En la fabricación, las máquinas herramienta de corte por hilo se están generalizando. Son conocidas por su alta precisión de corte. La electroerosión por hilo (WEDM) es un equipo avanzado. Utiliza un alambre metálico fino (alambre de electrodo) como electrodo. Además, transmite una corriente pulsada entre el alambre y la pieza de trabajo. Corta la pieza de trabajo aprovechando el efecto electrocorrosivo de la descarga pulsada. Rompe las limitaciones de los métodos tradicionales, permitiendo procesar piezas complejas y precisas.
Este artículo les permitirá explorar el principio de procesamiento de las máquinas herramienta de corte por hilo y sus tipos. Los tipos de materiales que pueden cortar y sus características. Las ventajas y limitaciones de su uso para procesar materiales. Sus aplicaciones y técnicas de mecanizado para el procesamiento de diferentes materiales. Comprender esto nos ayudará a comprender mejor el proceso. Muestra el papel clave del corte por hilo en la fabricación moderna.
Tabla de contenido
¿Qué es el mecanizado por descarga eléctrica con corte por hilo?
El mecanizado por electroerosión por hilo (WEDM), también conocido como electroerosión por hilo, es un tipo especial de mecanizado. Su principio básico consiste en utilizar un alambre metálico delgado y móvil (un alambre de electrodo) para generar una descarga de chispas sobre la pieza de trabajo. Esto funde y vaporiza el material, cortándolo.
¿Cómo funciona la electroerosión por hilo?
El principio de funcionamiento de la WEDM se basa en el fenómeno de la descarga de chispa eléctrica. Durante el proceso, el alambre del electrodo y la pieza de trabajo se conectan a los polos positivo y negativo de la fuente de alimentación. Al acercarse a cierta distancia, se genera un campo eléctrico en el fluido de trabajo (generalmente agua desionizada u otro líquido aislante). La intensidad del campo eléctrico aumenta. Esto provoca la formación de chispas entre la pieza de trabajo y el alambre del electrodo a la tensión de descarga. El calor de la chispa funde y vaporiza la pieza de trabajo. El chorro de aire arrastra el material fundido. Este proceso elimina el material.
Componentes de una máquina de electroerosión por hilo
La máquina consta de varias piezas que trabajan juntas para dar al material la forma deseada. A continuación se muestran los componentes de la máquina.
Herramientas CNC
Las herramientas CNC controlan todo el proceso de mecanizado por electroerosión por hilo. Controlar todas las operaciones implica controlar la secuencia de la trayectoria del hilo y gestionar automáticamente el proceso de corte. Es importante destacar que la sofisticación de la herramienta CNC determina el nivel de error y el tiempo de mecanizado.
Fuente de alimentación
La fuente de alimentación es el componente que suministra pulsos (de 100 V a 300 V) al electrodo de hilo y a la pieza de trabajo. Además, controla la frecuencia y la intensidad de las cargas eléctricas que pasan a través del electrodo de hilo para interactuar con la pieza de trabajo. Para proporcionar la calidad y el tipo de carga necesarios durante el proceso de corte por hilo, se requiere una fuente de alimentación de alto rendimiento.
Cable
El alambre sirve como electrodo para crear la descarga eléctrica. La forma y el grosor de la pieza influyen directamente en el diámetro del alambre. Normalmente, se pueden utilizar alambres con diámetros de entre 0,05 y 0,25 mm. Los principales tipos de alambres utilizados incluyen:
Alambres de latón
El latón es el material más común para el hilo de electroerosión debido a sus excelentes propiedades conductoras. Es una aleación de cobre y zinc, y cuanto mayor sea el contenido de zinc, más rápido corta el hilo. Sin embargo, es importante encontrar un equilibrio, ya que cuando el contenido de zinc es superior a 40%, disminuye la velocidad de corrosión del hilo de latón.
Alambres recubiertos de zinc
Como su nombre indica, se obtiene aplicando una capa de zinc puro u óxido de zinc sobre la superficie del alambre. Los fabricantes utilizan alambres recubiertos de zinc porque mejora la velocidad de mecanizado.
Alambres recocidos por difusión
El proceso de recocido por difusión permite crear alambres con mayor contenido de zinc (superior al zinc 40%). Consiste en recubrir los alambres con capas de zinc puro. Estos alambres son ideales para la producción en masa y permiten mecanizar numerosos materiales.
Medio dieléctrico
El proceso de electroerosión por hilo debe realizarse en un tanque lleno de fluido dieléctrico. Este líquido evita que las partículas diminutas de la pieza se adhieran al electrodo de hilo. El medio más común es el agua desionizada, ya que enfría el proceso y proporciona a la pieza un buen acabado superficial.
Electrodos
Los electrodos de la máquina son el hilo (cátodo) y la pieza de trabajo (ánodo). El servomotor controla el electrodo de hilo, garantizando que no entre en contacto con la pieza de trabajo en ningún momento durante el proceso de electroerosión por hilo.
Tipos de máquinas WEDM
Para comprender los tipos de máquinas WEDM, primero debe saber que se pueden clasificar según diferentes criterios. Por ejemplo, por tipo de cursor, campo de uso o tipo de construcción. A continuación, se presentan algunos tipos comunes de máquinas WEDM:
Clasificación por tipo de cable viajero
Una máquina de corte por hilo de alta velocidad es aquella en la que el alambre del electrodo se desplaza a mayor velocidad. Generalmente utiliza alambre de molibdeno. Su precisión de procesamiento y calidad superficial son relativamente bajas, pero su costo de procesamiento también es bajo, y es adecuada para el procesamiento de piezas que no requieren mucha precisión. La máquina herramienta de corte por hilo de avance lento es relativamente lenta al procesar el alambre del electrodo, y generalmente utiliza alambre de cobre. La precisión de procesamiento es alta y la calidad superficial es buena, pero su costo de procesamiento es mayor, por lo que se utiliza comúnmente para el procesamiento de alta precisión. piezas de forma compleja.
Dividido por campo de aplicación
Una máquina cortadora de hilo convencional utiliza el mecanizado por electroerosión convencional. Generalmente, utiliza tecnología de hilo rápido. Además, se utiliza para el procesamiento de piezas industriales generales, como piezas mecánicas, moldes, etc. Es diferente de la máquina herramienta de corte por hilo de precisión. Además, utiliza un mecanizado por electroerosión avanzado. Ofrece alta estabilidad y alta precisión de control. Generalmente, utiliza tecnología de hilo de alimentación lenta.
Dividido por forma estructural
Según su estructura, se dividen en máquinas herramienta de corte por hilo verticales y máquinas herramienta de corte por hilo de dormitorio. Las primeras tienen el husillo perpendicular a la mesa de trabajo y la pieza se coloca horizontalmente. Son adecuadas para procesar piezas pequeñas y medianas, y son fáciles de observar y operar. Las segundas tienen el husillo paralelo a la superficie de la mesa y la pieza se coloca horizontal o inclinada. Son ideales para procesar piezas grandes y moldeadas.
¿Cuáles son los materiales adecuados para WEDM?
Uno de los factores más críticos en el uso de la electroerosión por hilo es la conductividad eléctrica del material. Una buena conductividad garantiza un flujo de corriente fluido. Esto genera un pulso de descarga estable que elimina el material de forma eficiente y precisa. Solo si el material procesado presenta una buena conductividad eléctrica, las piezas pueden procesarse mediante electroerosión por hilo (WEDM). Por lo tanto, la selección del material adecuado para el procesamiento de la electroerosión por hilo es crucial para la calidad de la pieza final.
Materiales metálicos
Los materiales metálicos, en general, presentan buena conductividad eléctrica y se utilizan ampliamente en la ingeniería mecánica. Por lo tanto, la electroerosión por hilo es más adecuada para el procesamiento de materiales metálicos. Por ejemplo, acero (incluido el acero al carbono, acero aleado, etc.), acero inoxidable, carburo, titanio y aleaciones de titanio, entre otros materiales metálicos. El acero de tungsteno y el carburo de tungsteno son materiales de carburo cementado. Estos materiales son duros y resistentes al desgaste. Son ideales para la fabricación de moldes y herramientas de alta precisión mediante electroerosión por hilo. Las aleaciones de alta temperatura son comunes en motores y turbinas de aviación. Mantienen una buena resistencia a altas temperaturas. Los siguientes son materiales metálicos comunes que se pueden procesar:
Aluminio
El aluminio posee excelentes propiedades de conductividad térmica y eléctrica. Sin embargo, es blando por naturaleza y puede ser difícil de cortar con este proceso. Esto se debe a que puede producir una acumulación pegajosa después del mecanizado.
Titanio
El corte por electroerosión por hilo es ideal para el titanio, ya que el proceso soporta la viscosidad de esta aleación y rompe virutas largas. Sin embargo, se necesita agua desionizada como medio dieléctrico para controlar la generación de calor durante el mecanizado.
Acero
El acero es un metal muy resistente. Por ello, muchos fabricantes prefieren usar una máquina de electroerosión por hilo en lugar de una máquina CNC. Sin embargo, este material genera mucho calor, por lo que es necesario tomar las precauciones necesarias.
Latón
El latón es fácil de cortar con la máquina gracias a su alta resistencia a la tracción. Sin embargo, la velocidad de corte debe ser lenta, ya que es un metal blando.
Grafito
Puede resultar difícil cortar grafito con herramientas de corte convencionales. Sin embargo, el proceso de electroerosión por hilo es adecuado porque el hilo es afilado y evita el desprendimiento de partículas.
Materiales no metálicos
La electroerosión por hilo procesa principalmente materiales conductores. Mediante técnicas especiales, también puede procesar materiales no metálicos como el grafito y la cerámica. El grafito es conductor de electricidad y, por lo tanto, puede procesarse directamente mediante electroerosión por hilo. Sin embargo, los materiales cerámicos no suelen ser conductores de electricidad, por lo que el proceso es ligeramente más complejo. Antes del mecanizado, la superficie cerámica se recubre con una fina capa de material conductor de electricidad, como cobre o plata. Como alternativa, se pueden utilizar fijaciones conductoras especiales que sujetan la pieza cerámica y garantizan el paso de la corriente durante el mecanizado. También se puede sumergir la cerámica en un fluido de trabajo con partículas conductoras, lo que le confiere propiedades conductoras temporales. Estas fijaciones se pueden utilizar con electrodos adecuados para el proceso de corte de materiales cerámicos.
Materiales especiales
Algunos materiales compuestos nuevos también pueden procesarse mediante corte por hilo. Entre ellos se incluyen los compuestos de matriz metálica y de fibra de carbono. Sin embargo, esto solo es posible en condiciones especiales. El metal en el compuesto de matriz metálica debe estar bien distribuido y tener buena conductividad eléctrica. Para ello, se puede realizar el corte por hilo. La maquinabilidad de los compuestos de matriz metálica depende principalmente de su microestructura y de la naturaleza de sus fases constituyentes. Los compuestos reforzados con fibra de carbono también pueden procesarse mediante descarga de corte por hilo, pero generalmente no se utilizan, ya que suelen emplearse otros métodos de procesamiento más adecuados, como el procesamiento mecánico, el procesamiento láser, etc.
Ventajas del procesamiento de descarga eléctrica por corte de alambre
En comparación con otros métodos de procesamiento, la electroerosión por hilo tiene las siguientes ventajas:
- Alta precisión: El mecanizado por electroerosión por corte por hilo permite lograr una alta precisión de mecanizado, especialmente para formas complejas y piezas diminutas, lo que presenta ventajas significativas. También permite obtener un excelente acabado superficial. Para lograr... El mejor acabado superficial en EDM, Se debe prestar atención a la optimización de los parámetros eléctricos, la selección del material del electrodo, la selección del fluido de mecanizado, la tecnología de vibración de alta frecuencia, el servocontrol de precisión y el postratamiento superficial adecuado. Mediante la aplicación de estas tecnologías, se puede mejorar significativamente el acabado superficial para cumplir con los requisitos de mecanizado de piezas de alta precisión.
- Procesamiento de una amplia gama de materiales conductores: Siempre que se pueda procesar material conductor, independientemente de su grosor, tamaño y dureza. Es adecuado para todo tipo de materiales de dureza, incluyendo carburo cementado, cerámica, metales, etc., y presenta una gran adaptabilidad.
- Adecuado para mecanizar piezas con formas complejas: El mecanizado por corte por hilo permite procesar curvas CNC complejas. Admite formas flexibles, como una combinación de líneas rectas y arcos. Incluso permite controlar la conicidad moviendo las líneas superior e inferior.
- No produce estrés mecánico: El mecanizado no requiere fuerza de corte. Reduce el impacto y el calor en la pieza. Es ideal para piezas de paredes delgadas y materiales frágiles. Reduce la deformación y la tensión de la pieza.
Limitaciones del mecanizado por corte por hilo
Si bien el corte por alambre tiene muchas ventajas de procesamiento, también tiene ciertas limitacionesLas desventajas son las siguientes:
- La velocidad de procesamiento es relativamente lenta. El corte por hilo es rápido. Sin embargo, para materiales gruesos y duros, es más lento que otros métodos. Es adecuado para el mecanizado de precisión y la producción de lotes pequeños, pero no para el mecanizado rápido de grandes volúmenes.
- El rango de procesamiento es limitado. El corte por hilo solo procesa materiales conductores, mientras que no procesa materiales no conductores como plásticos, caucho, etc.
- Reemplazo frecuente del cable del electrodo. Durante el procesamiento, el cable del electrodo se desgasta constantemente, se corroe constantemente por las chispas eléctricas y es fácil de romper, por lo que es necesario reemplazarlo con frecuencia, lo que aumenta la vida útil. costo de procesamiento.
Aplicaciones comunes del procesamiento por corte con alambre
El procesamiento por corte con alambre se usa ampliamente en muchos campos industriales gracias a sus características materiales de alta precisión y capacidad de procesamiento de formas complejas.
Fabricación de moldes
Dado que los moldes requieren alta precisión y muchos se procesan con metal como materia prima con alta precisión y capacidad para procesar formas complejas, el corte por hilo se utiliza ampliamente en la fabricación de moldes, como moldes de inyección, moldes de estampación, moldes de fundición a presión y moldes de extrusión. procesar con precisión Cavidades, núcleos y estructuras moldeadas complejas para garantizar la precisión y calidad de los moldes. Para la fabricación de moldes, la electroerosión por hilo es uno de los mejores métodos de procesamiento.
Campo aeroespacial
Las piezas utilizadas en los sectores de la aviación y la industria aeroespacial requieren alta precisión, fiabilidad y seguridad, ya que un pequeño defecto de mecanizado puede provocar graves daños. Por lo tanto, la electroerosión por hilo permite maximizar los requisitos de diseño y mejorar la precisión. Utilizada para el procesamiento de álabes de motores de aeronaves, piezas de naves espaciales, etc., la electroerosión por hilo cumple con los requisitos de alta precisión y formas complejas.
Fabricación de productos electrónicos
Hoy en día, la sociedad evoluciona rápidamente. Los productos electrónicos son cada vez más populares. Los requisitos de funcionalidad y rendimiento son cada vez mayores. En la industria electrónica, el corte de cables permite procesar todo tipo de conectores electrónicos y otras piezas de precisión.
Fabricación de equipos médicos
En la fabricación de dispositivos médicos, el mecanizado por descarga eléctrica con corte por hilo se utiliza para fabricar instrumentos quirúrgicos de alta precisión, implantes, herramientas dentales, etc.
Fabricación de automóviles
En el campo de la fabricación de automóviles, el mecanizado por descarga eléctrica con corte por hilo se utiliza principalmente en el procesamiento de moldes de automóviles, piezas de motores, piezas de sistemas de transmisión, etc.
Instrumentos y equipos de precisión
Para muchos instrumentos de precisión, los requisitos de tolerancia de las piezas son relativamente estrictos y el tamaño de las piezas no es particularmente grande, por lo que el mecanizado por descarga eléctrica con corte por alambre en la fabricación de instrumentos de precisión y piezas de equipos juega un papel importante, como instrumentos ópticos, equipos médicos, instrumentos de medición, etc., existe una amplia gama de aplicaciones, se pueden procesar piezas diminutas y componentes de alta precisión y para proporcionar un buen acabado superficial.
Consejos para el uso del mecanizado por corte por hilo
La electroerosión por hilo (WEDM) es un método de mecanizado de alta precisión, ideal para la fabricación de piezas con formas complejas y materiales de alta dureza. Yonglihao Machinery cuenta con una amplia experiencia y conocimientos profesionales en electroerosión por hilo (WEDM), y existen diversas técnicas de mecanizado que se utilizan con esta tecnología, como se muestra a continuación:
Selección del alambre de electrodo adecuado
El material y el diámetro adecuados del alambre del electrodo (como molibdeno o tungsteno) dependen de las necesidades de precisión y las condiciones de procesamiento de los materiales. Un alambre de electrodo más delgado puede mejorar la precisión. Sin embargo, es fácil de romper y se utiliza para procesamiento fino. Un alambre de electrodo más grueso es más estable, pero ligeramente menos preciso. Es adecuado para piezas grandes y cortes rápidos.
Optimizar los parámetros de procesamiento y la ruta
Por un lado, la optimización incluye el ancho de pulso, el intervalo de pulso, la corriente de descarga, la velocidad de corte y otros parámetros de procesamiento. Mediante experimentación, se encuentran los mejores parámetros para procesar materiales y formas de piezas. Esto mejorará la eficiencia y la calidad superficial. Por otro lado, el punto de inicio y la trayectoria de corte se configuran de forma razonable para evitar la dirección frecuente y los cortes repetitivos, reduciendo así el tiempo de procesamiento y la pérdida de alambre de electrodo.
Utilice refrigerante eficiente
Utilice refrigerante de alta eficiencia (por ejemplo, agua desionizada) para enfriar y enjuagar para reducir la influencia térmica y evitar la acumulación de productos de descarga en la superficie del alambre del electrodo y la pieza de trabajo.
Mantenimiento regular del equipo
Calibre periódicamente el equipo de corte por hilo para garantizar la precisión y estabilidad del procesamiento. Reemplace oportunamente las piezas desgastadas o envejecidas.
Conclusión
Este documento presenta primero la definición y el principio de la electroerosión por hilo. A continuación, presenta los tipos de máquinas herramienta. A continuación, describe los materiales adecuados para la electroerosión por hilo (WEDM). También analiza las ventajas y desventajas del proceso. Finalmente, analiza sus usos comunes. Comparte técnicas de mecanizado para ayudarle a comprender la WEDM. Si tiene alguna pregunta sobre otros aspectos de la electroerosión por hilo, puede contactarnos y seguiremos respondiéndola. Si tiene alguna pregunta relacionada... electroerosión por hilo Si tiene alguna necesidad o proyecto, contáctenos. Le ofreceremos presupuestos preliminares y asistencia profesional. Esperamos su llamada.
Preguntas frecuentes
¿Puede la WEDM cortar materiales no metálicos?
Generalmente, la electroerosión por hilo (WEDM) solo es adecuada para materiales conductores. Los materiales no metálicos, como plásticos y cerámicas, no pueden procesarse mediante este proceso. Sin embargo, en algunos casos, sí pueden procesarse mediante WEDM materiales no metálicos con tratamientos especiales o componentes conductores añadidos. Sin embargo, esto es poco frecuente.
¿Cuál es la precisión del procesamiento WEDM?
La electroerosión por hilo (WEDM) alcanza una precisión muy alta. Admite tolerancias de hasta 0,0001 pulgadas. Esto la hace ideal para aplicaciones precisas.
¿Es la electroerosión por hilo (WEDM) rentable para producciones de gran volumen?
La electroerosión por hilo (WEDM) suele ser más económica para producciones de volumen pequeño a mediano. También es adecuada para aplicaciones que requieren alta precisión. Para la producción en masa, otros métodos pueden resultar más económicos.