Проволочная электроэрозия (Wire EDM): преимущества, недостатки и обзор процесса

Проволочная электроэрозия (Wire EDM / WEDM) использует непрерывно движущуюся тонкую металлическую проволоку (электродный провод) в качестве электрода для эрозионного разрезания металла импульсными искровыми разрядами. Каковы преимущества и недостатки метода? Каковы этапы ЧПУ-проволочной электроэрозии?

Преимущества проволочной электроэрозии

• Широкий диапазон применения: обрабатываются материалы любой толщины и твердости — главное, чтобы они были электропроводными. От тонких листов до твердых сплавов, независимо от толщины, размеров и твердости.
• Обработка сложных форм: кроме прямолинейной резки — дуги, сложные контуры (комбинация прямых и дуг), коническая обработка за счет независимого движения верхнего и нижнего проводов.
• Высокая точность: сравнима со шлифованием (единицы 0,005 мм).
• Отсутствие заусенцев: не требуется дебавировка, периферийное оборудование (транспортеры стружки) не нужно, процесс сокращается.
• Специальные инструменты не нужны: используются дешевые латунные проволоки вместо расходных режущих инструментов — нет затрат на замену резец и расходники.
• Минимальное повреждение материала: бесконтактный процесс — нагрузка на материал невелика, термическая деформация минимальна.

Недостатки проволочной электроэрозии

• Нельзя обрабатывать «слепое» дно: проволока — это пила, она не может резать снизу. Для электроэрозии дна лучше подходит копирочно-электроэрозийный станок (Sinker EDM).
• Низкая скорость: резание идет плавлением, медленнее фрезерования, не подходит для массового производства. Скорость — единицы мм/мин, невидна невооруженным глазом.
• Непроводящие материалы не обрабатываются: только проводящие, независимо от твердости.
• Нельзя обрабатывать горизонтально: вертикально натянутый провод работает как пила — горизонтальная резка невозможна.

Этапы и процесс проволочной электроэрозии

Проволочная электроэрозия используется для высокоточной резки металлов. Обычно обрабатывают блочные заготовки: формы, шестерни, точные приспособления, закаленные детали, требующие высокой точности — не листовой металл.

Общие этапы WEDM:

1. Заготовку устанавливают на стол. Обычно в начале резки делают стартовую отверстие (проводик), чтобы избежать деформации от внутренних напряжений. При движении стола (или проволоки) по XY по заданным ЧПУ-данным начинается обработка. Благодаря непрерывному ЧПУ-управлению процесс может идти без оператора. После резки деталь автоматически получает заданную форму. Заготовка и провод не контактируют, сохраняя постоянный зазор в десятки микрон.
2. Когда зазор между заготовкой и электродным проводом в диэлектрической жидкости становится десятками микрон, изоляция нарушается, возникает импульсный искровой разряд. В зоне высокой плотности разряда (дуговая колонна) локально возникают температуры в несколько тысяч градусов — металл плавится.
3. Температура рабочей жидкости вокруг дуговой колонны мгновенно растет, она испаряется, вызывая взрывное расширение объема. Это выдувает металлические частицы.
4. Когда импульсный ток прекращается, расплавленный металл в окружающей жидкости остывает, превращаясь в мелкодисперсные частицы, которые смываются потоком. Изоляция между электродами восстанавливается, ожидая следующего импульса.

Так, под действием каждого импульса напряжения металл плавится и удаляется, процесс повторяется сотни тысяч раз в секунду — проволока режет заготовку.