A usinagem por eletroerosão a fio (EDM) é amplamente utilizada na fabricação de ferramentas, na indústria aeroespacial e em componentes médicos de precisão, onde é necessária uma tolerância de ±0.005 mm. A usinagem por EDM a fio é empregada quando os métodos de corte convencionais atingem seus limites. Ela corta materiais condutores utilizando faíscas elétricas controladas entre um fio fino e a peça de trabalho. Como não há contato direto da ferramenta, as forças de corte são desprezíveis. Isso possibilita a usinagem de paredes finas, cantos internos vivos e materiais endurecidos sem distorção por carga mecânica.
Em muitas oficinas de CNC, usinagem de fio EDM A usinagem por fricção é a opção preferida após o tratamento térmico, quando as peças são complexas demais para uma fresagem eficiente. Aços-ferramenta acima de 55 HRC, componentes de metal duro e insertos de precisão são exemplos comuns. O processo também é escolhido quando a geometria interna precisa ser precisa em toda a espessura da peça, e não apenas na superfície.
A capacidade de tolerância é uma de suas principais vantagens. Com a configuração adequada e múltiplas passagens de acabamento, é possível obter controle dimensional na faixa de mícrons. O acabamento superficial também pode ser ajustado com base no número de passagens e nos parâmetros de corte. Este artigo explica como o processo funciona, quais tolerâncias ele pode alcançar de forma realista e onde ele se encaixa nos fluxos de trabalho de fabricação de precisão.
O que é usinagem por eletroerosão a fio e como funciona?
A eletroerosão a fio (EDM) é um processo de corte de alta precisão que proporciona perfis extremamente exatos em materiais condutores. O método utiliza um fio metálico fino (controlado por computador) que se move ao longo de um percurso programado através da peça de trabalho para remover material. O fio possui um centelhador controlado eletricamente que gera uma série de descargas elétricas à medida que se move ao longo do percurso através da peça.
Para garantir um fluxo de eletricidade suave e consistente para as descargas, a peça de trabalho é submersa em água deionizada. A água serve para estabilizar a descarga elétrica, resfriar a área de corte e remover partículas erodidas da mesma. A alimentação contínua de fio novo a partir de um carretel garante que o diâmetro do fio permaneça constante ao longo de todo o comprimento do corte. Normalmente, os diâmetros dos fios variam de 0.005 polegadas (0.127 mm) a 0.012 polegadas (0.305 mm), dependendo da dimensão necessária da peça a ser usinada.
Assim sendo, a eletroerosão a fio é mais frequentemente utilizada para realizar cortes passantes nos quais há necessidade tanto de precisão de perfil quanto de definição de borda.
O que significa EDM em usinagem?
EDM é um Sigla para usinagem por descarga elétrica. Refere-se a uma família de processos que utilizam faíscas elétricas controladas para remover material.
Na eletroerosão a fio, o eletrodo da ferramenta é um fio que se move continuamente. frente e para trás mantendo uma distância exata entre si e a peça de trabalho. A tensão e a temporização do pulso são controladas para determinar quando e quanta energia é liberada em cada ponto de descarga.
O processo de erosão a fio na eletroerosão a fio CNC
O processo de erosão do fio é controlado principalmente por três fatores: energia do pulso, frequência do pulso e estabilidade do centelhador. Em cada ponto de descarga, uma pequena cratera é removida da superfície do material. O tamanho das crateras removidas da superfície depende dos parâmetros elétricos definidos para o corte.
Normalmente, um programa de eletroerosão a fio começa com uma única passada de desbaste para definir o perfil desejado. Após essa passada inicial de desbaste, uma ou mais passadas de acabamento podem ser realizadas. O objetivo das passadas de acabamento é reduzir ainda mais os desvios de perfil, melhorar a retilineidade da peça e aprimorar o acabamento da superfície. A precisão nos cantos e o controle de conicidade são definidos pela relação entre o movimento dos fios-guia superior e inferior.
Os sistemas servo em máquinas de eletroerosão a fio CNC monitoram e ajustam continuamente a posição do fio para garantir que as condições necessárias para criar uma descarga elétrica estável sejam mantidas. Dessa forma, a estabilidade da descarga elétrica está diretamente relacionada à precisão dimensional da peça acabada.
Como a eletroerosão a fio difere de outros métodos de usinagem CNC?
O método de remoção de material é fundamentalmente diferente de moagem ou operações de viragem. Na eletroerosão a fio, não há remoção de cavacos e, portanto, não há geometria de aresta de corte a ser considerada.
Além disso, não há "ferramenta" desgaste no sentido tradicional, pois o fio de corte é continuamente reabastecido com fio novo.
As capacidades geométricas da eletroerosão a fio diferem significativamente de outros métodos de usinagem. Devido ao raio relativamente pequeno do fio, é possível obter raios internos mínimos. Ranhuras profundas e estreitas podem ser feitas sem preocupação com o alcance ou a deflexão da ferramenta. Peças cônicas podem ser criadas ajustando-se o movimento independente dos guias de fio superior e inferior.
Princípios de engenharia por trás da usinagem por eletroerosão a fio
O desempenho de uma máquina de eletroerosão a fio depende do controle da energia elétrica, do posicionamento correto e consistente do fio e do comportamento previsível do material. A eletroerosão a fio não depende apenas da rigidez mecânica da máquina. Em vez disso, a precisão da máquina depende do comportamento das faíscas, do comportamento dinâmico do fio e dos diversos parâmetros de controle do processo que regem a operação da máquina.
Quando uma aplicação exige tolerâncias rigorosas ou características de superfície específicas, compreender os princípios acima mencionados é crucial.
Controle do entreferro e estabilidade da descarga
A distância entre os eletrodos é a distância (normalmente medido em micrômetros) entre o eletrodo de fio e a peça de trabalho onde ocorrem as descargas elétricas. Se a distância entre os eletrodos for muito pequena, ocorrerá a formação de arcos elétricos. Por outro lado, se a distância entre os eletrodos for muito grande, a eficiência de corte diminuirá e a precisão geral da máquina será comprometida.
O controle da distância entre os eletrodos é realizado ajustando o sistema servo que controla a posição do fio em relação à peça de trabalho. O servo monitora o nível de tensão entre o eletrodo de fio e a peça de trabalho e ajusta a posição do fio de acordo, em tempo real. Portanto, quando ocorrem alterações nas condições de descarga, o servo responde em milissegundos para manter as condições de corte estáveis necessárias para obter resultados precisos.
A resposta do servo às mudanças nas condições de descarga tem uma relação direta com a precisão dimensional alcançada. Uma resposta lenta às mudanças nas condições de descarga pode resultar em cortes excessivos, cantos instáveis ou vibração localizada do fio.
Por outro lado, uma resposta rápida às mudanças nas condições de descarga resultará na formação consistente de crateras e, portanto, na remoção previsível de material ao longo do percurso programado da máquina.
Portanto, em muitas aplicações de precisão, controlar a folga da faísca e garantir que a resposta do servo da máquina às mudanças nas condições de descarga seja estável é fundamental para obter retidão e controle dimensional consistentes em toda a espessura da peça.
Compensação de atraso de fio e percurso
À medida que o eletrodo de fio se move através do material a ser usinado, o fio não percorre uma trajetória perfeitamente linear. Forças causadas por descargas elétricas, pressões de lavagem e forças resistivas criadas pelo processo de remoção de material contribuem para pequenos desvios na trajetória do fio. O termo "atraso do fio" é usado para descrever esse fenômeno.
Além de ser influenciado pela magnitude das forças mencionadas acima, o atraso do fio também é influenciado pela espessura do material removido e pela magnitude das mudanças de direção no percurso programado. Cantos internos representam um caso especial de atraso do fio. À medida que o fio se move ao redor da parte interna do canto, a porção posterior do fio pode desviar-se do percurso pretendido, resultando em um desvio do canto ou aumento do raio.
Para compensar o fenômeno de atraso do fio, as modernas máquinas de controle numérico computadorizado (CNC) incorporaram algoritmos que ajustam o percurso programado para levar em conta as características do atraso do fio e os parâmetros de corte. Essa compensação é significativa para cantos internos, ranhuras estreitas e aberturas de matrizes de precisão, onde um desvio de um único mícron pode resultar em perda de precisão.
Na ausência de compensação de atraso do fio, a precisão geométrica dos cantos internos pode ficar fora das especificações de tolerância. Ao mesmo tempo, as seções retas da peça podem estar bem dentro das especificações de tolerância.
Estratégia de corte em múltiplas passagens
A usinagem por eletroerosão a fio normalmente envolve uma estratégia de múltiplas passagens. A primeira passagem, denominada de corte bruto, Remove a maior parte do material utilizando energias de descarga mais elevadas do que as passagens subsequentes. O corte de desbaste prioriza a taxa de remoção de material em detrimento da qualidade da superfície.
Cortes de acabamento subsequentes Utilizam-se energias de descarga mais baixas e taxas de avanço mais lentas. Esses cortes de desbaste refinam ainda mais a geometria da peça, reduzem a variabilidade do sobrecorte e melhoram a retilineidade. Em cada passe de desbaste, uma pequena quantidade controlada de material é removida da superfície previamente cortada.
Com passes de acabamento adicionais, a qualidade da superfície é melhorada; no entanto, a camada refundida produzida durante o corte de desbaste diminui em espessura e uniformidade. Em aplicações de ferramentas de alta precisão, múltiplos passes de acabamento são prática padrão para atender aos requisitos dimensionais e de superfície.
Exemplo prático de usinagem:
Em um de nossos projetos recentes de ferramentas, cortamos um inserto de aço D2 endurecido (58–60 HRC) com 32 mm de espessura usando fio de latão de 0.25 mm.
Realizamos uma passada de desbaste seguida de três passadas de acabamento. A peça apresentou uma tolerância final de ±0.006 mm, e o último acabamento resultou em uma rugosidade superficial de Ra 0.32 µm.
Garantimos uma lavagem estável e a tensão adequada do fio para manter cantos precisos e consistentes em toda a espessura.
Zona afetada pelo calor e integridade da superfície
Embora a usinagem por eletroerosão a fio não gere forças mecânicas associadas ao corte, o processo de usinagem ainda é baseado em calor. Cada faísca produz calor localizado no ponto de descarga, fazendo com que um pequeno volume de material fundido se ressolidifique na superfície. Essa ressolidificação do material fundido cria uma fina camada de material na superfície, conhecida como camada refundida.
A espessura da camada refundida depende da magnitude da energia de descarga empregada e do número de passes de acabamento. Cortes mais grosseiros produzem camadas refundidas mais espessas, enquanto passes de acabamento reduzem significativamente a espessura da camada refundida.
Alguns materiais apresentam microfissuras devido ao rápido aquecimento e resfriamento abaixo da superfície. A ocorrência de microfissuras aumenta com o aumento dos níveis de energia de descarga e/ou em condições inadequadas de lavagem. Fabricantes de componentes críticos para os setores aeroespacial e médico podem precisar verificar a integridade da superfície de suas peças por meio de metalografia.
Dependendo dos requisitos específicos da aplicação, o pós-processamento pode consistir em polimento leve, lapidação ou outras operações secundárias para refinar a condição da superfície. No entanto, na maioria das aplicações de ferramentas, o corte superficial controlado pode proporcionar uma condição de superfície satisfatória.
Materiais para usinagem de fio EDM
Em geral, a eletroerosão a fio é escolhida como método de usinagem porque os métodos convencionais têm dificuldade em processar formas complexas, rígidas ou desafiadoras. O método de usinagem por eletroerosão a fio é frequentemente utilizado após tratamento térmico (especialmente na fabricação de ferramentas).
O processo de eletroerosão a fio é afetado pelas propriedades do material que está sendo usinado. O comportamento do material durante a operação de usinagem influencia a estabilidade do fio, a facilidade de remoção dos resíduos e a precisão dimensional da peça.
Algumas das principais considerações para um fabricante que opta por usar a usinagem por eletroerosão a fio estão descritas abaixo.
Metais condutores adequados para corte por eletroerosão a fio
Todos os metais condutores podem ser usinados usando eletroerosão a fio; no entanto, cada um possui características diferentes no ambiente de fabricação.
Aços para ferramentas e aços-liga
Aços para ferramentas e aços-liga são os tipos mais comuns de metais cortados por eletroerosão a fio. aço pré-endurecido ou totalmente endurecido Utilizando o fio como material base, os resultados de corte são previsíveis e confiáveis. O processo de corte por eletroerosão a fio proporciona um controle dimensional preciso e consistente. cantos definidos quando passes de raspagem são executadosMuitas das placas de matriz e insertos usados atualmente são normalmente classificados como aços-ferramenta e aços-liga.
Aços Inoxidáveis
Aços inoxidáveis austeníticos São fáceis de cortar; no entanto, tendem a reter tensões internas. Nervuras finas em uma peça de aço inoxidável austenítico podem se deslocar ligeiramente após serem removidas do bloco base. Portanto, a estratégia de fixação e a ordem das operações de usinagem desempenham um papel essencial.
Ligas de Alumínio
O alumínio é um bom condutor e relativamente fácil de remover por eletroerosão a fio; no entanto, tende a gerar mais detritos no fluido dielétrico do que muitos outros metais. Consequentemente, a má remoção desses detritos pode causar instabilidade na peça, principalmente durante o corte de seções mais espessas. O alumínio geralmente é utilizado em situações que exigem tolerâncias extremamente precisas em componentes leves, e não na fabricação de ferramentas sujeitas a alto desgaste.
Cobre e latão
Ambos cobre e latão podem ser facilmente usinados usando eletroerosão. Ambos são comuns para Eletrodos EDM e componentes condutores; No entanto, como ambos os materiais são mais macios do que muitos outros metais, se uma seção fina estiver sendo cortada e não houver suporte fornecido por baixo dela, ela poderá se deformar.
Ligas de titânio
As ligas de titânio exigem uma seleção cuidadosa dos parâmetros. O material retém o calor gerado durante a usinagem, sendo essencial fornecer condições adequadas. descarga controlada Ao longo de todo o processo de corte, para evitar queimaduras localizadas. As aplicações típicas para ligas de titânio usando eletroerosão a fio incluem:Suportes aeroespaciais e peças estruturais de precisão.
Materiais duros e aços para ferramentas
A eletroerosão a fio é frequentemente usada para aços-ferramenta que foram endurecidos a um nível superior a 55-60HRC. Nesses níveis de dureza, as forças de corte na usinagem tradicional aumentam significativamente e as ferramentas sofrem um desgaste maior. grande desgaste. Embora a dureza da ferramenta de aço não afete significativamente a mecânica do corte na eletroerosão a fio, alguns aços para ferramentas são mais difíceis de usinar do que outros devido à sua composição e estrutura.
Exemplos de usinagem de precisão usando eletroerosão a fio incluem:
- Punções e matrizes que foram tratadas termicamente de acordo com as especificações finais antes da usinagem.
- Inserções de molde que precisam conter cantos internos vivos.
- Componentes sujeitos a desgaste fabricados com aços-ferramenta D2, H13 e similares.
- Placas de carboneto que contêm um aglomerante de cobalto
Quando os aços-ferramenta são usinados no estado temperado, a distorção pós-usinagem é eliminada, o que é crucial para muitas aplicações de usinagem de precisão que exigem tolerâncias posicionais rigorosas entre várias características.
Embora as placas de metal duro possam ser usinadas por eletroerosão a fio, há dois fatores-chave a serem considerados em relação ao corte e à remoção do fluido de limpeza. Se a energia de descarga for muito alta durante o corte de camadas espessas de metal duro, o risco de formação de microcavacos aumenta. Portanto, as condições de corte e remoção do fluido de limpeza devem ser cuidadosamente controladas.
As classes de materiais mencionadas neste artigo geralmente estão em conformidade com ASTM A681 (aços para ferramentas) e ASTM A240 (aços inoxidáveis).
Limitações de materiais e considerações de projeto
Existem diversas limitações na seleção de materiais para usinagem por eletroerosão a fio.
- Materiais não condutores não podem ser usinados usando eletroerosão a fio.
- A espessura é outro fator limitante. Em geral, quanto maior a espessura do material, maior o potencial para variações no enrolamento e na conicidade do fio.
- As tensões internas no material bruto podem causar o deslocamento da peça após a liberação do perfil.
O projeto também influencia a eficiência da usinagem de um material por eletroerosão a fio. Como o fio precisa atravessar completamente o material para realizar a operação de usinagem, furos iniciais são necessários para permitir o acesso aos contornos internos. Portanto, cavidades totalmente fechadas não podem ser usinadas sem que haja acesso para a passagem do fio.
Se a peça a ser usinada for fina e rígida, o material pode sofrer um pequeno deslocamento após ser separado do restante do material bruto. Embora as forças de corte na eletroerosão a fio sejam praticamente inexistentes, mesmo o menor movimento de uma nervura estreita em um material macio pode resultar em um pequeno erro no posicionamento da nervura.
Verificação rápida da adequação do material para eletroerosão a fio
| Material | Condutividade | Estabilidade de corte | Uso típico em eletroerosão a fio | Notas Principais |
| Aço para ferramentas (D2, H13) | Boa | Altamente estável | Matrizes, punções, insertos | Os melhores resultados são obtidos após o tratamento térmico. |
| Aço Inoxidável (Austenítico) | Boa | Estável | Componentes médicos, armações de precisão | Observe o alívio da tensão nas costelas finas. |
| Ligas de Alumínio | muito bom | Moderado | Peças de precisão leves | Requer lavagem vigorosa. |
| Cobre | Excelente | Estável | Eletrodos, partes condutoras | Macio; suporte para seções finas |
| Resina | Excelente | Estável | Componentes elétricos | Fácil de cortar; baixo desgaste. |
| Ligas de titânio | Moderado | Sensível | Suportes aeroespaciais | Requer controle cuidadoso dos parâmetros. |
| Carboneto de tungstênio (co-aglutinante) | Moderado | Desafiador | Placas de desgaste, ferramentas | Risco de microchipagem |
Tolerâncias e capacidades de acabamento superficial da eletroerosão a fio
Os fabricantes de precisão dependem de diâmetro do fio, controle da folga e número de passagens ao atingir a precisão dimensional desejada. Como resultado do controle desses fatores, eles normalmente alcançam um nível de tolerância de ± 0.005 mm após concluir a primeira passagem de desbaste.
Além disso, o acabamento superficial pode variar dependendo das ferramentas utilizadas no processo; no entanto, é comum obter um acabamento de superfície of Ra 0.2 – 0.8 µm Para a maioria das ferramentas e peças de precisão. Deve-se observar que detalhes finos, cantos vivos e materiais duros exigirão atenção na seleção do fio correto e na garantia de um corte adequado em múltiplas passagens.
Tolerâncias típicas de eletroerosão a fio na fabricação de precisão
A verificação de tolerâncias em aplicações de alta precisão é geralmente realizada por meio de práticas de inspeção. Esses métodos costumam estar alinhados com ISO 10360 para precisão da CMM e ASTM E2309 diretrizes, quando aplicável. Embora existam muitos sistemas de eletroerosão a fio diferentes disponíveis atualmente, a maioria das oficinas terá as seguintes expectativas:
- Cortes de desbaste em uma única passada: ±0.05 mm (±50 µm) para a maioria das ligas de aço
- Cortes de acabamento em múltiplas passagens: ±0.01 mm (±10 µm) ou melhor para a maioria das ligas de aço
- Cantos críticos e elementos finos: O uso de compensação CNC de precisão e múltiplas passagens de acabamento permitirá ao fabricante atender às especificações.
Em geral, a eletroerosão a fio dimensionalmente estável é capaz de manter sua precisão geral em toda a espessura do material usinado. No entanto, ao usinar seções finas ou peças com cantos internos vivos, pode ocorrer um leve afilamento se o sistema de alinhamento ou o sistema de posicionamento do fio não estiverem configurados corretamente.
Para permitir passes de desbaste adicionais durante a operação de acabamento, os fabricantes costumam incluir essa margem na operação inicial de corte de desbaste. Isso é particularmente importante na usinagem de peças de alta precisão, como... punções, matrizes e insertos de moldes, que exigem geometrias precisas para funcionar corretamente.
Faixa de acabamento superficial por eletroerosão a fio
O acabamento superficial obtido por eletroerosão a fio depende principalmente da energia de descarga utilizada, da duração de cada pulso e do número de passes realizados durante a operação de acabamento:
Os valores de rugosidade superficial são normalmente avaliados de acordo com ISO 4287/4288 normas de medição, que definem os parâmetros de Ra e os métodos de amostragem
- Versão preliminar: Normalmente produz um valor Ra de 3.2 a 6.3 µm.
- Passagem de acabamento padrão: Normalmente produz um valor Rae de 0.8 – 1.6 µm
- Passe de leitura superficial aceitável: Normalmente produz um valor Ra de 0.2 a 0.4 µm.
Um acabamento superficial de alta qualidade obtido por eletroerosão a fio pode reduzir significativamente ou eliminar a necessidade de operações de polimento secundárias exigidas em aplicações de fabricação de ferramentas e matrizes. Isso é especialmente importante na usinagem de peças aeroespaciais ou componentes médicosA eletroerosão a fio também pode ajudar a minimizar a espessura da camada refundida e reduzir o potencial de microfissuras.
Eletroerosão a fio: equilíbrio entre precisão e velocidade de corte
A eletroerosão a fio oferece aos fabricantes um meio previsível de equilibrar tolerância, acabamento superficial e velocidade de corte:
- Passagens grosseiras: Remove o material a uma taxa mais rápida do que as passagens aceitáveis, mas produz uma superfície mais áspera e maior desvio dimensional.
- Passes aceitáveis: Melhoram a qualidade da superfície e reduzem a camada refundida, mas levam mais tempo para serem concluídas e exigem alimentações de arame mais lentas e múltiplas passagens.
- Materiais duros ou espessos: Pode ser necessário ajustar a energia dos pulsos e a velocidade de alimentação para manter o controle dimensional sem causar vibração do fio.
EDM de fio vs. EDM de penetração: principais diferenças
Eletroerosão a fio e chumbada EDM Ambos os processos utilizam descargas elétricas para remover material. No entanto, as aplicações e limitações diferem. A escolha do processo adequado depende da geometria da peça, do material e dos requisitos de tolerância.
Tabela: Comparação de processos e casos de uso de eletroerosão a fio e eletroerosão por penetração
| Característica | Fio EDM | Chumbada EDM |
| elétrodo | Fio fino | eletrodo sólido moldado |
| Tipo de corte | Perfis retos ou ligeiramente afilados | Cavidades 3D, bolsas, reentrâncias |
| Peças típicas | Matrizes, punções, nervuras finas, ranhuras | Cavidades de molde, formas complexas |
| Espessura do material | De moderada a espessa, dependendo da tensão do fio. | Blocos espessos ou cavidades profundas |
| instalação | Enfiamento e fixação de fios | Fabricação e alinhamento de eletrodos |
Custo, tolerância e geometria
- Custo: Os processos de eletroerosão a fio são mais rápidos; a eletroerosão por penetração requer eletrodos, o que aumenta o tempo de preparação.
- tolerância: A precisão da eletroerosão a fio é tipicamente de ±0.005–0.01 mm; na eletroerosão por penetração, a precisão depende do desgaste e do formato do eletrodo.
- geometria: A eletroerosão a fio é limitada a cortes retos ou cônicos; a eletroerosão por penetração pode criar cavidades 3D completas.
Quando escolher eletroerosão a fio
- Ranhuras ou nervuras retas em aço temperado.
- Características ou perfis finos onde a fixação é simples.
- Peças que exigem tolerâncias consistentes em todo o corte.
- Aplicações em que o custo do eletrodo ou o tempo de preparação para eletroerosão por penetração seriam excessivos.
Entendendo o fio e os consumíveis para eletroerosão
A seleção do arame baseia-se em suas características, incluindo material, diâmetro e resistência, bem como nas condições de corte. A escolha correta do arame depende de suas necessidades de precisão e acabamento, além da eficiência da sua máquina.
O que é fio EDM e como ele é selecionado?
O fio EDM é um fio fino e contínuo por meio do qual flui uma corrente elétrica que gera faíscas, as quais causam a erosão da peça de trabalho. Ao determinar o tipo de fio a ser utilizado, os seguintes fatores são levados em consideração:
- Condutividade do material: O cobre é mais comumente usado com aço, enquanto o latão é frequentemente usado para materiais mais resistentes.
- Diâmetro do fio: Quanto menor o diâmetro do fio, mais precisos serão os cantos e mais finos os detalhes. Diâmetros maiores proporcionam maior rigidez e ajudam a minimizar a vibração ao fazer cortes mais longos.
- Estabilidade do corte: Um fio muito frágil para a seção que está sendo usinada, cujo comprimento pode romper ou desviar-se do caminho necessário para realizar o corte.
Materiais e diâmetros de fios comuns
Os dois principais tipos de fio utilizados na usinagem por eletroerosão (EDM) são o latão e o latão revestido. O molibdênio também está disponível e é usado para usinagem em altas temperaturas ou onde se exige um alto nível de precisão.
- Diâmetros de fio usados na usinagem por eletroerosão: A gama padrão de diâmetros normalmente disponíveis para usinagem por eletroerosão é 0.01-03 polegadas (0.25-75 mm)Fios com um diâmetro de 0.005 polegadas (0.125 mm) Pode ser usado para criar detalhes excelentes. Fios de diâmetro maior são necessários para usinar seções mais espessas.
- Guias e bobinas de fiação: Para utilizar corretamente um sistema de carretel guia de arame, o alinhamento adequado das guias e a manutenção da tensão apropriada no arame são cruciais. Se as guias não estiverem alinhadas corretamenteIsso pode levar a vibrações ou desvios excessivos do fio, o que degradaria significativamente a qualidade do corte.
Influência da escolha do fio na qualidade do corte
- Precisão nos cantos: Quanto mais próximos os fios estiverem, melhor será o corte no canto. Isso significa que um fio mais fino sempre produzirá um canto mais preciso do que um fio mais grosso. Por exemplo, se você precisar fazer muitos cortes pequenos em espaços apertados, será necessário um fio de diâmetro menor. No entanto, em alguns casos, mesmo que um fio mais grosso seja necessário para fazer o corte com precisão, devido à necessidade de múltiplas passagens, ainda será preciso fazer várias passagens com o fio mais grosso para obter o mesmo nível de precisão.
- Acabamento de superfície: A utilização de arame revestido pode reduzir ou eliminar significativamente as camadas refundidas. Isso é especialmente verdadeiro para aços mais duros. As camadas refundidas ocorrem quando a ação de corte faz com que o metal fundido se solidifique e forme camadas na superfície da peça.
- Confiabilidade do processo: O material e a tensão do fio influenciam diretamente a frequência com que o fio se rompe por hora. Manter uma alimentação de fio constante resulta em peças mais repetíveis e menos desperdício.
Controle de qualidade na usinagem por eletroerosão a fio
Precisão e consistência são cruciais na usinagem por eletroerosão a fio. Métodos de inspeção e monitoramento do processo ajudam a garantir que as peças atendam às especificações dimensionais e de acabamento superficial, evitando retrabalho.
Métodos de inspeção para peças usinadas por eletroerosão a fio
- CMM (Máquina de Medição por Coordenadas): As máquinas CMM permitem verificar características como perfil, largura de ranhuras, raio de canto, etc., com precisão em nível micrométrico.
- Micrômetro e paquímetroEsses recursos ajudam a verificar rapidamente a espessura, altura ou largura de uma característica.
- Testador de rugosidade de superfície: O valor de Ra é verificado após a última passagem de desbaste.
- Inspeção visual: Os operadores geralmente identificam marcas de arame, irregularidades na camada refundida ou pequenas rebarbas.
Realizar uma inspeção imediatamente após o corte permitirá detectar desvios no processo antes que o lote de peças seja descartado.
Controle de Processo e Repetibilidade
- Monitore a tensão e a alimentação do fio para evitar o arrasto do fio e manter a largura do corte constante.
- Controle a energia do pulso e a distância entre os eletrodos para minimizar a variação dimensional, especialmente em aços duros ou peças finas.
- A fixação estável da peça reduzirá os micromovimentos que podem causar desvios das tolerâncias.
- A definição consistente de parâmetros proporcionará resultados repetíveis, seja para várias peças da mesma configuração ou para várias configurações usadas por uma empresa que fabrica produtos usinados com precisão, como matrizes, moldes ou componentes aeroespaciais.
Manter um acabamento superficial consistente e preciso.
- Aplique acabamentos adicionais (passagens de nivelamento) para criar superfícies de altíssima qualidade ou cantos bem definidos.
- Selecione o tamanho e o tipo de fio adequados à geometria e à dureza da peça.
- Otimize a lavagem para remover todos os detritos da área de corte, o que eliminará a formação de camadas refundidas e microfissuras.
- A calibração regular do alinhamento da máquina e do seu sistema de guia de fios ajudará a manter a consistência das tolerâncias.
Como escolher o fornecedor certo de serviços de eletroerosão a fio
O primeiro passo na seleção de um fornecedor é encontrar um que possua a combinação adequada de capacidade de produção das máquinas e habilidade (e conhecimento) do operador para fabricar sua peça.
Avaliação das capacidades e equipamentos de eletroerosão a fio
- Verifique se o fornecedor tem experiência na fabricação de peças tão grandes e espessas quanto as suas.
- Verifique se as máquinas do fornecedor estão equipadas para cortar fios de pequeno diâmetro e se possuem capacidades de múltiplos eixos para permitir cantos vivos e nervuras finas.
- Informe-se sobre como o fornecedor mantém a tensão do fio e o sistema de lavagem para garantir um corte consistente em longos percursos.
Experiência em projetos de usinagem CNC de precisão
- Pergunte se o fornecedor tem experiência na fabricação de peças em aço temperado, moldes, matrizes ou outras peças que exigem tolerâncias rigorosas.
- Verifique se o fornecedor tem experiência na fabricação de peças semelhantes às suas, incluindo detalhes finos ou ranhuras internas.
- Determine se os operadores do fornecedor conseguem realizar cortes e acabamentos em múltiplas passagens para atender aos requisitos dimensionais e de acabamento superficial.
Prazo de entrega, sistemas de qualidade e suporte técnico.
- Seu parceiro deve utilizar ferramentas de controle de qualidade, como CMM (máquina de medição por coordenadas), medidores de rugosidade e instrumentos de medição calibrados.
- Determine o prazo de entrega típico para protótipos, produções de baixo volume e produções de alto volume.
- Pergunte se a equipe técnica do fornecedor pode oferecer consultoria sobre seleção de fios, fixação de peças e estratégia de corte.
Conclusão
A eletroerosão a fio é ideal para cortar metais duros, peças finas e cantos internos vivos que são difíceis de usinar com métodos convencionais. A configuração correta, a seleção adequada do fio e a estratégia de usinagem são essenciais para obter tolerâncias consistentes e um bom acabamento superficial.
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Perguntas Frequentes
Como funciona o eletroerosão por fio?
A eletroerosão a fio corta metal usando um fio fino eletricamente carregado. Este fio erode a peça seguindo um caminho programado, sem tocá-la. São necessárias várias passagens para atingir as dimensões e o acabamento superficial desejados.
Quais materiais não podem ser cortados com eletroerosão a fio?
A eletroerosão a fio funciona apenas em metais condutores. Plásticos ou cerâmicas (não condutores) e outros materiais não metálicos não serão cortados. Além disso, metais altamente condutores podem exigir velocidades de corte mais lentas do que o normal ou configurações especializadas para eletroerosão a fio.
Qual a precisão da usinagem por eletroerosão a fio?
As peças acabadas geralmente contêm +/- 0.005-0.01 mm. No entanto, a precisão depende do fio. Diâmetro, controle de faíscas, fixação e passes de acabamento.
Qual é o raio de canto mínimo que pode ser obtido na eletroerosão a fio?
O raio mínimo do canto interno na eletroerosão a fio é normalmente um pouco maior que o diâmetro do fio — usando um fio de 0.127 mm, cantos tão pequenos quanto ~0.13–0.15 mm podem ser obtidos com corte multipasse e compensação adequados.
A eletroerosão a fio é adequada para produção em série?
Sim, a eletroerosão a fio é ideal para produções de baixo a médio volume, especialmente para peças com características complexas e tolerâncias rigorosas. O manuseio automatizado do fio e a fixação precisa auxiliam na manutenção da repetibilidade entre lotes.
