Trådgnistning avslöjad: Roll i modern tillverkning
Innehållsförteckning
Vad är trådgnistning?
Trådskärning, även kallad tråd EDM (Electrical Discharge Machining) skärteknik är en metallbearbetningsteknik, även känd som trådskärning maskinverktygsbearbetning, vilket är en processmetod som använder linjära elektroder för elektrisk urladdningsbearbetning. Den skär genom pulsurladdning mellan elektrodtråden och arbetsstycket och är lämplig för bearbetning av olika ledande material, särskilt inom området precisionsbearbetning.
Principen och processerna för trådgnistning
Principen
Trådgnistning är en teknik som använder elektrisk urladdning för att skära metall. Denna teknik styr avståndet mellan elektroden och det material som skärs inom ett visst intervall och applicerar högfrekvent spänning för att bilda elektrisk gnisturladdning mellan elektroden och arbetsstycket, vilket gör att arbetsstyckets yta smälter och oxiderar och bildar bubblor mellan elektroden och arbetsstycket. Den elektriska gnisturladdningen som bildas växelvis mellan elektroden och arbetsstycket skalar kontinuerligt av ytmaterialet på arbetsstycket och uppnår därigenom skärning.
Processerna
Skärprocessen med trådgnistning kan delas in i tre steg.
- Ljusbåge bildas mellan elektrod och arbetsstycke: Vid online-skärning används en tunn och ledande metalltråd som elektrod. Avståndet mellan elektroden och arbetsstycket är mycket litet, men det finns ingen direkt fysisk kontakt. Genom att applicera högspänning bildas en bågurladdning.
- Bågen genererar områden med hög temperatur och högt tryck: Den energi som genereras av ljusbågsurladdningen är mycket hög, vilket gör att metallen på arbetsstyckets yta omedelbart värms upp till ett högtemperaturtillstånd. Detta område med hög temperatur och högt tryck kan orsaka avdunstning och korrosion på metallytan.
- Korrosion och borttagning av metall: I områden med hög temperatur och högt tryck börjar metallerna korrodera och lösas upp. De frätande metallpartiklarna spolas bort av stötvågorna, vilket gör det möjligt att avlägsna arbetsstycken av metall. Ljusbågen rör sig kontinuerligt mellan elektroden och arbetsstycket, vilket gör att hela skärprocessen kan forma den önskade formen på metallytan.
Materialavverkningen vid trådgnistning sker på grund av gnistbildning på arbetsstyckets yta. Dessa gnistor är inte kontinuerliga strömmar, utan korta strömmar som uppstår miljontals gånger per sekund.
Funktioner för trådgnistning
- Trådgnistning kan skära ledande material och halvledarmaterial med hög hårdhet, styrka, sprödhet och seghet som är svåra eller omöjliga att bearbeta med traditionella metoder.
- Tack vare den extremt tunna elektrodtråden kan den bearbeta små oregelbundna hål, smala spalter och komplext formade detaljer.
- Ytan på det arbetsstycke som bearbetas påverkas minimalt av värme, vilket gör den lämplig för bearbetning av värmekänsliga material i fabriker. På grund av koncentrationen av pulsenergi i ett mycket litet område är bearbetningsnoggrannheten samtidigt hög.
- Under bearbetningsprocessen finns det ingen direkt kontakt mellan verktyget och arbetsstycket, och det finns ingen betydande skärkraft.
- På grund av den tunna skärsömmen och det faktum att endast arbetsstycket utsätts för konturbearbetning är den faktiska mängden metallerosion mycket liten, vilket resulterar i en hög utnyttjandegrad.
- Jämfört med elektrisk urladdningsformning eliminerar användningen av trådelektroder i stället för formningselektroder konstruktions- och tillverkningskostnaderna för formningsverktyg och förkortar produktionsförberedelsetiden.
Skillnaderna mellan trådgnistning och konventionell EDM-gnistning
Olika principer
Både trådgnistning och elektrisk urladdningsbearbetning (EDM)är metallbearbetningsutrustning som bygger på principen om elektrisk urladdningsbearbetning, men deras principer har vissa skillnader.
Trådskärning innebär att elektrodtrådar används som skärverktyg för att utföra nedsänkt skärning av arbetsstycken. Genom att kontinuerligt flytta elektrodtrådarna nedåt skärs olika former och storlekar på arbetsstycket. Wire EDM-skärmaskinen genererar elektrisk gnisturladdning på arbetsstyckets yta och avlägsnar metallmaterialet på arbetsstyckets yta genom urladdningsablation och uppnår därmed skärning.
Olika lämpliga material
Det finns också vissa skillnader i användningsområdet mellan trådgnistning och konventionell EDM.
Trådkapning lämpar sig för kapning av olika metallmaterial, särskilt för arbetsstycken med hög hårdhet. Trådskärning kan uppnå hög precision och snabba skäreffekter. Den EDM-skärning maskinen är lämplig för skärning av alla typer av ledande material, inklusive metaller, legeringar, keramik och andra material, och kan uppnå skärningseffekt med hög precision.
Olika bearbetningseffekter
Det finns också skillnader i bearbetningseffekter mellan trådgnistning och elektrisk urladdningsbearbetning.
Trådskärning kan uppnå bearbetningsresultat med hög precision, särskilt skicklig på att tillverka små och komplexa delar. Bearbetningseffekten av maskinbearbetning med elektrisk urladdning är också mycket exakt, men den kan inte skära små inre hål och komplexa former.
Olika användningsmiljöer
Det finns också skillnader i användningsmiljön mellan trådgnistning och elektrisk urladdningsbearbetning.
Trådskärning måste vanligtvis utföras i en miljö med kväve eller annan inert gas för att förhindra att oxidation som genereras av urladdningen kontaminerar skärytan. Maskinbearbetning med elektrisk urladdning kräver skärning i olja eller andra isolerande medier för att förhindra kortslutning mellan elektrodtrådar och arbetsstycken.
Användningsområden för trådgnistning
Tråd EDM skärning används ofta inom olika tillverkningsområden. Till exempel områden som biltillverkning, flyg- och rymdindustrin, elektronik, formar, medicinsk utrustning, precisionsinstrument etc.
- Tillverkning av gjutformar: Trådskärning kan användas inom formtillverkningsindustrin för att snabbt och exakt skära komplext formade metall- och icke-metallmaterial.
- Mekanisk tillverkning: Trådskärning är lämplig för olika mekaniska tillverkningsindustrier och kan effektivt och exakt tillverka olika arbetsstycken och delar.
- Smycken: Trådskärningsbearbetning kan användas för produktion av smycken, som exakt kan skära och polera olika ädelstenar och metallmaterial.
- Elektroniska apparater: Trådskärning kan användas inom elektronikindustrin, t.ex. för att skära chips, elektroniska kretskort etc.
Utvecklingsstatus för trådgnistmaskiner i Kina
Trådskärmaskiner är indelade i två typer baserat på olika trådhastigheter och rörelseläge: höghastighets fram- och återgående trådskärmaskin för elektrisk urladdning (nedan kallad "snabb trådskärmaskin") och låghastighets enkelriktad trådskärmaskin för elektrisk urladdning (nedan kallad "långsam trådskärmaskin")
Utvecklingen av höghastighetstrådgnistningsmaskiner
Den snabba trådskärmaskinen är en unik elektrisk bearbetningsmaskin i Kina. Efter fyrtio till femtio års utveckling har teknologin blivit ganska mogen och intar en viktig position i Kinas maskintillverkningsindustri. Det är också den viktigaste modellen som för närvarande tillverkas i Kina, och dess största fördelar är enkel struktur, enkel drift, låg användningskostnad och hög bearbetningseffektivitet med god kostnadseffektivitet.
Elektrodtråden i den snabba trådskärmaskinen utför en fram- och återgående rörelse med hög hastighet, med en trådhastighet på 8-10 m/s. Elektrodtråden kan återanvändas under bearbetningsprocessen och elektrodtrådens diameterintervall är 0,12-0,25 mm, med en diameter på 0,18 mm som den mest använda; Ytjämnheten hos det bearbetade materialet kan nå R α: 3,2-1,6 μ m, där det optimala värdet är endast 1 μ m; Kontrollerbar bearbetningsnoggrannhet på 0,01-0,02 mm.
På grund av faktorer som snabb förlust av elektrodtråd, dålig styvhet i värdstrukturen, stort inflytande av temperaturförändringar i bearbetningsmiljön, instabil noggrannhet, matningssystem med öppen slinga och förändringar i arbetsvätskans ledningsförmåga över tid, är bearbetningsnoggrannheten hos trådskärmaskinen begränsad.
Under de senaste åren har inhemska tillverkare av höghastighetstrådskärmaskiner gjort betydande framsteg när det gäller att förbättra noggrannheten hos fram- och återgående trådskärmaskiner (främst positioneringsnoggrannhet och upprepad positioneringsnoggrannhet) och ytkvaliteten på bearbetade delar som två genombrottsriktningar för produktutveckling. Betydande framsteg har gjorts inom tillverkningsteknik för värdar, pulskraftteknik, styrteknik, bearbetningsteknik och andra aspekter.
Utveckling av enkelriktad låghastighets trådgnistmaskin för EDM-skärning
Elektrodtrådarna i elektriska urladdningsmaskiner för trådskärning med låg hastighet (enkelriktad långsam trådskärning) utför enkelriktad rörelse med låg hastighet och trådskärningshastigheten är i allmänhet inte högre än 0,2 m/s; Under bearbetningen kasseras elektrodtråden efter en användning, och kravet på draghållfasthet är inte högt. Elektrodtrådsmaterialet är i allmänhet galvaniserad koppartråd eller mässingstråd med ett diameterintervall på 0,03-0,35 mm. När produktiviteten är hög kan galvaniserad mässingstråd med en diameter på mindre än 0,3 mm användas för bearbetning. Ytjämnheten hos det bearbetade materialet kan i allmänhet nå R α: 1,6-0,2 μ m, och den kontrollerbara bearbetningsnoggrannheten är 0,005-0,002 mm.
De viktigaste egenskaperna är: på grund av den enkelriktade rörelsen av elektrodtråden, engångsbruk, enhetlig spänning och låg vibration, är bearbetningsstabiliteten, ytjämnheten och noggrannhetsindikatorerna överlägsna de för snabba trådskärmaskiner.Enkelriktad långsam trådskärning var ursprungligen den viktigaste modellen som tillverkades och användes utomlands. Kina började relativt sent med forskning kring verktygsmaskiner för långsam trådgnistning.
De viktigaste egenskaperna är: på grund av den enkelriktade rörelsen av elektrodtråden, engångsbruk, enhetlig spänning och låg vibration, är bearbetningsstabiliteten, ytjämnheten och noggrannhetsindikatorerna överlägsna de för snabba trådskärmaskiner.Enkelriktad långsam trådskärning var ursprungligen den viktigaste modellen som tillverkades och användes utomlands. Kina började relativt sent med forskning kring verktygsmaskiner för långsam trådgnistning.
Under de senaste åren har dock kinesiska forskare och företag, med stöd av nationella specialfonder, investerat en stor mängd forsknings- och utvecklingsinsatser och har nu slutfört forskningen och utvecklingen av en ny generation verktygsmaskiner för långsam trådskärning.
Slutsats
Som en viktig bearbetningsmetod i modern tillverkning har tråd EDM-skärning egenskaperna hög precision, snabb bearbetningshastighet och stor bearbetningstjocklek och är en oumbärlig del av modern tillverkning. I den framtida utvecklingsprocessen kommer trådskärning gradvis att uppnå högre effektivitet och högre bearbetningskvalitet och bli en viktig roll i tillverkningsproduktionsprocessen.
Kommentarer
Senaste inlägg
Relaterade bloggar
Senyos blogg är inriktad på att dela med oss av vår omfattande kunskap om prototyptillverkning. Genom våra artiklar vill vi hjälpa dig att förfina din produktdesign och navigera i komplexiteten med snabb prototyptillverkning på ett mer effektivt sätt.
