Mechaninio apdorojimo metodas - vielos pjaustymas

I Elektros išleidimo vielos pjaustymas

 

Elektros išleidimo vielos pjovimo mašina (vielos elektros iškrovos apdirbimas, sutrumpintai WEDM) priklauso elektros apdirbimo kategorijai. Jį atrado sovietiniai tyrėjai Lazarenkovas ir jo žmona, tiriant reiškinius ir erozijos pažeidimų priežastis perjungti kontaktus, kuriuos sukelia kibirkštis. Jie nustatė, kad momentinė kibirkšties aukšta temperatūra gali ištirpdyti ir oksiduoti vietinį metalą, dėl kurio atsiranda korozija. Tai paskatino sukurti ir išradinėti elektrinių išleidimo apdirbimo apdirbimą. Vielos pjaustymo aparatas taip pat buvo išrastas Sovietų Sąjungoje 1960 m., O Kinija buvo pirmoji šalis, kuri ją panaudojo pramoninei gamybai.

 

 

 

II fiziniai principai

 

Laisvieji teigiami jonai ir elektronai kaupiasi lauke, greitai suformuodami jonizuotą laidų kanalą. Šiame etape tarp dviejų plokščių teka srovė, sukeldama daugybę dalelių susidūrimų, sudarydama plazmos zoną, kuri greitai įkaista iki 8000–12000 laipsnių Celsijaus. Dėl to kai kurios medžiagos ant dviejų laidininkų paviršių akimirksniu išsilydo. Tuo pačiu metu dėl elektrodo ir dielektrinio skysčio išgaravimo susidaro burbulas, kurio slėgis kyla pagal įprastą modelį, kol pasiekia labai aukštą lygį. Tada srovė nutrūksta, o temperatūra staiga nukrenta, todėl burbulas sprogsta. Sprogimo sukuriama jėga išstumia išsilydžiusią medžiagą ir sukuria duobę. Tada korozijos pažeista medžiaga kondensuojasi į mažas sferas dielektriniame skystyje ir pašalinama skysčiu. Per NC valdomą stebėjimą ir valdymą servo mechanizmas vienodai vykdo iškrovimo reiškinį.

 

 

 

III klasifikacija

 

Elektros iškrovos laidų pjovimo staklės pagal vielos greitį gali būti suskirstytos į tris tipus: greitaeigis stūmoklinės vielos elektros iškrovos apdirbimas (dažniausiai vadinamas "greičiuoju laidų pjovimu"), mažo greičio vienpusio laidų elektros iškrovimo apdirbimas (dažniausiai vadinamas " lėtas vielos pjovimas") ir vertikalios savaime besisukančios vielos elektros iškrovos apdirbimas. Jie taip pat gali būti suskirstyti pagal darbo stalo tipą į vienos stulpelio kryžminio darbo stalo tipą ir dviejų stulpelių tipą (dažniausiai vadinamą „porto tipu“).

 

1. Stūmoklinio laido elektros iškrovimo mašina

Vielinio vielos elektros išleidimo mašinų vielos greitis yra 6–12 m/s ir yra unikalus Kinijoje sukurtas tipas. 1970 m. Rugsėjo mėn. Mašinų pramonės ministerija valstybinė „Changfeng Machinery General Factory“ sėkmingai sukūrė „skaitmeniškai kontroliuojamą automatinį laidų pjaustymo mašiną“, kuri buvo pirmoji tokio pobūdžio Kinijoje. 1972 m. Mašinų pramonės ministerija atliko techninį CKX CNC vielos pjaustymo mašinos, kuri buvo laikoma, kad atitiktų vidaus aukštesnį lygį, įvertinimą. 1973 m. CNC vielos pjaustymo mašinos masinė gamyba buvo pradėta žymėti CKX -1.

 

1981 m. Rugsėjo mėn. Buvo sėkmingai sukurta DK3220 CNC mašina su kūginių pjovimo funkcijomis, o reikšmingiausias produkto savybė yra galimybė pjaustyti 1. 5- laipsnio smailėjimą. Tai pažymėjo pagrindinį technologinį vielos pjaustymo mašinų patobulinimą. Kai smailėjančios pjaustymo technologija pamažu tobulėjo, kintamo kūgio ir viršutinės vertės asimetrinio pjovimo technologija taip pat padarė didelę pažangą. Pjaustymo storesnių medžiagų proveržiai žymiai pagerino skerspjūvio ir išilginį tikslumą, o pjovimo storio viršija 1000 mm. Dėl to, kad atitiktų vidaus, ir tarptautinius klientų poreikius, todėl buvo vis naudingesnės vielos pjaustymo mašinos.

 

Tokių mašinų skaičius sparčiai auga, pradedant nuo 2, 000 - 3, 000 vienetų iki dešimčių tūkstančių vienetų per metus. Šiuo metu yra daugiau nei 200, 000 visoje šalyje naudojamų laidų pjaustymo mašinų, taikomų įvairiuose vidutinio ir žemos klasės pelėsių gamyboje ir specialiose dalių apdorojime. Tai tapo vienu iš plačiausiai naudojamų mašinų tipų Kinijos CNC staklėse. Tačiau stūmoklinės vielos pjaustymo mašinos negali įgyvendinti pastovios elektrodų vielos įtempimo valdymo, todėl perdirbimo metu atliekama reikšminga vielos vibracija ir dažni lūžiai. Kadangi elektrodo viela yra pakartotinai naudojama, ji sukelia nusidėvėjimą, todėl sumažėja apdorojimo tikslumas ir paviršiaus kokybė.

 

2. Žemo greičio vienpusis vielos elektros iškrovos mašina

Mažo greičio vielos pjovimo mašinos kaip įrankio elektrodą naudoja vario vielą. Viela paprastai juda mažesniu nei 0. 2 m/s greičiu viena kryptimi. Tarp vario vielos ir perdirbtos medžiagos, tokios kaip vario, plieno ar superhardo lydiniai, palaiko 5–50 μm, užpildytą dejonizuotu vandeniu (arti distiliuoto vandens) ar kitų impulsų įtampos, tokios kaip vario, plieno ar superhardo lydiniai. Izoliacinė žiniasklaida. Tai sukuria kibirkštį iš elektrodo ir ruošinio, sukeldamas abipusį eroziją ir koroziją, sukuriant daugybę mažų duobių ant ruošinio paviršiaus. Vykdydamas NC kontroliuojamą stebėjimą ir valdymą, „Servo“ mechanizmas tolygiai vykdo šį iškrovos reiškinį, leisdamas ruošiniui atitikti reikiamus matmenis ir formos tikslumą.

 

Šiuo metu tikslumas gali siekti iki 0,001 mm, o paviršiaus kokybė artima šlifavimo kokybei. Po iškrovimo elektrodo viela išmetama, o mašinoje paprastai yra automatinio vielos įsriegimo ir nuolatinio įtempimo įtaisai. Mašina veikia sklandžiai, tolygiai, su minimalia vibracija, dideliu apdorojimo tikslumu ir gera paviršiaus kokybe, tačiau ji netinka storoms medžiagoms apdoroti. Dėl tikslios struktūros, didelio techninio turinio ir didelių sąnaudų mašinos eksploatavimo išlaidos taip pat yra didelės.

 

Ankstyvas mažo greičio vielos elektrinių išleidimo mašinų versijas išimtinai pagamino užsienio kompanijos. Nors Taivano mažo greičio vielos elektros iškrovos mašina prasidėjo vėliau, pastaraisiais metais ji padarė spartą pažangą. Svarbus žingsnis buvo bendros kelios elektros perdirbimo mašinų gamintojų investicijos, remiamos vyriausybės departamentų ir Taivano pramonės technologijų tyrimų instituto. Po daugiau nei dešimtmetį pastangų buvo padaryta proveržis pagrindinėse technologijose, tokiose kaip valdymo sistemos ir maitinimo šaltinis. Taivano įmonių pagamintos mažo greičio laidų mažinimo mašinos dabar laikomos vidutinės klasės modeliais, kurių metinis augimo tempas yra 20–30% per pastaruosius trejus metus. Manoma, kad per ateinančius penkerius metus Taivano mažo greičio laidų mažinimo mašina metinė produkcija pasieks 2, 000 vienetus, kurie sudarys daugiau nei 25% pasaulinės rinkos.

 

Mažo greičio vielos elektros iškrovos mašinos turi didelį techninį turinį, geros rinkos perspektyvos ir siūlo didelę grąžą, todėl jie yra „mūšio laukas“ arba „strateginis aukštas pagrindas“ elektriniams apdirbimo gamintojams. Galima sakyti, kad kas įvaldo mažo greičio vielos elektros iškrovos mašinų technologijas, suteiks galimybę kitam verslo augimo etapui. Norėdami užfiksuoti Kinijos rinką, elektros apdirbimo mašinų gamintojai iš Japonijos, Šveicarijos ir Taivano pastatė gamyklas žemyninėje Kinijoje šioms mašinoms gaminti. Remdami Mokslo ir technologijos ministerijos specialiajame fonde, Kinijos mokslo tyrinėtojai investavo nemažus išteklius į naujos kartos mažo greičio mažinimo mašiną. Buvo padaryta didelių proveržių, o produktai, turintys nepriklausomą intelektinės nuosavybės teises, jau užėmė tam tikrą rinkos dalį ir pasiekė vidutinės klasės mašinų veiklos lygį. Kai kurios vidaus įmonės taip pat tikisi sukurti mažo greičio laidų mažinimo technologiją bendradarbiaudamos su Taivano įmonėmis.

 

3. Vertikali savaime besisukanti vielos elektros iškrovos mašina

Vertikali savaime besisukanti vielos elektros iškrovos mašina (dar žinoma kaip horizontali savaime besisukanti vielos pjaustymo mašina) skiriasi nuo tradicinio greito ir mažo greičio vielos elektrinio iškrovos apdirbimo keliais būdais. Pirma, elektrodo vielos judėjimas šioje mašinoje yra ne tik tradicinis judėjimas į priekį, bet ir apima sukimosi judesį. Antra, vielos greitis yra tarp greitojo ir mažo greičio vielos pjaustymo, esant 1–2 m/s. Dėl sukimosi elektrodų vielos judėjimo proceso metu vertikali sukimosi vielos pjaustymo mašina skiriasi nuo kitų tipų vielos pjaustymo mašinų, kurios pirmiausia pirmiausia jos vielos vairavimo sistemoje. Vertikalios besisukančios mašinos vielos vairavimo sistemą sudaro dvi identiškos struktūros abiejuose mašinos galuose, realizuojant ir didelės spartos sukimąsi, ir mažo greičio vielos judėjimą. Plotas tarp dviejų verpstės galvučių yra efektyvi apdorojimo zona.

 

Be vielos vairavimo sistemos, kiti mašinos komponentai yra tokie patys kaip greitaeigiai vielos pjaustymo mašinos. Palyginti su mažo greičio vielos pjaustymo mašinomis, didelės spartos vielos pjaustymo mašinos vis dar turi didelę spragą pagrindiniuose techniniuose rodikliuose, tokiuose kaip vidutinis produktyvumas, pjovimo tikslumas ir paviršiaus šiurkštumas. Norint pašalinti šias spragas, 2000-ųjų pradžioje keli vidaus gamintojai, gaminantys greitaeigį abipusį laidų pjaustymo mašinas, įvedė daugiafunkcinius greitojo vielos mašinų daugiafunkcinius metodus (paprastai vadinamus „vidutinio greičio vielos pjaustymu“). „Vidutinio greičio vielos pjaustymas“ nereiškia vielos greičio tarp didelio ir mažo greičio, bet į kompozicinę vielos pjaustymo mašiną, kurioje naudojamas greitas vielos pjaustymas (8–12 m/s) grubiai pjaustymui ir mažo greičio vielos pjovimui (1–3 m/s) tiksliam pjovimui. Šis požiūris stabilizuoja operacijas, sumažina vibraciją ir sumažina klaidas, kurias sukelia medžiagų deformacija ir volframo vielos susidėvėjimas, todėl pagerina apdorojimo kokybę.

 

Taigi, "vidutinio greičio vielos pjovimas" iš esmės yra stūmoklinių laidų elektros iškrovos mašinų modifikacija, apimanti kai kuriuos mažo greičio vielos mašinų apdorojimo būdus, leidžiančius pjauti be juostelių ir pjauti kelis kartus. Bėgant metams beveik visi greitaeigių vielos pjovimo staklių gamintojai Kinijoje pradėjo gaminti ir pardavinėti vidutinio greičio mašinas. Tačiau tapo aišku, kad ne visos stūmoklinės vielos pjovimo staklės gali efektyviai atlikti kelis pjūvius arba pasiekti gerų rezultatų naudojant šią techniką. Daugialypis pjovimas yra visapusiška technologija, apimanti mašinos tikslumą, impulsinį maitinimo šaltinį, procesų duomenų bazes, laidų suvedimo sistemas, darbinį skystį ir daugelį kitų proceso problemų. Tai ne tik laidinio dažnio valdymo sistemos pridėjimas prie greitųjų laidų mašinos. Tik didelio tikslumo staklės, sudariusios būtinas sąlygas daugialypiam pjovimui, gali pasiekti daugialypį pjovimą ir pjovimą be juostelių su reikšmingais proceso efektais.

 

Todėl mūsų gamintojai turi skirti daug dėmesio šiam klausimui ir sistemingai į jį žiūrėti, užtikrindami, kad technologija būtų tinkamai įdiegta, o gaminys – kokybiškai pagamintas. Kai kurios įmonės jau pagerino mašinos tikslumą naudodamos nuolatinės arba kintamosios srovės servo variklius, kad suktų rutulinius varžtus ant judančių dalių. Tai žymiai pagerina tikslumą, o daugelis vietinių įmonių dabar gali žymiai pagerinti vielos pjovimo proceso kokybę.

 

 

 

IV Išvada

 

Vielos elektros išlydžio apdirbimas, esminis CNC technologijos komponentas, vaidino svarbų vaidmenį šiuolaikinėje gamyboje. Suprasdami skirtingus vielos pjovimo staklių tipus ir technologinę pažangą šioje srityje, galime geriau numatyti ir prisitaikyti prie sparčiai besikeičiančių tikslaus apdirbimo poreikių bei siekti tvaresnių ir efektyvesnių sprendimų. Šis tyrimas suteikia vertingų įžvalgų apie dabartinį kraštovaizdį ir būsimą vielos pjovimo technologijos kryptį.