Oggigiorno, l'industria si è sviluppata e la tecnologia è avanzata. L'elettroerosione a filo è una tecnologia di lavorazione specializzata. Ora è più ampiamente utilizzato Nei settori aerospaziale, automobilistico, dei dispositivi medici e degli utensili e degli stampi. Questo perché è caratterizzato da elevata precisione, elevata produttività, basso consumo energetico e basso costo. Ha rivoluzionato il processo di lavorazione tradizionale e migliorato notevolmente la qualità dei componenti. Per aiutarvi a comprendere l'elettroerosione a filo, la prossima parte di questo articolo si concentrerà sulla sua definizione, il principio di funzionamento, i componenti, i vantaggi e gli svantaggi e i relativi utilizzi. Iniziamo la discussione. Questo vi aiuterà a risolvere i problemi nella lavorazione con elettroerosione a filo. Continuate qui sotto.
Sommario
Panoramica dell'elettroerosione a filo
L'elettroerosione a filo, o WEDM, nota anche come taglio a filo, è un tipo di lavorazione che utilizza l'energia elettrica per tagliare materiali conduttivi. È anche un tipo di lavorazione speciale. L'elettroerosione può sostituire alcuni metodi di lavorazione più vecchi. Utilizza l'elettricità anziché la forza meccanica per rimuovere il materiale. Questo le conferisce alcune caratteristiche uniche che i metodi tradizionali non possiedono.
La storia dell'elettroerosione a filo inizia a metà del XX secolo. Gli scienziati sovietici scoprirono che le scintille elettriche potevano fondere, ossidare e corrodere i metalli. Osservarono questo fenomeno mentre studiavano la corrosione dei contatti degli interruttori. Ciò portò all'invenzione dell'elettroerosione e, nel 1960, l'Unione Sovietica inventò la macchina per elettroerosione a filo. Tuttavia, la Cina fu il primo paese a utilizzare le macchine per elettroerosione a filo nella produzione industriale. Successivamente, l'invenzione di questo metodo contribuì notevolmente allo sviluppo dell'industria meccanica. Ridusse i costi di produzione di componenti ad alta precisione e ne amplì le modalità di produzione.
Principio della lavorazione con elettroerosione a filo (WEDM)
Prima dell'elettroerosione a filo, il pezzo grezzo deve essere forato. Se il pezzo deve essere utilizzato per lavorazioni interne, viene montato sulla macchina. Il pezzo viene quindi collegato al terminale positivo dell'alimentatore a impulsi. Come filo da taglio viene utilizzato un filo di molibdeno o di rame. Questo viene infilato nel foro prelavorato. Viene collegato, come elettrodo dell'utensile, al terminale negativo dell'alimentatore a impulsi ad alta frequenza. Il taglio primario viene quindi eseguito utilizzando scintille e scariche.
L'alimentazione pulsata fornisce l'energia di lavorazione e lo speciale fluido di lavoro per elettroerosione a filo viene utilizzato per rimuovere i detriti generati durante il processo. Un campo elettrico agisce sul catodo e sull'anodo, che vengono bombardati da un flusso di elettroni e ioni. Questo crea un'improvvisa fonte di calore ad alta temperatura nella fessura tra gli elettrodi, provocando la fusione localizzata e la vaporizzazione dei metalli.
Il fluido di lavoro e il materiale del pezzo in lavorazione vaporizzano. Il vapore si espande rapidamente. Il pezzo in lavorazione fonde e vaporizza sotto l'effetto combinato dell'espansione e della spinta del fluido di lavoro. Il materiale del pezzo in lavorazione viene espulso dal canale di scarico. Questo completa la scarica di scintilla.
All'arrivo dell'impulso successivo, il processo continua a ripetersi fino a quando l'intero pezzo non è stato lavorato. Attualmente, la maggior parte delle macchine per il taglio a filo è controllata da microcomputer. Sono altamente automatizzate. Il processo è programmato per controllare la traiettoria del filo di taglio.
Esistono vari tipi di fili utilizzati nell'elettroerosione a filo. Tra questi, fili di tungsteno, molibdeno, rame, con anima in acciaio, rivestiti e ricotti. È possibile scegliere il filo in base al materiale e alla precisione del pezzo. Per garantire la precisione della lavorazione, i fili devono essere scartati dopo un utilizzo.
Componenti della macchina per il taglio del filo
La macchina per il taglio a filo è dotata di un tavolo di lavoro, di un meccanismo di scorrimento del filo, di un sistema di alimentazione del liquido, di un alimentatore a impulsi e di un sistema di controllo.
Tavolo da lavoro
Noto anche come tavolo da taglio, è composto da tre parti. Include il pallet centrale, il pallet inferiore e il tavolo di lavoro. Il ruolo del tavolo di lavoro è quello di installare il dispositivo di fissaggio e il pezzo da tagliare. A seconda della situazione di lavorazione effettiva, per garantire il funzionamento, è possibile scegliere il funzionamento manuale o automatico per il tavolo di lavoro. Il pallet centrale e il pallet inferiore sono azionati da motori passo-passo. Sono azionati da ingranaggi e viti a sfere per spostare il tavolo longitudinalmente e trasversalmente.
Meccanismo di camminata del filo
È costituito principalmente da un cilindro di accumulo del filo, un motore di scorrimento del filo e una ruota di guida. Il cilindro di accumulo del filo è montato sul pallet del cilindro di accumulo del filo ed è azionato dal motore di scorrimento del filo tramite l'accoppiamento per ruotare il cilindro avanti e indietro. Il movimento di rotazione avanti e indietro del cilindro viene trasmesso simultaneamente alla vite sul pallet del cilindro tramite l'ingranaggio, facendo compiere al pallet un movimento alternato. Il filo dell'elettrodo è montato sulla ruota di guida e sul cilindro di accumulo del filo. Quando il motore di scorrimento del filo si avvia, il filo dell'elettrodo si muove avanti e indietro a una certa velocità per consentire lo scorrimento del filo.
Sistema di alimentazione dei liquidi
Include un serbatoio per il liquido di lavoro, una pompa idraulica e un ugello. Fornisce fluido di lavoro sufficiente per il processo di taglio della macchina utensile. Il fluido di lavoro è costituito principalmente da olio minerale, emulsione e acqua deionizzata. Le sue funzioni principali sono il raffreddamento di elettrodi, pezzi in lavorazione e polveri di lavorazione, la scarica prodotta dalla pressione di esplosione, la deionizzazione dell'area di scarico e la decalcificazione dei prodotti di scarico.
Alimentatore a impulsi
L'alimentatore a impulsi è l'apparecchiatura che genera corrente pulsata. L'alimentatore a impulsi per elettroerosione a filo (WEDM) è uno dei dispositivi più critici che influenzano l'indice del processo di lavorazione. L'alimentatore a impulsi deve soddisfare le condizioni di taglio e gli indici di processo. Richiede un'elevata corrente di picco, impulsi stretti, un'elevata frequenza di impulsi, una ridotta perdita dell'elettrodo a filo e una facile impostazione dei parametri.
Sistema di controllo
Il sistema di controllo determina direttamente la funzione della macchina utensile. Il sistema utilizza la grafica e i parametri inseriti dal cliente per preparare il programma CNC. Il programma controlla il processo di taglio a filo e il percorso del filo.
Materiali che possono essere tagliati dalle macchine per elettroerosione a filo
Le macchine per elettroerosione a filo possono lavorare forme e motivi complessi. Inoltre, possono lavorare la maggior parte dei materiali elettricamente conduttivi, persino i più duri e delicati. Ecco alcuni dei materiali più comuni che possono essere tagliati dalle macchine per elettroerosione a filo:
- Alluminio: L'alluminio ha un'eccellente conduttività termica ed elettrica. Tuttavia, è naturalmente morbido e il processo di taglio può renderlo difficile. Questo perché dopo il taglio dell'alluminio potrebbe formarsi un accumulo di materiale appiccicoso.
- Titanio: L'elettroerosione a filo lavora molto bene il titanio. Questo perché il processo gestisce l'appiccicosità del metallo e scompone i trucioli più lunghi. Tuttavia, richiede acqua deionizzata come mezzo per evitare la generazione di calore durante il taglio.
- Acciaio: L'acciaio è un metallo resistente. Per questo motivo, molti produttori preferiscono utilizzare macchine per elettroerosione a filo piuttosto che macchine a controllo numerico. Tuttavia, questo materiale emette molto calore e pertanto è necessario adottare misure di sicurezza.
- Ottone: Poiché l'ottone ha un'elevata resistenza alla trazione, è facile da tagliare a macchina. Tuttavia, essendo un metallo tenero, è lento da tagliare.
- Grafite: La grafite potrebbe non essere facile da tagliare con gli utensili da taglio convenzionali. D'altra parte, il processo di elettroerosione a filo è perfetto per il taglio della grafite. Grazie all'affilatura del filo, è possibile impedire la caduta delle particelle.
Differenze tra il taglio a filo EDM e l'EDM convenzionale
Il processo di elettroerosione a filo è superiore al processo di elettroerosione convenzionale. Sebbene funzionino in modo simile, presentano alcune differenze. Di seguito sono riportate alcune delle differenze tra i due processi di taglio.
Elettrodi
Come accennato in precedenza, nella lavorazione con elettroerosione a filo (WIRE EDM) viene utilizzato come elettrodo un filo sottile e caldo. Al contrario, l'elettroerosione tradizionale utilizza elettrodi realizzati in metalli con buona conduttività elettrica, come rame o grafite, per generare una carica elettrica. Gli elettrodi variano per dimensioni e forma e quindi non sono sufficientemente lisci.
Ad esempio, gli elettrodi rotondi hanno la superficie più liscia. Poi vengono quelli a rombo, triangolari e quadrati. Quando l'elettrodo viene inserito nel pezzo in lavorazione, crea uno stampo che lascia un'immagine "negativa" della forma del pezzo.
Velocità di taglio
Nei normali processi di formatura EDM, i fili devono poter essere piegati e sagomati in diversi modi. Per realizzare questi fili, il produttore deve prima progettarli e sagomarli, il che richiede tempo. La macchina per elettroerosione a filo, invece, può essere utilizzata non appena il filo è in posizione. Pertanto, può essere utilizzata per attività che richiedono rapidità.
Precisione
Nella lavorazione con elettroerosione a filo (EDM), i fili per elettroerosione vengono utilizzati come elettrodi. Di conseguenza, sono più precisi rispetto all'EDM convenzionale. Ad esempio, gli elettrodi a filo possono tagliare materiali con uno spessore di circa 0,004 pollici. Grazie a questa maggiore precisione, la lavorazione con elettroerosione a filo è più adatta alla lavorazione di pezzi con forme e motivi complessi. L'EDM convenzionale, invece, è più adatta alla realizzazione di pezzi tagliati più rigidi.
Applicazioni
L'elettroerosione a filo è adatta a numerose applicazioni. Questo perché può tagliare sia metalli ferrosi che non ferrosi. Inoltre, può lavorare pezzi molto lunghi e molto piccoli. Pertanto, dimensioni e forma non ne limitano l'utilizzo. L'elettroerosione convenzionale, d'altra parte, può lavorare materiali più duri e spessi. Ciò è dovuto al fatto che la larghezza della linea di elettrodo di una macchina per elettroerosione a filo ne influenza la funzionalità.
Applicazioni dell'elettroerosione a filo
L'elettroerosione a filo ha una varietà di applicazioni, tra cui l'industria aerospaziale, medica, automobilistica e la costruzione di stampi. L'elettroerosione a filo è popolare per l'elevata precisione, la superficie liscia, l'assenza di deformazione termica e la capacità di tagliare metalli duri.
- Aerospaziale: Le pale delle turbine dei motori e i componenti satellitari richiedono un'estrema precisione. L'eccellente lavorabilità della tecnologia WEDM è ideale per questi componenti.
- Medico: Può essere applicato nel campo delle apparecchiature e dei dispositivi medici, come articolazioni artificiali, protesi e altre apparecchiature mediche e strumenti chirurgici, impianti e altri dispositivi medici.
- Automobilistico: Può tagliare una varietà di componenti automobilistici, come carrozzeria, iniettori, ingranaggi e altri componenti.
- Produzione di stampi: In generale, gli stampi richiedono un'elevata precisione delle parti, quindi sono ampiamente utilizzati per tagliare la forma e i dettagli delle parti.
Vantaggi della lavorazione a filo
Rispetto a lavorazione di fresaturaL'elettroerosione a filo offre numerosi vantaggi. È adatta per la lavorazione di componenti che non possono essere realizzati con la fresatura. Tra questi:
- IL precisione di lavorazione è molto elevata; in genere, l'EDM può raggiungere tolleranze dimensionali di +/- 0,0002".
- Può tagliare forme complesse, fori profondi e sottosquadri impossibili da realizzare con la fresatura. Inoltre, non lascia bave dopo la lavorazione.
- Può lavorare materiali metallici duri. Il materiale in eccesso viene facilmente rimosso senza usura dell'utensile, come avviene con la fresatura tradizionale.
- L'utensile non entra mai in contatto con il pezzo durante la lavorazione. Pertanto, il pezzo non subisce deformazioni dovute al calore dopo la lavorazione. È quindi possibile lavorare pezzi molto sottili e precisi.
Svantaggi dell'elettroerosione a filo
Sebbene il WEDM abbia molti vantaggi, non è una panacea e quindi ha quanto segue: limitazioni:
- È adatto solo per il taglio di materiali conduttivi. Non è in grado di lavorare materiali non conduttivi come plastica, materiali compositi e materiali naturali.
- La velocità di taglio è lenta. Trattandosi di elettroerosione, è adatta per alcuni parti in piccoli lotti.
- Sensibile alle influenze ambientali. L'ambiente di lavoro durante la lavorazione con elettroerosione a filo influisce sul taglio. È necessario soddisfare i requisiti di lavorazione.
- Il costo di elaborazione è elevato perché il filo non può essere riutilizzato.
Suggerimenti per la lavorazione durante il taglio conico tramite elettroerosione a filo
Il taglio conico è più difficile da rimuovere rispetto al taglio normale. È possibile ridurre al minimo il rischio di rottura del filo aumentando l'intervallo di scarica.
Durante il taglio di alcuni pezzi speciali, lo stress termico generato dal taglio ne deformerà il pezzo, compromettendone la precisione. È possibile ridurre la distanza tra l'ugello superiore e la superficie superiore del pezzo in modo che il fluido da taglio possa raffreddare il pezzo in lavorazione in modo più efficiente e, allo stesso tempo, prevedere sovrametalli di lavorazione diversi a seconda del materiale del pezzo, per ridurre al minimo gli errori di lavorazione causati dalla deformazione termica.
È necessario soddisfare i requisiti di durezza del filo dell'elettrodo. Provare ad aumentarne la tensione. Inoltre, ridurre l'energia dei singoli impulsi di scarica. Ciò ridurrà la deflessione del filo dell'elettrodo.
Precauzioni da adottare durante la lavorazione con elettroerosione a filo
Può essere utilizzato per lavorare piccoli fori e forme complesse, ma non può lavorare fori ciechi nei pezzi.
La stretta fessura prodotta durante la lavorazione e la ridotta quantità di incisione del metallo favoriscono il riutilizzo dei materiali e il miglioramento del tasso di utilizzo degli stessi.
Quando il pezzo è troppo spesso, il fluido ha difficoltà a penetrare e riempire lo spazio vuoto. Ciò compromette la precisione e la rugosità, riducendo la qualità del pezzo.
Durante la lavorazione, sulla superficie del pezzo potrebbero presentarsi crepe, deformazioni e altri problemi. È consigliabile eseguire un trattamento termico e una sgrossatura adeguati prima della lavorazione. Ciò eliminerà eventuali difetti nel materiale e nella forma del pezzo grezzo, migliorando la precisione della lavorazione.
La tendenza futura della lavorazione elettroerosiva a filo
Con il continuo sviluppo dei settori aerospaziale, medico, della produzione di stampi e di altri settori, i componenti futuri diventeranno sempre più complessi e i requisiti per la lavorazione con taglio a filo diventeranno sempre più elevati. Credo che a breve la tecnologia del taglio a filo migliorerà ulteriormente in termini di precisione, velocità, efficienza e costi di lavorazione, e diventerà un metodo di lavorazione ad alta efficienza e alta qualità.
Yonglihao Machinery è specializzata nella lavorazione di componenti meccanici. Vanta una vasta esperienza e competenza nella lavorazione con elettroerosione a filo. Se avete progetti ed esigenze di elettroerosione a filo, non esitate a contattarci. Vi forniremo servizi professionali e soluzioni complete.
Domande frequenti
Quali materiali possono essere tagliati con la tecnologia WEDM?
Le macchine WEDM possono tagliare qualsiasi materiale conduttivo, come metalli e leghe. Questi materiali includono acciaio, alluminio, ottone, tungsteno e varie leghe di acciaio inossidabile, nichel e titanio. Sono utilizzate principalmente per il taglio di materiali duri.
Quanto sono precise le macchine per elettroerosione a filo?
Le macchine di fascia alta tipiche mantengono una precisione di posizionamento lineare di 40.000 milionesimi di pollice (0,000004 pollici). Le macchine speciali ad alta precisione raggiungono una precisione di 0,000001 pollici.
L'elettroerosione a filo è ecologica?
La tecnologia WEDM consuma molta energia. Questo incide sull'impronta di carbonio. Tuttavia, con il progresso tecnologico, questo impatto diventerà più rispettoso dell'ambiente.
Come viene utilizzato il filo nell'EDM?
Il materiale da lavorare determina il filo dell'elettrodo. Per garantire la qualità del pezzo, l'elettrodo viene utilizzato una sola volta e poi scartato.