Электроэрозионная обработка проволоки для автомобильных деталей: допуски, выбор станка, руководство поставщика

Рассмотрим типичную работу. Поставщику тормозов уровня 1 необходимо 240 закаленных вставок D2, каждая с канавкой для уплотнения диаметром 0,6 мм, которая должна выдерживать жесткий допуск по ширине — и удерживать ее после закалки до 60 HRC. Как только заготовки затвердевают, фрезерная ячейка, которая вырезала прототипы, больше не может удерживать канавку, и для шлифования требуется круг нестандартной формы и трехнедельное приспособление. Эта заметка в углу чертежа переносит работу на электроэрозионный станок.

Это руководство предназначено для тех, кто обращается к этому вопросу: менеджеров инструментальных цехов, инженеров-технологов и групп по закупкам, оценивающих проволочную электроэрозионную обработку для автомобильной оснастки — вставок штампов, пуансонов, вставок пресс-форм, твердосплавных режущих инструментов и штампов для ламинирования EV. В нем рассказывается, где подходит этот процесс, какие допуски он может соблюдать, чем различаются классы машин и что нужно проверить перед размещением заказа.

Проволочная электроэрозионная обработка — также называемая проволочной электроэрозионной проволокой или WEDM — удаляет материал с помощью контролируемых электрических разрядов между тонким проволочным электродом и заготовкой, погруженной или промытой в деионизированной воде. Поскольку проволока никогда не касается детали, твердость, толщина стенки и размер детали перестают быть барьерами: закаленная сталь и твердый сплав, которые не может обработать ни одна режущая кромка, обрезаются до окончательного размера за один установ, без режущего усилия и без механических заусенцев.

Инженерный вопрос не в том, сможет ли электроэрозионный станок изготовить деталь. Обычно может. Вопрос в том, какой класс станка, какой рабочий диапазон и какая конусность на самом деле необходимы для работы, а покупательная способность, которую мастерская никогда не будет использовать, является наиболее распространенным способом ошибиться при покупке.

Почему проволочная электроэрозионная обработка используется для автомобильной оснастки

Четыре ограничения подталкивают автомобильную оснастку к WEDM, и они обычно появляются вместе, а не по одному.

• Твердость после термообработки. Вставки и пуансоны подвергаются сквозной закалке, цементации (обычно глубина гильзы 0,6–1,2 мм) или изготавливаются из твердого сплава, поскольку они должны выдерживать сотни тысяч ударов. WEDM удаляет материал путем искровой эрозии, а не режущей кромкой, поэтому закаленную пластину D2 или SKD11 можно доработать до нужного размера после закалки — без риска деформации, который возникает при чистовом шлифовании закаленной детали.
• Размер элемента ниже радиуса фрезы. Канавка для уплотнения диаметром 0,6 мм имеет радиус угла, который не может выполнить ни одна практическая концевая фреза, и та же стенка останавливает прорезь для инжектора 0,4 мм или квадратный внутренний угол. Инструмент — это проволока: нет радиуса угла инструмента, который нужно компенсировать, и нет минимального внутреннего радиуса, превышающего радиус проволоки плюс искровой промежуток.
• Никакой режущей силы. Тонкостенные корпуса, ребра толщиной 0,8 мм на конструктивном кронштейне и длинные тонкие сердечники прогибаются под фрезерными нагрузками. WEDM практически не применяет механическую силу, поэтому стенку толщиной 0,5 мм можно разрезать без поддержки и без упругого возврата.
• Частота пересмотра. Штамповочный штамп можно модифицировать несколько раз в рамках программы автомобиля по мере поступления фейслифтинга, вариантов отделки салона и региональных спецификаций. В WEDM это редактирование программы, а не новый электрод, приспособление или формообразующий инструмент, который при работе с низким и средним объемом часто перевешивает более медленную скорость резки.

Эмпирическое правило: если деталь является проводящей, имеет твердость примерно 45 HRC и имеет элемент уже 1 мм или стенку тоньше 1,5 мм, то электроэрозионная обработка должна быть включена в маршрут процесса с самого начала, а не добавляться в качестве спасательной операции после неудачного фрезерования.

Распространенные автомобильные детали, штампы и инструменты для электроэрозионной резки

Это приложения, которые фактически поступают на машину. Рисунок последовательный: деталь закаленная, тонкая или геометрически заблокированная для обычной фрезы.

Две категории платят за машину самостоятельно. Закаленные штамповочные вставки — классический случай; Формы для ламинирования EV растут быстрее всего, поскольку заусенцы на них размножаются на тысячах уложенных друг на друга листов и могут привести к короткому замыканию в готовом статоре или роторе. Проволочная электроэрозионная обработка позволяет получать кромки без заусенцев, а дополнительные чистовые проходы могут значительно уменьшить толщину слоя повторной отливки и улучшить целостность поверхности.

Материалы, подходящие для электроэрозионной обработки автомобильной проволоки

Электроэрозионную обработку часто называют независимой от материала, поскольку для нее требуется только электропроводность. На практике металлургия по-прежнему меняет скорость резки, целостность поверхности и количество необходимых проходов — различия достаточно велики, чтобы повлиять на предложение.

Карбидные и никелевые сплавы — это две группы, в которых экономия на обрезке является ложной экономией, поскольку повреждение проявляется через несколько недель в виде сколов или усталостных трещин, а не как немедленное нарушение размеров.

Какой допуск может иметь электроэрозионная обработка?

Допуск, указанный на чертеже, и допуск, который может выдержать цех при производстве, — это два разных числа. Большая часть объема автомобильного инструмента находится в середине практического диапазона, и именно здесь экономика электроэрозионной обработки наиболее выгодна.

• Закаленные вставки для штампов и пресс-форм располагайтесь на самом узком конце, поскольку зазор между вырубкой и обрезкой напрямую влияет на высоту заусенца и срок службы матрицы. Для достижения этого диапазона требуется машина высокоточного класса, контролируемая среда и три или более проходов.
• Седла инжекторов обычно определяются округлостью и чистотой поверхности, а не абсолютным размером — важное различие при написании спецификации покупки.
• Инструмент для вилки переключения передач и синхронизатора приземляется в диапазоне, с которым комфортно и стабильно справляется среднескоростная машина с двумя режущими проходами.
• Канавки для уплотнения тормозного суппорта Обычно это черновой проход плюс один проход обрезки на станках большинства классов.
• Структурные кронштейны и усиления являются самой рыхлой категорией, для которой обычно достаточно однопроходной высокоскоростной резки, если только требования к качеству кромки не предусматривают иное.

Ниже полосы чистовой обработки кривая затрат резко поворачивает вверх: вам нужна среда с контролируемой температурой, три или более проходов, более медленная подача проволоки и уровень дисциплины оператора, который не каждый цех может выдержать в течение трех смен. В конце концов, честным конкурентом является лазерная или плазменная резка высокого разрешения, а не фрезерование.

Отделять допуск, который действительно нужен заказчику, от допуска, напечатанного на чертеже, — самая ценная привычка в этом бизнесе. Цитаты могут удвоиться, если общее примечание, написанное для функциональной поверхности, применяется к поверхности, которая никогда не касается другой части.

Высокоскоростная, среднескоростная и проволочная электроэрозионная обработка с большим конусом

Высокоскоростная электроэрозионная обработка проволоки , часто построенный на платформе DK77, обеспечивает самую низкую стоимость квадратного миллиметра резки. Это правильное решение для кронштейнов, прокладок, простых пробойников и любой работы, где допустима более свободная лента.

DK-7745 Высокоскоростной электроэрозионный станок с ЧПУ (4 оси, ход 400×600 мм) Высокоскоростной проволочный электроэрозионный станок DK-7745: устройство, специально разработанное для обработки деталей сложной формы и высокоточных деталей, обеспечивающее точную и надежную обработку. Этот Мак... Посмотреть продукт →

Среднескоростная электроэрозионная обработка проволоки находится между высокоскоростными и точными машинами. Он добавляет контролируемую многопроходную резку и более жесткий привод проволоки, и именно эта комбинация перемещает достижимую ленту от свободного конца к чистовому концу - одна из причин, по которой среднескоростные станки широко используются для автомобильной оснастки. Стоимость резки выше, чем на высокоскоростном станке, но процент брака и время ручной отделки снижаются.

PS45C Высокопроизводительный среднескоростной электроэрозионный станок с ЧПУ Среднескоростная проволочная электроэрозионная обработка серии PS45C: эта серия, предназначенная для прецизионной обработки более крупных заготовок, предлагает расширенные возможности обработки и более высокие рабочие нагрузки... Посмотреть продукт →

Многопроходная резка это возможность, а не класс станка: черновой проход, за которым следует один или несколько подрезных проходов с постепенно уменьшающейся энергией разряда. Каждый среднескоростной и прецизионный станок поддерживает его, и это то, что обеспечивает как более жесткий допуск, так и более качественную обработку поверхности, которую требуют автомобильные спецификации — однопроходная резка никогда не достигает этого. Прежде чем смотреть на что-либо еще, подтвердите количество проходов дифферента через опоры управления, поскольку это число устанавливает нижний предел достижимого допуска.

Прецизионные электроэрозионные станки , которые удерживают самые тугие ленты с помощью проволоки меньшего размера, оправданы в основном для матриц EV для ламинирования, инжекторных инструментов и твердосплавных изделий, где требования к допускам и целостности поверхности действительно жесткие. Они стоят значительно дороже и нуждаются в контролируемой среде.

Купите тот класс, который соответствует диапазону допусков, который вам действительно нужен, а не самый узкий чертеж в файле, потому что разница в цене между классами намного больше, чем разница в достижимом качестве при обычных автомобильных работах.

Как правильно выбрать электроэрозионный станок для автомобильной оснастки

Подбор лучше работает по детали, чем по каталогу. Запустите эту цепочку по порядку:

1. Размер и вес детали — устанавливает рабочий диапазон и нагрузку на стол и обычно исключает машины прежде, чем что-либо еще.
2. Материал и твердость — задает стратегию прохождения и необходимость создания библиотеки параметров с нуля.
3. Толерантность и отделка, которые действительно имеют значение — задает класс машины и необходимость контролируемой среды.
4. Конус — уклон, рельеф или наклонные стенки определяют, требуется ли вообще машина с возможностью конусности.
5. Месячные метры резки — решает между одной машиной и двумя.

Таблица ниже является отправной точкой, а не спецификацией.

Рекомендация по-прежнему зависит от детали, и надежный способ решить ее — это испытание на резку собственного материала, а не сравнение показателей по каталогу.

Конусная резка для угловых штампов и пресс-форм

Автомобильные штампы и пресс-формы редко имеют прямые стенки: углы уклона, задние углы и отверстия штампов, которые сужаются от режущей кромки вниз к зоне зазора, требуют наклона проволоки.

• Конус capability is always quoted at a specified workpiece height , и достижимый угол уменьшается по мере того, как деталь становится выше. Машина, рассчитанная на заданный угол на одной высоте Z, не обязательно будет удерживать его на другой.
• Укажите конусность по углу и максимальному отклонению на указанной высоте. Число отклонения, а не максимальный угол, определяет, будет ли матрица собрана аккуратно, и это число, отсутствующее в большинстве предложений.
• Станки с большим конусом используйте независимое управление U/V-осью с помощью специальной конической головки, чтобы промывка и натяжение оставались постоянными при наклоне проволоки. Без этого качество резки на конической поверхности и точность углов ухудшаются.
• Конус is not free. Для прямых сквозных отверстий, твердосплавных заготовок и простых пуансонов это увеличивает стоимость, но не дает никакой выгоды; Если на чертеже нет уклона, рельефа или наклонной стены, исключите это из спецификации.

DK45D Электроэрозионный станок с ЧПУ с большой конической проволокой для прецизионной обработки пресс-форм Проволочная электроэрозионная обработка с большим конусом серии DK45D. Эта серия, специально разработанная для высокоточной резки с большим конусом, идеально подходит для прецизионной обработки, требующей значительных... Посмотреть продукт →

Модели POOSN с большим конусом имеют диапазон до ±45°.

POOSN Электроэрозионные станки для автомобильной оснастки

POOSN — это бренд электроэрозионной обработки проволоки компании Taizhou Xinchengyang Machinery Manufacturing Co., Ltd. Завод на протяжении трех десятилетий производит электроэрозионные станки четырех семейств — PS, PSC, среднескоростные, DK, высокоскоростные и с большим конусом — и экспортирует в Юго-Восточную Азию, Западную Азию, Европу и Америку в качестве прямого производителя, а не торговой компании.

Как POOSN проверяет точность электроэрозионного станка

Сказать покупателю «попросить отчет о лазерном интерферометре» легко; показывать, что происходит в цеху, полезнее. Это цепочка проверки машины POOSN:

• Процесс седловой пластины — 12 часов отпуска, 24 часа естественного охлаждения и ручное снятие напряжений, поэтому геометрия сохраняется в течение многих лет службы, а не только во время приемочных испытаний.
• Сборка и выравнивание относительно механического или лазерного эталона, при этом точность направляющих контролируется в цехе, а не корректируется в конце линии.
• Точность позиционирования измерена с помощью лазерного интерферометра перед отправкой. , с протоколом испытаний, выданным заказчику.
• Три смотровых ворот — поступление деталей, процесс сборки и окончательная подготовка к отгрузке — обслуживают восемь штатных инспекторов по качеству.
• Согласованная система управления — KJZ-07, ZHZK-03, CHK.CNC.SYS или SN-10000 в зависимости от станка.

Не уверены, подходит ли высокоскоростная, среднескоростная или крупноконусная электроэрозионная обработка для вашего автомобильного инструмента? Отправьте нам размер детали, материал, толщину и допуски, которые действительно имеют значение, и мы вернемся с рекомендацией станка, а не со страницей каталога.

Проволочная электроэрозионная обработка против фрезерования, лазерной резки, шлифования и электроэрозионной обработки

Важное сравнение заключается не в абстрактном сравнении электроэрозионной обработки проволоки и фрезерования. Это процесс, обеспечивающий соответствующие характеристики при наименьших затратах на конкретный материал.

Лазерная резка — это сравнение, которое стоит расширить, поскольку ее часто предлагают в качестве замены высокоскоростной электроэрозионной резки при изготовлении автомобильных заготовок. Лазер выигрывает на плоском листе, где допуск невелик и состояние кромки не является критическим. Он проигрывает, как только деталь становится толстой, как только зона термического влияния становится недопустимой или как только требование допуска ужесточается значительно ниже 0,05 мм. При использовании закаленного инструмента с твердостью 60HRC о лазере речи не идет.

Шлифование и проволочная электроэрозионная обработка перекрываются при работе с закаленными штампами, и их разделение простое: шлифовальные ручки обрабатывают плоские поверхности и цилиндрические детали быстрее и дешевле, тогда как WEDM обрабатывает внутренние профили, узкие пазы, острые внутренние углы и все, что требует круга нестандартной формы. Большинство мастерских автомобильных инструментов используют оба варианта и соответствующим образом распределяют работу.

Лишь немногие процессы сочетают в себе неограниченную твердость заготовки, допуск в низкомикроном диапазоне и нулевую силу резания. Именно поэтому закаленные автомобильные штампы и тонкостенные инструменты продолжают возвращаться к проволочной электроэрозионной обработке, несмотря на более низкую скорость резания.

Как оценить производителя или поставщика электроэрозионной обработки проволоки

Клиенты автомобильной отрасли проверяют свою цепочку поставок инструментов, и это давление ложится на того, кто поставляет машину. Машина, которая хорошо работает в демонстрационном режиме, но не имеет канала запасных частей, обязательств по обслуживанию и процедуры повторной сертификации точности, в течение восемнадцати месяцев становится узким местом производства. Запросите в письменной форме следующее:

1. Измеренная точность конкретного устройства , с указанным методом испытаний — отчет лазерного интерферометра о реальной машине, а не каталожный рисунок для модельного ряда.
2. Количество триммеров проходит контрольные опоры — это устанавливает минимальный достижимый уровень допуска, и большинство покупателей забывают задать этот вопрос.
3. Сроки поставки запасных частей для изделий, которые останавливают производство : платы электропитания, двигатели натяжения проволоки, приводы УФ-осей и компоненты управления. Письменное время выполнения заказа стоит больше, чем более низкая цена машины.
4. Поддержка параметров для вашего набора материалов — отправные точки для твердосплавных сплавов, науглероженной стали и, при необходимости, титановых и никелевых сплавов той толщины, которую вы фактически используете.
5. Тест на резку собственного материала , с протоколом испытаний и используемым набором параметров.
6. Приемочные испытания машины на испытательном образце, который соответствует вашей геометрии, измеряя качество кромки, поведение углов и угол конусности.
7. Английская документация — руководство по эксплуатации, электрические чертежи, перечень параметров и контрольная документация.
8. Электрическая конфигурация — требования к напряжению, фазе и подключению для вашего объекта, а также список электрических компонентов.
9. Поддержка системы управления — контроллер и версия, как обрабатываются обновления и запасные части, а также зависит ли машина от подключения к Интернету для запуска или обновления.
10. Обучение, экспортная документация и настройка — что включено и на каком языке; упаковка, погрузка и таможенные документы до места назначения; и сможет ли завод поставлять светильники, более высокие корпуса, увеличенный ход Z или интеграцию ячеек автоматизации, а не только машины из каталога.

Прежде чем сравнивать цены, нормализуйте предложения: добавьте первый год расходных материалов, риск запасных частей, подразумеваемый указанными сроками поставки, а также значение параметра и предлагаемую поддержку обучения. Машины, цена покупки которых заметно отличается, могут полностью измениться, если учесть эти факторы. Для автомобильной оснастки отношения с поставщиками имеют большее значение, чем технические характеристики машины, поскольку документированное время выполнения заказа и готовая таблица параметров — это то, что позволяет машине работать в течение третьего года.

Вам нужен тест на резку перед заказом? Отправьте нам свой чертеж и спецификацию материала, и мы вырежем деталь и вернем ее с измеренным результатом.

Стоимость, расходные материалы и техническое обслуживание электроэрозионной обработки автомобильной проволоки

Стоимость детали зависит от трех переменных: длины реза, высоты заготовки и количества проходов. Двухпроходная резка стальной пластины диаметром 40 мм требует существенно больше машинного времени, чем однопроходная резка той же геометрии, причем увеличение почти полностью связано с машинным временем, а не с расходом проволоки.

Стоимость проволоки зависит от того, как ее использует машина: если проволока используется повторно до тех пор, пока она не сломается или ее диаметр не упадет ниже порога полезного использования, это незначительная статья затрат, а если она одноразовая, потребление становится видимой статьей расходов. В любом случае, при типичной автомобильной обрезке проволока обычно составляет небольшую долю от общей стоимости детали, поэтому оптимизация количества проходов имеет большее значение, чем покупка более дешевой проволоки.

Помимо проволоки, расходными материалами являются диэлектрические фильтры, смола, сопла и направляющие в сборе. Жизнь гида – предмет, который чаще всего недооценивают : на трехсменной машине верхние и нижние направляющие следует проверять ежемесячно и заменять по графику, а не при выходе из строя, поскольку изношенная направляющая проявляется как ошибка конуса, которая постепенно проявляется и ее легко не заметить, пока детали не начнут выходить из строя при проверке.

Короткая смена предотвращает большую часть этого:

• Очищайте диэлектрические фильтры по расписанию, а не по тревоге.
• Проверяйте натяжение провода еженедельно с помощью манометра, а не на слух.
• Периодически проверяйте точность позиционирования, поскольку на детали незаметно скапливается температурный дрейф.
• Поддерживайте диэлектрическую проводимость в пределах диапазона, указанного производителем станка — дрейф проводимости изменяет характеристики искры и, следовательно, допуск.
• Регистрируйте каждую замену направляющей.

При работе в три смены плановая замена направляющих и контроль диэлектрической проводимости позволяют избежать большего количества отходов, чем любая программа обучения операторов, поскольку оба отказа развиваются медленно и незаметны на одной детали.

Часто задаваемые вопросы по электроэрозионной обработке автомобильной проволоки

Запросить испытание на резку

Инструментальному цеху, обслуживающему программы штамповки, торможения, трансмиссии и электромобилей, обычно требуется один среднескоростной станок для плотных работ и один или два высокоскоростных станка для объемных работ, а также возможность конусности, если в процесс входит штамповка. Отправка чертежа с указанием материала, твердости, толщины и допусков, которые действительно имеют значение, — это самый быстрый способ получить полезные рекомендации по станку, а не страницу каталога — ответ обычно меняется, как только реальный диапазон допуска отделяется от общих примечаний.