Comparație între Fast și Slow Silk
Metode de analiză și tratare a factorilor de întrerupere a firului în tăierea și prelucrarea online lentă a firului:
Tăierea firului cu descărcare electrică poate fi împărțită în tăiere rapidă a firului și tăiere lentă a firului în funcție de viteza de tăiere. Deoarece rugozitatea suprafeței piesei prelucrate prin tăierea rapidă a sârmei este în general în intervalul Ra=1.25~2,5 microni, în timp ce tăierea lentă a sârmei poate ajunge la Ra=0. 16 microni, iar eroarea fixă, eroarea liniară și eroarea dimensională a mașinii de tăiat sârmă lentă sunt toate rapide și bune, astfel încât mașina de tăiat sârmă lentă a fost utilizată pe scară largă la prelucrarea pieselor de înaltă precizie.
Datorită faptului că tăierea lentă a sârmei adoptă o metodă de alimentare continuă a sârmei cu electrozi de sârmă, care completează procesul de prelucrare în timpul mișcării electrozilor de sârmă, chiar dacă există pierderi de electrozi de sârmă, aceștia pot fi suplimentați continuu, îmbunătățind astfel prelucrarea. precizia pieselor. Cu toate acestea, ruperea sârmei în tăierea sârmei cu descărcare electrică a devenit un obstacol în calea acestor avantaje și este necesar să se rezolve această problemă.
Mecanismul de rupere a firului:
În general, se crede că ruperea firului este cauzată în principal de temperatura ridicată a firului de electrod cauzată de descărcarea concentrată a scânteii electrice, ceea ce este în concordanță cu precursorul detectat al ruperii firului. Prin urmare, studierea distribuției temperaturii firelor de electrozi din perspectiva teoriei conducției căldurii a devenit principala modalitate de a studia mecanismul ruperii firului. Rezultatele cercetării indică faptul că sarcina termică înainte de ruperea firului depășește valoarea medie; Lățimea impulsului și diametrul firului au un impact semnificativ asupra temperaturii firului; Coeficientul de convecție termică are un impact semnificativ asupra temperaturii firului, iar starea de spălare este crucială pentru evitarea ruperii firului; Efectele încălzirii Joule și ale vibrațiilor firului pot fi relativ ignorate.
Pentru sursele de curent cu impulsuri de energie egală, cercetările au arătat că există doi precursori importanți ai ruperii firului: 1. Creșterea bruscă a frecvenței de descărcare a scânteilor într-o perioadă scurtă de timp, datorită frecvenței mari de descărcare, a temperaturii locale a electrodului. firul este prea înalt, ceea ce duce la ruperea firului; 2. Probabilitatea de scânteie normală scade, în timp ce probabilitatea de scânteie anormală crește treptat, ceea ce este, de asemenea, un precursor al ruperii firului. Datorită creșterii pierderii firului, firul electrodului devine mai subțire și în cele din urmă se rupe. KP Rajurkar și colab. a subliniat că modificarea bruscă a grosimii piesei de prelucrat în timpul procesului de prelucrare este una dintre principalele cauze ale concentrației de descărcare. Prin urmare, este necesar să se detecteze online modificările grosimii piesei de prelucrat, să se ajusteze parametrii corespunzători ai procesului, să se controleze viteza de avans și frecvența de descărcare a firului cu electrod și să se obțină viteza optimă de tăiere sub tăierea continuă a firului.
Datorită duratei scurte a precursorului de rupere a firului și a controlului ridicat în timp real al prevenirii ruperii firului, selectarea parametrilor de control este foarte importantă. În procesarea de tăiere online, amplificarea intervalului de puls poate crește timpul pentru ca intervalul de descărcare să elimine produsele de coroziune, îmbunătățind în mod eficient fenomenul de concentrare a descărcării și reducând foarte mult șansa de rupere a firului. Prin urmare, intervalul de puls devine parametrul de control preferat pentru controlul anti-rupere.
1, Factorii de rupere a firului legați de firele electrozilor
1. Caracteristicile materialului firului de electrod
Sârma electrodului necesită caracteristici bune de descărcare și rezistență ridicată la tracțiune. Prin urmare, alama cu conținut scăzut de zinc (10%) este selectată ca miez interior, iar alama cu conținut ridicat de zinc este utilizată ca sârmă de electrod de acoperire, care îndeplinește exact cerințele de tăiere a firului. Sârma electrodului este fabricată din sârmă de molibden de marcă, care are precizie ridicată, rezistență ridicată la tracțiune și calitate bună. Tratamentul la temperatură scăzută a firelor cu electrozi este, de asemenea, una dintre măsurile de reducere a probabilității de rupere a firului. O companie din Ohio, SUA a comparat firul cu electrod răcit la -2000C timp de 24 de ore cu firul cu electrod care nu a fost supus unui tratament la temperatură joasă și a constatat că primul avea o probabilitate cu 30% mai mică de rupere a firului decât din urmă.
Capacitatea de transport a firului de electrod în timpul procesului de prelucrare este determinată de diametrul firului de electrod, astfel încât diametrul afectează direct rata de rupere a firului. Prin urmare, în procesul de prelucrare, firele cu electrozi de tăiere de mare viteză cu diametrul adecvat, suprafața netedă de acoperire, fără pete de oxidare sau tratament la temperatură scăzută trebuie selectate în funcție de nevoile reale, pentru a reduce ruperea firului.
2. Tensiunea mătăsii și vibrația mătăsii
În prelucrarea EDM cu sârmă de viteză redusă, menținerea unei tensiuni cât mai ridicate și stabile posibil sub limita de rezistență a firului de electrod poate asigura că firul menține histerezisul minim încovoiat sub forța explozivă a descărcării în timpul prelucrării brute fără rupere. Tensiunea adecvată poate reduce eficient amplitudinea vibrației firului și îl poate menține stabil în timpul procesării.
3. Viteza de mișcare a firului de electrod
Datorită diametrului mic al sârmei electrodului în tăierea sârmei (de obicei 0.1-0.3mm), dacă firul electrodului se mișcă prea încet, pot apărea descărcări multiple la un anumit punct al firului electrodului, rezultând în acest punct o eroziune excesivă. Sub acțiunea tensiunii firului și a forței explozive a descărcării scânteii, firul se rupe cu ușurință. Deci, cu condiția ca firul să permită un anumit număr de descărcări continue, viteza firului trebuie ajustată în funcție de frecvența de descărcare, ținând cont de grosimea piesei de prelucrat. Frecvența de descărcare și viteza firului de prelucrare brută și prelucrare de precizie sunt diferite. Dacă diametrul firului de electrod este mic, piesa de prelucrat este groasă, este necesară prelucrarea brută și frecvența de descărcare este mare, atunci viteza firului este relativ mai rapidă. În procesarea efectivă, se poate face referire la viteza de mișcare a firului de electrod furnizată de baza de date de proces a mașinii de tăiat EDM cu sârmă de viteză redusă.
4. Bloc conductor
Blocurile conductoare sunt adesea realizate din aliaj de tungsten argint, care are o bună conductivitate și rezistență la uzură. În timpul procesării, blocul conductor și firul electrodului în mișcare rămân în contact, ceea ce duce la uzura blocului conductor. Blocurile conductoare utilizate la mașinile de tăiat EDM cu sârmă de viteză redusă trebuie inspectate în timp util, îndepărtate și curățate cu soluție de curățare pentru a îndepărta orice murdărie care aderă la ele. Dacă sunt uzate sever, pot fi înlocuite sau înlocuite.
5. Prelucrarea deșeurilor de mătase
Prelucrarea EDM cu sârmă de viteză redusă este un proces de tăiere a sârmei unidirecțională care generează o cantitate mare de sârmă reziduală. Dacă firul rezidual nu este îndepărtat în timp util, este ușor să generați o capacitate suplimentară între electrozi și poate conduce direct cu firul electrodului în zona de procesare, ducând la eliberarea concentrată a energiei, provocând ruperea firului sau chiar scurtcircuit. , și chiar incapacitatea de a procesa în mod normal. Prin urmare, atunci când firul rezidual cade, acesta trebuie îndepărtat în timp util. În prezent, mașinile-unelte de ultimă generație au toate dispozitive automate de procesare a firelor reziduale. Există două moduri de a o manipula: în primul rând, plasați dispozitivul de tăiere la orificiul de descărcare a firului rezidual; Al doilea este să instalați dispozitivul de rupere a sârmei pe capul de procesare, iar firul rezidual tăiat este descărcat printr-o țeavă de perforare.
2, Factorii de rupere a firului legați de fluidul de lucru
În prezent, tăierea EDM cu sârmă la viteză mică folosește în cea mai mare parte apă pură și apă distilată, care sunt ieftine și fără poluare. Utilizarea fluidului de lucru are două funcții principale: izolație și răcire. Prin urmare, fluidul de lucru ar trebui să aibă funcții bune de absorbție a căldurii, transfer de căldură și disipare a căldurii.
Când performanța fluidului de lucru se deteriorează, înseamnă că prezența ionilor de impurități în fluidul de lucru crește foarte mult, iar performanța dielectrică a fluidului de lucru scade semnificativ. Pe de o parte, va crește probabilitatea de descărcare de contact cauzată de punți conductoare compuse din particule dielectrice; Pe de altă parte, datorită conductivității crescute a fluidului de lucru, spațiul de prelucrare crește. În acest moment, caracteristica formei de undă de prelucrare este o serie de impulsuri de descărcare aproape fără circuit deschis și întârziere de defecțiune. În acest moment, densitatea energiei introduse în golul de prelucrare este foarte mare, ceea ce poate provoca cu ușurință ruperea firului. În acest moment, fluidul de lucru trebuie înlocuit.
Așchiile de prelucrare generate în timpul procesului de descărcare sunt, de asemenea, unul dintre factorii care cauzează ruperea sârmei. Starea de microscurtcircuit formată prin crearea de punte cu așchii de prelucrare sau întâlnirea ocazională a punctelor ascuțite relativ proeminente pe cei doi poli are o rezistență mare de contact. Datorită mișcării firului electrodului, acest micro scurtcircuit este ușor demontat și formează o descărcare de scânteie. Prin urmare, intrarea de densitate a energiei de la sursa de alimentare cu impulsuri la golul de prelucrare este mult mai mare decât cea din timpul prelucrării normale, determinând eliberarea concentrată a energiei impulsului în partea adezivă a firului electrodului, ducând la fisuri în firul electrodului și potențial cauzand firul. rupere. Prin urmare, aceste particule trebuie spălate în timpul procesului de prelucrare. Pentru a spăla eficient particulele solide, atunci când nu există constrângeri geometrice asupra piesei de prelucrat, este, de asemenea, recomandabil să alegeți o prelucrare apropiată cât mai mult posibil pentru a permite apei să curgă în cusătura de tăiere și a îmbunătăți mai bine situația de spălare. Dacă direcția pulverizării cu apă nu este exactă, este, de asemenea, ușor să rupeți firul. Datorită direcției inexacte de pulverizare a apei, fluidul de lucru nu poate fi pulverizat în muchia de tăiere, iar firul electrodului nu poate fi răcit, ceea ce duce la o creștere bruscă a temperaturii locale a firului electrodului și provocând arderea firului. Poziția de pulverizare a apei trebuie înfășurată în jurul firului electrodului cu o coloană de apă, iar presiunea de pulverizare a apei trebuie să fie egală în sus și în jos.
3, Factorii de rupere a firului legați de controlul servo
Viteza de avans servo ar trebui să mențină o anumită relație cu rata de eroziune a piesei de prelucrat, adică să mențină o anumită valoare a jocului de prelucrare. Deoarece atunci când viteza servo depășește viteza de eroziune, vor apărea frecvente scurtcircuite, crescând în același timp posibilitatea de rupere a firului; Dimpotrivă, dacă turația servo este prea mică și cei doi poli sunt polarizați spre un circuit deschis, va apărea și un scurtcircuit în timpul procesului de prelucrare din cauza circuitului deschis, rezultând o scădere a vitezei de tăiere și o creștere a suprafeței. rugozitate. Deci, servo-ul ar trebui să aibă o alimentare uniformă și stabilă, să evite târârile, depășirea mică, rigiditatea ridicată a transmisiei, fără goluri evidente în lanțul de transmisie și capacitate puternică anti-interferență. Frecvența prelucrării cu descărcare este foarte mare, iar starea golului de descărcare se schimbă constant, necesitând ca sistemul de reglare a avansului să se ajusteze rapid în funcție de semnalul slab al stării de gol. Prin urmare, cerințele de inerție pentru regiunea insensibilă, constanta de timp și părțile mobile pe parcursul întregului proces ar trebui să fie mici, factorul de amplificare ar trebui să fie suficient, iar procesul de tranziție ar trebui să fie scurt.
