In de productie worden draadsnijmachines steeds vaker gebruikt. Ze staan bekend om hun hoge precisie. WEDM is een geavanceerde machine. Deze gebruikt een dunne metaaldraad (elektrodedraad) als gereedschapselektrode. Bovendien wordt er een pulsstroom tussen de draad en het werkstuk geleid. Het werkstuk wordt gesneden door het elektrocorrosieve effect van de pulsontlading. Het doorbreekt de grenzen van traditionele methoden en kan complexe en nauwkeurige werkstukken verwerken.
Dit artikel neemt u mee om samen het verwerkingsprincipe van draadsnijmachines en de verschillende machinetypen te verkennen. Het gaat over de soorten materialen die ermee gesneden kunnen worden en hun kenmerken. De voordelen en beperkingen van het gebruik ervan voor materiaalbewerking. De toepassingen en bewerkingstechnieken bij de verwerking van verschillende materialen. Door deze te begrijpen, kunnen we een duidelijker beeld krijgen. Het laat de belangrijke rol van draadsnijmachines in de moderne productie zien.
Inhoudsopgave
Wat is draadvonkbewerking?
Wire Cut Electrical Discharge Machining (WEDM), ook wel bekend als Wire EDM, is een speciale vorm van bewerking. Het basisprincipe is het gebruik van een bewegende, dunne metalen draad (een elektrodedraad) om een pulserende vonkontlading op het werkstuk uit te voeren. Hierdoor smelt en verdampt het werkstukmateriaal, waardoor het wordt gesneden.
Hoe werkt draadvonken?
Het werkingsprincipe van WEDM is gebaseerd op het fenomeen van elektrische vonkontlading. Hierbij worden de elektrodedraad en het werkstuk verbonden met de positieve en negatieve polen van de voeding. Wanneer ze zich op een bepaalde afstand van elkaar bevinden, ontstaat er een elektrisch veld in de werkvloeistof (meestal gedemineraliseerd water of een andere isolerende vloeistof). De sterkte van het elektrische veld neemt toe. Hierdoor ontstaan er vonken tussen het werkstuk en de elektrodedraad bij de ontladingsspanning. De hitte van de vonk smelt en verdampt het werkstuk. De explosie spoelt vervolgens het gesmolten materiaal weg. Dit proces verwijdert materiaal.
Onderdelen van een draadvonkmachine
De machine bestaat uit verschillende onderdelen die samenwerken om een materiaal de gewenste vorm te geven. Hieronder ziet u de onderdelen van de machine.
CNC-gereedschappen
De CNC-gereedschappen besturen het volledige proces van het draadvonken. Het besturen van de volledige bewerkingen omvat het beheersen van de volgorde van het draadpad en het automatisch kunnen beheren van het snijproces. Het is belangrijk om te weten dat de verfijning van het CNC-gereedschap het foutpercentage en de bewerkingstijd bepaalt.
Voeding
De voeding is het onderdeel dat pulsen (van 100 V tot 300 V) levert aan de draadelektrode en het werkstuk. Bovendien regelt het de frequentie en sterkte van de elektrische ladingen die door de draadelektrode gaan en in wisselwerking staan met het werkstuk. Om de benodigde kwaliteit en het juiste type lading te leveren tijdens het draadsnijproces, is een hoogwaardige voeding vereist.
Draad
De draad dient als elektrode om de elektrische ontlading te creëren. De vorm en dikte van het werkstuk beïnvloeden direct de diameter van de draad. Doorgaans kunnen draden worden gebruikt met een diameter van 0,05 tot 0,25 mm. De belangrijkste soorten draden die worden gebruikt, zijn:
Messing draden
Messing is het meest gebruikte draadmateriaal voor EDM vanwege de uitstekende geleidende eigenschappen. Het is een legering van koper en zink, en hoe hoger het zinkgehalte, hoe sneller de draad snijdt. Er moet echter een evenwicht zijn. Dit komt doordat een zinkgehalte boven 40% de corrosiesnelheid van de messingdraad vermindert.
Verzinkte draden
Zoals de naam al doet vermoeden, wordt het verkregen door een coating van puur zink of zinkoxide op het draadoppervlak aan te brengen. Fabrikanten gebruiken verzinkte draden omdat dit de bewerkingssnelheid verbetert.
Diffusiegegloeide draden
Het diffusie-gloeien maakt het mogelijk om draden te produceren met een hoger zinkgehalte (meer dan 40%-zink). Dit omvat het coaten van draden met lagen zuiver zink. Deze draden zijn ideaal voor massaproductie en kunnen vele materialen bewerken.
Diëlektrisch medium
Het draadvonken moet worden uitgevoerd in een tank gevuld met diëlektrische vloeistof. Deze vloeistof voorkomt dat kleine deeltjes van het werkstuk zich hechten aan de draadelektrode. Het meest gebruikte medium is gedeïoniseerd water. Dit koelt het proces en geeft het werkstuk een goede oppervlakteafwerking.
Elektroden
De elektroden in de machine zijn de draad (kathode) en het werkstuk (anode). De servomotor stuurt de draadelektrode aan en zorgt ervoor dat deze op geen enkel moment tijdens het draadvonken in contact komt met het werkstuk.
Soorten WEDM-machines
Om de verschillende typen WEDM-machines te begrijpen, moet u eerst weten dat ze op verschillende criteria kunnen worden ingedeeld. Bijvoorbeeld op basis van het type loopwagen, het toepassingsgebied of de constructie. Hieronder volgen enkele veelvoorkomende typen WEDM-machines:
Classificatie op type draadgeleider
Een snellopende draadsnijmachine is een machine waarin de elektrodedraad met een hogere snelheid loopt. Deze gebruikt meestal molybdeendraad als elektrodedraad. De verwerkingsnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit zijn relatief laag, maar de verwerkingskosten zijn ook laag, en de machine is geschikt voor de verwerking van onderdelen die geen al te hoge precisie vereisen. De langzaam lopende draadsnijmachine loopt relatief langzaam met de elektrodedraad, meestal met koperdraad. De verwerkingsnauwkeurigheid is hoog, de oppervlaktekwaliteit is goed, maar de verwerkingskosten zijn hoger. Deze machine wordt vaak gebruikt bij zeer precieze bewerkingen. complexe vormdelen.
Verdeeld per toepassingsgebied
Een gewone draadsnijmachine maakt gebruik van conventionele vonkbewerking. Deze maakt meestal gebruik van snelle draadtechnologie. Daarnaast wordt deze toegepast bij de bewerking van algemene industriële onderdelen, zoals mechanische onderdelen, mallen, enzovoort. Deze machine verschilt van een precisie-draadsnijmachine. Bovendien maakt deze machine gebruik van geavanceerde vonkbewerking. De machine heeft een hoge stabiliteit en een hoge regelnauwkeurigheid. De machine maakt meestal gebruik van langzame draadaanvoertechnologie.
Verdeeld door structurele vorm
Afhankelijk van de structuur kan de vorm worden onderverdeeld in verticale draadsnijmachines en slaapkamerdraadsnijmachines. Bij de eerste staat de spindel hoofdzakelijk loodrecht op de werktafel en wordt het werkstuk horizontaal geplaatst. Geschikt voor de bewerking van kleine en middelgrote onderdelen, gemakkelijk te observeren en te bedienen. Bij de laatste staat de spindel parallel aan het tafeloppervlak en wordt het werkstuk horizontaal of schuin geplaatst. Deze machine is voornamelijk geschikt voor de bewerking van grote onderdelen en vormdelen.
Welke materialen zijn geschikt voor WEDM?
Een van de meest kritische factoren bij het gebruik van draadvonken is dat het materiaal elektrisch geleidend moet zijn. Een goede geleiding zorgt ervoor dat de stroom soepel loopt. Dit resulteert in een stabiele ontladingspuls die het materiaal efficiënt en nauwkeurig verwijdert. Alleen als het bewerkte materiaal een goede elektrische geleiding heeft, kunnen de onderdelen met draadvonken worden bewerkt. De keuze van het juiste materiaal voor draadvonken is daarom cruciaal voor de kwaliteit van het eindproduct.
Metalen materialen
Metalen materialen hebben over het algemeen een goede elektrische geleidbaarheid en worden veel gebruikt in de machinebouw. Draadvonken is daarom geschikter voor de bewerking van metalen materialen. Bijvoorbeeld staal (inclusief koolstofstaal, gelegeerd staal, enz.), roestvrij staal, hardmetaal, titanium en titaniumlegeringen, en andere metalen. Wolfraamstaal en wolfraamcarbide zijn hardmetalen. Deze materialen zijn hard en slijtvast. Ze zijn geschikt voor het maken van zeer nauwkeurige mallen en gereedschappen met draadvonken. Hittebestendige legeringen worden veel gebruikt in vliegtuigmotoren en turbines. Ze behouden hun sterkte bij hoge temperaturen. De volgende metalen kunnen vaak worden bewerkt:
Aluminium
Aluminium heeft uitstekende thermische en elektrische geleidbaarheid. Aluminium is echter van nature zacht en kan lastig te verspanen zijn met dit proces. Dit komt doordat aluminium na het bewerken een kleverige laag kan vormen.
Titanium
Draadvonken is perfect voor titanium. Dit proces is bestand tegen de kleverigheid van deze legering en breekt lange spanen. U hebt echter gedeïoniseerd water nodig als diëlektrisch medium om de warmteontwikkeling tijdens het bewerken te beheersen.
Staal
Staal is een zeer sterk metaal. Daarom geven veel fabrikanten de voorkeur aan een draadvonkmachine boven een CNC-machine. Het materiaal genereert echter veel warmte, dus de nodige voorzorgsmaatregelen zijn noodzakelijk.
Messing
Messing is gemakkelijk te snijden met de machine omdat het een hoge treksterkte heeft. De snijsnelheid moet echter laag zijn omdat het een zacht metaal is.
Grafiet
Het kan lastig zijn om grafiet te snijden met conventionele snijgereedschappen. Draadvonken is echter een geschikte methode, omdat de draad scherp is en er geen deeltjes uit kunnen trekken.
Niet-metalen materialen
Draadvonken bewerkt voornamelijk geleidende materialen. Door speciale technieken kunnen ook niet-metalen materialen zoals grafiet en keramiek worden bewerkt. Grafiet is van zichzelf elektrisch geleidend en kan daarom direct met draadvonken worden bewerkt. Keramische materialen zijn echter meestal niet elektrisch geleidend en het proces is daarom iets complexer. Vóór de bewerking wordt het keramische oppervlak bedekt met een dunne laag elektrisch geleidend materiaal, zoals koper of zilver. Als alternatief kunnen speciale geleidende hulpmiddelen worden gebruikt. Deze houden het keramische werkstuk vast en ondersteunen het. Ze zorgen ervoor dat er tijdens de bewerking stroom doorheen kan lopen. U kunt het keramiek ook onderdompelen in een werkvloeistof met geleidende deeltjes. Dit geeft het tijdelijk geleidende eigenschappen. Deze hulpmiddelen kunnen, in combinatie met geschikte elektrodedraden, worden gebruikt voor het verspanen van keramische materialen.
Speciale materialen
Sommige nieuwe composietmaterialen kunnen ook worden verwerkt door middel van draadsnijden. Dit zijn bijvoorbeeld metaalmatrix- en koolstofvezelcomposieten. Dit is echter alleen mogelijk onder speciale omstandigheden. Het metaal in de metaalmatrixcomposiet moet goed verdeeld zijn. Het moet ook een goede elektrische geleidbaarheid hebben. Vervolgens kan draadsnijden worden toegepast. De bewerkbaarheid van metaalmatrixcomposieten hangt voornamelijk af van hun microstructuur en de aard van de samenstellende fasen. Koolstofvezelversterkte composieten kunnen ook worden verwerkt met behulp van draadsnijden, maar worden over het algemeen niet gebruikt. Meestal worden andere, meer geschikte verwerkingsmethoden gebruikt, zoals mechanische bewerking, laserbewerking, enzovoort.
Voordelen van draadgesneden elektrische ontladingsverwerking
Vergeleken met andere verwerkingsmethoden heeft draadvonken de volgende voordelen:
- Hoge precisie: Draadvonkbewerking kan een hoge bewerkingsnauwkeurigheid realiseren, met name voor complexe vormen en kleine onderdelen, wat aanzienlijke voordelen biedt. Het kan ook een zeer goede oppervlakteafwerking realiseren. Om de beste oppervlakteafwerking in EDM, Er moet aandacht worden besteed aan de optimalisatie van elektrische parameters, de keuze van elektrodemateriaal, de keuze van bewerkingsvloeistoffen, hoogfrequente vibratietechnologie, nauwkeurige servoregeling en een geschikte oppervlaktenabehandeling. Door de toepassing van deze technologieën kan de oppervlakteafwerking aanzienlijk worden verbeterd om te voldoen aan de bewerkingsvereisten van zeer nauwkeurige onderdelen.
- Verwerking van een breed scala aan geleidende materialen: Zolang het geleidende materiaal, ongeacht de dikte, grootte en hardheid ervan, bewerkt kan worden. Het is geschikt voor alle soorten hardheidsmaterialen, waaronder hardmetaal, keramiek, metalen, enz., en heeft een grote aanpasbaarheid.
- Geschikt voor het bewerken van onderdelen met complexe vormen: Met draadsnijbewerking kunnen complexe CNC-curven worden verwerkt. Flexibele vormen, zoals een mix van rechte lijnen en bogen, kunnen worden verwerkt. Zelfs taps toelopen is mogelijk door de bovenste en onderste lijnen te verplaatsen.
- Veroorzaakt geen mechanische spanning: Bewerking vereist geen snijkracht. Het heeft minder impact en warmteontwikkeling op het werkstuk. Het is geschikt voor dunwandige onderdelen en brosse materialen. Het vermindert vervorming en spanning van het werkstuk.
Beperkingen van draadsnijbewerking
Hoewel er veel verwerkingsvoordelen zijn van het draadsnijproces, heeft het ook bepaalde beperkingenDe nadelen zijn als volgt:
- De verwerkingssnelheid is relatief laag. Draadsnijden is snel. Maar bij dikke en harde materialen is het langzamer dan andere methoden. Het is geschikt voor precisiebewerking en productie van kleine series, maar niet geschikt voor snelle bewerking van grote volumes.
- Het verwerkingsbereik is beperkt. Met draadsnijden kunnen alleen geleidende materialen worden bewerkt, terwijl niet-geleidende materialen zoals kunststoffen, rubber, enz. niet kunnen worden bewerkt.
- Regelmatige vervanging van de elektrodedraad. De elektrodedraad zal tijdens het verwerkingsproces blijven slijten, continu corroderen door de elektrische vonk en gemakkelijk breken, waardoor de noodzaak tot regelmatige vervanging van de elektrodedraad toeneemt. verwerkingskosten.
Veelvoorkomende toepassingen van draadsnijverwerking
Draadsnijbewerking wordt op grote schaal gebruikt in veel industriële sectoren vanwege de materiaaleigenschappen zoals hoge precisie en de mogelijkheid tot het verwerken van complexe vormen.
Matrijzenbouw
Omdat mallen een hoge precisie vereisen en veel mallen met metaal als grondstof worden bewerkt met een hoge nauwkeurigheid en de mogelijkheid om complexe vormen te verwerken, wordt draadsnijbewerking veel gebruikt in de productie van mallen, zoals spuitgietmatrijzen, stansmatrijzen, spuitgietmatrijzen en extrusiematrijzen. nauwkeurig verwerken Complexe holtes, kernen en gevormde structuren om de precisie en kwaliteit van mallen te garanderen. Voor de vervaardiging van mallen is draadvonken een van de beste verwerkingsmethoden.
Lucht- en ruimtevaartveld
Onderdelen die in de lucht- en ruimtevaart worden gebruikt, vereisen hoge precisie, betrouwbaarheid en veiligheid, omdat een klein bewerkingsfoutje al tot ernstige rampen kan leiden. Daarom kan draadvonken de ontwerpeisen maximaliseren en de hoge precisie verbeteren. Draadvonken, bijvoorbeeld voor de bewerking van vliegtuigmotorbladen en onderdelen van ruimtevaartuigen, kan voldoen aan de hoge precisie en complexe vormvereisten.
Fabricage van elektronische producten
De maatschappij ontwikkelt zich razendsnel. Elektronische producten worden steeds populairder. De eisen aan hun functionaliteit en prestaties worden steeds hoger. In de elektronica-industrie kunnen draadsnijders allerlei soorten elektronische connectoren, connectoren en andere precisieonderdelen verwerken.
Productie van medische apparatuur
Bij de productie van medische apparatuur wordt draadvonkbewerking gebruikt voor de productie van zeer nauwkeurige chirurgische instrumenten, implantaten, tandheelkundige instrumenten en dergelijke.
Automobielproductie
In de automobielindustrie wordt draadvonkbewerking hoofdzakelijk toegepast bij de bewerking van automallen, motoronderdelen, transmissiesysteemonderdelen, enzovoort.
Precisie-instrumenten en -apparatuur
Voor veel precisie-instrumenten zijn de onderdelen aan relatief strenge tolerantievereisten onderworpen en zijn de afmetingen van de onderdelen niet bijzonder groot. Daarom speelt draadvonkbewerking een belangrijke rol bij de productie van precisie-instrumenten en onderdelen van apparatuur, zoals optische instrumenten, medische apparatuur, meetinstrumenten, enz. Er zijn veel verschillende toepassingen mogelijk. Kleine onderdelen en zeer nauwkeurige componenten kunnen worden bewerkt en een goede oppervlakteafwerking wordt verkregen.
Tips voor het gebruik van draadsnijbewerking
WEDM is een zeer precieze bewerkingsmethode die geschikt is voor de productie van onderdelen met complexe vormen en materialen met een hoge hardheid. Yonglihao Machinery heeft jarenlange ervaring en professionele kennis op het gebied van WEDM. Hieronder ziet u een aantal bewerkingstechnieken die van toepassing zijn bij het gebruik van WEDM:
Selectie van geschikte elektrodedraad
Het juiste materiaal (zoals molybdeen of wolfraam) en de juiste diameter van de elektrodedraad hangen af van de precisievereisten en de verwerkingsomstandigheden van de materialen. Dunnere elektrodedraad kan de nauwkeurigheid verbeteren, maar is gemakkelijk te breken en wordt gebruikt voor fijne bewerkingen. Dikkere elektrodedraad is stabieler, maar iets minder nauwkeurig. Deze is geschikt voor grote onderdelen en snel snijden.
Optimaliseer verwerkingsparameters en pad
Optimalisatie omvat enerzijds pulsbreedte, pulsinterval, ontlaadstroom, snijsnelheid en andere verwerkingsparameters. Door experiment en ervaring kunt u de beste parameters vinden voor het verwerken van materialen en onderdeelvormen. Dit verbetert de efficiëntie en oppervlaktekwaliteit. Anderzijds worden het startpunt en het snijpad zorgvuldig afgestemd om frequent sturen en herhaaldelijk snijden te voorkomen en zo de verwerkingstijd en het verlies van elektrodedraad te verminderen.
Gebruik efficiënte koelvloeistof
Gebruik voor het koelen en spoelen een koelmiddel met een hoog rendement (bijv. gedemineraliseerd water) om de thermische invloed te verminderen en de ophoping van ontladingsproducten op het oppervlak van de elektrode draad en het werkstuk te voorkomen.
Regelmatig onderhoud van apparatuur
Kalibreer de draadsnijapparatuur regelmatig om de nauwkeurigheid en stabiliteit van de verwerking te garanderen. Vervang versleten of verouderde onderdelen tijdig.
Conclusie
In dit artikel worden eerst de definitie en het principe van draadvonken geïntroduceerd. Vervolgens worden de verschillende soorten gereedschapsmachines besproken. Vervolgens worden de materialen besproken die geschikt zijn voor draadvonken. Ook worden de voor- en nadelen van het proces besproken. Tot slot worden de meest voorkomende toepassingen besproken. Het behandelt bewerkingstechnieken om u te helpen WEDM te begrijpen. Mocht u nog vragen hebben over andere aspecten van draadvonken, neem dan contact met ons op. We beantwoorden ze graag. draadvonken Heeft u vragen of wilt u een project? Neem dan contact met ons op. Wij geven u graag een offerte en professionele ondersteuning. We horen graag van u.
Veelgestelde vragen
Kan WEDM niet-metalen materialen snijden?
Over het algemeen is WEDM alleen geschikt voor geleidende materialen. Niet-metalen materialen zoals kunststoffen en keramiek kunnen niet met dit proces worden verwerkt. In sommige gevallen kunnen echter ook niet-metalen materialen met een speciale behandeling of toegevoegde geleidende onderdelen met WEDM worden verwerkt. Dit komt echter zelden voor.
Hoe nauwkeurig is WEDM-verwerking?
WEDM kan een zeer hoge nauwkeurigheid bereiken. Het kan toleranties tot wel 0,0001 inch aan. Dit maakt het ideaal voor nauwkeurige toepassingen.
Is WEDM rendabel voor grootschalige productie?
WEDM is doorgaans goedkoper voor kleine tot middelgrote productievolumes. Het is ook geschikt voor toepassingen die een hoge nauwkeurigheid vereisen. Voor massaproductie kunnen andere methoden rendabeler zijn.