Typowe problemy i metody rozwiązywania części aluminiowych podczas cięcia drutem NC

Podczas obróbki CNC elementów aluminiowych często występują problemy związane z poważnym zużyciem, zwarciem, zerwaniem drutu, odkształceniem toru i deformacją przedmiotu obrabianego, a niektóre produkty są od razu wyrzucane. Opierając się na wieloletnim doświadczeniu, autor podsumowuje kluczowe problemy techniczne w praktyce obróbki.
Po pierwsze, drut tnący aluminiowe części łatwo pęka, problem z drutem
Powód, dla którego aluminiowy element cięty jednym drutem jest łatwy do złamania
Cięcie drutem aluminiowym, ze względu na jego miękkość, utrudnia usuwanie wiórów, a aluminium w wysokiej temperaturze bardzo łatwo tworzy twardą powłokę, co powoduje, że duża ilość resztek tlenku glinu lub aluminium łatwo przykleja się do drutu molibdenowego. Drut molibdenowy stykający się z elementami bloku podającego szybko wygładzi rowek. Miękkie aluminium i twardy materiał ścierny zmieszane razem, wypełniają rowek, a po wniesieniu, doprowadzą do jego zniszczenia i oddzielą go od drutu.
2 rozwiązania
Drut molibdenowy jest ściskany w bloku podającym, co powoduje problem z regulacją położenia bloku podającego w ramce drutu. Zapobiega to zużyciu bloku podającego, co powoduje niską wydajność, wielokrotne cięcie powierzchni obrabianej, a także spadek jakości materiałów i marnotrawstwo zerwanego drutu.
Grubość materiału przekracza 40 mm, ogólne przetwarzanie 3 ~ 4 godziny po nieznacznym obróceniu bloku podającego o kąt, jak pokazano na rysunku 1b, pierwszy kierunek obrotu, jak pokazano na rysunku 1a, 8 godzin przetwarzania, a następnie obrót w kierunku pokazanym na rysunku 1b, tak aby każde przetwarzanie po 8 godzinach obrotu dostosowywało położenie bloku podającego w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa zerwania drutu. Praktyczne przetwarzanie pokazuje, że koszty przetwarzania są znacznie obniżone, a korzyści ekonomiczne są zwiększone dzięki tej metodzie. Należy zauważyć, że blok podający i napięcie drutu elektrodowego wynoszą zazwyczaj 0,5 ~ 1 mm. Gdy trzy punkty jednej powierzchni wycinają rowki, blok podający obraca się o 90 stopni i tak dalej, aż cztery boki wycinają rowki. Następnie, w pobliżu linii próbkowania podkładki bocznej, uszczelka 1 ~ 2 mm, może dostosować położenie bloku podającego w lewo, co jest równoważne z nowym blokiem podającym, oszczędzając koszty produkcji.
Na przykład: grubość każdego elementu aluminiowego wynosi 2 mm, łącznie 8 elementów obrabianych jednocześnie, około 8 godzin regulacji powierzchni styku bloku podającego, codzienne przetwarzanie trwa 8 godzin, aż do sześciu dni zerwania drutu. Następnie użyj mikrometru, średnica drutu molibdenowego wynosi zaledwie 0,125 mm (oryginalna średnica drutu molibdenowego wynosi 0,18 mm). Znaczna regulacja położenia bloku podającego pozwala uniknąć problemu zerwania drutu.

Oczywiście należy pamiętać, że gdy wymagania dotyczące dokładności rozmiaru przedmiotu obrabianego są stosunkowo wysokie, konieczne jest zmierzenie średnicy drutu molibdenowego i terminowa modyfikacja wartości kompensacji, aby zapewnić spełnienie wymagań dotyczących dokładności rozmiaru.

Dwa, odkształcenie przedmiotu obrabianego
1 przyczyna odkształcenia przedmiotu obrabianego
Produkcja półfabrykatu, obróbka skrawaniem, obróbka cieplna, nierównomierne nagrzewanie, siły wewnętrzne i odkształcenia, transformacja organizacyjna, taka jak rola wewnętrznie generowanych naprężeń szczątkowych, przez pewien czas bez wpływu czynników zewnętrznych, przy stosunkowo zrównoważonym rozkładzie naprężeń, są istotne. Proces WEDM, ze względu na dużą liczbę cięć i odcięć materiału obrabianego, może również zmieniać rozkład naprężeń, który z upływem czasu stopniowo się równoważy, co prowadzi do odkształcenia przedmiotu obrabianego. To zjawisko jest bardziej widoczne w przypadku części ze stopów aluminium.
2 rozwiązania
(1) Proces cięcia przed obróbką cieplną części poddanych naprężeniom, w celu wyeliminowania naprężeń wewnętrznych, zapobiega wystąpieniu dużych odkształceń pod wpływem naprężeń, co pozwala na stabilizację rozmiaru części. Oczywiście, różne materiały i metody obróbki nie są takie same.
(2) Metoda obróbki zewnętrznego konturu zazwyczaj nie pozwala na wycięcie otworu przez drut, ale może być wykonana od strony wykroju, jak pokazano na rysunku 2a. Metoda ta jest bardzo podatna na uszkodzenia, ponieważ materiał po uwolnieniu naprężeń odkształcających wykrojnik, co prowadzi do zmniejszenia dokładności obróbki. Aby uniknąć i zmniejszyć odkształcenia w procesie produkcji, można zastosować metodę obróbki poprzez otwór przez drut, aby zachować zgrubny kontur zamkniętego elementu, jak pokazano na rysunku 2B, co pozwala zminimalizować naprężenia i odkształcenia w procesie obróbki.
(a) cięcie zewnętrzne (b) obróbka otworu przez drut
(3) Aby uzyskać dokładność obróbki części, należy stosować metodę dwukrotnego cięcia.
Podobnie jak w procesie pokazanym na rysunku 3, z ogonem pocisku, z zaciskiem żelaznym w kształcie litery V o średnicy 8 mm na jednym końcu, a drugim końcem zawieszonym. W wyniku standardowego procesu obróbki po pomiarze mikrometrycznym, rozmiar obróbki żelaza w kształcie litery V wynosi 2,00 mm, a rozmiar obróbki drugiego końca to zaledwie 1,86 mm. Jest to proces cięcia online, ponieważ materiał obrabiany jest cięty w celu zmiany rozkładu naprężeń odkształcających.
Metoda obróbki polega na zwiększeniu grubości pierwszego etapu obróbki pośredniej z 2 mm do 2,4 mm, pozostawiając margines 0,2 mm po stronie cięcia (przy średnicy drutu molibdenowego 0,18 mm, gdy obróbka zgrubna jest zbyt szybka). Po pierwszym cięciu, pierwotne wykroje zostają zniszczone przez zrównoważenie naprężeń wewnętrznych i ponownie wyważone, a następnie po drugim etapie obróbki wykańczającej, z pomiarem końcowym o rozmiarze 1,99 mm, w celu sprawdzenia wymaganego rozmiaru.
Trzy, części aluminiowe, które łatwo przeciąć, powodują zwarcie i zniekształcenie ścieżki cięcia
1 Analiza przyczyn problemu
W codziennym przetwarzaniu cięcie dużych grubości przedmiotu obrabianego jest trudne ze względu na ograniczenia warunków erozji EDM, grubość przedmiotu obrabianego do pewnego stopnia, niewystarczającą ilość chłodziwa w przedmiocie obrabianym, przerwę produktów erozji elektrycznej, która normalnie nie jest wykluczona, przetwarzanie nie jest stabilne, nie ma prądu, dopóki nie nastąpi zwarcie rozładowcze, podczas procesu cięcia aluminium jest bardziej prawdopodobne, że to zjawisko wystąpi.
Zazwyczaj maszyny do cięcia z linii montażowej wyposażone są w funkcję zabezpieczenia przeciwzwarciowego. Po wystąpieniu zwarcia łoże obrabiarki natychmiast zatrzymuje się, pozostawiając obrabiarkę na miejscu i nie ruszając się, czekając na obróbkę. Jednak w obróbce aluminium, miękkie i lekkie, wióry są trudne do oddzielenia. Czasami po zwarciu punkt rozładowania jest przenoszony przez strefę obróbki do bloku podającego, a drut molibdenowy jest podawany przez wyładowanie iskrowe. Chociaż między przedmiotem obrabianym a drutem elektrodowym występuje stan zwarcia, stan rozładowania maszyny jest normalny. Maszyna nie osiąga zabezpieczenia przeciwzwarciowego z powodu zwarcia między przedmiotem obrabianym a drutem molibdenowym. Maszyna nadal działa zgodnie ze standardowymi procedurami cięcia. Obróbka przedmiotu obrabianego nie może przetwarzać normalnego kształtu i rozmiaru przez drut molibdenowy w miękkim rowku ciągnącym przedmiotu obrabianego z aluminium, powodując odkształcenie toru cięcia, co prowadzi do złomowania przedmiotu obrabianego. Jak pokazano na rysunku 4, pierwsze dwie części obróbki toru cięcia ulegają odkształceniu, a przedmiot obrabiany zostaje złomowany.
2 sposoby rozwiązania
(1) Pierwszym krokiem jest optymalizacja parametrów procesu w zależności od grubości drutu i parametrów cięcia. W licznych eksperymentach, obróbka stopów aluminium może być wskazana do zmniejszenia szerokości impulsu, ponieważ zmniejsza się szerokość impulsu, energia pojedynczego impulsu jest mniejsza, ślad wyładowania jest mniejszy, a ponadto może zmniejszyć rozmiar i ilość cząstek tlenku glinu, co z kolei zmniejsza zużycie bloku podającego. Zwiększenie odstępu między impulsami sprzyja usuwaniu wiórów, zmniejsza sklejanie się drutu, poprawia stabilność cięcia i chropowatość powierzchni przedmiotu obrabianego. Zbyt mały odstęp między impulsami nie pozwala na wykluczenie produktu wyładowania, a przerwa rozładowania jest zbyt późna, aby wyeliminować jonizację, co może prowadzić do niestabilności obróbki i zerwania drutu lub zniekształcenia ścieżki cięcia.
Prędkość posuwu zestawu jest mniejsza niż rzeczywista szybkość korozji przedmiotu obrabianego, a stan obróbki jest otwarty, a prędkość cięcia jest niska. Ze względu na niskie temperatury topnienia i parowania stopu aluminium, ilość energii wyładowania jest zwiększona, a przerwa wyładowcza jest duża. Z powodu przerwy wyładowczej napięcie impulsu nie może być w odpowiednim czasie przebite między medium ciekłym, co znacznie zmniejsza współczynnik wykorzystania impulsu. Jednocześnie zbyt duża odległość między drutem elektrodowym prowadzi do wzrostu amplitudy, co powoduje niestabilność procesu, nawet w przypadku zerwania drutu. Gdy prędkość posuwu jest większa niż rzeczywista prędkość erozji (zwana śledzeniem lub posuwem), obróbka jest łatwa do zwarcia. Rzeczywista prędkość posuwu i cięcia również ulegają zmniejszeniu, ale nie przez eliminację erozji elektrycznej aluminium, zerwanie drutu i zwarcie. Dlatego rozsądna regulacja częstotliwości posuwu pozwala na osiągnięcie lepszego stanu obróbki. Cały obwód sterowania posuwem o zmiennej częstotliwości posiada wiele ogniw regulacyjnych, z których większość jest zainstalowana w szafie sterowniczej obrabiarki. Generalnie nie należy ich zmieniać. Na panelu konsoli znajduje się pokrętło, które można ustawić w odpowiedniej pozycji, zależnie od konkretnych warunków, aby zapewnić minimalny jitter odczytu miernika prądu, woltomierza i drutu molibdenowego, zapewniając optymalne śledzenie.
Na przykład obróbka grubego przedmiotu obrabianego, zazwyczaj na początku (5 mm) obróbki, ponieważ drut elektrodowy jest łatwy do potrząsania, stężenie cieczy chłodzącej jest wysokie, należy dodać energię pojedynczego impulsu, zwiększając odstęp między impulsami, co najmniej o stosunek szerokości impulsu do odstępu między impulsami (1:8), co ma zapewnić, że energia pojedynczego impulsu i wystarczająca erozja elektryczna wykluczają wystarczający odstęp czasu, jednocześnie zmniejszając prąd obróbki, zazwyczaj poniżej 2 A. Gdy obróbka jest stabilna, wówczas odpowiednie zmniejszenie odstępu między impulsami, przetwarzanie prądu wzrasta o około 3 A, napięcie około 75 V. Średnia wartość rozładowania drutu molibdenowego nie wzrasta, zdolność do tworzenia wyładowania iskrowego, siła wybuchu iskry jest zwiększona. Dlatego parametry elektryczne powinny być odpowiednie, aby wziąć większe, w przeciwnym razie spowoduje to, że obróbka nie będzie stabilna, a jakość obrabianych części ulegnie pogorszeniu.
Wymaganie dotyczące prędkości skrawania i chropowatości powierzchni to dwa wskaźniki technologiczne, dlatego też konieczne jest stosowanie dużej prędkości skrawania, aby sprostać wymogowi dotyczącemu chropowatości powierzchni.
(2) W zależności od grubości obrabianego przedmiotu, szczelina wyładowcza jest nieodpowiednia, ponieważ jest zbyt mała, co grozi zwarciem i nie sprzyja chłodzeniu i korozji materiałów. Zbyt duża szczelina wyładowcza wpłynie na chropowatość powierzchni i prędkość obróbki. Podczas cięcia grubych przedmiotów obrabianych należy spróbować użyć drutu molibdenowego o większej średnicy i większej szerokości impulsu, aby zwiększyć szczelinę wyładowczą, poprawić usuwanie wiórów i stabilność cięcia.
(3) Utrzymuj czystość chłodziwa i regularnie wymieniaj chłodziwo, zanieczyszczenia i płyn chłodzący refluksowy w stole z filtrem w celu odfiltrowania zanieczyszczeń w płynie chłodzącym, a następnie na wylocie chłodziwa umieść warstwę gąbki adsorpcyjnej, co daje bardzo dobry efekt. Aby poprawić zdolność usuwania wiórów, można zapobiec osadzaniu się detergentu i bloku mydła w płynie chłodzącym, co zapewnia dobrą wydajność mycia, zwiększa zdolność odprowadzania wiórów i poprawia warunki usuwania wiórów. Jednocześnie, aby odpowiednio dostosować położenie obrotowego posuwu bloku lub wymienić nowy blok posuwu, zawsze czyść wióry w miejscu podawania cząstek, a blok posuwu między drutem molibdenowym utrzymuje dobry stan styku, zapobiegając powstawaniu zjawiska rozładowania, co może skutecznie zapobiegać zniekształceniom spowodowanym przez zeskrobany element obrabiany na torze cięcia.
Cztery, wniosek
Z analizy rzeczywistej pracy linii cięcia, przeprowadzonej w procesie obróbki aluminium, wynika, że ​​łatwo powstają cząstki tlenku glinu, co prowadzi do spadku przewodności, zużycia bloku podającego, zerwania drutu i zwarcia, co poważnie wpływa na jakość i wydajność obróbki, co podsumowano w praktycznych problemach i rozwiązaniach. Te metody i środki są praktyczne i wykonalne, co ma pozytywny wpływ na poprawę jakości cięcia drutem, redukując zerwanie drutu, zwarcie i odkształcenie toru cięcia elementów aluminiowych.