Problemas comunes y métodos de solución en piezas de aluminio en el corte por hilo CNC

Durante el mecanizado CNC de piezas de aluminio, suelen presentarse problemas como desgaste severo, cortocircuitos, rotura de cables, distorsión de la pista y deformación de la pieza, lo que lleva al descarte de algunos productos. Basándose en su amplia experiencia, el autor resume los principales problemas técnicos en la práctica del proceso.
Primero, el problema de las piezas de aluminio que se rompen fácilmente al cortar el alambre
La razón por la que la pieza de aluminio cortada con un solo alambre se rompe fácilmente
Al cortar alambre de aluminio, debido a que el material es blando, la eliminación de virutas es difícil, y el aluminio a alta temperatura tiende a formar una película dura durante el procesamiento, lo que provoca que una gran cantidad de virutas de alúmina o aluminio se adhieran fácilmente al alambre de molibdeno. El alambre de molibdeno, al entrar en contacto con las piezas del bloque de alimentación, pronto formará una ranura de rectificado. El aluminio blando y el abrasivo duro se mezclan, llenando la ranura. Una vez dentro, aplastan la ranura y cortan el alambre.
2 soluciones
El alambre de molibdeno se pellizca en el bloque de alimentación debido a los ajustes de posición del bloque de alimentación del marco de alambre, para evitar el desgaste del bloque de la ranura de alimentación que causa baja eficiencia, superficie de procesamiento de corte múltiple causada por la disminución en la calidad de los materiales y desperdicio de alambre roto.
Cuando el espesor del material a procesar supera los 40 mm, el procesamiento general de 3 a 4 h después de que el bloque de alimentación gira ligeramente un ángulo, como se muestra en la Figura 1b, la primera dirección de rotación como se muestra en la Figura 1a, 8 h de procesamiento y luego girar en la dirección que se muestra en la Figura 1b, de modo que cada procesamiento después de 8 h de rotación ajuste una posición del bloque de alimentación para reducir la probabilidad de rotura del alambre. El procesamiento práctico muestra que el costo de procesamiento se reduce en gran medida y el beneficio económico se mejora con este método. Tenga en cuenta que el bloque de alimentación y el voltaje del alambre del electrodo generalmente están en 0,5 a 1 mm. Cuando los tres puntos de una superficie son ranuras de corte, y el bloque de alimentación gira 90 grados, y así sucesivamente hasta que los cuatro lados sean ranuras de corte. Luego, cerca de la línea de muestreo de la almohadilla lateral una junta de 1 a 2 mm, puede ajustar la posición del bloque de alimentación hacia la izquierda, es equivalente a un nuevo bloque de alimentación, ahorrando el costo de producción.
Por ejemplo: el grosor de cada pieza de aluminio es de 2 mm, se procesan un total de 8 piezas simultáneamente, se ajusta la superficie de contacto del bloque de alimentación en aproximadamente 8 horas, se procesa diariamente durante 8 horas, hasta el sexto día se produce rotura del alambre. Luego, se utiliza un micrómetro para que el diámetro del alambre de molibdeno sea de solo 0,125 mm (el diámetro original del alambre de molibdeno es de 0,18 mm). Al ajustar la posición del bloque de alimentación, se evita el problema de la rotura del alambre.

Por supuesto, cabe señalar que cuando los requisitos de precisión dimensional de la pieza son relativamente altos, es necesario medir el diámetro del alambre de molibdeno y modificar la cantidad de compensación de manera oportuna para garantizar que se cumplan los requisitos de precisión dimensional.

Dos, deformación de la pieza de trabajo
1. Razones para la deformación de la pieza de trabajo
La fabricación de piezas en bruto, el mecanizado, el tratamiento térmico, el calentamiento desigual, la fuerza interna y la deformación de la transformación organizacional, como el papel de la tensión residual generada internamente, durante un cierto período de tiempo sin influencia externa, bajo la condición de que la distribución de la tensión sea relativamente equilibrada, pero el proceso WEDM, debido a que el material de la pieza de trabajo se corta y se retira en gran cantidad, también puede cambiar la distribución de la tensión, que con el paso del tiempo tiende gradualmente a equilibrarse, de modo que la pieza de trabajo se deforma. Este fenómeno de deformación es más evidente en las piezas de aleación de aluminio.
2 soluciones
(1) El proceso de corte previo a las piezas sometidas a tensión en el primer tratamiento térmico elimina las tensiones internas, evitando así grandes deformaciones y estabilizando el tamaño de las piezas. Por supuesto, los métodos de procesamiento varían según el material.
(2) El método de mecanizado del contorno exterior, que generalmente no permite el paso del orificio del alambre desde el lado de la pieza en bruto, como se muestra en la Figura 2a, es propenso a la rotura debido a la deformación por tensión que sufre la pieza en bruto tras la liberación del material, lo que reduce la precisión del mecanizado. Para evitar y reducir la deformación durante la producción, se puede utilizar el método de mecanizado del orificio del alambre, manteniendo así el contorno aproximado del cierre, como se muestra en la Figura 2B, lo que minimiza la tensión y la deformación durante el proceso.
(a) corte exterior (b) para reproducir a través del orificio del cable
(3) utilizando el método de dos cortes para la precisión de mecanizado de piezas, es mejor utilizar el método de dos cortes.
Como se muestra en la Figura 3, se utiliza una punta cónica con una abrazadera de hierro en forma de V de 8 mm de diámetro en un extremo, mientras que el otro extremo queda suspendido. Tras la medición con micrómetro, se obtiene un tamaño de corte de 2,00 mm cerca de la abrazadera de hierro en V, mientras que el tamaño de corte del otro extremo es de tan solo 1,86 mm. Este proceso de corte en línea modifica la distribución de tensiones y la deformación de la pieza de trabajo.
El método de mejora del procesamiento consiste en aumentar el espesor del primer procesamiento intermedio de 2 mm a 2,4 mm, dejando un margen de 0,2 en el primer lado de corte (con un diámetro de alambre de molibdeno de 0,18 mm cuando el mecanizado en bruto es demasiado rápido). La primera vez, después del corte original, las piezas en bruto se destruyen por el equilibrio de tensiones internas y se alcanza un nuevo equilibrio; luego, la segunda vez, se realiza el acabado, finalizando la medición del tamaño a 1,99 mm para comprobar el tamaño requerido.
Tres, el corte de piezas de aluminio es fácil, provocando cortocircuitos y problemas de distorsión en la pista de corte.
1. Análisis de las causas del problema
En el procesamiento diario, cortar piezas de gran espesor es difícil debido a las restricciones de las condiciones de erosión por electroerosión, el espesor de la pieza de trabajo hasta cierto punto, la falta de refrigerante en la pieza de trabajo, el espacio de los productos de erosión eléctrica que normalmente no se excluye, el procesamiento no es estable, no hay corriente hasta que se produce un cortocircuito por descarga, en el proceso de corte del aluminio es más probable que ocurra este fenómeno.
Normalmente, las máquinas herramienta de corte fuera de la línea de montaje cuentan con una función de protección contra cortocircuitos. En caso de cortocircuito, la bancada de la máquina herramienta se detiene inmediatamente y permanece inmóvil a la espera del procesamiento. Sin embargo, en el procesamiento de aluminio, que es blando y ligero, debido a la dificultad para generar virutas, a veces, tras una descarga de cortocircuito en el punto de la zona de procesamiento, la descarga se transfiere al bloque de alimentación. El bloque y el alambre de molibdeno se alimentan mediante descarga de chispa. Aunque entre la pieza de trabajo y el electrodo del alambre se produce un cortocircuito, el estado de descarga de la máquina es normal, por lo que la máquina no activa la protección contra cortocircuitos. Esta máquina continúa con los procedimientos normales de corte, pero la descarga de la pieza de trabajo impide que el alambre de molibdeno proporcione la forma y el tamaño normales en la ranura de tracción blanda de la pieza de trabajo de aluminio, lo que provoca la distorsión de la pista de corte y, en consecuencia, el descarte de la pieza. Como se muestra en la Figura 4 del engranaje de procesamiento, las dos primeras partes del procesamiento presentan distorsión de la pista de corte y descarte de la pieza.
2 maneras de resolver
(1) El primer paso es optimizar los parámetros del proceso según el espesor y los parámetros de corte del alambre. Mediante numerosos experimentos, se ha determinado que reducir el ancho del pulso en el procesamiento de materiales de aleación de aluminio puede ser apropiado. Esto se debe a que, al disminuir el ancho del pulso, se reduce la energía de cada pulso, la marca de descarga es menor y también se puede reducir el tamaño y la cantidad de partículas de alúmina, así como el desgaste del bloque de alimentación. En comparación, aumentar el intervalo entre pulsos favorece la eliminación de virutas, reduce la adhesión del alambre, mejora la estabilidad del corte y mejora la rugosidad superficial de la pieza. Si el intervalo entre pulsos es demasiado pequeño, no se puede descartar la presencia de productos de descarga, y el intervalo de descarga es demasiado tardío para eliminar la ionización, lo que provoca inestabilidad en el procesamiento y puede conducir fácilmente a la rotura del alambre o a la distorsión de la trayectoria de corte.
La velocidad de avance del conjunto es menor que la tasa de corrosión real de la pieza de trabajo, el estado de mecanizado es abierto y la velocidad de corte es lenta. Debido a que el punto de fusión y el punto de vaporización de la aleación de aluminio son bajos, la cantidad de energía de descarga misma aumenta y el espacio de descarga es grande. Debido al espacio de descarga, el voltaje de pulso puede romperse oportunamente entre el medio líquido, lo que reduce en gran medida la tasa de utilización del pulso, al mismo tiempo que una distancia excesiva entre el electrodo de alambre conduce a un aumento de la amplitud, el proceso se vuelve inestable, incluso causando rotura de alambres. Cuando la velocidad de avance es mayor que la velocidad de erosión posible del conjunto real (llamada seguimiento o avance), entonces el procesamiento es fácil de cortocircuitar, el avance real y la velocidad de corte también disminuyen, pero no por la eliminación de la erosión eléctrica del aluminio, rotura del alambre de plomo y sofocación por cortocircuito. Por lo tanto, un ajuste razonable del avance de frecuencia variable para lograr un mejor estado de procesamiento. Todo el circuito de control del avance de frecuencia variable tiene muchos enlaces de ajuste, la mayoría de los cuales están instalados en el gabinete de control de la máquina herramienta, generalmente no deben cambiarse. En el panel de la consola hay una perilla que, según las circunstancias específicas, se puede ajustar a la posición correcta para garantizar que la lectura del medidor de corriente y voltaje, así como la fluctuación del cable de molibdeno, sean mínimas y permitan un seguimiento óptimo.
Por ejemplo, en el procesamiento de piezas gruesas, generalmente al inicio del procesamiento (5 mm), debido a que el alambre del electrodo es fácil de vibrar, la concentración del líquido refrigerante es alta, se debe agregar energía de pulso único, aumentando el intervalo de pulso, al menos la relación ancho de pulso/intervalo de pulso (1:8), lo que es asegurar que la energía de pulso único y la erosión eléctrica suficiente excluyan el intervalo de tiempo suficiente, mientras se reduce la corriente de mecanizado, generalmente por debajo de 2 A. Cuando el procesamiento es estable entonces la reducción correspondiente del intervalo de pulso, el procesamiento de procesamiento aumenta a aproximadamente 3 A, el voltaje a aproximadamente 75 V. El valor promedio de descarga del alambre de molibdeno no aumenta, la capacidad de formar una descarga de chispa, la fuerza explosiva de la chispa aumenta. Por lo tanto, los parámetros eléctricos deben tomar un valor apropiado mayor, de lo contrario hará que el procesamiento no sea estable, la calidad de las piezas procesadas disminuirá.
La velocidad de corte y la rugosidad superficial son dos índices tecnológicos clave, por lo que es necesario buscar una alta velocidad de corte para satisfacer la necesidad de rugosidad superficial.
(2) Según el espesor de la pieza, la distancia de descarga no es adecuada: si es demasiado pequeña, puede provocar cortocircuitos, la descarga no favorece la refrigeración y previene la corrosión de los materiales; si es demasiado grande, afectará la rugosidad de la superficie y la velocidad de mecanizado. Al mecanizar piezas gruesas, se debe intentar utilizar un alambre de molibdeno de mayor diámetro y un ancho de pulso mayor, de modo que aumente la distancia de descarga, mejore la eficacia de la evacuación de virutas y aumente la estabilidad del corte.
(3) mantener la limpieza del refrigerante y reemplazar oportunamente el refrigerante nuevo, impurezas y líquido refrigerante de reflujo en la mesa con el filtro para filtrar las impurezas en el líquido refrigerante, luego la salida del refrigerante coloca una capa de esponja adsorbente de líquido refrigerante, el efecto es muy bueno. Para mejorar la capacidad de eliminación de virutas, se puede prevenir la pista de procesamiento, se puede agregar detergente y bloque de jabón al líquido refrigerante, de modo que el rendimiento de lavado sea bueno, se aumenta la capacidad de descarga de virutas y se mejora la condición de eliminación de virutas. Al mismo tiempo de manera oportuna ajustar de manera oportuna la posición de alimentación de rotación del bloque de alimentación o cambiar un nuevo bloque de alimentación, siempre limpiar las virutas en la alimentación de partículas, y el bloque de alimentación entre el alambre de molibdeno mantiene un estado de buen estado de contacto, evitar la aparición del fenómeno de descarga, puede evitar eficazmente la distorsión causada por el desperdicio de la pieza de trabajo de la pista de corte.
Cuatro, la conclusión
Analizando el funcionamiento de la línea de corte en el procesamiento de aluminio, se observa la fácil generación de partículas de alúmina, lo que provoca una disminución de la conductividad, desgaste del bloque de alimentación, rotura de alambres y cortocircuitos. Estos problemas afectan gravemente la calidad y la eficiencia del procesamiento. En la práctica, se presentan soluciones y métodos. Estas medidas son prácticas y viables, y contribuyen a mejorar la calidad del procesamiento por corte de alambre, reduciendo la rotura de alambres, los cortocircuitos y la distorsión de la trayectoria de corte en las piezas de aluminio.