Высокоскоростной проволочно-вырезной станок относится к разновидностям электроэрозионных проволочно-вырезных станков — EDM Wire-Cutting Machine. Его основная особенность заключается в том, что молибденовая проволока, выступающая в качестве электрода, совершает возвратно-поступательное движение с высокой скоростью. За счёт высокочастотных импульсных разрядов между молибденовой проволокой и заготовкой происходит электроэрозионное удаление металла, что позволяет выполнять резку металлических деталей, изготавливать высокоточные изделия сложной формы, а также полости пресс-форм и штампов.
По сравнению со среднескоростными и низкоскоростными проволочно-вырезными станками, высокоскоростные станки уступают им по точности обработки, однако обладают более высокой производительностью. Кроме того, они отличаются более низкой стоимостью оборудования и меньшими эксплуатационными расходами. Благодаря оптимальному соотношению цены и эффективности высокоскоростные проволочно-вырезные станки широко применяются на предприятиях для черновой обработки металлов и занимают значительную долю рынка проволочно-вырезного электроэрозионного оборудования.
Однако обрыв проволоки в процессе обработки остаётся одной из наиболее частых и болезненных проблем при эксплуатации таких станков. Он не только может привести к браку заготовки и остановке производства, но и увеличивает расход молибденовой проволоки, а также трудозатраты персонала, что серьёзно сказывается на производительности и точности обработки.
В данной статье подробно рассматриваются основные типовые причины обрыва проволоки на высокоскоростных проволочно-вырезных электроэрозионных станках. На основе практического опыта сервисного обслуживания клиентов ANTISHICNC предлагаются конкретные способы устранения неисправностей и меры профилактики, которые помогут предприятиям снизить частоту возникновения подобных отказов и обеспечить стабильность производственного процесса.
1.Неисправности системы подачи рабочей жидкости
Эмульсия, или рабочая жидкость, является ключевой средой, обеспечивающей охлаждение, изоляцию и удаление продуктов эрозии. Её состояние, а также исправность и проходимость системы циркуляции напрямую влияют на условия обработки.
- Ненормальная концентрация эмульсии.
При слишком низкой концентрации, ниже 8%, ухудшаются изоляционные свойства и способность к удалению продуктов эрозии, что приводит к нестабильному разряду. При слишком высокой концентрации, выше 12%, возрастает сопротивление потоку: эмульсия не может эффективно проникать в прорезь, из-за чего ухудшаются охлаждение и вынос шлама.
Способ устранения:
Необходимо откалибровать концентрацию эмульсии. Для этого следует проверить её с помощью рефрактометра или измерителя концентрации и довести показатель до диапазона 8–12%. При недостаточной концентрации добавляют эмульсионное масло, а при завышенной — разбавляют рабочую жидкость очищенной водой.
- Засорение жидкостной магистрали и нарушение подачи эмульсии.
Если фильтр, направляющая проволоки или сопло подачи рабочей жидкости длительное время не очищались, они могут забиться продуктами электроэрозии и посторонними примесями. В результате давление подачи эмульсии становится недостаточным, направление струи смещается, рабочая жидкость не может точно промывать зону реза, а накопление продуктов эрозии приводит к обрыву проволоки.
Способ устранения:
Необходимо устранить засорение жидкостной магистрали: снять фильтр, направляющую проволоки и сопло подачи рабочей жидкости, затем промыть их изнутри водой под высоким давлением. При необходимости следует очистить отверстие сопла специальной иглой для прочистки, чтобы избежать неравномерной подачи эмульсии из-за засора.
- Старение и ухудшение свойств эмульсии.
При длительной эксплуатации без своевременной замены эмульсия может расслаиваться, приобретать неприятный запах и темнеть. В результате её охлаждающие и изоляционные свойства резко снижаются, она перестаёт соответствовать требованиям обработки, что легко приводит к дуговому разряду и обрыву проволоки.
Способ устранения:
Необходимо заменить отработанную эмульсию. Если рабочая жидкость расслоилась или приобрела неприятный запах, следует немедленно слить старую эмульсию, очистить внутренние стенки бака от остатков масляного шлама и загрязнений, затем залить свежую эмульсию и обеспечить её циркуляцию в течение 10–15 минут, чтобы убедиться в проходимости всей системы.
2.Ненормальное состояние молибденовой проволоки
- Износ молибденовой проволоки.
После длительной обработки под воздействием высокочастотных разрядов и механического трения молибденовая проволока постепенно истончается, на её поверхности появляются бороздки или следы электроэрозионного прожога. В результате её прочность на растяжение значительно снижается, и проволока может внезапно оборваться в процессе обработки.
Способ устранения:
Необходимо регулярно заменять молибденовую проволоку. Как правило, срок службы молибденовой проволоки составляет 8–12 часов. При обработке материалов высокой твёрдости интервал замены следует сокращать, не допуская использования изношенной проволоки.
- Нестабильное натяжение молибденовой проволоки.
Слишком большое натяжение повышает хрупкость проволоки, и особенно в режиме высокоскоростного движения она легко обрывается из-за вибрации. Слишком малое натяжение, напротив, усиливает колебания проволоки, вызывает её нештатное трение о заготовку и может привести к локальному прожогу вследствие разряда.
Способ устранения:
Следует стабилизировать натяжение молибденовой проволоки. С помощью регулятора натяжения необходимо поддерживать его на уровне 12–15 Н для высокоскоростных проволочно-вырезных станков. Также следует регулярно проверять упругость натяжной пружины, чтобы избежать снижения натяжения.
- Несоответствие типа молибденовой проволоки условиям обработки.
Если диаметр выбранной проволоки не соответствует толщине или материалу заготовки, например при обработке толстых деталей используется слишком тонкая проволока, либо применяются проволоки разных марок и партий, это может привести к неоднородности материала, нарушению распределения тока, локальному перегреву и последующему обрыву проволоки.
Способ устранения:
Необходимо использовать молибденовую проволоку одного типа и подбирать её диаметр в зависимости от толщины заготовки. Например, для обработки толстых деталей рекомендуется проволока диаметром 0,18–0,20 мм, а для тонких деталей — 0,12–0,15 мм. Следует избегать совместного использования проволоки разных спецификаций, марок и партий.
3.Неисправности механической конструкции и нарушения в работе станка
Износ, смещение или снижение точности механических узлов станка нарушают стабильную траекторию движения молибденовой проволоки и косвенно приводят к её обрыву.
- Неисправности системы направления проволоки.
Износ направляющих роликов или повреждение подшипников вызывают вибрацию и биение проволоки во время движения. Износ токоподводящих контактов или их смещение приводят к плохому контакту с молибденовой проволокой, в результате чего возникают искры, прожигающие проволоку.
Способ устранения:
Необходимо регулярно проводить проверку и обслуживание системы направления проволоки. Рекомендуется ежемесячно проверять степень износа направляющих роликов: если глубина канавки превышает 0,1 мм, ролик следует немедленно заменить. Положение токоподводящих контактов рекомендуется менять каждые 50 часов обработки, чтобы избежать локального износа.
- Нестабильное движение рабочего стола.
Недостаточная смазка направляющих, износ ходового винта или чрезмерный люфт при реверсе приводят к снижению точности перемещения рабочего стола. В результате заготовка может задевать молибденовую проволоку, что вызывает так называемое «затирание проволоки» и последующий её обрыв.
Способ устранения:
Следует регулярно выполнять калибровку точности рабочего стола. Необходимо проверять состояние смазки направляющих и своевременно добавлять специальное масло для направляющих. Один раз в квартал рекомендуется проверять реверсивный люфт ходового винта и восстанавливать точность перемещения с помощью параметрической компенсации или механической регулировки.
- Неправильное закрепление заготовки.
Если заготовка закреплена недостаточно жёстко, в процессе обработки она может смещаться или деформироваться. Кроме того, превышение допуска по перпендикулярности или плоскостности заготовки приводит к неравномерной нагрузке на молибденовую проволоку, из-за чего она может мгновенно оборваться.
Способ устранения:
Необходимо строго соблюдать требования к закреплению заготовки. Следует использовать специальные зажимные приспособления, обеспечивающие надёжную фиксацию детали. Перед обработкой необходимо проверить перпендикулярность заготовки и исключить возможность её деформации, чтобы избежать неравномерной нагрузки на молибденовую проволоку.
4.Неправильная настройка длительности импульса и паузы между импульсами
Слишком большая длительность импульса.
При чрезмерно большой длительности импульса энергия одиночного разряда становится слишком высокой. Это легко приводит к концентрации разрядов в одной зоне и прожогу молибденовой проволоки.
Слишком короткая пауза между импульсами.
Если пауза между импульсами слишком мала, продукты электроэрозии не успевают полностью удаляться из межэлектродного зазора, а рабочая жидкость не успевает в достаточной степени деионизироваться и восстановить изоляционные свойства. В результате может возникнуть дуговой разряд, который прожигает и обрывает проволоку.
В нормальных условиях длительность импульса и паузу между импульсами необходимо подбирать в зависимости от материала и толщины заготовки. Как правило, соотношение длительности импульса к паузе между импульсами рекомендуется поддерживать примерно на уровне 1:8.
Способы устранения:
Регулировка длительности импульса.
При обработке толстых заготовок длительность импульса можно установить немного больше, а при обработке тонких заготовок — меньше.
Согласование паузы между импульсами.
Пауза между импульсами устанавливается в соответствии с соотношением 1:8 относительно длительности импульса. Если наблюдается заметное накопление продуктов электроэрозии, паузу можно увеличить до соотношения примерно 1:10.
Дополнительная очистка зоны реза.
Если после регулировки паузы между импульсами удаление шлама всё ещё остаётся недостаточным, во время обработки рекомендуется сделать 1–2 остановки и с помощью пневмопистолета высокого давления выдуть продукты электроэрозии из прорези.
Если вам требуется оборудование для электроэрозионной проволочной резки, обращайтесь в компанию ООО «Шанхайское Механическое Оборудование Антиши» (SHANGHAI ANTISHICNC MACHINE EQUIPMENT CO LTD): contact@antsmachine.com. Мы предлагаем не только высокоскоростные проволочно-вырезные станки, но также среднескоростные и низкоскоростные проволочно-вырезные станки. Оборудование может быть изготовлено по индивидуальным требованиям заказчика.
Ключевые слова: проволочно-вырезной станок, высокоскоростной проволочно-вырезной станок, среднескоростной проволочно-вырезной станок, низкоскоростной проволочно-вырезной станок.