Mejora de la tecnología EDM

Nov 20, 2023

Defectos de calidad y medidas de mejora en electroerosión por hilo de matriz y molde

Debido a que una máquina de electroerosión por hilo (EDM) no produce una gran fuerza de corte y tiene una alta eficiencia de mecanizado, la tecnología de electroerosión por hilo se ha utilizado cada vez más en el campo de la fabricación de moldes. Con la mejora continua de los requisitos técnicos de las piezas aeroespaciales y los moldes de precisión, los requisitos de calidad de la electroerosión por hilo son cada vez más altos. Sin embargo, siempre hay algunos fenómenos que afectan la eficiencia del mecanizado por electroerosión por hilo y la calidad del mecanizado en el proceso de fabricación de moldes. Aquí, se proponen algunas medidas de mejora para varios tipos de defectos de calidad del mecanizado.

Ángulo de colapso. El colapso se refiere al fenómeno de que cuando la electroerosión por hilo gira, la esquina del molde no tiene el tamaño teórico, sino que se corta con el hilo del electrodo. El ángulo de colapso no cumple con los requisitos reales, y se deben tomar diferentes soluciones de acuerdo con el ángulo de procesamiento del troquel.

Por ejemplo, para evitar el colapso de la esquina exterior, el programa de alambre del electrodo puede continuar extendiendo los 0,5 mm en la esquina, para evitar que el electrodo gire en la esquina, eliminando así el colapso. También puede mover los 0,5 mm hacia adelante en la esquina, luego recortar, y el programa compensa el radio del cable del electrodo, de modo que el colapso permanezca en la parte no deseada. Al mismo tiempo, aumentar la tensión del cable del electrodo y reemplazar las partes vulnerables, como la polea guía y el bloque conductor, puede reducir la amplitud de fluctuación del cable del electrodo y reducir el colapso de la matriz.

La rugosidad de la superficie de la electroerosión por hilo depende de muchos factores, como las condiciones de mecanizado, el tiempo de descarga, la corriente máxima, la velocidad de mecanizado, etc. Cuanto más rápida sea la velocidad de corte, más rugosa será la superficie de corte. La práctica ha demostrado que cuando la electroerosión por hilo se lleva a cabo con una fuente de alimentación de impulsos de onda rectangular, independientemente del material, grosor y tamaño de la pieza de trabajo, siempre que la perilla de alimentación de conversión de frecuencia se ajuste para ajustar la corriente de mecanizado (es decir, la corriente promedio indicada en el amperímetro) a aproximadamente 70% 80% de la corriente de cortocircuito (es decir, la corriente indicada en el medidor cuando la fuente de alimentación de pulso está cortocircuitada), es básicamente la mejor condición de trabajo.

Para mejorar la precisión de mecanizado del troquel y garantizar una cierta velocidad de procesamiento, se puede adoptar el método de corte múltiple. En el mecanizado de desbaste, primero usamos condiciones de procesamiento más fuertes, obtenemos una compensación más grande, reservamos algo de margen, cortamos rápidamente y luego usamos condiciones de procesamiento más débiles para reducir la compensación y realizar el acabado en la dirección opuesta. Especialmente al cortar el troquel cóncavo, el margen de mecanizado se reserva de antemano para realizar un corte basto a alta velocidad, y luego se reduce el ancho de pulso de la fuente de alimentación para realizar un corte fino. En comparación con el método de corte múltiple, cuando se obtiene la misma rugosidad superficial, no solo la velocidad de corte promedio es más rápida, sino que también la deformación de la pieza de trabajo es pequeña y la precisión dimensional obviamente mejora debido a la liberación gradual de la tensión residual en la pieza de trabajo

En WEDM, debido al uso de calor de descarga para el mecanizado, la superficie de la matriz se derrite debido a la alta temperatura producida por la descarga, y luego el enfriamiento rápido produce una capa metamórfica, y el material en la capa metamórfica se solidifica repentinamente debido a enfriamiento rapido. La contracción produce estrés térmico de tracción, lo que da como resultado muchas microfisuras. Además, la electroerosión por hilo a menudo se organiza después del tratamiento térmico de troquel para evitar diversas tensiones en el procesamiento en caliente, causar deformación y agrietamiento de la cavidad del molde y mejorar la precisión de formación del molde. Sin embargo, en el proceso de eliminación de material por WEDM, la tensión simétricamente equilibrada de la pieza de trabajo en la superficie de corte cambiará, provocando una nueva deformación, el equilibrio de tensión de cada parte del material se destruirá durante el corte y la tensión debe ser redistribuido este proceso de reequilibrio de la tensión también puede provocar la deformación y el agrietamiento de la pieza de trabajo. Se mejora a partir de los siguientes aspectos según las causas de deformación y fisuración.

Los materiales del troquel suelen ser acero para herramientas con alto contenido de carbono, como T8A T10A y acero para herramientas de aleación Crl2, Crl2MV. En general, el acero para herramientas con alto contenido de carbono se puede utilizar para troqueles con forma simple, volumen pequeño y requisitos de vida útil bajos, mientras que el acero para herramientas de aleación es adecuado para troqueles con formas complejas, requisitos de vida útil elevados y gran volumen. Debido a que la composición del acero tiene una gran influencia en la deformación del templado y la tensión interna residual, y debido a que la templabilidad del acero para herramientas con alto contenido de carbono es baja, la tensión térmica y la tensión de la microestructura del acero para herramientas con alto contenido de carbono durante el templado son mayores que las del acero aleado para herramientas. , por lo que a menudo se produce el agrietamiento por deformación por enfriamiento del acero para herramientas con alto contenido de carbono. Además, el agrietamiento a menudo ocurre cuando el acero para herramientas con alto contenido de carbono se mecaniza mediante electroerosión por hilo debido a la liberación de la tensión interna residual, por lo que se debe seleccionar acero para herramientas de aleación en la medida de lo posible cuando se utiliza el troquel de electroerosión por hilo.

Para aquellos que necesitan enfriamiento, se deben seleccionar los materiales con buena templabilidad y los mejores materiales se deben determinar comparando la curva de templabilidad y las propiedades integrales de los materiales. Si la precisión es muy alta, se deben seleccionar materiales de carburo cementado. No se debe seleccionar acero inoxidable o acero con alto contenido de carbono sin templar.

El pretratamiento térmico es una medida eficaz para evitar la deformación y el agrietamiento del tratamiento térmico. El tratamiento general de templado y revenido es el tratamiento de precalentamiento, que se organiza después del mecanizado de desbaste. Su proceso tecnológico es: forja "esferoidización recocido" desbaste "templado y revenido" semiacabado "templado y revenido" acabado. La práctica muestra que la adición de un tratamiento de templado y revenido después del desbaste es eficaz para controlar la deformación del tratamiento térmico, que no solo prepara la microestructura para el tratamiento térmico final, sino que también elimina la tensión mecánica causada por el desbaste.

Cuando hay una gran tensión residual en la pieza de trabajo antes del enfriamiento rápido, es probable que refuerce la falta de uniformidad de la deformación durante el enfriamiento rápido, por lo que el tratamiento de desesfuerzo debe complementarse antes del enfriamiento rápido.

Para reducir su deformación, la selección correcta de la temperatura de calentamiento es muy importante, la temperatura de enfriamiento demasiado alta es fácil de producir una deformación irregular, por lo que bajo la premisa de no afectar el rendimiento, debemos esforzarnos por una temperatura de calentamiento más baja.

El proceso de recocido de esferoidización está estrictamente estandarizado y el enfriamiento adopta el precalentamiento y el enfriamiento gradual para reducir la tensión de enfriamiento. El acero templado debe templarse a tiempo para eliminar la tensión interna del templado y reducir la fragilidad; para el segundo tipo de acero de troquel templado quebradizo debe enfriarse rápidamente (enfriamiento con agua o aceite) después del templado a alta temperatura, el segundo tipo de fragilidad del templado puede eliminarse.

para el precisopiezas de fresado CNC , el punto de inicio, la dirección del programa y la posición de sujeción del corte deben organizarse de acuerdo con las características de forma de las piezas, para minimizar la deformación. En general, el punto de partida de la electroerosión por hilo debe establecerse en las piezas planas, acabadas o que tienen poco efecto sobre el rendimiento de la pieza de trabajo. Al mismo tiempo, al compilar el programa de mecanizado de piezas, a través del análisis del dibujo, al determinar la ruta de corte, primero debemos cortar desde el lado con requisitos de precisión, para que se pueda reducir la influencia de la deformación del mecanizado en la precisión de la pieza. .

Para las piezas perforadas, el orificio del cable en el punto inicial de la forma debe taladrarse en la pieza bruta convexa antes del templado, de modo que el equilibrio de tensión interna de la pieza de trabajo no se destruya durante el corte, a fin de evitar grietas y deformaciones causadas por el corte. desde el exterior del material.

La mayoría de las piezas mecanizadas por electroerosión por hilo están forjadas y templadas, y hay una gran tensión residual en el interior, que se liberará después del mecanizado eléctrico para deformar el troquel. Para evitar este fenómeno, el hábito tradicional de cortar una vez se cambia a un corte secundario basto y fino, de modo que la deformación después del primer corte basto se pueda corregir a tiempo durante el corte de precisión. El preprocesamiento se puede llevar a cabo primero, como abrir un espacio estrecho de tensión en el centro simétrico de la parte de corte en línea para liberar la tensión interna y luego realizar el acabado.

Arriba, se analizan en detalle algunos problemas de calidad existentes en la electroerosión por hilo, y se proponen las medidas de mejora. Hay muchos factores que afectan la precisión del mecanizado y la calidad de la superficie de WEDM, como la tensión interna del material, la rigidez de la pieza de corte y la pieza de sujeción fija, la selección de la tecnología de procesamiento y los parámetros eléctricos, y los factores de la propia máquina herramienta. es necesario observar y analizar cuidadosamente en el trabajo habitual, descubrir las razones existentes, utilizar constantemente nuevos métodos tecnológicos para practicar, mejorar el proceso de producción y el modo de producción, y aprovechar al máximo las ventajas de los moldes de electroerosión por hilo.