Резка толстых заготовок на проволочной ЭЭО: проблемы и настройка параметров

Резка стали толщиной более 200 мм — сложная задача для станка проволочной ЭЭО, и дело не только в том, насколько высоко может подняться рука с направляющей проволоки. Максимальная толщина определяется условиями электроэрозионного разряда: за определённой глубиной процесс становится нестабильным, заканчивается коротким замыканием с током, но без разряда, и вскоре рвёт проволоку, при этом образуя канавку на поверхности реза.

1. Пять противоречий толстой резки

1. Жидкость не может попасть внутрь. Без достаточного поступления воды продукты эрозии не удаляются, зазор никогда не восстанавливает изоляцию, и разряд не формируется.
2. Примеси шунтируют энергию. Материал, скопившийся в зазоре, действует как резистор, шунтирующий импульсный источник, поэтому зазор теряет пробивное напряжение и энергию одиночного импульса, а резание замедляется.
3. Токовая нагрузка проволоки ограничивает мощность. При слишком большом участке проволоки внутри заготовки собственная токовая нагрузка проволоки не позволяет передавать большую энергию импульсов.
4. Путь промывки слишком длинный. Продукты эрозии в середине пропила проходят большое расстояние до выхода; ослабленная искра не обладает достаточной силой взрыва, чтобы их удалить.
5. Материальные факторы. Толстый материал чаще содержит примеси и внутренние напряжения, что повышает вероятность дефектов пропила, деформации и коротких замыканий.

Примечание. Материалы с более высокой электропроводностью, теплопроводностью или температурой плавления, такие как медь, твёрдый сплав, чистый вольфрам и чистый молибден, не могут достигать 200 мм; даже 70 мм — уже очень сложно.

2. Основные принципы параметров

Длительность импульса — это время разряда (резания), интервал импульсов — время паузы (промывки), а мощность — энергия разряда (ток). Логика толстой резки:

1. Увеличьте длительность импульса. Чем толще деталь, тем больше энергии и времени должен отдавать высокочастотный источник питания; без достаточного времени разряда металл не расплавится. Используйте длительность импульса 32 или выше.
2. Увеличьте интервал импульсов. Чем толще деталь, тем труднее вымывать стружку; достаточное время интервала позволяет стружке выноситься потоком и избегает коротких замыканий. Используйте интервал импульсов 8 или выше.
3. Умеренно увеличьте ток. Около 2,5 А, ниже 3 А, на стандартном шкафу. Чрезмерно высокий ток вызывает короткие замыкания и обрыв проволоки; обрыв означает дорогостоящий повторный запуск.
4. Увеличьте выход усилителя мощности. Повысьте настройку усилителя, например выберите пять ламп (трубок).
5. Замедлите подачу. Слишком быстрый шаг вызывает постоянные возвраты.

3. Практические шаги для заготовок 200–300 мм

1. Установите свежую молибденовую проволоку. Проволока, которая резала несколько дней, с высокой вероятностью оборвётся в середине работы на толстой детали; сначала поставьте новую катушку.
2. Замените рабочую жидкость. Используйте водный диэлектрик с более сильным моющим действием; для высоких заготовок он обеспечивает лучший вынос продуктов эрозии, охлаждение и скорость.
3. Проверьте контур жидкости. Убедитесь, что верхнее и нижнее сопла подают воду и линии не забиты.
4. Проверьте натяжение проволоки. Слабо натянутая проволока имеет большую длину пролёта, сильнее вибрирует, трётся о поверхность реза и в итоге рвётся в середине работы.
5. Пакет параметров. Значительно повысьте напряжение, интервал импульсов и длительность импульса, замедлите подачу, увеличьте выход усилителя и поддерживайте ток на уровне 2,5–3 А.

4. Продвинутые меры для толстой резки

1. Увеличьте энергию одиночного импульса (напряжение × ток × длительность импульса), одновременно расширяя интервал импульсов, для более мощного разряда без повышения среднего тока проволоки.
2. Выберите диэлектрик с более высокой диэлектрической проницаемостью, более быстрым восстановлением изоляции и более сильной способностью к потоку и выбросу.
3. Значительно повысьте импульсное напряжение, чтобы расширить разрядный зазор, и жидкость легче входила и выходила.
4. Предварительно обработайте материал: неоднократная ковка для однородной структуры, отжиг и старение для снятия внутренних напряжений, а также снятие щедрого припуска для снятия напряжения.
5. Увеличьте скорость проволоки при более плавной подаче, чтобы усилить унос воды и стойкость к коротким замыканиям.
6. Используйте преднамеренно смещённую шаговую подачу или автоматическую подачу «вперёд на два, назад на один», чтобы эффективно расширить зазор.

Резюме. Толстая резка по сути сводится к решению трёх проблем: жидкость не может войти, стружка не может выйти и энергии недостаточно. Соблюдение логики параметров — большая длительность импульса, большой интервал импульсов, умеренный ток, высокий выход усилителя и медленная подача — вместе со свежей проволокой и жидкостью, а также чистой и правильно натянутой установкой, обеспечивает стабильное резание толстых заготовок.