O que é eletroerosão a fio?

Hoje em dia, a indústria se desenvolveu e a tecnologia avançou. A eletroerosão a fio é uma tecnologia de usinagem especializada. É agora mais amplamente utilizado nas indústrias aeroespacial, automotiva, de dispositivos médicos e de ferramentas e moldes. Isso se deve à sua alta precisão, alta produtividade, baixo consumo de energia e baixo custo. Ela mudou o processo tradicional de usinagem e melhorou significativamente a qualidade das peças. Para ajudar você a entender a eletroerosão a fio, a próxima parte deste artigo se concentrará em sua definição, princípio de funcionamento, componentes, vantagens e desvantagens e aplicações. Vamos começar a discussão. Isso ajudará você a resolver problemas na usinagem por eletroerosão a fio. Continue abaixo.

Visão geral do Wire EDM

A eletroerosão a fio, ou WEDM, também conhecida como corte a fio, é um tipo de usinagem que utiliza energia elétrica para cortar materiais condutores. É também um tipo de usinagem especializada. A usinagem por descarga elétrica pode substituir alguns métodos de usinagem mais antigos. Ela utiliza eletricidade em vez de força mecânica para remover material. Isso lhe confere algumas características únicas que os métodos tradicionais não possuem.

A história da eletroerosão a fio começou em meados do século XX. Cientistas soviéticos descobriram que faíscas elétricas podiam derreter, oxidar e corroer metais. Eles descobriram esse fenômeno enquanto estudavam a corrosão de contatos de interruptores. Isso levou à invenção da usinagem por descarga elétrica e, em 1960, a União Soviética inventou a máquina de eletroerosão a fio para corte de fios. No entanto, a China foi o primeiro país a utilizar máquinas de eletroerosão a fio na produção industrial. Posteriormente, a invenção desse método contribuiu significativamente para o desenvolvimento da indústria mecânica, reduzindo o custo de fabricação de peças de alta precisão e expandindo as formas de fabricação dessas peças.

Princípio da usinagem por descarga elétrica com corte de fio (WEDM)

Antes da eletroerosão a fio, a peça bruta deve ser furada. Se a peça for utilizada para usinagem interna, ela é montada na máquina. A peça é então conectada ao terminal positivo da fonte de alimentação pulsada. Um fio de molibdênio ou cobre é usado como fio de corte. Ele é rosqueado no furo pré-usinado. Ele é conectado como um eletrodo de ferramenta ao terminal negativo da fonte de alimentação pulsada de alta frequência. O corte primário é então realizado usando faíscas e descargas.

A fonte de alimentação pulsada fornece a energia de usinagem e o fluido de trabalho especial de eletroerosão a fio é usado para remover os detritos gerados durante o processo de usinagem. Um campo elétrico atua no cátodo e no ânodo. Eles são bombardeados por um fluxo de elétrons e íons. Isso cria uma fonte repentina de calor de alta temperatura na abertura do eletrodo. Isso causa fusão e vaporização localizadas dos metais.

O fluido de trabalho e o material da peça vaporizam. O vapor expande-se rapidamente. A peça funde e vaporiza sob o efeito combinado da expansão e do impacto do fluido de trabalho. O material da peça é lançado para fora do canal de descarga. Isso completa a descarga por faísca.

Quando o próximo pulso chega, o processo continua a se repetir até que toda a peça seja usinada. Atualmente, a maioria das máquinas de corte de fio é controlada por microcomputadores. Elas são altamente automatizadas. O processo é programado para controlar a trajetória do fio de corte.

Existem vários tipos de arames utilizados na eletroerosão a fio. Entre eles, destacam-se os de tungstênio, molibdênio, cobre, núcleo de aço, revestidos e recozidos. A escolha do arame pode ser feita com base no material e na precisão da peça. Para garantir a precisão da usinagem, eles devem ser descartados após o uso.

Componentes da máquina de corte de arame

A máquina de corte de fio possui uma mesa de trabalho, mecanismo de movimentação de fio, sistema de fornecimento de líquido, fonte de alimentação de pulso e sistema de controle.

Mesa de trabalho

Também conhecida como mesa de corte, ela é composta por três partes: a palete central, a palete inferior e a mesa de trabalho. A função da mesa de trabalho é instalar o dispositivo de fixação e a peça a ser cortada. De acordo com a situação de processamento, para garantir a operação, você pode escolher entre operação manual ou automática. A palete central e a palete inferior são acionadas por motores de passo. Elas são acionadas por engrenagens e fusos de esferas para mover a mesa longitudinal e transversalmente.

Mecanismo de caminhada em arame

Consiste principalmente em um cilindro de armazenamento de arame, um motor de deslocamento de arame e uma roda-guia. O cilindro de armazenamento de arame é montado no palete do cilindro de armazenamento de arame e é acionado pelo motor de deslocamento de arame através do acoplamento para girar o cilindro para frente e para trás. O movimento de rotação para frente e para trás do cilindro é transmitido simultaneamente ao parafuso no palete do cilindro através da engrenagem, fazendo com que o palete realize um movimento alternativo. O arame do eletrodo é montado na roda-guia e no cilindro de armazenamento de arame. Quando o motor de deslocamento de arame é acionado, o arame do eletrodo se move para frente e para trás a uma determinada velocidade para o deslocamento de arame.

Sistema de fornecimento de líquidos

Inclui um tanque de fluido de trabalho, bomba hidráulica e bico. Fornece fluido de trabalho suficiente para o processo de corte da máquina-ferramenta. O fluido de trabalho é composto principalmente por óleo mineral, emulsão e água deionizada. Suas principais funções são o resfriamento de eletrodos, peças e pós de usinagem, a descarga produzida por pressão de explosão, a deionização da área de descarga e a desincrustação dos produtos de descarga.

Fonte de alimentação de pulso

A fonte de alimentação pulsada é o equipamento de energia que gera corrente pulsada. A fonte de alimentação pulsada WEDM é um dos equipamentos mais críticos que afetam o índice do processo de usinagem WEDM. A fonte de alimentação pulsada precisa atender às condições de corte e aos índices do processo. Ela requer uma grande corrente de pico, pulso estreito, alta frequência de pulso, baixa perda no eletrodo do fio e configuração conveniente dos parâmetros.

Sistema de controle

O sistema de controle determina diretamente a função da máquina-ferramenta. O sistema utiliza os gráficos e parâmetros inseridos pelo cliente para preparar o programa CNC. O programa controla o processo de corte do fio e o trajeto do fio.

Materiais que podem ser cortados por máquinas de eletroerosão a fio

Máquinas de eletroerosão a fio podem usinar formas e padrões complexos. Além disso, podem usinar a maioria dos materiais eletricamente condutores, mesmo os mais duros e delicados. Aqui estão alguns dos materiais comuns que podem ser cortados por máquinas de eletroerosão a fio:

• Alumínio: O alumínio possui excelente condutividade térmica e elétrica. No entanto, o alumínio é naturalmente macio e o processo de corte pode dificultar o corte. Isso ocorre porque pode ocorrer um acúmulo de cola após o corte do alumínio.
• Titânio: A eletroerosão a fio processa o titânio muito bem. Isso ocorre porque o processo lida com a viscosidade do metal e quebra cavacos mais longos. No entanto, requer água deionizada como meio para evitar a geração de calor durante o corte.
• Aço: O aço é um metal forte. Por esse motivo, muitos fabricantes preferem usar máquinas de eletroerosão a fio em vez de máquinas CNC. No entanto, esse material emite muito calor e, portanto, medidas de segurança devem ser tomadas.
• Latão: Como o latão tem alta resistência à tração, é fácil de cortar com máquina. No entanto, por ser um metal macio, é lento para cortar.
• Grafite: O grafite pode não ser fácil de cortar com ferramentas de corte convencionais. Por outro lado, o processo de eletroerosão a fio é perfeito para cortar grafite. Como o fio de eletroerosão a fio é afiado, ele impede a queda das partículas.

Diferenças entre corte de fio EDM e EDM convencional

O processo de eletroerosão a fio é superior ao processo de eletroerosão convencional. Embora funcionem de forma semelhante, existem algumas diferenças entre eles. A seguir, algumas das diferenças entre os dois processos de corte.

Eletrodos

Como mencionado anteriormente, um fio fino e aquecido é usado como eletrodo na usinagem por eletroerosão a fio. Em contraste, a eletroerosão a fio comum utiliza eletrodos feitos de metais com boa condutividade elétrica, como cobre ou grafite, para gerar uma carga elétrica. Os eletrodos variam em tamanho e formato e, portanto, não são suficientemente lisos.

Por exemplo, eletrodos redondos têm a superfície mais lisa. Em seguida, vêm os losangos, triângulos e quadrados. Quando o eletrodo é inserido na peça, ele cria um molde que deixa uma imagem "negativa" do formato da peça.

Velocidade de corte

Em processos normais de conformação por eletroerosão, os fios precisam ser dobrados e moldados de diferentes maneiras. Para fabricar esses fios, o fabricante precisa primeiro projetá-los e moldá-los, o que leva tempo. A máquina de eletroerosão a fio, por outro lado, pode ser usada assim que o fio estiver no lugar. Portanto, ela pode ser usada para tarefas que precisam ser concluídas rapidamente.

Precisão

Na usinagem por eletroerosão a fio, fios de eletroerosão são usados como eletrodos. Como resultado, eles são mais precisos do que a eletroerosão convencional. Por exemplo, eletrodos de fio podem cortar materiais com espessura de aproximadamente 0,004 polegadas. Devido a essa maior precisão, a usinagem por eletroerosão a fio é mais adequada para peças com formas e padrões complexos. A eletroerosão convencional, por outro lado, é mais adequada para a fabricação de peças cortadas mais rígidas.

Aplicações

A eletroerosão a fio é adequada para diversas aplicações. Isso porque pode cortar metais ferrosos e não ferrosos. Além disso, pode usinar peças muito longas e muito pequenas. Portanto, tamanho e formato não limitam seu uso. A eletroerosão convencional, por outro lado, pode usinar materiais mais duros e espessos. Isso se deve ao fato de que a largura da linha do eletrodo de uma máquina de eletroerosão a fio afeta seu funcionamento.

Aplicações de eletroerosão a fio

A eletroerosão a fio tem uma variedade de aplicações, incluindo as indústrias aeroespacial, médica, automotiva e de moldes. A eletroerosão a fio é popular devido à sua alta precisão, superfície lisa, ausência de deformação térmica e capacidade de cortar metais duros.

• Aeroespacial: Pás de turbinas de motores e componentes de satélites exigem extrema precisão. A excelente usinabilidade do WEDM é ideal para essas peças.
• Médico: Pode ser aplicado na área de equipamentos e dispositivos médicos, como articulações artificiais, próteses e outros equipamentos médicos e instrumentos cirúrgicos, implantes e outros dispositivos médicos.
• Automotivo: Ele pode cortar uma variedade de peças automotivas, como carroceria, injetores, engrenagens e outras peças.
• Fabricação de moldes: De modo geral, os moldes exigem alta precisão das peças, por isso são amplamente utilizados para cortar o formato e os detalhes das peças.

Vantagens da usinagem com fio

Comparado com processamento de moagemA eletroerosão a fio apresenta inúmeras vantagens. É adequada para peças que não podem ser usinadas por fresamento. Essas peças incluem:

• O precisão de usinagem é muito alto; normalmente, a EDM pode atingir tolerâncias dimensionais de +/- 0,0002”.
• Ela pode cortar formas complexas, furos profundos e rebaixos que a fresagem não consegue. Além disso, não deixa rebarbas após a usinagem.
• Pode usinar materiais metálicos duros. O excesso de material é facilmente cortado sem desgaste da ferramenta, semelhante à fresagem comum.
• A ferramenta nunca toca a peça durante a usinagem. Portanto, a peça não é deformada pelo calor após a usinagem. Dessa forma, é possível processar peças muito finas e precisas.

Desvantagens da eletroerosão a fio

Embora o WEDM tenha muitas vantagens, não é uma panaceia e, portanto, tem o seguinte limitações:

• É adequado apenas para cortar materiais condutores. Não pode processar materiais não condutores, como plásticos, compósitos e materiais naturais.
• A velocidade de corte é lenta. Por se tratar de usinagem por eletroerosão, é adequada para alguns peças de pequenos lotes.
• Suscetível a influências ambientais. O ambiente de trabalho durante o processamento por eletroerosão a fio afeta o corte. É necessário atender aos requisitos de processamento.
• O custo de processamento é alto porque o fio não pode ser reutilizado.

Dicas de usinagem para corte cônico por eletroerosão a fio

O corte cônico é mais difícil de remover cavacos do que o corte normal. Você pode minimizar a ocorrência de quebra de arame aumentando o intervalo de descarga.

Ao cortar algumas peças especiais, o estresse térmico gerado pelo corte levará à deformação da peça e afetará a precisão do corte. É possível encurtar a distância entre o bico superior e a superfície superior da peça para que o fluido de corte possa resfriar a peça usinada com mais eficiência e, ao mesmo tempo, reservar diferentes tolerâncias de usinagem de acordo com o material da peça, minimizando os erros de usinagem causados pela deformação térmica.

A dureza do fio do eletrodo deve ser atendida. Tente aumentar sua tensão. Além disso, reduza a energia dos pulsos de descarga individuais. Isso reduzirá a deflexão do fio do eletrodo.

Precauções a serem tomadas durante a usinagem por eletroerosão a fio

Ele pode ser usado para usinar pequenos furos e formas complexas, mas não pode usinar furos cegos em peças.

A fenda estreita produzida durante a usinagem e a pequena quantidade de corrosão do metal são propícias à reutilização de materiais e à melhoria da taxa de utilização dos materiais.

Quando a peça é muito espessa, o fluido tem dificuldade para penetrar e preencher a lacuna. Isso afeta a precisão e a rugosidade, além de reduzir a qualidade da peça.

Trincas, deformações e outros problemas podem surgir na superfície da peça durante o processamento. É necessário realizar um tratamento térmico adequado e uma usinagem de desbaste antes do processamento. Isso removerá defeitos no material e no formato da peça bruta, além de melhorar a precisão da usinagem.

A tendência futura da usinagem por eletroerosão com fio

Com o desenvolvimento contínuo das indústrias aeroespacial, médica, de fabricação de moldes e outras, as peças do futuro se tornarão cada vez mais complexas, e os requisitos para o processamento de corte de fio se tornarão cada vez maiores. Acredito que, em breve, a tecnologia de corte de fio terá precisão de processamento, velocidade de processamento, eficiência de processamento e custos de processamento ainda mais aprimorados, e se tornará um método de processamento de alta eficiência e alta qualidade.

A Yonglihao Machinery é especializada no processamento de peças mecânicas. Possui vasta experiência e expertise em processamento de corte por eletroerosão a fio. Se você tem projetos e necessidades de eletroerosão a fio, entre em contato conosco. Forneceremos serviços profissionais e soluções completas.

Perguntas frequentes

Quais materiais podem ser cortados pelo WEDM?

As máquinas WEDM podem cortar qualquer material condutor, como metais e ligas. Esses materiais incluem aço, alumínio, latão, tungstênio e diversas ligas de aço inoxidável, níquel e titânio. São usadas principalmente para cortar materiais duros.

Qual é a precisão das máquinas de eletroerosão por fio?

Máquinas de ponta típicas mantêm uma precisão de posicionamento de linha de 40.000 milionésimos de polegada (0,000004 polegadas). Máquinas especiais de alta precisão têm precisão de 0,000001 polegada.

A eletroerosão a fio é ecologicamente correta?

O WEDM consome muita energia. Isso afeta a pegada de carbono. No entanto, com o avanço da tecnologia, esse impacto se tornará mais sustentável.

Como o fio é usado no EDM?

O material a ser processado determina o fio do eletrodo. Para garantir a qualidade da peça, o eletrodo é usado apenas uma vez e, em seguida, descartado.