CNC dây EDM được điều khiển hoàn toàn bằng các chương trình số, cho phép tạo ra các đường viền phức tạp, độ chính xác cao và cắt với khe hẹp. Phương pháp này đặc biệt phù hợp với các vật liệu cứng như thép cứng, carbide hợp kim, hợp kim titan và hợp kim niken. So với cắt laser, cắt nước hoặc cắt cơ khí, dây EDM tạo ra vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, ứng suất thấp và biến dạng tối thiểu, làm cho nó rất phù hợp cho khuôn chính xác và các bộ phận có độ chính xác cao.

Vật liệu và loại chi tiết gia công phù hợp cho CNC dây EDM

Vật liệu: thép công cụ (ví dụ: SKD11, H13, S136), thép cứng, carbide hợp kim (carbide vonfram), thép không gỉ, hợp kim titan, hợp kim niken, hợp kim đồng, gốm dẫn điện, v.v.
Chi tiết gia công: cạnh cắt và chèn khuôn dập, các bộ phận chia khoang, các bộ phận khuôn/giá đỡ chính xác, các bộ phận có đường viền phẳng phức tạp, các bộ phận có thành mỏng và chi tiết vi mô, các lỗ chính xác và các bộ phận có khe hẹp.

Thiết bị, dây và chất cách điện cho máy gia công tia lửa điện CNC:

Loại máy: dây EDM tốc độ chậm (độ chính xác cao, chất lượng bề mặt ưu việt, phù hợp cho khuôn và chi tiết chính xác); dây EDM tốc độ nhanh (hiệu suất cao, chi phí thấp, phù hợp cho chi tiết có độ chính xác thông thường).
Dây: dây đồng thau, dây đồng thau phủ lớp, dây molybdenum. Lựa chọn phụ thuộc vào tốc độ cắt, độ chính xác, yêu cầu bề mặt và chi phí.
Chất điện môi (chất lỏng làm việc): chủ yếu là nước khử ion (DI water), yêu cầu độ dẫn điện ổn định và sạch sẽ. Sử dụng cùng hệ thống lọc để giữ khoảng cách sạch và đảm bảo loại bỏ mảnh vụn một cách trơn tru.
Cung cấp và xả: xả trực tiếp từ vòi phun trên/dưới để loại bỏ nhanh chóng sản phẩm ăn mòn và giảm ngắn mạch và vết dây.

Tham số quy trình và quy trình làm việc tham khảo cho CNC wire EDM:

Kiểm tra quy trình: xác nhận vật liệu, độ cứng, độ chính xác hình dạng, mục tiêu độ nhám bề mặt, yêu cầu góc nhọn/khe hẹp và thời gian hoàn thành.
Lập trình và lập kế hoạch đường cắt: thiết lập đường cắt chính cùng các đường cắt phụ thứ hai/thứ ba dựa trên đường viền và dung sai; tối ưu hóa vị trí vào/ra và vị trí lỗ khởi đầu để tránh tập trung ứng suất và vết hằn.
Gá kẹp và căn chỉnh: đảm bảo độ phẳng của chi tiết gia công và các điểm tham chiếu ổn định. Cài đặt độ căng dây và trạng thái con lăn dẫn hướng để kiểm soát rung động và lệch hướng của dây.
Cắt ban đầu (cắt thô): tăng năng lượng xả và tốc độ tiến dao để nhanh chóng hình thành đường viền; để lại một lượng dư nhỏ cho các đường cắt hoàn thiện.
Cắt hoàn thiện (cắt tinh): giảm năng lượng xả và cải thiện độ ổn định để loại bỏ kết cấu và lỗi của cắt thô, nâng cao kích thước và chất lượng bề mặt.
Vệ sinh và loại bỏ ba via (cắt dây EDM thường không tạo ra ba via truyền thống, nhưng sản phẩm ăn mòn phải được làm sạch): làm sạch bề mặt và khoang gia công; thực hiện đánh bóng nhẹ hoặc phòng ngừa gỉ sét nếu cần thiết.
Kiểm tra và ghi chép: kiểm tra kích thước, hình dạng và độ nhám bề mặt; ghi chép thông số và dữ liệu lô để đảm bảo tính truy xuất nguồn gốc và kiểm soát tính nhất quán giữa các lô.

Các điểm kỹ thuật chính cho gia công dây EDM CNC:

Ổn định xả điện: kiểm soát các thông số xung (dòng điện đỉnh, độ rộng xung, điện áp khe hở) và áp suất rửa để giảm chập điện và đứt dây.
Độ căng và hướng dẫn dây: độ căng phù hợp và tình trạng tốt của bánh xe hướng dẫn để tránh rung động dây và cắt quá mức ở góc; giảm tốc độ và tối ưu hóa bù đắp ở các góc nhọn.
Kiểm soát khe hở: duy trì khe hở gia công ổn định và chất điện môi sạch để loại bỏ kịp thời các mảnh vụn ăn mòn và ngăn ngừa cặn carbon và vết dây.
Chiến lược cắt sơ bộ lần hai và lần ba: chọn năng lượng và tốc độ khác nhau tùy theo độ nhám và độ chính xác mục tiêu; các lần cắt sơ bộ chung giúp giảm đáng kể Ra và sai số hình dạng.
Tác động nhiệt và vật liệu: sử dụng các lần gia công hoàn thiện năng lượng thấp cho vật liệu carbide và vật liệu rất cứng để giảm nguy cơ nứt vi mô; đảm bảo cố định đúng cách và kiểm soát năng lượng cho các bộ phận có thành mỏng.

Các tình huống ứng dụng phổ biến:

Sản xuất khuôn: cạnh khuôn đục lỗ, phân đoạn khuôn/đục lỗ, đường viền chính xác của các chi tiết lắp trong khuôn.
Cơ khí và điện tử chính xác: đường viền 2D phức tạp, khe hẹp vi mô, cấu trúc dẫn điện vi mô.
Hàng không vũ trụ và y tế: đường viền phức tạp và các bộ phận có khe hẹp trong vật liệu cứng.
Kẹp và giá đỡ: định vị linh kiện, kẹp lắp ráp, cắt tấm chính xác.

So sánh gia công CNC bằng tia lửa điện (EDM) với các quy trình cắt khác:

Cắt laser: hiệu quả và nhanh chóng, nhưng khả năng kiểm soát tác động nhiệt và vết xước trên các góc sắc nhọn/khe hẹp chính xác cao kém hơn so với dây EDM; dây EDM phù hợp hơn cho vật liệu cứng và đường viền chính xác.
Cắt bằng tia nước: khả năng thích ứng với nhiều loại vật liệu và không có tác động nhiệt, nhưng không thể sánh được với dây EDM về các chi tiết vi mô và đường viền siêu chính xác; chất lượng bề mặt và các chi tiết nhỏ bị giới hạn bởi đường kính tia nước.
Cắt cơ khí/cưa: tốc độ loại bỏ cao và phù hợp cho gia công thô và các bộ phận kết cấu, nhưng khó đạt được các khe hẹp và góc nhọn chính xác cao đặc trưng của cắt dây EDM.

Cắt chính xác bằng máy CNC dây EDM cho độ chính xác cao