Что такое электроэрозионная обработка проволоки?

Что такое электроэрозионная обработка проволоки?

1. Каков принцип электроэрозионной обработки проволоки?

Электроэрозионная обработка проволоки (Wire EDM) — это нетрадиционный процесс обработки, основанный на принципе электроэрозионной обработки. Он обычно используется для резки твердых материалов, таких как закаленная инструментальная сталь и твердый сплав, а также позволяет изготавливать металлические детали сложной геометрической формы.

    Основной принцип работы электроэрозионной резки можно проиллюстрировать схемой.

    Режущая проволока [2] подается с катушки с проволокой [1] через направляющие ролики [3] и направляющий узел [4]. Чтобы противостоять износу, направляющая обычно изготавливается из алмаза. Режущая проволока в конечном итоге собирается на приемную катушку [5] или разрезается на мелкие кусочки по мере ее расходования. При подключении к источнику питания режущая проволока действует как катод, а заготовка — как анод. При поднесении электрода (в данном случае режущей проволоки) к заготовке возникает искровой разряд, вызывающий удаление материала с заготовки. Разряд поддерживается диэлектрической жидкостью [6], способствующей охлаждению материала; процесс также может быть полностью погружен в диэлектрическую жидкость. Искровой промежуток [7] приводит к тому, что обработанный профиль оказывается немного больше диаметра провода [8]. Траектория обработки обычно контролируется перемещением заготовки в горизонтальной плоскости.

    Процесс электроэрозионной обработки проволоки можно разделить на три этапа.

    1. Формирование дуги между электродом и заготовкой: при электроэрозионной обработке в качестве электрода используется тонкая проводящая металлическая проволока. Расстояние между электродом и заготовкой очень маленькое, но прямого физического контакта нет. При подаче высокого напряжения образуется дуговой разряд.

    2. Дуга создает область высокой температуры и высокого давления. Энергия, генерируемая дуговым разрядом, очень высока, что приводит к мгновенному нагреву металла на поверхности заготовки до высокой температуры. Эта область высоких температур и высокого давления способствует испарению и коррозии металлической поверхности.

    3. Коррозия и удаление металла. В зоне высоких температур и высокого давления металл начинает корродировать и растворяться. Корродированные металлические частицы смываются ударными волнами, благодаря чему достигается удаление материала с металлической заготовки. Дуга непрерывно перемещается между электродом и заготовкой, позволяя в течение всего процесса резки формировать на поверхности металла нужную форму. Удаление материала при электроэрозионной обработке проволоки происходит за счет воздействия искр на поверхность заготовки. Эти искры представляют собой не непрерывный ток, а скорее кратковременные электрические разряды, возникающие миллионы раз в секунду. При обработке закрытых помещений заготовка электроэрозионного станка имеет сквозное отверстие в качестве начальной точки резки, и перед началом резки необходимо продеть проволоку через это отверстие;

    Процесс прокладки проволоки из верхней направляющей в нижнюю называется заправкой нити. Электроэрозионные станки могут иметь автоматическую систему нарезания резьбы или могут требовать ручной обработки. Кроме того, система обычно имеет датчик для обнаружения обрыва проволоки в процессе резки проволоки электроэрозионной обработки.

Какие материалы подходят для электроэрозионной обработки?

Проволочная электроэрозионная обработка очень удобна для обработки твердых и хрупких материалов, таких как инструментальная сталь, закаленная инструментальная сталь, твердый сплав, инконель и других материалов, которые трудно обрабатывать традиционными методами. Его также используют для обработки деталей сложной формы в аэрокосмической или медицинской промышленности.

В дополнение к этому, электроэрозионный станок также можно использовать для резки любого проводящего материала, включая медь, латунь, алюминий, сплав Хастеллой и т. д.

Можно ли разрезать графит с помощью электроэрозионной обработки?

Да, электроэрозионные станки могут резать графит. Однако графит хрупок и требует осторожного обращения, а скорость резки очень мала. Кроме того, лучше всего обрабатывать графит обычным фрезерованием, используя проволочную электроэрозионную обработку для сложных контуров. Таким образом, процесс можно сделать более экономичным и быстрым. После электроэрозионной обработки графит необходимо высушить для удаления влаги.

Можно ли обрабатывать титан электроэрозионной обработкой?

Да, электроэрозионные станки могут резать титановые сплавы. Для достижения лучшей скорости и качества поверхности можно использовать режущую проволоку из оцинкованной латуни (электрод). Кроме того, во время процесса резки может возникнуть проблема с обрывом проволоки, которую можно свести к минимуму путем регулирования значения тока и продолжительности «времени отключения импульса».

Преимущества, недостатки и ограничения электроэрозионной обработки проволоки

Преимущества: Проволочная электроэрозионная обработка — это точный процесс резки, который можно использовать для резки сложных профилей с жесткими допусками и даже заготовок небольшого размера, которые невозможно разрезать традиционными методами обработки. Он может легко резать мягкие металлы, такие как латунь и медь, хрупкие материалы, такие как графит, и твердые материалы, такие как твердый сплав и инконель. Проволочно-эрозионный станок позволяет резать заготовки высотой до 300 мм и весом до 1000 килограмм. Его можно использовать для резки острых углов (с незначительным радиусом), не оставляя заусенцев и следов инструмента. Электрод представляет собой простую проволоку электроэрозионного станка, поэтому стоимость инструмента относительно невелика.

Недостатки и ограничения: Проволочную электроэрозионную обработку можно использовать только для резки проводящих материалов. Скорость резания или съем материала при электроэрозионной обработке низка и неэкономична, поэтому ее часто используют для обработки очень твердых материалов или труднообрабатываемых профилей. Проволочная электроэрозионная обработка может оставить на поверхности заготовки повторно отлитый слой, для удаления которого требуются вторичные операции, такие как полировка. Обрыв проволоки является проблемой при электроэрозионной обработке проволоки, приводящей к потере времени и некоторого количества материала проволоки. Проволока (электрод) в Wire EDM не может быть использована повторно и выбрасывается после одного использования, что увеличивает затраты.