Comparaison entre la soie rapide et lente

Méthodes d'analyse et de traitement des facteurs d'interruption des fils lors de la coupe et du traitement lents des fils en ligne :
La coupe au fil par décharge électrique peut être divisée en coupe au fil rapide et en coupe au fil lente en fonction de la vitesse de coupe. Comme la rugosité de surface de la pièce traitée par coupe rapide au fil est généralement comprise entre Ra=1,25 et 2,5 microns, tandis que la coupe lente au fil peut atteindre Ra=0. 16 microns, et l'erreur fixe, l'erreur linéaire et l'erreur dimensionnelle de la machine de découpe à fil lent sont toutes rapides et bonnes, de sorte que la machine de découpe à fil lent a été largement utilisée lors du traitement de pièces de haute précision.
Étant donné que la coupe lente du fil adopte une méthode d'alimentation continue en fil avec des fils-électrodes, qui complète le processus d'usinage pendant le mouvement des fils-électrodes, même en cas de perte de fils-électrodes, ils peuvent être continuellement complétés, améliorant ainsi l'usinage. précision des pièces. Cependant, la rupture de fil lors de la coupe par fil par décharge électrique est devenue un obstacle à ces avantages, et il est nécessaire de résoudre ce problème.
Mécanisme de rupture de fil :
On pense généralement que la rupture du fil est principalement causée par une température élevée du fil d'électrode provoquée par une décharge d'étincelle électrique concentrée, ce qui est cohérent avec le précurseur détecté de la rupture du fil. Par conséquent, l’étude de la répartition de la température des fils électrodes du point de vue de la théorie de la conduction thermique est devenue le principal moyen d’étudier le mécanisme de rupture des fils. Les résultats de la recherche indiquent que la charge thermique avant rupture du fil dépasse la valeur moyenne ; La largeur d'impulsion et le diamètre du fil ont un impact significatif sur la température du fil ; Le coefficient de convection thermique a un impact significatif sur la température du fil, et l'état de rinçage est crucial pour éviter la rupture du fil ; Les effets du chauffage Joule et des vibrations du fil peuvent être relativement ignorés.
Pour des alimentations à courant pulsé d'énergie égale, la recherche a montré qu'il existe deux précurseurs importants de rupture de fil : 1. L'augmentation soudaine de la fréquence de décharge d'étincelle sur une courte période de temps, en raison de la fréquence de décharge élevée, de la température locale de l'électrode. le fil est trop haut, ce qui entraîne une rupture du fil ; 2. La probabilité d'étincelle normale diminue, tandis que la probabilité d'étincelle anormale augmente progressivement, ce qui est également un précurseur de rupture de fil. En raison de l’augmentation de la perte de fil, le fil de l’électrode devient plus fin et finit par se briser. KP Rajurkar et coll. a souligné que le changement soudain de l'épaisseur de la pièce pendant le processus d'usinage est l'une des principales causes de la concentration des décharges. Par conséquent, il est nécessaire de détecter les changements dans l'épaisseur de la pièce en ligne, d'ajuster les paramètres de processus correspondants, de contrôler la vitesse d'alimentation et la fréquence de décharge du fil électrode et d'obtenir la vitesse de coupe optimale en cas de coupe de fil continue.
En raison de la courte durée du précurseur de rupture de fil et du contrôle en temps réel élevé de la prévention de rupture de fil, la sélection des paramètres de contrôle est très importante. Dans le traitement de coupe en ligne, l'amplification d'intervalle d'impulsion peut augmenter le temps nécessaire à l'intervalle de décharge pour éliminer les produits de corrosion, améliorant ainsi efficacement le phénomène de concentration de décharge et réduisant considérablement le risque de rupture de fil. Par conséquent, l’intervalle d’impulsion devient le paramètre de contrôle préféré pour le contrôle anti-casse.
1, Facteurs de rupture de fil liés aux fils d'électrodes
1. Caractéristiques du matériau du fil d'électrode
Le fil électrode nécessite de bonnes caractéristiques de décharge et une résistance à la traction élevée. Par conséquent, le laiton à faible teneur en zinc (10 %) est sélectionné comme noyau interne et le laiton à haute teneur en zinc est utilisé comme fil d'électrode de revêtement, ce qui répond exactement aux exigences de coupe de fil. Le fil d'électrode est constitué de fil de molybdène de marque, qui présente une haute précision, une résistance à la traction élevée et une bonne qualité. Le traitement à basse température des fils électrodes est également l'une des mesures visant à réduire la probabilité de rupture des fils. Une entreprise de l'Ohio, aux États-Unis, a comparé le fil d'électrode refroidi à -2000C pendant 24 heures avec le fil d'électrode qui n'a pas subi de traitement à basse température, et a constaté que le premier avait une probabilité de rupture de fil 30 % inférieure à celle du fil d'électrode. dernier.
La capacité de charge du fil électrode pendant le processus d'usinage est déterminée par le diamètre du fil électrode, de sorte que le diamètre affecte directement le taux de rupture du fil. Par conséquent, dans le processus d'usinage, des fils d'électrodes de coupe à grande vitesse avec un diamètre approprié, une surface de revêtement lisse, sans points d'oxydation ou un traitement à basse température doivent être sélectionnés en fonction des besoins réels, afin de réduire la casse des fils.
2. Tension de la soie et vibration de la soie
Dans l'usinage EDM à fil à basse vitesse, le maintien d'une tension aussi élevée et stable que possible sous la limite de résistance du fil électrode peut garantir que le fil maintient l'hystérésis de flexion minimale sous la force explosive de décharge pendant l'usinage grossier sans se casser. Une tension appropriée peut réduire efficacement l'amplitude des vibrations du fil et le maintenir stable pendant le traitement.
3. Vitesse de déplacement du fil d’électrode
En raison du petit diamètre du fil d'électrode lors de la coupe du fil (généralement 0.1-0.3 mm), si le fil d'électrode se déplace trop lentement, plusieurs décharges peuvent se produire à un certain point du fil d'électrode, ce qui entraîne une érosion excessive à ce stade. Sous l'action de la tension du fil et de la force explosive de la décharge d'étincelle, le fil se brise facilement. Ainsi, à condition que le fil permette un certain nombre de décharges continues, la vitesse du fil doit être ajustée en fonction de la fréquence de décharge, en tenant compte de l'épaisseur de la pièce. La fréquence de décharge et la vitesse du fil de l'usinage grossier et de l'usinage de précision sont différentes. Si le diamètre du fil d'électrode est petit, la pièce est épaisse, un usinage grossier est nécessaire et la fréquence de décharge est élevée, alors la vitesse du fil est relativement plus rapide. Dans le traitement réel, on peut se référer à la vitesse de déplacement du fil électrode fournie par la base de données de processus de la machine de découpe EDM à fil à basse vitesse.
4. Bloc conducteur
Les blocs conducteurs sont souvent constitués d'un alliage d'argent et de tungstène, qui présente une bonne conductivité et une bonne résistance à l'usure. Lors du traitement, le bloc conducteur et le fil électrode mobile restent en contact, entraînant une usure du bloc conducteur. Les blocs conducteurs utilisés dans les machines de découpe par électroérosion à fil à basse vitesse doivent être inspectés en temps opportun, retirés et nettoyés avec une solution de nettoyage pour éliminer toute saleté qui y adhère. S'ils sont très usés, ils peuvent être remplacés ou remplacés.
5. Traitement des déchets de soie
L'usinage par électroérosion à fil à basse vitesse est un processus de coupe de fil unidirectionnel qui génère une grande quantité de déchets de fil. Si le fil usé n'est pas retiré à temps, il est facile de générer une capacité supplémentaire entre les électrodes et il peut conduire directement avec le fil d'électrode dans la zone de traitement, entraînant une libération d'énergie concentrée, provoquant une rupture de fil ou même un court-circuit. , et même l'incapacité de traiter normalement. Par conséquent, lorsque les déchets de fil tombent, ils doivent être retirés rapidement. À l'heure actuelle, les machines-outils haut de gamme disposent toutes de dispositifs automatiques de traitement des déchets de fils. Il existe deux manières de le manipuler : premièrement, placez le dispositif de coupe au niveau de l'orifice de décharge du fil usé ; La seconde consiste à installer le dispositif de rupture de fil sur la tête de traitement, et les déchets de fil coupés sont évacués par un tuyau de poinçonnage.
2, facteurs de rupture de fil liés au fluide de travail
À l'heure actuelle, la découpe par électroérosion à fil à basse vitesse utilise principalement de l'eau pure et de l'eau distillée, qui sont bon marché et non polluantes. L'utilisation du fluide de travail a deux fonctions principales : l'isolation et le refroidissement. Par conséquent, le fluide de travail doit avoir de bonnes fonctions d’absorption de chaleur, de transfert de chaleur et de dissipation de chaleur.
Lorsque les performances du fluide de travail se détériorent, cela signifie que la présence d'ions d'impuretés dans le fluide de travail augmente considérablement et que les performances diélectriques du fluide de travail diminuent considérablement. D’une part, cela augmentera la probabilité de décharges de contact provoquées par des ponts conducteurs composés de particules diélectriques ; D'autre part, en raison de la conductivité accrue du fluide de travail, l'écart d'usinage augmente. À ce moment-là, la caractéristique de la forme d'onde d'usinage est une série d'impulsions de décharge avec presque aucun circuit ouvert ni retard de claquage. À ce stade, la densité d’énergie apportée à l’espace d’usinage est très élevée, ce qui peut facilement provoquer une rupture de fil. A ce stade, le fluide de travail doit être remplacé.
Les copeaux d'usinage générés lors du processus de déchargement sont également l'un des facteurs provoquant la rupture du fil. L'état de micro-court-circuit formé par le pontage avec des copeaux d'usinage ou la rencontre occasionnelle de points pointus relativement proéminents sur les deux pôles présente une résistance de contact élevée. En raison du mouvement du fil d'électrode, ce micro-court-circuit se sépare facilement et forme une décharge d'étincelle. Par conséquent, la densité d'énergie apportée par l'alimentation pulsée à l'espace d'usinage est beaucoup plus élevée que celle lors d'un usinage normal, provoquant une libération concentrée d'énergie pulsée au niveau de la partie adhésive du fil d'électrode, entraînant des fissures dans le fil d'électrode et pouvant potentiellement provoquer des fissures dans le fil d'électrode. rupture. Ces particules doivent donc être éliminées pendant le processus d’usinage. Afin d'éliminer efficacement les particules solides, lorsqu'il n'y a pas de contraintes géométriques sur la pièce, il est également conseillé de choisir un usinage serré autant que possible pour permettre à l'eau de s'engouffrer dans le joint de coupe et mieux améliorer la situation de rinçage. Si la direction du jet d'eau n'est pas précise, il est également facile de casser le fil. En raison de la direction imprécise de la pulvérisation d'eau, le fluide de travail ne peut pas être pulvérisé dans le tranchant et le fil d'électrode ne peut pas être refroidi, ce qui entraîne une augmentation soudaine de la température locale du fil d'électrode et provoque une brûlure du fil. La position de pulvérisation d'eau doit être enroulée autour du fil d'électrode avec une colonne d'eau, et la pression de pulvérisation d'eau doit être égale de haut en bas.
3, Facteurs de rupture de fil liés à la servocommande
La vitesse d'avance du servo doit maintenir une certaine relation avec le taux d'érosion de la pièce, c'est-à-dire maintenir une certaine valeur de jeu d'usinage. Parce que lorsque la vitesse du servo dépasse la vitesse d'érosion, des courts-circuits fréquents se produiront, tout en augmentant le risque de rupture de fil ; Au contraire, si la vitesse du servo est trop lente et que les deux pôles sont polarisés vers un circuit ouvert, un court-circuit se produira également pendant le processus d'usinage en raison du circuit ouvert, entraînant une diminution de la vitesse de coupe et une augmentation de la surface. rugosité. Ainsi, le servo doit avoir une alimentation uniforme et stable, éviter de ramper, un petit dépassement, une rigidité de transmission élevée, aucun espace évident dans la chaîne de transmission et une forte capacité anti-interférence. La fréquence d'usinage par décharge est très élevée et l'état de l'espace de décharge change constamment, ce qui nécessite que le système de réglage de l'avance s'ajuste rapidement en fonction du signal faible de l'état de l'espace. Par conséquent, les exigences d'inertie pour la région insensible, la constante de temps et les pièces mobiles tout au long du processus doivent être faibles, le facteur d'amplification doit être suffisant et le processus de transition doit être court.