Améliorer la technologie EDM

Nov 20, 2023

Défauts de qualité et mesures d'amélioration dans l'électroérosion à fil des matrices et moules

Parce qu'une machine d'électroérosion à fil (EDM) ne produit pas une grande force de coupe et a une efficacité d'usinage élevée, la technologie d'électroérosion à fil a été de plus en plus largement utilisée dans le domaine de la fabrication de moules. Avec l'amélioration continue des exigences techniques des pièces aérospatiales et des moules de précision, les exigences de qualité de l'électroérosion à fil deviennent de plus en plus élevées. Cependant, certains phénomènes affectent toujours l'efficacité de l'usinage par électroérosion à fil et la qualité de l'usinage dans le processus de fabrication des moules. Ici, quelques mesures d'amélioration sont proposées pour plusieurs types de défauts de qualité d'usinage.

Angle d'effondrement. L'effondrement fait référence au phénomène selon lequel lorsque le fil EDM tourne, le coin du moule n'a pas la taille théorique, mais est coupé par le fil d'électrode. L'angle d'effondrement ne répond pas aux exigences réelles et différentes solutions doivent être prises en fonction de l'angle de traitement de la matrice.

Par exemple, pour empêcher l'effondrement du coin extérieur, le programme de fil d'électrode peut continuer à étendre le 0,5 mm au coin, afin d'éviter que l'électrode ne tourne au coin, éliminant ainsi l'effondrement. Vous pouvez également déplacer le 0,5 mm vers l'avant au niveau du coin, puis réduire, et le programme compense le rayon du fil d'électrode, de sorte que l'effondrement reste dans la partie indésirable. Dans le même temps, l'augmentation de la tension du fil d'électrode et le remplacement des pièces vulnérables telles que la poulie de guidage et le bloc conducteur peuvent réduire l'amplitude de gigue du fil d'électrode et réduire l'effondrement de la matrice.

La rugosité de surface de l'électroérosion à fil dépend de nombreux facteurs, tels que les conditions d'usinage, le temps de décharge, le courant de pointe, la vitesse d'usinage, etc. Plus la vitesse de coupe est rapide, plus la surface de coupe est rugueuse. La pratique a prouvé que lorsque l'électroérosion à fil est réalisée avec une alimentation à impulsions rectangulaires, quels que soient le matériau, l'épaisseur et la taille de la pièce, tant que le bouton d'alimentation de conversion de fréquence est ajusté pour ajuster le courant d'usinage (c'est-à-dire le courant moyen indiqué sur l'ampèremètre) à environ 70% 80% du courant de court-circuit (c'est-à-dire le courant indiqué sur le compteur lorsque l'alimentation à impulsions est court-circuitée), c'est fondamentalement la meilleure condition de fonctionnement.

Pour améliorer la précision d'usinage de la matrice et assurer une certaine vitesse de traitement, la méthode de coupe multiple peut être adoptée. Dans l'usinage d'ébauche, nous utilisons d'abord des conditions de traitement plus fortes, obtenons un décalage plus grand, réservons une certaine marge, coupons rapidement, puis utilisons des conditions de traitement plus faibles pour réduire le décalage et effectuer la finition dans le sens opposé. Surtout lors de la coupe de la matrice concave, la marge d'usinage est réservée à l'avance pour effectuer une coupe grossière à grande vitesse, puis la largeur d'impulsion de l'alimentation est réduite pour effectuer une coupe fine. Par rapport à la méthode de coupe multiple, lorsque la même rugosité de surface est obtenue, non seulement la vitesse de coupe moyenne est plus rapide, mais aussi la déformation de la pièce est faible et la précision dimensionnelle est évidemment améliorée en raison de la libération progressive de la contrainte résiduelle dans la pièce.

Dans WEDM, en raison de l'utilisation de la chaleur de décharge pour l'usinage, la surface de la matrice fond à cause de la température élevée produite par la décharge, puis le refroidissement rapide produit une couche métamorphique, et le matériau sur la couche métamorphique est soudainement solidifié en raison de refroidissement rapide. Le retrait produit des contraintes thermiques de traction, entraînant de nombreuses microfissures. De plus, l'EDM à fil est souvent disposé après le traitement thermique de la matrice pour éviter diverses contraintes lors du traitement à chaud, provoquer une déformation et une fissuration de la cavité du moule et améliorer la précision de formation du moule. Cependant, lors du processus d'enlèvement de matière par WEDM, la contrainte symétriquement équilibrée de la pièce sur la surface de coupe changera, provoquant une nouvelle déformation, l'équilibre des contraintes de chaque partie du matériau sera détruit pendant la coupe et la contrainte doit être redistribué. ce processus de rééquilibrage des contraintes peut également provoquer une déformation et une fissuration de la pièce. Il est amélioré des aspects suivants selon les causes de déformation et de fissuration.

Les matériaux de matrice sont généralement de l'acier à outils à haute teneur en carbone, tel que T8A T10A et de l'acier à outils allié Crl2, Crl2MV. Généralement, l'acier à outils à haute teneur en carbone peut être utilisé pour les matrices de forme simple, de petit volume et à faible durée de vie, tandis que l'acier à outils allié convient aux matrices de forme complexe, aux exigences de durée de vie élevées et au grand volume. Parce que la composition de l'acier a une grande influence sur la déformation de trempe et la contrainte interne résiduelle, et parce que la trempabilité de l'acier à outils à haute teneur en carbone est faible, la contrainte thermique et la contrainte de microstructure de l'acier à outils à haute teneur en carbone pendant la trempe sont plus grandes que celles de l'acier à outils allié. , de sorte que la fissuration par déformation par trempe de l'acier à outils à haute teneur en carbone se produit souvent. De plus, la fissuration se produit souvent lorsque l'acier à outils à haute teneur en carbone est usiné par fil EDM en raison de la libération de contraintes internes résiduelles, de sorte que l'acier à outils allié doit être sélectionné dans la mesure du possible lors de l'utilisation d'une matrice d'électroérosion à fil.

Pour ceux qui ont besoin d'une trempe, les matériaux ayant une bonne trempabilité doivent être sélectionnés, et les meilleurs matériaux doivent être déterminés en comparant la courbe de trempabilité et les propriétés complètes des matériaux. Si la précision est très élevée, des matériaux en carbure cémenté doivent être sélectionnés. L'acier inoxydable ou l'acier à haute teneur en carbone non trempé ne doit pas être sélectionné.

Le prétraitement thermique est une mesure efficace pour empêcher la déformation et la fissuration du traitement thermique. Le traitement général de trempe et de revenu est le traitement de préchauffage, qui est organisé après l'usinage grossier. Son procédé technologique est le suivant : forgeage "recuit de sphéroïdisation" ébauche "trempe et revenu" semi-finition "trempe et revenu" finition. La pratique montre que l'ajout d'un traitement de trempe et de revenu après l'usinage d'ébauche est efficace pour contrôler la déformation du traitement thermique, qui prépare non seulement la microstructure pour le traitement thermique final, mais élimine également les contraintes mécaniques causées par l'usinage d'ébauche.

Lorsqu'il y a une grande contrainte résiduelle dans la pièce avant la trempe, elle est destinée à renforcer la non-uniformité de la déformation pendant la trempe, de sorte que le traitement de déstressage doit être complété avant la trempe.

Pour réduire sa déformation, la sélection correcte de la température de chauffage est très importante, une température de trempe trop élevée est facile à produire une déformation irrégulière, donc sous le principe de ne pas affecter les performances, nous devrions nous efforcer d'abaisser la température de chauffage.

Le processus de recuit de sphéroïdisation est strictement normalisé et la trempe adopte un préchauffage et une trempe par étapes pour réduire la contrainte de trempe. L'acier trempé doit être trempé à temps pour éliminer la contrainte interne de trempe et réduire la fragilité ; pour le deuxième type d'acier de matrice cassant trempé doit être refroidi rapidement (refroidissement à l'eau ou à l'huile) après revenu à haute température, le deuxième type de fragilité de revenu peut être éliminé.

Pour le précisPièces de fraisage CNC , le point de départ, la direction du programme et la position de serrage de la découpe doivent être agencés en fonction des caractéristiques de forme des pièces, de manière à minimiser la déformation. En règle générale, le point de départ de l'électroérosion à fil doit être défini dans les pièces plates, finies ou ayant peu d'effet sur les performances de la pièce. En même temps, lors de la compilation du programme d'usinage de la pièce, à travers l'analyse du dessin, lors de la détermination du parcours de coupe, nous devons d'abord couper du côté avec des exigences de précision, afin que l'influence de la déformation d'usinage sur la précision de la pièce puisse être réduite .

Pour les pièces poinçonnées, le trou de fil au point de départ de la forme doit être percé dans l'ébauche convexe avant la trempe, de sorte que l'équilibre des contraintes internes de la pièce ne soit pas détruit pendant la coupe, afin d'éviter les fissures et les déformations causées par la coupe. de l'extérieur du matériau.

La plupart des pièces usinées par électroérosion à fil sont forgées et trempées, et il y a une importante contrainte résiduelle à l'intérieur, qui sera relâchée après usinage électrique pour déformer la matrice. Pour éviter ce phénomène, l'habitude traditionnelle de couper une fois est changée en coupe secondaire grossière et fine, de sorte que la déformation après la première coupe grossière puisse être corrigée à temps lors de la coupe de précision. Le prétraitement peut être effectué en premier, comme l'ouverture d'un espace étroit de contrainte au centre symétrique de la pièce de coupe en ligne pour libérer la contrainte interne, puis effectuer la finition.

Ci-dessus, certains problèmes de qualité existant dans l'électroérosion à fil sont analysés en détail, et les mesures d'amélioration sont proposées. De nombreux facteurs affectent la précision d'usinage et la qualité de surface du WEDM, tels que la contrainte interne du matériau, la rigidité de la pièce coupante et de la pièce de serrage fixe, le choix de la technologie de traitement et des paramètres électriques, ainsi que les facteurs de la machine-outil elle-même. il est nécessaire d'observer et d'analyser attentivement dans le travail habituel, de découvrir les raisons existantes, d'utiliser constamment de nouvelles méthodes technologiques pour pratiquer, d'améliorer le processus de production et le mode de production et de tirer pleinement parti des avantages des moules à fil EDM.