Problemi comuni e metodi di risoluzione per la lavorazione di componenti in alluminio mediante taglio a filo NC

Durante la lavorazione a controllo numerico di componenti in alluminio, si verificano spesso problemi quali usura eccessiva, cortocircuiti, rottura del filo, distorsione della pista e deformazione del pezzo, con conseguente scarto di alcuni prodotti. Basandosi su una pluriennale esperienza, l'autore riassume i principali problemi tecnici riscontrati nella pratica di lavorazione.
Innanzitutto, il problema del filo che taglia le parti in alluminio che si rompono facilmente
Il motivo per cui il pezzo di alluminio tagliato con un filo è facile da rompere
Il taglio del filo di alluminio, poiché il materiale è morbido, la rimozione dei trucioli è difficile e l'alluminio ad alta temperatura tende a formare una pellicola dura durante la lavorazione, con conseguente formazione di una grande quantità di allumina o scaglie di alluminio che si attaccano facilmente al filo di molibdeno. Il filo di molibdeno, entrando in contatto con le parti del blocco di alimentazione, crea presto una scanalatura. L'alluminio morbido e l'abrasivo duro, mescolati insieme, riempiono la scanalatura e, una volta introdotti, la schiacciano e la tagliano.
2 soluzioni
Il filo di molibdeno viene pizzicato nel problema del blocco di alimentazione sotto le regolazioni della posizione del blocco di alimentazione del telaio del filo, per evitare che l'usura del blocco della scanalatura di alimentazione causi una bassa efficienza, la superficie di lavorazione tagli multipli causano il declino della qualità dei materiali e lo spreco di filo rotto.
Lo spessore del materiale di lavorazione supera i 40 mm, la lavorazione generale di 3 ~ 4 ore dopo la leggera rotazione del blocco di alimentazione, come mostrato in Figura 1b, la prima direzione di rotazione come mostrato in Figura 1a, 8 ore di lavorazione e poi ruotare nella direzione mostrata in Figura 1b, in modo che ogni lavorazione dopo 8 ore di rotazione regolino la posizione del blocco di alimentazione per ridurre la probabilità di rottura del filo. La lavorazione pratica mostra che il costo di lavorazione è notevolmente ridotto e il beneficio economico è migliorato con questo metodo. Si noti che il blocco di alimentazione e la tensione del filo dell'elettrodo sono generalmente compresi tra 0,5 e 1 mm. Quando tre punti di una superficie sono scanalature di taglio, ruotare il blocco di alimentazione di 90 gradi e così via fino a quando tutti e quattro i lati sono scanalati. Quindi, vicino alla linea di campionamento del pad laterale una guarnizione di 1 ~ 2 mm, è possibile regolare la posizione del blocco di alimentazione a sinistra, è equivalente a un nuovo blocco di alimentazione, risparmiando sui costi di produzione.
Ad esempio: lo spessore di ogni pezzo di alluminio è di 2 mm, un totale di 8 pezzi insieme in lavorazione contemporaneamente, circa 8 ore per regolare la superficie di contatto del blocco di alimentazione, lavorazione giornaliera di 8 ore, fino al sesto giorno di rottura del filo. Quindi utilizzare il filo di molibdeno micrometrico con un diametro di soli 0,125 mm (il diametro originale del filo di molibdeno è di 0,18 mm). Regolando notevolmente la posizione del blocco di alimentazione si evita il problema della rottura del filo nel blocco di alimentazione.

Naturalmente, va notato che quando i requisiti di precisione dimensionale del pezzo sono relativamente elevati, è necessario misurare il diametro del filo di molibdeno e modificare tempestivamente la quantità di compensazione per garantire il rispetto dei requisiti di precisione dimensionale.

Secondo, deformazione del pezzo
1 motivi per la deformazione del pezzo
La produzione del grezzo, la lavorazione, il trattamento termico, il riscaldamento non uniforme, la forza interna e la deformazione della trasformazione organizzativa, come il ruolo delle tensioni residue generate internamente, in un certo periodo di tempo senza influenze esterne in condizioni di distribuzione delle tensioni relativamente bilanciate, ma il processo WEDM, poiché il materiale del pezzo è un gran numero di tagli e asportazioni, può anche modificare la distribuzione delle tensioni, che con il passare del tempo tende gradualmente a bilanciarsi, in modo che il pezzo si deformi. Questo fenomeno di deformazione è più evidente per i pezzi in lega di alluminio.
2 soluzioni
(1) processo di taglio prima delle parti sollecitate nel primo trattamento termico per eliminare le tensioni interne, in modo che non si verifichino grandi deformazioni da stress al fine di stabilizzare le dimensioni delle parti. Naturalmente, materiali diversi, metodi di lavorazione non sono gli stessi.
(2) il metodo di lavorazione del contorno esterno di solito non può passare attraverso il foro del filo può essere tagliato dal lato del grezzo, come mostrato nella Figura 2a, questo metodo è molto facile da rompere perché il grezzo dopo il rilascio del materiale deformazione da stress, con conseguente diminuzione della precisione di lavorazione. Al fine di evitare e ridurre la deformazione della produzione, è possibile utilizzare il metodo di lavorazione del foro del filo tagliato, per mantenere il contorno grezzo chiuso, come mostrato nella Figura 2B, può minimizzare lo stress e la deformazione nel processo di lavorazione.
(a) taglio esterno (b) per riprodurre attraverso il foro del filo
(3) utilizzando il metodo di taglio doppio per la precisione di lavorazione dei pezzi, è meglio utilizzare il metodo di taglio doppio.
Come nel processo illustrato nella Figura 3, una coda di proiettile, con un morsetto di ferro a forma di V a un'estremità del diametro di 8 mm, e l'altra estremità è sospesa. Dopo la normale lavorazione, misurata con il micrometro, la dimensione di lavorazione del ferro vicino alla V è di 2,00 mm, e la dimensione di lavorazione dell'altra estremità è di soli 1,86 mm. Questo è un processo di taglio in linea, perché il materiale del pezzo viene tagliato per modificare la distribuzione delle sollecitazioni e la deformazione del pezzo.
Il metodo di miglioramento della lavorazione consiste nell'aumentare lo spessore della prima lavorazione intermedia da 2 mm a 2,4 mm, lasciando un margine di 0,2 sul primo lato di taglio (con un filo di molibdeno di diametro 0,18 mm durante la sgrossatura per una lavorazione rapida). La prima volta dopo il taglio originale dei pezzi grezzi, l'equilibrio delle tensioni interne viene distrutto e si raggiunge un nuovo equilibrio, quindi si procede alla seconda finitura, terminando la misurazione della dimensione di 1,99 mm, per testare la dimensione richiesta.
Tre parti in alluminio facili da tagliare, cortocircuitare e problema di distorsione della traccia di taglio
1. Analisi delle cause del problema
Nella lavorazione quotidiana, il taglio di pezzi di grande spessore è difficile a causa delle limitazioni delle condizioni di erosione EDM, dello spessore del pezzo entro un certo limite, della quantità insufficiente di refrigerante nel pezzo, della mancata eliminazione dei prodotti di erosione elettrica, della lavorazione instabile, dell'assenza di corrente fino al verificarsi di un cortocircuito di scarica, fenomeno che si verifica più facilmente nel processo di taglio dell'alluminio.
Solitamente, le macchine utensili da taglio della linea di assemblaggio sono dotate di una funzione di protezione da cortocircuito. In caso di cortocircuito, il basamento della macchina utensile si arresta immediatamente, rimanendo immobile in attesa della lavorazione. Tuttavia, nella lavorazione dell'alluminio, materiale morbido e leggero, la formazione di trucioli può risultare difficile. A volte, dopo una scarica da cortocircuito, la corrente si trasferisce dalla zona di lavorazione al blocco di alimentazione. Il blocco e il filo di molibdeno vengono alimentati dalla scarica elettrica. Sebbene tra il pezzo e l'elettrodo del filo si verifichi un cortocircuito, lo stato di scarica della macchina rimane normale. Pertanto, la macchina non attiva la protezione da cortocircuito tra il pezzo e il filo di molibdeno. Questa macchina continua a eseguire le normali procedure di taglio, ma la scarica del pezzo non consente di ottenere la forma e le dimensioni normali a causa del filo di molibdeno inserito nella scanalatura di trazione del pezzo di alluminio, causando la deformazione della pista di taglio e lo scarto del pezzo. Come mostrato nella Figura 4 dell'ingranaggio di lavorazione, le prime due fasi della lavorazione presentano la deformazione della pista di taglio e lo scarto del pezzo.
2 modi per risolvere
(1) Il primo consiste nell'ottimizzare i parametri di processo in base allo spessore, impostando parametri di taglio del filo differenti. Attraverso numerosi esperimenti, la lavorazione di materiali in lega di alluminio può risultare più appropriata riducendo la larghezza dell'impulso, poiché la diminuzione della larghezza dell'impulso riduce l'energia del singolo impulso, il segno di scarica è piccolo e può anche ridurre le dimensioni e la quantità di particelle di allumina, riducendo l'usura del blocco di alimentazione. Rispetto all'aumento dell'intervallo tra gli impulsi, si favorisce la rimozione dei trucioli, si riduce l'adesione del filo, si migliora la stabilità del taglio e si migliora la rugosità superficiale del pezzo. Se l'intervallo tra gli impulsi è troppo piccolo, non si può escludere la formazione di prodotto di scarica; se l'intervallo di scarica è troppo tardivo per eliminare l'ionizzazione, la lavorazione diventerà instabile e si rischia facilmente la rottura del filo o la distorsione della traccia di taglio.
La velocità di avanzamento impostata è inferiore alla velocità di corrosione effettiva del pezzo, e lo stato di lavorazione è aperto, con conseguente bassa velocità di taglio. Poiché il punto di fusione e il punto di vaporizzazione della lega di alluminio sono bassi, la quantità di energia di scarica aumenta e il gap di scarica è ampio. A causa del gap di scarica, la tensione impulsiva non può scaricarsi tempestivamente nel mezzo liquido, riducendo notevolmente il tasso di utilizzo degli impulsi; allo stesso tempo, una distanza eccessiva tra gli elettrodi del filo porta ad un aumento dell'ampiezza, rendendo il processo instabile e causando persino la rottura dei fili. Quando la velocità di avanzamento è superiore alla velocità di erosione effettiva impostabile (chiamata avanzamento di tracciamento o avanzamento), la lavorazione è soggetta a cortocircuiti, con conseguente riduzione della velocità di avanzamento e di taglio effettivi, ma non a causa dell'erosione elettrica dell'alluminio, della rottura dei fili e del conseguente cortocircuito. Pertanto, è necessaria una regolazione precisa dell'avanzamento a frequenza variabile per ottenere un migliore stato di lavorazione. L'intero circuito di controllo dell'avanzamento a frequenza variabile presenta numerosi punti di regolazione, la maggior parte dei quali si trova nel quadro elettrico della macchina utensile e, in genere, non dovrebbe essere modificata. Sul pannello della console è presente una manopola che, a seconda delle circostanze specifiche, può essere posizionata correttamente per garantire che la lettura dell'amperometro, del voltmetro e il jitter del filo di molibdeno siano ridotti al minimo, consentendo un'elaborazione ottimale in termini di tracciamento.
Ad esempio, nella lavorazione di pezzi spessi, generalmente all'inizio (5 mm) della lavorazione, poiché il filo dell'elettrodo tende a vibrare e la concentrazione del liquido di raffreddamento è elevata, è necessario aumentare l'energia del singolo impulso, incrementando l'intervallo tra gli impulsi, almeno fino a un rapporto tra larghezza dell'impulso e intervallo tra gli impulsi di 1:8, in modo da garantire che l'energia del singolo impulso e l'erosione elettrica siano sufficienti a escludere un intervallo di tempo adeguato, riducendo al contempo la corrente di lavorazione, generalmente inferiore a 2 A. Quando la lavorazione è stabile, si procede alla corrispondente riduzione dell'intervallo tra gli impulsi, aumentando la corrente di lavorazione a circa 3 A e la tensione a circa 75 V. Il valore medio della scarica del filo di molibdeno non aumenta, la capacità di formare una scarica a scintilla e la forza esplosiva della scintilla vengono potenziate. Pertanto, i parametri elettrici devono essere opportunamente impostati su valori più elevati, altrimenti la lavorazione risulterà instabile e la qualità dei pezzi lavorati diminuirà.
La velocità di taglio e la rugosità superficiale sono i due indici tecnologici, quindi è necessario perseguire un'elevata velocità di taglio per soddisfare il requisito di rugosità superficiale.
(2) in base allo spessore del pezzo, lo spazio di scarica non è adatto se è troppo piccolo, altrimenti soggetto a cortocircuiti, la scarica non è favorevole al raffreddamento e alla corrosione dei materiali; lo spazio di scarica è troppo grande, influirà sulla rugosità superficiale e sulla velocità di lavorazione. Quando si taglia un pezzo spesso, si dovrebbe provare a utilizzare un filo di molibdeno di diametro maggiore, una larghezza di impulso maggiore, in modo che lo spazio di scarica aumenti, migliori l'effetto di rimozione del truciolo, migliori la stabilità del taglio.
(3) mantenere la pulizia del refrigerante e sostituire tempestivamente il nuovo refrigerante, le impurità e il liquido di raffreddamento di riflusso nel tavolo con il filtro per filtrare le impurità nel liquido di raffreddamento, quindi l'uscita del refrigerante mettere uno strato di spugna assorbente liquido di raffreddamento, l'effetto è molto buono. Per migliorare la capacità di rimozione dei trucioli, è possibile prevenire la pista di lavorazione, il detergente e il blocco di sapone possono essere aggiunti al liquido di raffreddamento, in modo che le prestazioni di lavaggio siano buone, la capacità di scarico dei trucioli è aumentata e le condizioni di rimozione dei trucioli sono migliorate. Allo stesso tempo, regolare tempestivamente la posizione dell'alimentazione rotante del blocco o cambiare un nuovo blocco di alimentazione, pulire sempre i trucioli nell'alimentazione delle particelle e il blocco di alimentazione tra il filo di molibdeno mantiene un buon stato di contatto, evitare l'emergere del fenomeno di scarico, che può evitare efficacemente la distorsione causata dallo scarto del pezzo in lavorazione della pista di taglio.
Quattro, la conclusione
Dall'analisi del funzionamento effettivo della linea di taglio, nella lavorazione dell'alluminio, si è riscontrato che si formano facilmente particelle di allumina, con conseguente diminuzione della conduttività, usura del blocco di alimentazione, rottura dei fili e fenomeni di cortocircuito, che influiscono seriamente sulla qualità e sull'efficienza della lavorazione. Questi problemi e soluzioni sono riassunti nella sezione "Problemi pratici". I metodi e le misure adottate sono pratici e fattibili e hanno un buon effetto sul miglioramento della qualità della lavorazione a taglio del filo, riducendo la rottura del filo, i cortocircuiti e la distorsione della traccia di taglio dei pezzi in alluminio.