روش پردازش مکانیکی - برش سیم

I برش سیم تخلیه الکتریکی

 

دستگاه برش سیم تخلیه الکتریکی (ماشینکاری تخلیه الکتریکی سیم ، WEDM مختصر) متعلق به دسته ماشینکاری الکتریکی است. این توسط محققان اتحاد جماهیر شوروی ، لازارنكوف و همسرش هنگام مطالعه پدیده ها و علل خسارت فرسایش در تماس های سوئیچ ناشی از تخلیه جرقه کشف شد. آنها دریافتند که دمای بالای آنی جرقه می تواند فلز محلی را ذوب و اکسیده شود و منجر به خوردگی شود. این منجر به ایجاد و اختراع ماشینکاری تخلیه الکتریکی شد. دستگاه برش سیم نیز در سال 1960 در اتحاد جماهیر شوروی اختراع شد و چین اولین کشوری بود که از آن برای تولید صنعتی استفاده کرد.

 

 

 

II اصول فیزیکی

 

یون‌ها و الکترون‌های مثبت آزاد در میدان جمع می‌شوند و به سرعت یک کانال رسانای یونیزه را تشکیل می‌دهند. در این مرحله، جریانی بین دو صفحه جریان می‌یابد که باعث برخوردهای بی‌شماری بین ذرات می‌شود و منطقه پلاسمایی را تشکیل می‌دهد که به سرعت بین 8000 تا 12000 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود. این باعث می شود که برخی از مواد روی سطوح دو هادی فورا ذوب شوند. در همین زمان در اثر تبخیر الکترود و مایع دی الکتریک حباب ایجاد می شود و فشار آن طبق یک الگوی منظم بالا می رود تا به حد بسیار بالایی برسد. سپس جریان قطع می شود و دما ناگهان کاهش می یابد و باعث ترکیدن حباب می شود. نیرویی که در اثر انفجار ایجاد می شود، مواد ذوب شده را خارج می کند و یک گودال ایجاد می کند. سپس مواد خورده شده در مایع دی الکتریک به کره های کوچک متراکم شده و توسط مایع خارج می شود. از طریق نظارت و مدیریت کنترل شده با NC، مکانیسم سروو پدیده تخلیه را به طور یکنواخت اجرا می کند.

 

 

 

طبقه بندی سوم

 

دستگاه های برش سیم تخلیه الکتریکی را می توان با توجه به سرعت سیم به سه نوع طبقه بندی کرد: ماشینکاری تخلیه الکتریکی سیم با سرعت بالا (که معمولاً "برش سیم سریع" نامیده می شود) ، ماشینکاری تخلیه الکتریکی سیم با سرعت کم سرعت (که معمولاً نامیده می شود " برش سیم آهسته ") ، و ماشینکاری تخلیه الکتریکی سیم خود را به صورت عمودی. آنها همچنین می توانند بر اساس نوع کار در نوع کار به صورت متقاطع تک ستون و نوع دو ستون (که معمولاً "نوع گانری" نامیده می شود) طبقه بندی شوند.

 

1. دستگاه تخلیه الکتریکی سیم متقابل

سرعت سیم برای ماشین های تخلیه الکتریکی سیم رفت و برگشتی بین 6 تا 12 متر بر ثانیه تنظیم شده است و یک نوع منحصر به فرد است که در چین توسعه یافته است. در سپتامبر 1970، کارخانه دولتی ماشین آلات چانگ فنگ متعلق به وزارت صنعت ماشین آلات با موفقیت "دستگاه سیم برش اتوماتیک با کنترل دیجیتال" را توسعه داد که اولین در نوع خود در چین بود. در سال 1972، وزارت صنعت ماشین‌آلات یک ارزیابی فنی از دستگاه سیم‌برش CNC CKX انجام داد که مطابق با سطح پیشرفته داخلی تشخیص داده شد. در سال 1973 تولید انبوه دستگاه سیم برش CNC با نام CKX{9}} آغاز شد.

 

در سپتامبر 1981، دستگاه CNC DK3220 با عملکرد برش مخروطی با موفقیت توسعه یافت، که مهمترین ویژگی محصول توانایی برش با مخروطی 1.{3}}درجه است. این یک پیشرفت تکنولوژیکی عمده در ماشین های برش سیم بود. همانطور که تکنولوژی برش مخروطی به تدریج پیشرفت کرد، فناوری برش مخروطی متغیر و برش نامتقارن بالا به پایین نیز پیشرفت چشمگیری داشت. پیشرفت در برش مواد ضخیم تر، دقت مقطعی و طولی را با ضخامت برش بیش از 1000 میلی متر به میزان زیادی بهبود بخشید. این امر باعث شده است که دستگاه های برش سیم رفت و برگشتی در عین رفع نیازهای مشتریان داخلی و بین المللی سودمندتر شوند.

 

تعداد چنین ماشین هایی به سرعت در حال رشد است، از تولید سالانه 2،000–3،000 واحد به ده ها هزار دستگاه در سال. در حال حاضر، بیش از 200 دستگاه سیم برش رفت و برگشتی در سراسر کشور وجود دارد که در تولید قالب های متوسط ​​و پایین و پردازش قطعات ویژه استفاده می شود. این به یکی از پرکاربردترین انواع ماشین در ماشین ابزارهای CNC چین تبدیل شده است. با این حال، دستگاه های سیم برش رفت و برگشتی نمی توانند کنترل تنش ثابت را بر روی سیم الکترود اعمال کنند، که منجر به لرزش قابل توجه سیم و شکستگی مکرر در طول پردازش می شود. از آنجایی که سیم الکترود دوباره استفاده می شود، باعث سایش می شود که منجر به کاهش دقت پردازش و کیفیت سطح می شود.

 

2. ماشین تخلیه الکتریکی سیم یک طرفه با سرعت کم

دستگاه های برش سیم کم سرعت از سیم مسی به عنوان الکترود ابزار استفاده می کنند. سیم به طور معمول با سرعت کمتر از 0 2 متر بر ثانیه در یک جهت حرکت می کند. ولتاژ پالس 60-300 ولت بین سیم مسی و مواد فرآوری شده مانند آلیاژهای مس ، فولاد یا سوپر نگه داشته می شود و دارای شکاف 5-50 میکرومتر است که پر از آب دیونیزه شده (نزدیک به آب مقطر) یا موارد دیگر است. رسانه عایق این باعث تخلیه جرقه بین الکترود و قطعه کار می شود و باعث فرسایش و خوردگی متقابل می شود و چاله های کوچک بی شماری را در سطح قطعه کار ایجاد می کند. از طریق نظارت و مدیریت کنترل NC ، مکانیسم سروو این پدیده تخلیه را به طور یکنواخت انجام می دهد و به قطعه کار اجازه می دهد تا ابعاد مورد نیاز و دقت شکل را برآورده کند.

 

در حال حاضر ، دقت می تواند به 0. 001mm برسد ، و کیفیت سطح نزدیک به سنگ زنی است. سیم الکترود پس از تخلیه دور ریخته می شود و دستگاه به طور معمول دارای نخ سیم اتوماتیک و دستگاه های تنش ثابت است. این دستگاه به طور یکنواخت ، یکنواخت و با حداقل لرزش ، دقت پردازش زیاد و کیفیت سطح مناسب کار می کند ، اما برای پردازش مواد ضخیم مناسب نیست. با توجه به ساختار دقیق ، محتوای فنی بالا و هزینه بالا ، هزینه عملیاتی دستگاه نیز زیاد است.

 

نسخه های اولیه ماشین های تخلیه الکتریکی سیمی با سرعت پایین منحصراً توسط شرکت های خارجی ساخته می شد. اگرچه توسعه ماشین تخلیه الکتریکی سیم با سرعت پایین تایوان دیرتر آغاز شد، اما در سال های اخیر پیشرفت سریعی داشته است. یک حرکت مهم، سرمایه گذاری مشترک چند تولیدکننده ماشین های پردازش الکتریکی بود که توسط ادارات دولتی و موسسه تحقیقات فناوری صنعتی تایوان حمایت می شد. پس از بیش از یک دهه تلاش، پیشرفت هایی در فناوری های کلیدی مانند سیستم های کنترل و منبع تغذیه ایجاد شد. ماشین‌های سیم برش کم سرعت که توسط شرکت‌های تایوانی ساخته می‌شوند، در حال حاضر مدل‌های میان‌رده در نظر گرفته می‌شوند، با نرخ رشد سالانه 20 تا 30 درصد در طول سه سال گذشته. تخمین زده می شود که در پنج سال آینده، تولید سالانه دستگاه سیم برش کم سرعت تایوان به 2،{10}} واحد برسد که بیش از 25 درصد از بازار جهانی را تشکیل می دهد.

 

ماشین‌های تخلیه الکتریکی سیمی با سرعت پایین دارای محتوای فنی بالا، چشم‌انداز بازار خوب، و بازدهی بالا هستند، که آنها را به یک "میدان جنگ" یا "زمین بلند استراتژیک" برای تولیدکنندگان ماشین‌کاری الکتریکی تبدیل می‌کند. می توان گفت هرکسی که بر تکنولوژی ماشین های تخلیه الکتریکی سیمی با سرعت کم مسلط باشد، فرصتی برای مرحله بعدی رشد کسب و کار به دست خواهد آورد. برای تسخیر بازار چین، سازندگان ماشین‌های ماشین‌کاری الکتریکی از ژاپن، سوئیس و تایوان کارخانه‌هایی را در سرزمین اصلی چین برای تولید این ماشین‌ها راه‌اندازی کرده‌اند. با حمایت صندوق ویژه وزارت علوم و فناوری، محققان علمی چین منابع قابل توجهی را برای توسعه نسل بعدی دستگاه سیم برش با سرعت پایین سرمایه گذاری کرده اند. پیشرفت‌های عمده‌ای حاصل شده است و محصولات با حقوق مالکیت معنوی مستقل قبلاً سهم بازار مشخصی را اشغال کرده‌اند و به سطوح عملکردی دستگاه‌های میان‌رده رسیده‌اند. برخی از شرکت های داخلی نیز امیدوارند از طریق همکاری با شرکت های تایوانی، فناوری سیم برش با سرعت پایین را توسعه دهند.

 

3. دستگاه تخلیه الکتریکی سیم خود که به خود محور است

دستگاه تخلیه الکتریکی سیم خودآزمایی عمودی (همچنین به عنوان دستگاه برش سیم خود به خودی افقی نیز شناخته می شود) با ماشینکاری تخلیه الکتریکی با سرعت بالا و کم سرعت سنتی از چند طریق متفاوت است. در مرحله اول ، حرکت سیم الکترود در این دستگاه نه تنها یک حرکت سنتی به جلو به جلو است بلکه شامل یک حرکت چرخشی نیز می شود. ثانیا ، سرعت سیم بین برش سیم با سرعت بالا و کم سرعت ، با سرعت 1-2 متر بر ثانیه است. با توجه به حرکت چرخشی سیم الکترود در طی فرآیند ، دستگاه برش عمودی چرخش سیم با سایر انواع دستگاه های برش سیم متفاوت است و در درجه اول در سیستم رانندگی سیم آن است. سیستم رانندگی سیم دستگاه چرخان عمودی از دو ساختار یکسان در هر دو انتهای دستگاه تشکیل شده است که هر دو چرخش با سرعت بالا و حرکت سیم با سرعت کم را تحقق می بخشد. ناحیه بین دو سر دوک نخ ریسی منطقه پردازش مؤثر است.

 

جدا از سیستم رانندگی سیم ، سایر اجزای دستگاه همان دستگاه های برش سیم با سرعت بالا هستند. در مقایسه با ماشین های سیم کشی کم سرعت ، دستگاه های سیم کشی با سرعت بالا با سرعت بالا در شاخص های فنی کلیدی مانند متوسط ​​بهره وری ، دقت برش و زبری سطح ، شکاف قابل توجهی دارند. برای پرداختن به این شکاف ها ، در اوایل دهه 2000 ، چندین تولید کننده داخلی دستگاه های برش سیم با سرعت بالا تکنیک های چند برش را برای دستگاه های سیم با سرعت بالا معرفی کردند (که معمولاً "برش سیم با سرعت متوسط" نامیده می شوند). "برش سیم با سرعت متوسط" به سرعت سیم بین سرعت زیاد و پایین اشاره نمی کند بلکه به یک دستگاه برش سیم کامپوزیت که از برش سیم با سرعت بالا (8-12 متر بر ثانیه) برای برش خشن و برش سیم کم سرعت استفاده می کند (1-3 متر بر ثانیه) برای برش دقیق. این روش عملیات را تثبیت می کند ، لرزش را کاهش می دهد و خطاهای ناشی از تغییر شکل مواد و سایش سیم تنگستن را به حداقل می رساند و منجر به بهبود کیفیت پردازش می شود.

 

بنابراین، "برش سیم با سرعت متوسط" اساساً اصلاحی در ماشین های تخلیه الکتریکی سیم رفت و برگشتی است که برخی از تکنیک های پردازش ماشین سیم با سرعت پایین را در بر می گیرد و به برش بدون نوار و چند برش دست می یابد. در طول سال ها، تقریباً تمام تولید کنندگان ماشین های سیم برش با سرعت بالا در چین شروع به تولید و فروش ماشین های با سرعت متوسط ​​کرده اند. با این حال، مشخص شده است که همه دستگاه های سیم برش رفت و برگشتی نمی توانند چندین برش را به طور موثر انجام دهند یا با استفاده از این تکنیک به نتایج خوبی دست یابند. چند برش یک فناوری جامع است که شامل دقت ماشین، منبع تغذیه پالس، پایگاه های داده فرآیند، سیستم های سیم کشی، سیال کاری و بسیاری از مسائل فرآیند دیگر است. این فقط در مورد اضافه کردن یک سیستم کنترل فرکانس سیم به یک دستگاه سیم پر سرعت نیست. فقط ماشین‌هایی با دقت بالا که شرایط لازم را برای برش چندگانه ایجاد کرده‌اند، می‌توانند برش چند برش و بدون نوار را با اثرات فرآیندی قابل‌توجهی انجام دهند.

 

بنابراین، تولید کنندگان ما باید به این موضوع توجه زیادی داشته باشند و به طور سیستماتیک به آن برخورد کنند و اطمینان حاصل کنند که فناوری به خوبی پیاده سازی شده و محصول به خوبی ساخته شده است. برخی از شرکت ها در حال حاضر دقت ماشین را با استفاده از سروو موتورهای DC یا AC برای حرکت دادن پیچ های توپی روی قطعات متحرک بهبود داده اند. این به طور قابل توجهی دقت را بهبود می بخشد و بسیاری از شرکت های داخلی اکنون می توانند به پیشرفت های قابل توجهی در کیفیت فرآیند سیم برش دست یابند.

 

 

 

IV نتیجه گیری

 

ماشینکاری تخلیه الکتریکی سیم ، یک مؤلفه مهم فناوری CNC ، نقش مهمی در تولید مدرن ایفا کرده است. با درک انواع مختلف دستگاه های برش سیم و پیشرفت های تکنولوژیکی در این زمینه ، ما بهتر می توانیم با نیازهای در حال تحول سریع ماشینکاری دقیق پیش بینی و سازگار شویم و برای راه حل های پایدارتر و کارآمد تلاش کنیم. این تحقیق بینش ارزشمندی از چشم انداز فعلی و جهت آینده فناوری برش سیم ارائه می دهد.