Una caratteristica importante della macchina per elettroerosione a filo a velocità media (WEDM) è la sua capacità di taglio multiplo . A differenza della tradizionale macchina per elettroerosione a filo ad alta velocità, che di solito completa il processo di taglio in un’unica passata, la macchina per elettroerosione a filo a velocità media può rimuovere gradualmente il sovrametallo mediante più passate, incluse quelle di sgrossatura, finitura e persino di rifinitura leggera, migliorando così l’accuratezza dimensionale e la qualità della superficie.
Il principio fondamentale consiste nell’utilizzare il primo passaggio per rimuovere rapidamente materiale con un’efficienza di lavorazione relativamente elevata, lasciando una certa quantità di sovrametallo. Nei passaggi successivi, l’energia di scarica viene ridotta e la compensazione di lavorazione viene ritarata, consentendo al filo elettrodo di avvicinarsi gradualmente al contorno finale.
In questo modo, la macchina a filo a velocità media combina l’efficienza di lavorazione e i vantaggi economici del movimento alternato del filo con la qualità migliorata della lavorazione ottenuta mediante più passaggi di finitura.
EDM a filo ad alta velocità utilizza generalmente filo di molibdeno riutilizzabile che si muove avanti e indietro ad alta velocità. Offre un’efficienza di lavorazione relativamente elevata, mentre i costi dell’attrezzatura e dei consumabili sono comparativamente bassi. Tuttavia, la stabilità dimensionale e la qualità superficiale dopo un singolo passaggio di taglio sono generalmente limitate.
Taglio EDM a filo a bassa velocità utilizza fili di ottone o altri fili elettrodi che avanzano continuamente in una sola direzione. Il filo elettrodo non viene generalmente riutilizzato. Poiché le condizioni di avanzamento del filo e di scarica sono più stabili, la macchina a filo lento per EDM consente di ottenere una maggiore accuratezza dimensionale e una migliore qualità superficiale, sebbene i costi per l’attrezzatura e i consumabili siano anch’essi più elevati.
EDM a filo medio-veloce aggiunge tagli multipli e compensazione del processo sulla base dell’avanzamento alternato del filo. Durante il taglio di sgrossatura si utilizza un’energia di scarica relativamente elevata per rimuovere rapidamente il materiale; durante il taglio di finitura, l’energia di scarica viene ridotta e i parametri di avanzamento del filo e la compensazione della traiettoria di lavorazione vengono adeguatamente regolati.
Pertanto, l’EDM a filo medio-veloce è non semplicemente una riduzione della velocità del filo su una macchina EDM ad alta velocità , bensì raggiunge un equilibrio tra efficienza, precisione e costo mediante l’uso coordinato di diversi passaggi di lavorazione e di parametri di processo.
Confronto |
EDM a filo ad alta velocità |
Taglio EDM a filo a velocità media (taglio multiplo) |
Taglio EDM a filo a bassa velocità |
Velocità del filo |
8–12 m/s (movimento alternato ad alta velocità) |
Taglio grezzo: 8–12 m/s / Finitura: 1–3 m/s |
<0,5 m/s (movimento continuo unidirezionale) |
Cavo elettrodo |
Filo di molibdeno (riutilizzabile) |
Filo di molibdeno (riutilizzabile) |
Filo di ottone / filo zincato (monouso) |
Precisione Dimensionale |
±0,01–±0,02 mm |
±0,005–±0,01 mm |
±0,001–±0,005 mm |
Roughness di superficie |
Ra 1,6–2,5 μm |
Ra 0,8–1,6 μm (fino a Ra 0,4 μm in condizioni ottimali) |
Ra 0,2–0,8 μm |
Efficienza di Taglio |
60–120 mm²/min |
40–80 mm²/min complessivi (inclusi più passaggi) |
20–50 mm²/min |
Costo dell'attrezzatura |
Basso (30.000–100.000 RMB) |
Medio (100.000–500.000 RMB) |
Alto (500.000–3.000.000 RMB) |
Costo dei consumabili |
Basso (filo di molibdeno riutilizzabile) |
Basso o medio (filo di molibdeno riutilizzabile) |
Alto (filo di ottone monouso) |
Il il primo passaggio è utilizzato principalmente per il taglio di sgrossatura . Il suo obiettivo principale è rimuovere il materiale nel modo più rapido possibile, piuttosto che raggiungere direttamente le dimensioni finali. Normalmente si utilizza un’energia di scarica relativamente elevata, con parametri di lavorazione adeguati scelti in base al materiale del pezzo in lavorazione, allo spessore, al diametro del filo e alle prestazioni della macchina. Viene lasciato un certo quantitativo di sovrametallo per i successivi passaggi di finitura.
La quantità di materiale rimosso durante il secondo e nei passaggi successivi è significativamente minore . Di conseguenza, l’energia di scarica può essere ridotta per diminuire le dimensioni dei crateri prodotti da ciascuna scarica. Anche la traiettoria di lavorazione può essere regolata per correggere ulteriormente il profilo.
Per pezzi in lavorazione con requisiti più elevati in termini di precisione dimensionale e qualità superficiale, un terzo passaggio o ulteriori passaggi di finitura possono essere utilizzate.
Va notato che non esiste una velocità del filo o un parametro di lavorazione fissi applicabili a tutte le macchine . In alcuni tipici processi di elettroerosione a filo a velocità media, la velocità del filo durante la sgrossatura può raggiungere circa 8–12 m/s , mentre può essere ridotta a circa 1–3 m/s durante la finitura . I parametri effettivi di lavorazione devono essere regolati in base alla macchina, al materiale del pezzo in lavorazione, allo spessore del pezzo e ai requisiti di lavorazione.
Durante l’elettroerosione a filo, il filo elettrodo non si muove direttamente lungo il contorno finale del pezzo in lavorazione. Il sistema CNC deve compensare fattori quali il raggio del filo elettrodo, il gioco di scarica e il sovrappiù di lavorazione ; pertanto, la traiettoria di lavorazione deve essere opportunamente compensata.
Il valore di compensazione per la prima passata è generalmente relativamente elevato , poiché deve tenere conto del raggio filo-elettrodo, del gap di scarica e del sovrametallo richiesto per le successive passate di finitura.
Nella seconda, terza e successive passate, il sovrametallo residuo diminuisce progressivamente e il compensazione della traiettoria deve quindi essere adeguatamente regolata. Ciò consente al filo elettrodo di avvicinarsi gradualmente al contorno teorico.
Inoltre, il filo di molibdeno subisce usura durante l’uso ripetuto alternato. Lo stato del filo elettrodo, la tensione del filo e il gap di scarica possono tutti influenzare le dimensioni finali.
Pertanto, l’accuratezza di lavorazione della macchina a filo a velocità media EDM non si ottiene semplicemente riducendo la velocità del filo . Al contrario, essa dipende da una combinazione di fattori, tra cui accuratezza della macchina, stabilità del movimento del filo, controllo della tensione del filo, parametri di scarica, condizione del filo elettrodo e compensazione CNC .
Il vantaggio principale del taglio a passate multiple è che combina l’elevata efficienza della lavorazione di sgrossatura con la qualità della lavorazione di finitura .
La prima passata rimuove rapidamente la maggior parte del materiale, riducendo il tempo totale di lavorazione. Le passate successive utilizzano un minore sovrappiù di lavorazione e una minore energia di scarica per migliorare l’accuratezza dimensionale e la qualità superficiale.
Nel contempo, l’EDM a filo a velocità media impiega filo di molibdeno riutilizzabile . Rispetto all’EDM a filo a bassa velocità, che utilizza un filo elettrodo monouso, offre un vantaggio in termini di costi dei consumabili in determinate applicazioni di lavorazione.
Pertanto, l’EDM a filo a velocità media è particolarmente adatto ad applicazioni quali stampi di precisione generici, punzoni e matrici per imbutitura e componenti che richiedono un equilibrio tra efficienza di lavorazione, precisione e costo .
Tuttavia, il taglio a passate multiple non significa che l’EDM a filo a velocità media possa sostituire completamente l’EDM a filo a bassa velocità.
Per stampi e componenti ad alta precisione con requisiti estremamente elevati in termini di accuratezza del profilo, stabilità dimensionale e qualità della superficie , la lavorazione a filo a scarica elettrica a bassa velocità conserva generalmente ancora un vantaggio.
L'essenza del principio di taglio multiplo della lavorazione a filo a scarica elettrica a media velocità consiste nel suddividere il processo di lavorazione in fasi di sgrossatura e finitura. Utilizzando parametri di scarica, condizioni di avanzamento del filo e valori di compensazione del percorso diversi, il sovrappiù di lavorazione viene progressivamente ridotto e il filo elettrodo avvicinato gradualmente al contorno finale.
Il suo vantaggio non risiede semplicemente nel fatto che la velocità del filo si collochi tra quella della lavorazione a filo a scarica elettrica ad alta velocità e quella a bassa velocità. Piuttosto, migliora la qualità della lavorazione della tecnologia a filo reversibile mediante più passaggi di taglio, mantenendo al contempo il vantaggio economico della filo di molibdeno riutilizzabile .
Pertanto, la lavorazione a filo a scarica elettrica a media velocità può essere compresa meglio come una soluzione di lavorazione completa che bilancia efficienza di lavorazione, accuratezza dimensionale, qualità della superficie e costo di produzione .
L'effettiva precisione dimensionale e la rugosità superficiale ottenibili devono essere determinate in base al modello della macchina, al materiale del pezzo in lavorazione, allo spessore del pezzo in lavorazione, al diametro del filo, ai parametri di lavorazione e ai risultati effettivi delle ispezioni . Un singolo insieme di parametri non deve essere utilizzato per rappresentare le capacità di lavorazione di tutte le macchine EDM a filo a velocità media.
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