Wat is draadvonken?

Tegenwoordig heeft de industrie zich ontwikkeld en is de technologie vooruitgegaan. Draadvonken is een gespecialiseerde bewerkingstechnologie. Het is nu meer veelgebruikt in de lucht- en ruimtevaart, automobielindustrie, medische apparatuur en gereedschaps- en matrijzenindustrie. Dit komt doordat het wordt gekenmerkt door hoge precisie, hoge productiviteit, laag energieverbruik en lage kosten. Het heeft het traditionele bewerkingsproces veranderd en de kwaliteit van onderdelen aanzienlijk verbeterd. Om u te helpen draadvonken te begrijpen, zal het volgende deel van dit artikel zich richten op de definitie, het werkingsprincipe, de componenten, de voor- en nadelen en de toepassingen. Laten we de discussie beginnen. Dit zal u helpen problemen bij draadvonken op te lossen. Lees hieronder verder.

Overzicht van draadvonken

Draadvonken, of WEDM, ook wel bekend als draadsnijden, is een vorm van bewerking waarbij elektrische energie wordt gebruikt om geleidende materialen te snijden. Het is ook een speciale vorm van bewerking. Ontladingsbewerking kan sommige oudere bewerkingsmethoden vervangen. Hierbij wordt elektriciteit in plaats van mechanische kracht gebruikt om materiaal te verwijderen. Dit geeft het een aantal unieke eigenschappen die traditionele methoden missen.

De geschiedenis van draadvonken begon halverwege de 20e eeuw. Sovjetwetenschappers ontdekten dat elektrische vonken metalen konden smelten, oxideren en corroderen. Ze ontdekten dit fenomeen tijdens hun onderzoek naar corrosie van schakelaarcontacten. Dit leidde tot de uitvinding van de vonkmachine, en in 1960 vond de Sovjet-Unie de draadsnijmachine uit. China was echter het eerste land dat draadvonkmachines in de industriële productie gebruikte. Later droeg de uitvinding van deze methode sterk bij aan de ontwikkeling van de mechanische industrie. Het verlaagde de productiekosten van zeer precieze onderdelen en breidde de productiemogelijkheden voor zeer precieze onderdelen uit.

Principe van draadsnijdende elektrische ontladingsbewerking (WEDM)

Vóór draadvonken moet het werkstuk worden geboord. Als het werkstuk voor inwendige bewerking wordt gebruikt, wordt het op de machine gemonteerd. Het werkstuk wordt vervolgens aangesloten op de positieve pool van de pulsvoeding. Een molybdeen- of koperdraad wordt gebruikt als snijdraad. Deze wordt in het voorbewerkte gat geregen. Deze wordt als gereedschapselektrode aangesloten op de negatieve pool van de hoogfrequente pulsvoeding. Het primaire snijden gebeurt vervolgens met behulp van vonken en ontladingen.

De gepulste voeding levert de energie voor de bewerking en de speciale draadvonkvloeistof wordt gebruikt om het vuil dat tijdens het bewerkingsproces ontstaat te verwijderen. Een elektrisch veld werkt op de kathode en anode. Deze worden gebombardeerd door een stroom elektronen en ionen. Dit creëert een plotselinge, hoge warmtebron in de elektrodespleet. Dit veroorzaakt lokaal smelten en verdampen van metalen.

De werkvloeistof en het werkstukmateriaal verdampen. De damp zet snel uit. Het werkstuk smelt en verdampt onder invloed van de gecombineerde expansie en de ram van de werkvloeistof. Het werkstukmateriaal wordt uit het ontladingskanaal geslingerd. Hiermee is de vonkontlading voltooid.

Wanneer de volgende puls arriveert, herhaalt het proces zich totdat het hele onderdeel bewerkt is. Momenteel worden de meeste draadsnijmachines aangestuurd door microcomputers. Ze zijn sterk geautomatiseerd. Het proces is geprogrammeerd om de baan van de snijdraad te regelen.

Er worden verschillende soorten draden gebruikt bij draadvonken. Deze omvatten draden met een wolfraam-, molybdeen-, koper-, staalkern-, gecoate en gegloeide draad. U kunt de draad kiezen op basis van het materiaal en de nauwkeurigheid van het onderdeel. Om de bewerkingsnauwkeurigheid te garanderen, moeten ze na één gebruik worden weggegooid.

Onderdelen van de draadsnijmachine

De draadsnijmachine beschikt over een werktafel, draadloopmechanisme, vloeistoftoevoersysteem, pulsvoeding en besturingssysteem.

Werktafel

Ook wel snijtafel genoemd, bestaat uit drie delen. Deze bestaat uit de middelste pallet, de onderste pallet en de werktafel. De werktafel is bedoeld om de mal en het te snijden werkstuk te installeren. Afhankelijk van de bewerkingssituatie kunt u kiezen voor handmatige of automatische bediening van de werktafel. De middelste pallet en de onderste pallet worden aangedreven door stappenmotoren. Deze worden aangedreven door tandwielen en kogelomloopspindels om de tafel in de lengte- en dwarsrichting te bewegen.

Draadloopmechanisme

Het bestaat hoofdzakelijk uit een draadcilinder, een draadloopmotor en een geleidingswiel. De draadcilinder is gemonteerd op de pallet van de draadcilinder en wordt aangedreven door de draadloopmotor via de koppeling om de cilinder heen en weer te laten draaien. De voorwaartse en achterwaartse draaibeweging van de cilinder wordt gelijktijdig via het tandwiel overgebracht op de schroef op de pallet van de cilinder, waardoor de pallet een heen-en-weergaande beweging maakt. De elektrodedraad is gemonteerd op het geleidingswiel en de draadcilinder. Wanneer de draadloopmotor start, beweegt de elektrodedraad met een bepaalde snelheid heen en weer om de draad te laten lopen.

Vloeistoftoevoersysteem

Het omvat een werkvloeistoftank, hydraulische pomp en spuitmond. Het levert voldoende werkvloeistof voor het snijproces van de machine. De werkvloeistof bestaat voornamelijk uit minerale olie, emulsie en gedeïoniseerd water. De belangrijkste functies zijn het koelen van elektroden, werkstukken en bewerkingspoeders, het afvoeren van explosiedruk, het deïoniseren van het afvoergebied en het verwijderen van kalkaanslag van de afvoerproducten.

Pulsvoeding

De pulsvoeding is het apparaat dat pulsstroom genereert. De WEDM-pulsvoeding is een van de meest kritische apparaten die de bewerkingsprocesindex van WEDM beïnvloedt. De pulsvoeding moet voldoen aan de snijomstandigheden en procesindexen. Hij vereist een hoge piekstroom, een smalle puls, een hoge pulsfrequentie, een laag verlies van de draadelektrode en een handige parameterinstelling.

Controlesysteem

Het besturingssysteem bepaalt rechtstreeks de functie van de machine. Het systeem gebruikt de grafische weergaven en parameters die de klant invoert om het CNC-programma voor te bereiden. Het programma bestuurt het draadsnijproces en het pad van de draad.

Materialen die met draadvonkmachines kunnen worden gesneden

Draadvonkmachines kunnen complexe vormen en patronen bewerken. Bovendien kunnen ze de meeste elektrisch geleidende materialen bewerken, zelfs de hardste en meest delicate materialen. Hieronder volgen enkele veelvoorkomende materialen die met draadvonkmachines kunnen worden gesneden:

• AluminiumAluminium heeft een uitstekende thermische en elektrische geleidbaarheid. Aluminium is echter van nature zacht en het snijproces kan het moeilijk maken om te snijden. Dit komt doordat er na het snijden van aluminium een kleverige laag kan ontstaan.
• Titanium: Draadvonken verwerkt titanium zeer goed. Dit komt doordat het proces de kleverigheid van het metaal aanpakt en langere spanen afbreekt. Het vereist echter gedeïoniseerd water als medium om warmteontwikkeling tijdens het snijden te voorkomen.
• StaalStaal is een sterk metaal. Daarom geven veel fabrikanten de voorkeur aan draadvonkmachines in plaats van CNC-machines. Dit materiaal geeft echter veel warmte af en daarom moeten veiligheidsmaatregelen worden genomen.
• MessingOmdat messing een hoge treksterkte heeft, is het gemakkelijk machinaal te snijden. Omdat het echter een zacht metaal is, is het langzaam te snijden.
• GrafietGrafiet is misschien niet gemakkelijk te snijden met conventionele snijgereedschappen. Draadvonken daarentegen is perfect voor het snijden van grafiet. Omdat de draad van de vonkmachine scherp is, voorkomt het dat de deeltjes eraf vallen.

Verschillen tussen EDM-draadsnijden en conventioneel EDM

Het draadvonken is superieur aan het conventionele vonken. Hoewel ze op een vergelijkbare manier werken, zijn er enkele verschillen. Hieronder volgen enkele verschillen tussen de twee snijprocessen.

Elektroden

Zoals eerder vermeld, wordt bij draadvonken een dunne, hete draad gebruikt als elektrode. Bij gewone draadvonken daarentegen worden elektroden van metalen met een goede elektrische geleidbaarheid, zoals koper of grafiet, gebruikt om een elektrische lading op te wekken. Elektroden variëren in grootte en vorm en zijn daarom niet glad genoeg.

Ronde elektroden hebben bijvoorbeeld het gladste oppervlak. Daarna volgen ruiten, driehoeken en vierkanten. Wanneer de elektrode in het werkstuk wordt geplaatst, ontstaat er een mal die een 'negatief' beeld van de vorm van het werkstuk achterlaat.

Snijsnelheid

Bij normale draadvonkprocessen moeten draden op verschillende manieren gebogen en gevormd kunnen worden. Om deze draden te kunnen maken, moet de fabrikant ze eerst ontwerpen en vormen, wat tijd kost. De draadvonkmachine daarentegen kan direct worden gebruikt zodra de draad op zijn plaats zit. Daarom kan deze worden ingezet voor taken die snel moeten worden uitgevoerd.

Nauwkeurigheid

Bij draadvonken worden draadvonkdraden gebruikt als elektroden. Hierdoor zijn ze nauwkeuriger dan conventionele vonkbewerking. Draadelektroden kunnen bijvoorbeeld materialen met een dikte van ongeveer 0,004 inch snijden. Door deze grotere precisie is draadvonken beter geschikt voor onderdelen met complexe vormen en patronen. Conventionele vonkbewerking is daarentegen beter geschikt voor het maken van stijvere snijdelen.

Toepassingen

Draadvonken is geschikt voor vele toepassingen. Dit komt doordat het zowel ferro- als non-ferrometalen kan snijden. Bovendien kan het zeer lange en zeer kleine onderdelen bewerken. De grootte en vorm vormen dus geen beperkingen voor het gebruik. Conventionele vonkmachines kunnen daarentegen hardere en dikkere materialen bewerken. Dit komt doordat de elektrodelijnbreedte van een draadvonkmachine de werking ervan beïnvloedt.

Toepassingen van draadvonken

Draadvonken kent diverse toepassingen, waaronder de lucht- en ruimtevaart, de medische sector, de auto-industrie en de matrijzenbouw. Draadvonken is populair vanwege de hoge precisie, het gladde oppervlak, de afwezigheid van thermische vervorming en de mogelijkheid om harde metalen te snijden.

• Lucht- en ruimtevaart: Turbinebladen van motoren en satellietcomponenten vereisen extreme precisie. De uitstekende bewerkbaarheid van WEDM is ideaal voor deze onderdelen.
• Medisch: Het kan worden toegepast op het gebied van medische apparatuur en medische hulpmiddelen, zoals kunstmatige gewrichten, prothesen en andere medische apparatuur en chirurgische instrumenten, implantaten en andere medische hulpmiddelen.
• Automobiel: Het kan diverse auto-onderdelen snijden, zoals carrosserieën, injectoren, tandwielen en andere onderdelen.
• Matrijzenbouw: Normaal gesproken vereisen mallen een hoge nauwkeurigheid van de onderdelen en daarom worden ze veel gebruikt om de vorm en details van onderdelen te snijden.

Voordelen van draadsnijbewerking

Vergeleken met freesbewerkingDraadvonken heeft vele voordelen. Het is geschikt voor onderdelen die niet met een freesbewerking kunnen worden bewerkt. Deze onderdelen omvatten:

• De bewerkingsnauwkeurigheid is zeer hoog; EDM kan doorgaans maattoleranties van +/- 0,0002” bereiken.
• Het kan complexe vormen, diepe gaten en ondersnijdingen snijden die met frezen niet mogelijk zijn. Het laat ook geen bramen achter na het bewerken.
• Het kan harde metalen bewerken. Overtollig materiaal wordt gemakkelijk weggesneden zonder gereedschapsslijtage, vergelijkbaar met gewoon frezen.
• Het gereedschap raakt het werkstuk tijdens de bewerking nooit aan. Daardoor vervormt het werkstuk na de bewerking niet door hitte. Hierdoor kunnen zeer dunne en nauwkeurige werkstukken worden bewerkt.

Nadelen van draadvonken

Hoewel WEDM veel voordelen heeft, is het geen wondermiddel en heeft het daarom de volgende voordelen: beperkingen:

• Het is alleen geschikt voor het snijden van geleidende materialen. Het kan geen niet-geleidende materialen zoals kunststoffen, composieten en natuurlijke materialen verwerken.
• De snijsnelheid is laag. Omdat het om vonkverspaning gaat, is het geschikt voor sommige kleine partij onderdelen.
• Gevoelig voor omgevingsinvloeden. De werkomgeving tijdens draadvonken beïnvloedt het snijden. Het is noodzakelijk om aan de verwerkingseisen te voldoen.
• De verwerkingskosten is hoog omdat de draad niet hergebruikt kan worden.

Bewerkingstips bij het taps snijden met draadvonken

Bij taps snijden is het moeilijker om spanen te verwijderen dan bij normaal snijden. U kunt draadbreuk minimaliseren door de ontladingsinterval te verlengen.

Bij het snijden van bepaalde speciale werkstukken leidt de thermische spanning die tijdens het snijden ontstaat tot vervorming van het werkstuk en beïnvloedt de snijnauwkeurigheid. U kunt de afstand tussen het bovenste mondstuk en het bovenoppervlak van het werkstuk verkorten, zodat de snijvloeistof het te bewerken onderdeel efficiënter kan afkoelen. Tegelijkertijd kunt u verschillende bewerkingstoleranties reserveren, afhankelijk van het materiaal van het werkstuk, om bewerkingsfouten door thermische vervorming te minimaliseren.

De hardheid van de elektrodedraad moet worden gewaarborgd. Probeer de spanning te verhogen. Verminder ook de energie van de individuele ontladingspulsen. Dit zal de afbuiging van de elektrodedraad verminderen.

Voorzorgsmaatregelen die moeten worden genomen tijdens draadvonken

Er kunnen kleine gaten en complexe vormen mee worden bewerkt, maar blinde gaten in onderdelen zijn niet mogelijk.

De smalle spleet die ontstaat tijdens het bewerken en de geringe hoeveelheid metaaletsing bevorderen het hergebruik van materialen en verbeteren de benuttingsgraad van materialen.

Als het werkstuk te dik is, kan de vloeistof moeilijk de opening binnendringen en opvullen. Dit beïnvloedt de nauwkeurigheid en ruwheid en vermindert de kwaliteit van het onderdeel.

Tijdens de bewerking kunnen er scheuren, vervormingen en andere problemen op het oppervlak van het werkstuk ontstaan. Voer vóór de bewerking een goede warmtebehandeling en ruwbewerking uit. Dit verwijdert defecten in het materiaal en de vorm van het werkstuk en verbetert de bewerkingsnauwkeurigheid.

De toekomstige trend van draadvonkbewerking

Met de voortdurende ontwikkeling van de lucht- en ruimtevaart, de medische sector, de matrijzenbouw en andere industrieën, zullen de onderdelen van de toekomst steeds complexer worden en zullen de eisen voor draadsnijverwerking steeds hoger worden. Ik geloof dat de draadsnijtechnologie binnenkort op het gebied van verwerkingsnauwkeurigheid, verwerkingssnelheid, verwerkingsefficiëntie en verwerkingskosten verder zal worden verbeterd en dat het een zeer efficiënte, hoogwaardige verwerkingsmethode zal worden.

Yonglihao Machinery is gespecialiseerd in de bewerking van mechanische onderdelen. Het bedrijf heeft ruime ervaring en expertise in draadvonken. Neem contact met ons op als u draadvonkprojecten en -behoeften heeft. Wij bieden u professionele diensten en complete oplossingen.

Veelgestelde vragen

Welke materialen kunnen met WEDM gesneden worden?

WEDM-machines kunnen alle geleidende materialen snijden, zoals metalen en legeringen. Deze materialen omvatten staal, aluminium, messing, wolfraam en diverse roestvrij staal-, nikkel- en titaniumlegeringen. Ze worden voornamelijk gebruikt voor het snijden van harde materialen.

Hoe nauwkeurig zijn draadvonkmachines?

Typische high-end machines handhaven een nauwkeurigheid van de lijnpositionering van 40.000 miljoenste van een inch (0,000004 inch). Speciale machines met hoge precisie hebben een nauwkeurigheid van 0,000001 inch.

Is draadvonken milieuvriendelijk?

WEDM verbruikt veel energie. Dit heeft invloed op de CO2-voetafdruk. Naarmate de technologie zich ontwikkelt, zal deze impact echter milieuvriendelijker worden.

Hoe wordt de draad gebruikt bij EDM?

Het te bewerken materiaal bepaalt de elektrodedraad. Om de kwaliteit van het werkstuk te waarborgen, wordt de elektrode slechts één keer gebruikt en daarna weggegooid.