Электроэрозионная проволочная резка — самый распространённый вид электроэрозионной обработки. Инструмент здесь — тонкая проволока, а металл снимают электрические разряды между ней и заготовкой. Как работает сам разряд, описано в статье «Электроэрозионная обработка». Здесь речь о станке и о резке.
Как устроен проволочно-вырезной станок
- Координатный стол. На нём закрепляют заготовку. Приводы перемещают стол и проволоку друг относительно друга по осям X и Y.
- Механизм перемотки проволоки. Проволока сматывается с подающей катушки, проходит через натяжное устройство, верхнюю и нижнюю направляющие (фильеры) и уходит в отработку. Ток к ней подводится через токоподводы.
- Генератор импульсов. Задаёт напряжение, длительность и частоту разрядов, от них зависят скорость и чистота реза.
- Система ЧПУ. Ведёт проволоку по программе и следит за зазором: если проволока подходит слишком близко и возникает короткое замыкание, система отводит её назад.
- Система рабочей жидкости. Подаёт диэлектрик в зону реза и уносит из неё продукты эрозии. О жидкостях — в статье «Рабочая жидкость».
Как идёт резка
Проволока непрерывно перематывается и не касается заготовки. Между ними всё время остаётся зазор, и каждый разряд снимает с заготовки крошечную частицу металла. Изношенная проволока уходит из зоны реза, её место занимает свежая. В станках с одноразовой латунной проволокой расход составляет десятки метров в час, у станков ИНТЕЛПРОМ — 40–200 м/ч.
Ширина реза равна диаметру проволоки плюс два зазора. Поэтому система ЧПУ ведёт проволоку не точно по контуру детали, а со смещением на половину ширины реза, это называется коррекцией на эквидистанту.
Резать можно от края заготовки или изнутри замкнутого контура. Во втором случае в заготовке заранее делают стартовое отверстие и заправляют через него проволоку.
Вертикальная и наклонная резка
На двухкоординатном станке проволока всегда вертикальна, и стенки детали получаются перпендикулярными её плоскости. Этого достаточно для большинства деталей штампов, шаблонов и пластин.
У пятикоординатного станка есть ещё оси U и V: они смещают верхнюю направляющую проволоки относительно нижней. Проволока наклоняется, и стенки получаются под углом. Так делают конические отверстия матриц, уклоны в пресс-формах, детали с разным контуром сверху и снизу. На станке А207.93-М5 при резке одновременно работают четыре координаты: X, Y, U и V. Пятая координата, Z, используется для настройки по высоте детали. Ход по осям U и V составляет 40 × 40 мм.
Скорость резки
Скорость проволочной резки измеряют не в миллиметрах в минуту, а в площади: сколько квадратных миллиметров боковой поверхности реза проходит станок за минуту. Площадь равна длине реза, умноженной на толщину заготовки. Так скорость можно сравнивать при разной толщине.
Например, при скорости 60 мм²/мин заготовка толщиной 50 мм режется со скоростью 1,2 мм по контуру в минуту, а заготовка толщиной 10 мм — примерно 6 мм в минуту.
Скорость зависит от материала, толщины, диаметра проволоки и режима. Сравнивать станки по паспортной скорости можно, только если указаны одинаковые условия. Для наших станков наибольшая скорость указана при толщине заготовки 50 мм, проволоке 0,25 мм и шероховатости Ra не хуже 2,5 мкм:
| Материал | А207.92-М2, А207.93-М5 | А207.79-М2 |
|---|---|---|
| Дюралюминий | 140 мм²/мин | 150 мм²/мин |
| Медь | 80 мм²/мин | 85 мм²/мин |
| Сталь | 60 мм²/мин | 65 мм²/мин |
Точность и шероховатость
Точность детали складывается из точности перемещений станка, стабильности зазора, натяжения и прямолинейности проволоки, температуры и режима. В паспорте станка обычно указывают точность перемещений по осям. У станков ИНТЕЛПРОМ она составляет ±5 мкм, у А207.79-М2 — ±8 мкм, дискретность перемещений 1 мкм.
Шероховатость зависит от энергии импульсов: чем мягче режим, тем глаже поверхность и тем ниже скорость. Паспортную скорость резки всегда нужно читать вместе с шероховатостью, при которой она получена. После резки на поверхности остаётся тонкий переплавленный слой. Для ответственных деталей делают дополнительные чистовые проходы на мягких режимах.
Резка в ванне и струйная
Рабочую жидкость в зону реза можно подавать двумя способами.
- Струйная резка. Жидкость подаётся соплами сверху и снизу вдоль проволоки. Так устроены, например, многие быстроходные станки с многоразовой молибденовой проволокой.
- Резка в ванне, или погружного типа. Заготовка целиком погружена в жидкость. Зона реза заполнена жидкостью всегда, даже там, где струя из сопла прервалась бы.
Разница важна там, где в заготовке есть пустоты. Станки ИНТЕЛПРОМ режут в ванне, заполненной водой. Поэтому они эффективно режут контуры в полых трубах и пакеты плит с пустотами между слоями, что важно при пакетной обработке штампов, а также детали с отверстиями.
Что режут проволокой
- матрицы, пуансоны и другие детали вырубных и гибочных штампов;
- элементы пресс-форм;
- фасонные резцы и шаблоны;
- шестерни и зубчатые профили, шлицы и пазы;
- детали из закалённой стали и твёрдых сплавов;
- тонкие и нежёсткие детали, которые деформировались бы при фрезеровании;
- пакеты листов, если нужно много одинаковых плоских деталей.
Проволочная резка даёт только сквозные контуры. Глухие полости делают на копировально-прошивных станках, разница описана в статье «Проволочно-вырезной или прошивной станок».
Откуда берётся программа
Станок с ЧПУ работает по управляющей программе в коде ISO: последовательности команд перемещения по прямым и дугам. Программу готовят по чертежу детали. Со станками ИНТЕЛПРОМ поставляется система подготовки управляющих программ для AutoCAD: технолог строит траекторию на чертеже и получает готовую программу. Как выглядят такие программы, можно посмотреть в примерах.