Почему станки электроэрозионной резки проволокой — лидирующий выбор индустрии

Будучи тонким и способным резать под углами, плотник может вести по дереву сложный путь. Проводя лезвие через просверленное отверстие, можно резать внутренние контуры. Тот же принцип в электроэрозионной резке проволокой (ЭЭРП) для создания сложных полостей. Тот же метод для сложных отверстий в пресс-формах для экструзии, но ЭЭРП предпочтительнее из-за твердости материалов. Существует мнение, что инструменталисты просто находят ЭЭРП увлекательным — заблуждение. Во многих приложениях, включая мелкосерийное производство, ЭЭРП имеет преимущества.

Основы ЭЭРП для понимания

Понимание сферы применения помогает изучить технологию. ЭЭРП использует электрическую дугу для эрозии материала, как при про versenной и дырковой электроэрозии. Под протекающей жидкостью электропроводная заготовка устанавливается близко к электроду. Высокое напряжение пробивает зазор в ближайшей точке, выбивая микроскопическую частицу с поверхности, поднимаемую водой.

Прибор и заготовка. Дуга не возникает, если зазор слишком велик, поэтому при эрозии заготовки электрод сдвигают ближе. Современные станки используют сложные алгоритмы мониторинга зазора для оптимизации скорости резки и предотвращения вмешательства проволоки в заготовку.

При про versenной ЭР дуга распространяется на широкую область, электрод движется стабильно. ЭЭРП использует проволоку всего 0,010 дюйма (0,25 мм) диаметром. Для прорезания траектории не требуется много удаления материала, поэтому проволока скользит через заготовку скоростью несколько дюймов в минуту.

Проволока ориентирована вертикально в стандартном ЧПУ-станке, заготовка движется по X и Y к ней. Проволока проходит через щель, так как она тоже эродируется, но теоретически — расходник. Ориентация проволоки дает конические сечения в заготовке.

Какая проволока используется в ЭР-станке?

Вид обработки, использующий явления электрических разрядов с высоким напряжением для резки металла. Два типа инструментов: термин «ЭР-станок с проволокой» означает станок, где проволока используется для генерации электрических разрядов.

Как используется проволока в ЭР-системе

Проволока генерирует электрический разряд, непрерывно подаваемой между заготовкой (металл) и проволокой к ЭР-блоку. Это нагревает металл и режет его, как лобзик. Диаметр проволоки определяется формой и толщиной обрабатываемого металла. Обычно 0,1–0,3 мм. Металл плавится и режется разрядом, но при формировании следа разряда проволока частично изнашивается (плавление и брызги поверхности создают метку). Изношенная проволока теряет прочность для нагрузок. Новая проволока подается непрерывно с бубена. Проволока ЭР — расходник, списываемый после одного использования.

Типы проволоки для ЭР-станков

Два основных типа: латунная и покрытая проволока. Латунь — медь+цинк, отличные разрядные характеристики. С ростом % цинка характеристики меняются. Но ковкость латуни падает — трудно вытянуть высокоцинковую латунь в тонкую проволоку. Компромисс: латунь с 35–40% цинка.

У однослойной структуры есть недостатки. Покрытая проволока преодолевает их. На рынке: цинкованная и диффузионно-закаленная проволока. Наиболее рентабельный способ обработки очень твердых материалов (инструментальная сталь) — ЭЭРП. Можно использовать карбиды и экзотические сплавы (Инконел, Хастеллой).

Преимущество: нет режущих усилий на заготовку → нет деформации, возможно производство очень тонких стенок. Внутренние углы с радиусами не намного большими радиуса самой проволоки.

Главное преимущество: проволока не передает режущие усилия на заготовку → нет искажений. Поддерживает очень тонкие заготовки и мелкие детали. Внутренние углы с радиусами чуть больше радиуса проволоки.

Традиционная резка для итогового размера и чистоты обычно делает два прохода. ЭЭРП — то же. Повышение электросилы ускоряет эрозию, но ухудшает чистоту. Второй проход: минимизация мощности дает сильную чистоту на дне.

ЭЭРП обеспечивает улучшенное использование ресурсов, в отличие от методов, образующих стружку. (Странно при резке дорогих материалов!) Поскольку мало материала уходит в стружку, большой внутренний остаток остается. Фрезеровка/шлифовка превращают в гору стружки, а при ЭЭРП можно сохранить и использовать для другой работы.

Инструментальные применения ЭЭРП

Резка профилей в штамповочных пресс-формах — самое частое применение. Часто из стали H13 для алюминиевой экструзии. Во-вторых, в заготовке пресс-формы (часто тоже ЭР) сверлят отверстие, затем нанизывают проволоку. ЧПУ проводит заготовку через проволоку для нужного профиля. На современных станках проволоку можно наклонять для конусообразных сторон.

Часто полезно для изготовления штампов (punches). Инструментальная сталь заготовка движется через проволоку. Возможность конических срезов — невероятно полезна.

Применения помимо инструментального дела

С ЭЭРП можно вырезать любой 2D-профиль из проводящего материала. Брошировка и фрезеровка возможны, но ЭЭРП имеет преимущества:

• Острые внутренние углы.
• Нет режущих усилий для сверхмалых деталей.
• Резка очень твердых материалов на высокой скорости.
• Подходит для беспилотной обработки.
• Устраняет конструктивные ограничения традиционного металлорежущего станка.
• Нет спецоборудования.
• Лучшее использование материала.

Разработка прецизионных машинных деталей, особенно в малых партиях — одна из групп применений ЭЭРП. Пример: компоненты швейных машин, моторы, шлицы. Нет режущих усилий для сверхмалых деталей. ЭР-станки с проволокой идеальны для изготовления своих деталей в цеху или для инструментального дела — много применений в вашей мастерской.