных авиационных деталей с высокой точностью размеров.
• Изготовление пресс-форм для элементов аэрокосмических конструкций.

Медицинская промышленность

• Изготовление сложных хирургических инструментов и имплантатов.
• Создание пресс-форм для компонентов медицинского оборудования.
• Прецизионная резка небольших сложных деталей для медицинского оборудования.

Электронная промышленность

• Производство сложных компонентов для электронных устройств.
• Резка и формовка форм для корпусов электронных устройств.
• Изготовление прецизионных деталей для разъемов и полупроводниковых компонентов.

Какой метод резки используется при электроэрозионной обработке?

Проволочная электроэрозионная обработка - это метод точной резки, при котором для придания формы материалам используется непрерывно подаваемый проволочный электрод. Заготовка удерживается на месте электродами, через которые проходит электрический ток, создающий искры, расплавляющие материал от проволоки.

Наконечники проволоки, разделенные микронами ионизированного газа, движутся по траектории резки, не соприкасаясь. Частицы металла соединяются, образуя небольшие пропилы на деталях.

Процесс включает в себя подключение проволоки к источникам питания (аноду и катоду), определение напряжения для контролируемого плавления, использование направляющих для позиционирования деталей и системы охлаждения для выброса расплавленных частиц.

Автоматизированная система обеспечивает точность и эффективность при создании продукции, прохождении поворотов и устранении препятствий в режиме реального времени.

Заключение

Проволочный электроэрозионный станок - это эффективный и действенный метод обработки, предлагающий различные возможности резки. Он может резать как предварительно закаленные материалы, так и тонкие проводящие провода с исключительной точностью.

Критическим фактором, который необходимо учитывать при использовании этого метода резки, является толщина материала; проволочная электроэрозионная обработка лучше всего работает с деталями толщиной от 0,005 до 0,100 дюйма, хотя это зависит от конкретного применения и размера используемого станка.

Деионизированная вода также должна регулярно заменяться во время больших работ, чтобы уменьшить коррозию компонентов системы из-за эрозии в результате обычного износа.

Процесс электроэрозионной обработки проволокой - сложный процесс, требующий тщательного учета геометрии детали, требований к чистоте поверхности, типа инструмента, точности, необходимой для каждого вида работ, а также многих других факторов, которые необходимо учитывать для получения успешных результатов при использовании этой сложной технологии.

В заключение можно сказать, что электроэрозионная обработка проволокой - это мощная технология обработки в металлообрабатывающей промышленности, которая отличается впечатляющей точностью в сочетании с быстрым временем производства по сравнению с традиционными операциями и, таким образом, обещает более широкие возможности, чем раньше, как в экономическом, так и в техническом плане для различных отраслей промышленности.

Вопросы и ответы

Насколько точна проволочная электроэрозионная обработка?

Проволочная электроэрозионная обработка отличается высокой точностью, достигая допусков до 1 микрометра, что превосходит традиционные методы. Факторы, влияющие на точность, включают размер проволоки, сложность детали и требования к чистоте поверхности

Свойства и толщина материала влияют на производительность: для более толстых заготовок требуется более низкая скорость подачи. Современные проволочно-вырезные станки обеспечивают непревзойденную точность, адаптивность и эффективность, что делает их ценным выбором в различных областях применения.

Можно ли проводить электроэрозионную обработку нержавеющей стали?

Да, проволочный электроэрозионный станок можно использовать для обработки нержавеющей стали. Это точный метод резки токопроводящих материалов, включая сложные формы в твердых металлах, таких как титан и сталь.

Низкая сила резания проволочного электроэрозионного станка делает его пригодным для обработки хрупких металлов. Хотя этот метод может занимать больше времени, чем традиционные методы, он позволяет получать высокоточные детали с превосходной отделкой поверхности, что идеально подходит для аэрокосмической и медицинской промышленности.