Hoy en día, la industria se ha desarrollado y la tecnología ha avanzado. La electroerosión por hilo es una tecnología de mecanizado especializada. Ahora es más... ampliamente utilizado En las industrias aeroespacial, automotriz, de dispositivos médicos y de herramientas y moldes, se caracteriza por su alta precisión, alta productividad, bajo consumo de energía y bajo costo. Ha transformado el proceso de mecanizado tradicional y mejorado significativamente la calidad de las piezas. Para ayudarle a comprender la electroerosión por hilo, la siguiente parte de este artículo se centrará en su definición, principio de funcionamiento, componentes, ventajas y desventajas, y usos. Comencemos la conversación. Esto le ayudará a resolver problemas en el mecanizado por electroerosión por hilo. Continúe a continuación.
Tabla de contenido
Descripción general de la electroerosión por hilo
La electroerosión por hilo, o WEDM, también conocida como corte por hilo, es un tipo de mecanizado que utiliza energía eléctrica para cortar materiales conductores. También es un tipo de mecanizado especializado. El mecanizado por descarga eléctrica puede sustituir algunos métodos de mecanizado más antiguos. Utiliza electricidad en lugar de fuerza mecánica para eliminar material. Esto le confiere características únicas de las que carecen los métodos tradicionales.
La historia de la electroerosión por hilo comenzó a mediados del siglo XX. Científicos soviéticos descubrieron que las chispas eléctricas podían fundir, oxidar y corroer los metales. Descubrieron este fenómeno al estudiar la corrosión de los contactos de los interruptores. Esto condujo a la invención del mecanizado por electroerosión, y en 1960, la Unión Soviética inventó la máquina de electroerosión por hilo. Sin embargo, China fue el primer país en utilizar máquinas de electroerosión por hilo en la producción industrial. Posteriormente, la invención de este método contribuyó enormemente al desarrollo de la industria mecánica, reduciendo el coste de fabricación de piezas de alta precisión y ampliando las posibilidades de fabricación de dichas piezas.
Principio del mecanizado por descarga eléctrica por corte por hilo (WEDM)
Antes de la electroerosión por hilo, es necesario taladrar la pieza bruta. Si la pieza se va a utilizar para mecanizado interior, se monta en la máquina. A continuación, se conecta al terminal positivo de la fuente de alimentación de pulsos. Se utiliza un alambre de molibdeno o cobre como hilo de corte. Este se enrosca en el orificio premecanizado. Se conecta como electrodo de herramienta al terminal negativo de la fuente de alimentación de pulsos de alta frecuencia. El corte primario se realiza mediante chispas y descargas.
La fuente de alimentación pulsada proporciona la energía de mecanizado y el fluido de trabajo especial para electroerosión por hilo se utiliza para eliminar los residuos generados durante el proceso. Un campo eléctrico actúa sobre el cátodo y el ánodo, bombardeados por una corriente de electrones e iones. Esto crea una fuente de calor repentina de alta temperatura en el espacio entre electrodos. Esto provoca la fusión y vaporización localizada de los metales.
El fluido de trabajo y el material de la pieza se vaporizan. El vapor se expande rápidamente. La pieza se funde y vaporiza por el efecto combinado de la expansión y el ariete del fluido de trabajo. El material de la pieza es expulsado del canal de descarga. Esto completa la descarga de chispa.
Al llegar el siguiente pulso, el proceso se repite hasta mecanizar toda la pieza. Actualmente, la mayoría de las máquinas de corte por hilo están controladas por microcomputadoras. Están altamente automatizadas. El proceso está programado para controlar la trayectoria del hilo de corte.
Existen varios tipos de alambres utilizados en la electroerosión por hilo. Entre ellos se incluyen los de tungsteno, molibdeno, cobre, núcleo de acero, revestidos y recocidos. Puede elegir el alambre según el material y la precisión de la pieza. Para garantizar la precisión del mecanizado, deben desecharse después de un uso.
Componentes de la máquina cortadora de alambre
La máquina cortadora de alambre tiene una mesa de trabajo, un mecanismo de avance del alambre, un sistema de suministro de líquido, una fuente de alimentación de pulsos y un sistema de control.
Mesa de trabajo
También conocida como mesa de corte, consta de tres partes: la paleta central, la paleta inferior y la mesa de trabajo. La función de la mesa de trabajo es instalar el accesorio y la pieza a cortar. Según la situación del procesamiento, para garantizar el funcionamiento, se puede optar por el funcionamiento manual o automático de la mesa de trabajo. Las paletas central y inferior son accionadas por motores paso a paso. Estos se mueven longitudinal y transversalmente mediante engranajes y husillos de bolas.
Mecanismo de desplazamiento por cable
Consiste principalmente en un cilindro de almacenamiento de alambre, un motor de avance del alambre y una rueda guía. El cilindro de almacenamiento de alambre está montado en la plataforma del mismo y es impulsado por el motor de avance del alambre a través del acoplamiento para rotarlo. El movimiento de rotación del cilindro se transmite simultáneamente al tornillo en la plataforma del cilindro a través del engranaje, lo que le permite realizar un movimiento alternativo. El alambre del electrodo está montado en la rueda guía y en el cilindro de almacenamiento de alambre. Cuando el motor de avance del alambre se activa, el alambre del electrodo se mueve a una velocidad determinada para el avance del alambre.
Sistema de suministro de líquidos
Incluye un tanque de líquido de trabajo, una bomba hidráulica y una boquilla. Proporciona suficiente fluido de trabajo para el proceso de corte de la máquina herramienta. El fluido de trabajo se compone principalmente de aceite mineral, emulsión y agua desionizada. Sus principales funciones son la refrigeración de electrodos, piezas de trabajo y polvos de mecanizado, la descarga producida por la presión de explosión, la desionización del área de descarga y la desincrustación de los productos de descarga.
Fuente de alimentación de pulso
La fuente de alimentación de pulsos es el equipo que genera la corriente de pulsos. Esta fuente es uno de los equipos más críticos que afectan el índice del proceso de mecanizado. Debe cumplir con las condiciones de corte y los índices del proceso. Requiere una corriente de pico alta, pulso estrecho, alta frecuencia de pulso, baja pérdida de electrodo de alambre y un ajuste de parámetros conveniente.
Sistema de control
El sistema de control determina directamente la función de la máquina herramienta. El sistema utiliza los gráficos y parámetros introducidos por el cliente para preparar el programa CNC. El programa controla el proceso de corte por hilo y su trayectoria.
Materiales que se pueden cortar con máquinas de electroerosión por hilo
Las máquinas de electroerosión por hilo pueden mecanizar formas y patrones complejos. Además, pueden mecanizar la mayoría de los materiales conductores de electricidad, incluso los más duros y delicados. Estos son algunos de los materiales comunes que pueden cortarse con máquinas de electroerosión por hilo:
- AluminioEl aluminio tiene una excelente conductividad térmica y eléctrica. Sin embargo, es blando por naturaleza y el proceso de corte puede dificultarlo. Esto se debe a que puede formarse una acumulación pegajosa después de cortarlo.
- TitanioLa electroerosión por hilo procesa el titanio muy bien. Esto se debe a que el proceso controla la adherencia del metal y descompone las virutas más largas. Sin embargo, requiere agua desionizada como medio para evitar la generación de calor durante el corte.
- AceroEl acero es un metal resistente. Por ello, muchos fabricantes prefieren utilizar máquinas de electroerosión por hilo en lugar de máquinas CNC. Sin embargo, este material emite mucho calor, por lo que se deben tomar medidas de seguridad.
- LatónDado que el latón tiene una alta resistencia a la tracción, es fácil de cortar con una máquina. Sin embargo, al ser un metal blando, su corte es lento.
- GrafitoEl grafito puede no ser fácil de cortar con herramientas de corte convencionales. Por otro lado, el proceso de electroerosión por hilo es perfecto para cortar grafito. Gracias a su filo afilado, evita que las partículas se desprendan.
Diferencias entre el corte por hilo EDM y la electroerosión convencional
El proceso de electroerosión por hilo es superior al convencional. Si bien funcionan de forma similar, presentan algunas diferencias. A continuación, se presentan algunas diferencias entre ambos procesos de corte.
Electrodos
Como se mencionó anteriormente, en la electroerosión por hilo se utiliza un alambre fino y caliente como electrodo. En cambio, la electroerosión convencional utiliza electrodos de metales con buena conductividad eléctrica, como el cobre o el grafito, para generar una carga eléctrica. Los electrodos varían en tamaño y forma, por lo que no son lo suficientemente lisos.
Por ejemplo, los electrodos redondos tienen la superficie más lisa. Luego vienen los de diamante, triángulo y cuadrado. Al colocar el electrodo en la pieza de trabajo, crea un molde que deja una imagen en negativo de la forma de la pieza.
Velocidad de corte
En los procesos normales de conformado por electroerosión, los hilos deben poder doblarse y moldearse de diferentes maneras. Para fabricar estos hilos, el fabricante debe primero diseñarlos y moldearlos, lo cual requiere tiempo. La máquina de electroerosión por hilo, por otro lado, puede utilizarse inmediatamente después de colocar el hilo. Por lo tanto, puede utilizarse para tareas que requieren una ejecución rápida.
Exactitud
En el mecanizado por electroerosión por hilo, se utilizan hilos como electrodos. Por ello, son más precisos que los de la electroerosión convencional. Por ejemplo, los electrodos de hilo pueden cortar materiales con un espesor aproximado de 0,004 pulgadas. Gracias a esta mayor precisión, el mecanizado por electroerosión por hilo es más adecuado para piezas con formas y patrones complejos. La electroerosión convencional, en cambio, es más adecuada para fabricar piezas de corte más rígido.
Aplicaciones
La electroerosión por hilo es adecuada para diversas aplicaciones, ya que permite cortar metales ferrosos y no ferrosos. Además, permite mecanizar piezas muy largas y pequeñas. Por lo tanto, el tamaño y la forma no limitan su uso. La electroerosión convencional, en cambio, permite mecanizar materiales más duros y gruesos. Esto se debe a que el ancho de la línea de electrodos de una máquina de electroerosión por hilo afecta su funcionamiento.
Aplicaciones de la electroerosión por hilo
La electroerosión por hilo tiene diversos usos, como la industria aeroespacial, la médica, la automotriz y la fabricación de moldes. La electroerosión por hilo es popular debido a su alta precisión, superficie lisa, ausencia de deformación térmica y capacidad para cortar metales duros.
- Aeroespacial: Los álabes de turbinas de motor y los componentes de satélites requieren una precisión extrema. La excelente maquinabilidad de la electroerosión por hilo (WEDM) es ideal para estas piezas.
- Médico: Se puede aplicar en el campo de equipos y dispositivos médicos, como articulaciones artificiales, prótesis y otros equipos médicos e instrumentos quirúrgicos, implantes y otros dispositivos médicos.
- Automotor: Puede cortar una variedad de piezas de automóviles, como carrocería, inyectores, engranajes y otras piezas.
- Fabricación de moldes: En términos generales, los moldes requieren una alta precisión de las piezas, por lo que se utilizan ampliamente para cortar la forma y los detalles de las piezas.
Ventajas del mecanizado por corte por hilo
Comparado con procesamiento de fresadoLa electroerosión por hilo ofrece numerosas ventajas. Es adecuada para piezas que no se pueden procesar mediante fresado. Estas piezas incluyen:
- El precisión de mecanizado es muy alta; normalmente, la electroerosión puede lograr tolerancias dimensionales de +/- 0,0002”.
- Puede cortar formas complejas, agujeros profundos y socavados que el fresado no puede realizar. Además, no deja rebabas después del mecanizado.
- Puede mecanizar materiales metálicos duros. El exceso de material se elimina fácilmente sin desgaste de la herramienta, similar al fresado convencional.
- La herramienta nunca toca la pieza durante el mecanizado. Por lo tanto, esta no se deforma por el calor después del mecanizado. De esta manera, se pueden procesar piezas muy delgadas y precisas.
Desventajas de la electroerosión por hilo
Aunque WEDM tiene muchas ventajas, no es una panacea y por lo tanto tiene las siguientes limitaciones:
- Solo es apto para cortar materiales conductores. No puede procesar materiales no conductores como plásticos, compuestos ni materiales naturales.
- La velocidad de corte es lenta. Al ser un mecanizado por electroerosión, es adecuado para algunos... piezas de lotes pequeños.
- Susceptible a las influencias ambientales. El entorno de trabajo durante el proceso de electroerosión por hilo afecta el corte. Es necesario cumplir con los requisitos de procesamiento.
- El costo de procesamiento es alto porque el cable no se puede reutilizar.
Consejos de mecanizado para corte cónico mediante electroerosión por hilo
El corte cónico dificulta la eliminación de virutas en comparación con el corte normal. Puede minimizar la rotura del hilo aumentando el intervalo de descarga.
Al cortar piezas especiales, la tensión térmica generada provoca su deformación y afecta la precisión del corte. Se puede acortar la distancia entre la boquilla superior y la superficie superior de la pieza para que el fluido de corte enfríe la pieza de mecanizado con mayor eficiencia y, al mismo tiempo, reservar diferentes tolerancias de mecanizado según el material de la pieza para minimizar el error de mecanizado causado por la deformación térmica.
La dureza del alambre del electrodo debe ser la adecuada. Intente aumentar su tensión. Además, reduzca la energía de los pulsos de descarga individuales. Esto reducirá la deflexión del alambre del electrodo.
Precauciones a tomar durante el mecanizado por electroerosión por hilo
Se puede utilizar para mecanizar agujeros pequeños y formas complejas, pero no puede mecanizar agujeros ciegos en piezas.
La ranura estrecha producida durante el mecanizado y la pequeña cantidad de grabado de metal favorecen la reutilización de materiales y la mejora de la tasa de utilización de los materiales.
Cuando la pieza es demasiado gruesa, el fluido tiene dificultades para penetrar y rellenar el hueco. Esto afecta la precisión y la rugosidad, y reduce la calidad de la pieza.
Durante el procesamiento, pueden aparecer grietas, deformaciones y otros problemas en la superficie de la pieza. Es recomendable realizar un tratamiento térmico y un desbaste adecuados antes del procesamiento. Esto eliminará los defectos del material y la forma de la pieza, y mejorará la precisión del mecanizado.
La tendencia futura del mecanizado por descarga eléctrica con corte por hilo
Con el desarrollo continuo de la industria aeroespacial, médica, de fabricación de moldes y otras industrias, las piezas futuras se volverán cada vez más complejas y los requisitos para el procesamiento de corte por alambre serán cada vez mayores. Creo que en breve, la tecnología de corte por alambre estará en la precisión de procesamiento, la velocidad de procesamiento, la eficiencia de procesamiento y los costos de procesamiento se mejorarán aún más y se convertirá en un método de procesamiento de alta eficiencia y alta calidad.
Yonglihao Machinery se especializa en el procesamiento de piezas mecánicas. Cuenta con una amplia experiencia y conocimientos en el procesamiento de electroerosión por hilo. Si tiene proyectos y necesidades de electroerosión por hilo, contáctenos. Le brindaremos servicios profesionales y soluciones integrales.
Preguntas frecuentes
¿Qué materiales se pueden cortar con WEDM?
Las máquinas WEDM pueden cortar cualquier material conductor, como metales y aleaciones. Entre estos materiales se incluyen acero, aluminio, latón, tungsteno y diversas aleaciones de acero inoxidable, níquel y titanio. Se utilizan principalmente para cortar materiales duros.
¿Qué precisión tienen las máquinas de electroerosión por hilo?
Las máquinas típicas de alta gama mantienen una precisión de posicionamiento de línea de 40.000 millonésimas de pulgada (0,000004 pulgadas). Las máquinas especializadas de alta precisión tienen una precisión de 0,000001 pulgadas.
¿La electroerosión por hilo es respetuosa con el medio ambiente?
La electroerosión por hilo (WEDM) consume mucha energía, lo que afecta la huella de carbono. Sin embargo, a medida que la tecnología avance, este impacto será más respetuoso con el medio ambiente.
¿Cómo se utiliza el alambre en la electroerosión?
El material a procesar determina el alambre del electrodo. Para garantizar la calidad de la pieza, el electrodo se utiliza solo una vez y luego se desecha.