مشکلات ماشینکاری وایرکات

وایر کات

مقدمه

ماشینکاری وایرکات، فرآیند براده‌برداری است که در آن از یک
منبع با انرژی ترموالکتریکی به‌منظور براده‌برداری استفاده می‌شود. فرآیند
برشکاری به‌وسیله جرقه‌های متناوب و کنترل شده‌ای است که بین الکترود یعنی
سیم و قطعه کار زده می‌شود. الکترود سیم نازکی است که از قرقره باز شده و
از درون قطعه کار عبور کرده و از سمت دیگر توسط مکانیزم مربوطه خارج
می‌شود. بین سیم و قطعه کار فاصله کوچکی به نام گپ وجود دارد که در حین
انجام ماشینکاری مایع دی‌الکتریک آن را دربر می‌گیرد و در ولتاژ مناسب
تخلیه الکتریکی بین سیم و قطعه کار اتفاق می‌افتد و جرقه‌های ایجاد شده
قطعه کار را به‌صورت موضعی تبخیر کرده و مایع دی‌الکتریک آنها را از محل
شستشو می‌دهد و فرآیند براده‌برداری انجام می‌گیرد. ماشینکاری وایرکات در
چند سال اخیر با توجه به نیاز روزافزون در برخی از زمینه‌های ساخت و تولید
بخصوص صنایع قالبسازی دقیق، بسیار پیشرفت کرده و مورد توجه قرار گرفته است.

از آنجاییکه زبری سطح یکی از مهمترین پارامترها در ساخت و
تولید محسوب می‌شود تحقیقات مختلفی به‌وسیله محققین به‌منظور بهینه‌سازی
زبری سطح به‌دست آمده در فرآیند وایرکات انجام پذیرفته است. این مطالعات
نشان می‌دهد زبری سطح در فرآیند وایرکات ارتباط نزدیکی با پارامترهای
ماشینکاری دارد. اگرچه، تحقیقات منتشر شده اطلاعات جامعی را در زمینه
انتخاب پارامترهای ماشینکاری برای ماشینهای متفاوت و مواد و شرایط مختلف
ماشینکاری فراهم ننموده است. از آنجاییکه ماشینکاری وایرکات یک روش
ماشینکاری غیر سنتی (مدرن) پر کاربرد و مورد نیاز با سرمایه‌گذاری اولیه
بالاست، لازم است برای انجام این فرآیند پارامترهای مناسب ماشینکاری
به‌منظور اقتصادی کردن فرآیند انتخاب گردند. انتخاب پارامترهای مناسب
به‌منظور رسیدن به زبری سطح مورد نظر و یا حداکثر نرخ براده‌برداری با
اطلاع از نحوه تأثیرگذاری این پارامترها بر روی عوامل یاد شده ممکن خواهد
بود که هدف اصلی این تحقیق نیز قرار گرفته است..

. تنظیم پارامترهای ماشینکاری تا حد زیادی به تجربه و مهارت
اپراتور و استفاده صحیح از جدولهای ماشینکاری فراهم شده به‌وسیله سازندگان
ماشین ابزار بستگی دارد. استفاده از عملکرد بهینه ماشین ابزار بواسطه زیادی
تعداد پارامترهای تنظیم شونده دستگاه بسیار مشکل است.

پس از آمـاده‌سازی و طـی مـراحـل تئـوریـک طـراحی آزمایش و
اطمینان از امکان اجـرای طـراحـی انجـام شده و نتیجه‌بخش بودن آن، نوبت به
انجام آزمایشها می‌رسد. اولین مرحله در فرآیند انجام آزمایشها ماشینکاری
است که خود شامل آشنایی با ساختمان ماشین و نحوه برنامه‌نویسی و کار کردن
با آن است. این آزمایشها بر روی ماشین وایرکات 5 محوره مدل ONA ARUCUT R250
(شکل 3-1) انجام شده است که مشخصات فنی آن پس از شرح فرآیند ماشینکاری
وایرکات در ادامه ذکر شده است.

تعریف فرآیند وایرکات

مبانی فرآیند

ماشینکاری تخلیه الکتریکی بوسیله ابزار سیمی (DEWC) که عموماً
به‌عنوان ماشینکاری وایرکات (WEDM) شناخته می‌شود فرآیندی است که به‌منظور
تولید شکلهای پیچیده 2 و 3 بعدی در مواد رسانای جریان الکتریسته بکار
می‌رود.

ماشینکاری وایرکات، روشی تقریباً جدید در تولید به‌شمار
می‌رود که اولین بار کاربرد آن در سال 1968 آغاز شد. تا سال 1975 چون
فرآیند و قابلیتهای آن توسط صنعتگران درک شده بود عمومیت آن به سرعت افزایش
یافت. تا سال 1982، تخمین زده شد که حدود 1500 دستگاه وایرکات در ایالات
متحده در حال استفاده می‌باشند.

ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM) در یک محیط واسط دی‌الکتریک
انجام می‌شود، که این دی‌الکتریک موجب ایجاد تخلیه الکتریکی بین الکترود و
قطعه کار می‌گردد. این فرآیند اساساً یک فرآیند ترمودینامیکی است که در آن
هر جرقه ایجاد شده در نقش منبع حرارتی می‌باشد. این حرارت قطعه کار را ذوب
نموده و باعث فرسایش آن می‌گردد.

در ماشینکاری تخلیه الکتریکی بوسیله سیم، الکترود یک سیم
رساناست. این سیم معمولاً از جنس برنج است که به ماشینکاری که انجام می‌شود
و کار مربوطه ممکن است پوشش داده شده باشد. سیم در حین ماشینکاری از بین
غلتک هدایت کننده سیم عبور می‌کند که این غلتکها سیم را به موقعیت دقیق خود
هدایت می‌کنند. شرایط تخلیه الکتریکی در اثر اختلاف پتانسیل ایجاد شده بین
قطعه کار و سیم فراهم می‌گردد. سیم بطور پیوسته و با سرعت ثابت به داخل
قطعه کار تغذیه می‌شود. به‌منظور افزایش کیفیت جرقه‌های ایجاد شده و شستشوی
ذرات کنده شده از قطعه کار در حین فرآیند، مایع دی‌الکتریک (آب) همواره به
شکاف موجود بین قطعه کار و سیم (گپ) وارد می‌شود. برای اینکه یک فرآیند
ماشینکاری مؤثر و دقیق داشته باشیم لازم است که فاصله صحیح بین قطعه کار و
سیم همواره رعایت شود.

ماشینکاری وایرکات با ماشینکاری تخلیه الکتریکی متفاوت است،
زیرا در این فرآیند یک سیم نازک با قطر (3/0-05/ میلیمتر 0012/0-002/0
اینچ) نقش الکترود را ایفا می‌کند. همانطور که در شکل 3-2 نشان داده شده
است، سیستم از قرقره باز می‌شود و به درون قطعه کار تغذیه می‌شود و توسط
قرقره ثانویه دریافت می‌شود. یک منبع تغذیه مستقیم، با فرکانس بالا نیز
وظیفه تـولید پـالسهـای فـرکـانس بـالا بین سیم و قطعه کار را بر عهده
دارد. فضای بین قطعه کار و سیم (گپ) توسط آب دی‌یونیزه پر می‌شود، که این
آب نقش دی‌الکتریک را در فرآیند دارد

مواد در جلوی سیم در حال حرکت به‌وسیله انرژی حاصل از جرقه‌ها
از قطعه کار خورده می‌شود، که از این نظر با فرآیند EDM یکسان است. با
حرکت کردن میز و یا سیم، مسیری بر روی قطعه کار برش داده می‌شود. هیچگونه
تماس مکانیکی در فرآیند وایرکات بین سیم و قطعه وجود ندارد، گپ موجود بین
سیم و قطعه کار mm 05/0 تا 025/0 (in 002/0 تا 001/0) است که به‌وسیله
سیستم موقعیت‌دهی کامپیوتری ثابت نگاه داشته می‌شود.

به‌وسیله ماشینکاری تخلیه الکتریکی شکلهای پیچیده در موادی که
قابلیت براده‌برداری پائینی دارند بدون نیاز به سرمایه‌گذاری بالا برای
سنگ‌زنی و شکل‌دهی الکترودهای EDM قابل دستیابی است. دقت بالا و کیفیت سطح
مناسب این روش را به‌خصوص در تولید قالبهای پرس، اکستروژن و نمونه‌سازی و
حتی برای ساختن الکترودهای EDM مناسب ساخته است. به‌علت استفاده از سیستم
کنترل کامپیوتری در این فرآیند و زمان‌بر بودن آن یک اپراتور می‌تواند بر
روی چند دستگاه به‌طور همزمان کار کند.

کاربردهای فرآیند وایرکات

اگرچه فرآیند وایرکات یک فرآیند براده‌برداری کند است، اما
این قابلیت را داراست که کارهایی که نیاز به تعداد زیادی اپراتور ماهر
دارند را بدون اینکه بخواهند هزینه چندین اپراتور را بپردازند انجام دهد.
توانایی این ماشین برای انجام کار بدون نظارت پیوسته نیز بر قابلیت و
کارایی آن افزوده است.

ماشینکاری قطعه کارهایی با ضخامت زیاد، تا حدود( 200میلیمتر)
علاوه بر آن کاربرد سیستم کنترل کامپیوتری با دقت بالا، این فرآیند را
مخصوصاً در ساخت انواع قالبها کارآمد و پراستفاده کرده است. با استفاده از
وایرکات در ماشینکاری قالبهای پرس با توجه به اینکه، قالب، سنبه، سنبه‌گیر و
ورقگیر می‌توانند با یک برنامه ای‌ ماشینکاری شوند می‌توان زمان تولید را
تا حد قابل ملاحظه‌ای کاهش داد. لقی‌ها به‌وسیله اصلاح برنامة اصلی
به‌وسیله دستورات بزرگنمایی، اعمال می‌شوند. چون لقی‌ها با دقت کنترل
می‌شوند، عمر قالب 7 تا 10 برابر افزایش پیدا می‌کند.

کـاربـرد عمـده دیگـر وایـرکـات مـاشینکاری قالبهای اکستروژن
است. قالبهای متالوژی پـودر معمـولاً 2 تا 4 بـار ضخیمتر از قالبهای معمولی
هستند که بایستی جزئیات آن با دقت کـاملـی بـه تـولید برسد. به‌وسیله
وایرکات، بدون مخروطی شدن و صرف زمان زیاد می‌توان به این منظور رسید.

از کاربردهای دیگر وایرکات، ساخت آسانتر الکترودهای دستگاه
EDM است، زیرا خشن‌کاری و پرداخت الکترودها را می‌توان با یک برنامه با
تغییر مقیاس اصلی انجام داد.

از دیگر کاربردهای جدید وایرکات می‌توان به ساخت چرخ‌دنده‌ها،
ابزارهای فرم، ساخت نمونه‌های کوچک از قالبهای برش، برش همزمان و توده‌ای
قطعات هم‌شکل، قالبهای تزریق پلاستیک و قالبهای بسیار ظریف و دقیق مورد
استفاده در تجهیزات الکترونیکی مثل قالب ICها (شکلهای 3-8 و 3-9) قطعات
ظریف مثل نازلهای جوهر، چرخ‌دنده‌های ساعت و غیره اشاره کرد. بطور کلی
می‌توان مزایای ماشینکاری وایرکات را به‌صورت زیر خلاصه کرد:

1) عدم نیاز به ساختن ابزار

2) کاهش قیمت قالب بین 70-30%

3) عدم وجود نیروهای ماشینکاری

4) برشکاری قطعات سختکاری شده

5) انجام عملیات ماشینکاری در هنگامی که اپراتور حضور ندارد

ONA-R250 در جدول بعد مشخصات فنی دستگاه وایرکات آمده است

اجزاء ماشین

1.سیستم موقعیت دهی

2.سیستم تغذیه سیم

3. منبع تغذیه

4. سیستم دی الکتریک

5 . واحد کنترل عددی

اجزاء ماشینماشین وایرکات شامل 4 سیستم فرعی است: سیستم موقعیت‌دهی، سیستم تغذیه سیم، منبع تغذیه و سیستم دی‌الکتریک.

سیستم موقعیت‌دهی

سیستم موقعیت‌دهی ماشین وایرکات اغلب اوقات شامل یک میز دو
محوره CNC و در بعضی اوقات همراه یک سیستم موقعیت‌دهی چند محوره برای سیم
است. ویژگی منحصر به فرد این سیستم CNC بایستی کارکرد آن در حالت کنترل
انطباقی به‌منظور اطمینان از ایجاد شدن گپ لازم بین ابزار و قطعه کار باشد.
اگر سیم با قطعه کار تماس حاصل کرد و یا قطعه‌ای کوچک باعی ایجاد پلی بین
قطعه کار و ابزار شده و اتصال کوتاه برقرار نمود، سیستم موقعیت‌دهی بایستی
این شرایط را حس کرده و در مسیر برنامه‌ریزی شده به موقعیت مناسب برگردد تا
گپ لازمه را ایجاد کند.

سرعت خطی برشکاری با وایرکات پائین است و معمولاً کمتر
از ( 100 ملیمتر بر ساعت )برای فولاد با ضخامت 25 میلی مترمی
باشد بنابراین سرعت سیستم (سی ان سی)در این فرایند از اهمیت چندان بالائی
نسبت به سایر روشهای سرعت بالا بر خوردار نیست . به‌علت سرعت پائین
فرآیند، زیاد غیرمعمول نیست که کاری پیوسته در طول 10 تا 20 ساعت بدون حضور
اپراتور در حال انجام باشد. برای آسان کردن انجام ماشینکاری بدون حضور
پیوستة اپراتور، سیستم‌های وایرکات معمولاً به یک سیستم پشتیبان‌گیری که
به‌وسیله باتری تغذیه می‌شود مجهز می‌باشند که اگر فرآیند در حین کار با
مشکلی مواجه شده و متوقف شد، سیستم به‌طور اتوماتیک راه‌اندازی مجدد شده و
بدون دخالت اپراتور به موقعیت مناسب برای ادامه کار برود.

سیستم تغذیه سیم

وظیفه سیستم تغذیه سیم، هدایت سیم به‌طور پیوسته و تحت کشش
ثابت به درون منطقه کاری است. نیاز به کشش ثابت از این جهت حائز اهمیت است
که مانع ایجاد مشکلاتی مانند مخروطی شدن، خط افتادن بر روی کار، پاره شدن
سیم و‌ آثار ناشی از ارتعاش می‌شود.

مراحل متعددی در آمادگی سیم در سیستم تغذیة سیم در کنار هم
بکار گرفته شده‌اند تا از مستقیم بودن آن اطمینان حاصل شود. بعد از اینکه
سیم از قرقره تغذیه باز شد، از بین چندین غلتک عبور داده می‌شود. این کار
به‌منظور جلوگیری از هر گونه تأثیر مخرب سیستم تغذیه سیم در ناحیه تحت برش
انجام می‌گیرد. سیم پس از عبور از داخل قطعه کار، به‌وسیله اجزای
هدایت‌کننده از جنس یاقوت کبود یا الماس به سمت قرقره‌های کشنده سیم در
قسمت زیرین هدایت می‌شود، پس از آن به‌طور اتوماتیک قطعه‌قطعه شده و
جمع‌آوری می‌شود (شکل 3-3).

در ساختمان پایه بعضی از ماشینهای WEDM به‌منظور افزایش پایداری و دقت سیستم تغذیه سیستم از سنگهای گرانیتی استفاده می‌شود.

سیستم سیم کردن اتوماتیک در ماشینکاری وایرکات باعث افزایش
قابلیتهای تولیدی آن شده که این سیستم در صورت پارگی سیم در حین کار آن را
به‌طور اتوماتیک اصطلاحاً سو می‌کند و ماشین را قادر می‌سازد که بدون نظارت
پیوسته اپراتور ساعتها کار کند.

مواد معمول مورد استفاده در سیمهای وایرکات با توجه به قطر
آنها انتخاب می‌شوند. وقتی‌که قطر سیم نسبتاً زیاد باشد، یعنی حدود
mm3/0-15/0 (in 012/0-006/0) معمولاً از سیمهای مسی و برنحی استفاده
می‌شود. در حالیکه اگر لازم باشد از سیم خوبی به قطر کم یعنی mm 15/0 تا
038/0 (in 006/0-001/0) استفاده شود، برای ایجاد مقاومت کافی از سیمهایی از
جنس فولاد مولبیدن‌دار استفاده می‌شود.

امروزه با استفاده از تکنولوژیهای جدید با اضافه کردن موادی
به‌منظور افزایش مقاومت سیم در دمای بالا، افزایش مقدار درصد Zn به‌منظور
بالا بردن خواص الکتریکی یا از ساختارهای کامپوزیتی با مقدار بالای Zn در
سطح سیم (به‌علت اینکه سطح سیم تأثیر مستقیم در خواص تخلیه الکتریکی آن
دارد) و هسته‌ای با درصد پائین Zn، به‌منظور بالا بردن همزمان مقاومت در
دماهای بالا و بهبود بخشیدن به خواص تخلیه الکتریکی استفاده می‌شود.

از روشهای متعددی برای کنترل کامپیوتری زاویه سیم به‌منظور
ایجاد لبه‌های مخروطی شکل استفاده می‌شود که در آنها سیم در سه جهت Z, U, V
قابل موقعیت‌دهی است که می‌تواند تا مقدار مناسبی به سیم زاویه بدهد، تا
شکل مخروطی را در حین ماشینکاری ایجاد نماید. این روند قابلیت تولید قطعاتی
با شکلهای پیچیده (شکلهای 3-4 تا 3-6) که تولید آنها با سایر روشها مشکل
یا غیر ممکن است را فراهم می‌سازد، به نحوی که می‌توانیم مخروطی ایجاد
نمائیم که قاعده بالای آن مربع شکل و قاعده پائین آن دایره و یا بالعکس
می‌باشد. در پیوست 1 قطعات صنعتی با شکلهای پیچیده که به‌وسیلة وایرکات
ماشینکاری شده‌اند آورده شده است.

منبع تغذیه

تفاوت عمده منبع تغذیه بکار گرفته شده در ماشین وایرکات و
اسپارک در فرکانس پالسها و جریان تولیدی به‌وسیله آنهاست. برای تولید
هموارترین سطوح ممکن، فرکانس حدود 1 مگاهرتز بایستی در ماشین وایرکات مورد
استفاده قرار بگیرد. در حالیکه فرکانسهای بالا در اسپارک ما را مطمئن
می‌کند که هر جرقه مقداری هر چند جزئی از قطعه را می‌خورد؛ بنابراین اندازه
حفره‌ها کاهش پیدا می‌کند.

بعلت کـم بـودن قـطر سیـم مـورد استفـاده، ظـرفیـت تحمـل
جـریان به‌وسیله سیم کاهش پیدا می‌کند و به همین علت، منبع تغذیه وایرکات
به ندرت برای جریانهای بالای 20 آمپر طراحی می‌شود.

سیستم دی‌الکتریک

آب دی‌یونیزه دی‌الکتریکی است که در فرآیند وایرکات مورد
استفاده قرار می‌گیرد. آب دی‌یونیزه به 4 دلیل در این فرآیند استفاده
می‌شود: ویسکوزیته پائین، خاصیت خنک‌کاری بالا، نرخ بالای براده‌برداری و
نداشتن خطرات آتش‌سوزی.

کوچک بودن اندازه گپ مورد استفاده در ماشینکاری حکم می‌کند که
ویسکوزیته پائین آب دی‌یونیزه ما را از انجام شستشوی صحیح و ک افی در طول
فرآیند مطمئن کند. ضمناً آب می‌تواند گرمای تولید شده را به نحو کاملاً
مؤثری نسبت به روغن‌های دی‌الکتریک مرسوم از منطقه ماشینکاری دور کند. نرخ
مؤثر خنک‌کاری در طول فرآیند اندازة لایه سفید را به نحو چشمگیری کاهش
می‌دهد. نرخ بالای براده‌برداری هنگامی قابل دستیابی خواهد بود که از آب به
عنوان دی‌الکتریک استفاده شود؛ به هر حال در این صورت فرسایش بالای سیم
نیز اجتناب‌ناپذیر خواهد بود اما از آنجائیکه سیم یکبار مصرف است فرسایش
بالای آن زیاد مهم نیست. با توجه به مواردی که ذکر شد مشخص شد که چرا آب
به‌عنوان دی‌الکتریک در فرآیند EDM مورد استفاده واقع نمی‌شود.

نهایتاً به‌علت سرعت پائین فرآیند وایرکات، بسیاری از کاربران
کارهایی را که خیلی وقت‌گیر هستند در هنگام شب و یا در اواخر هفته بدون
نظارت پیوستة اپراتور انجام می‌دهند. در ماشینکاری EDM کاربردی
دی‌الکتریکهایی که قابلیت شعله‌ور شدن دارند (مانند نفت سفید)، امکان وقوع
آتش‌سوزی این امکان را از کاربران سلب نموده است و این در حالی است که
کاربرد آب به‌عنوان دی‌الکتریک خطر آتش‌سوزی را در فرآیند وایرکات از بین
برده است.

علاوه بر استفاده از روش غوطه‌وری، روش پاشش موضعی نیز در
فرآیند وایرکات مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش مؤثر در حین استفاده از
پاشش موضعی این است که یک جریان از دی‌الکتریک به موارات محور سیم به منطقه
ماشینکاری پاشیده شود. در طول انجام آزمایشها در این تحقیـق نیـز از روش
پـاششی استفاده شده است. سیستم‌های آب دی‌الکتریک به‌منظور کـاهش هـزینه،
آب مورد استفاده را بعد از فیلتر کردن به‌طور پیوسته در سیستم مورد استفاده
قرار می‌دهند.

واحد کنترل عددی

1. استفاده از کنترل عددی

2.مروری بر چند دستور برنامه نویسی

3. فایل تکنولوژی

استفاده از کنترل عددی فـرآینـد عملیـات CNC در مـاشیـن ONA R250 بـر پایه سه محیط بزرگ بنا نهاده شده است:

– محیط آماده‌سازی: که عوامل و پارامترهای مربوط به
«آماده‌سازی» قطعه کار و ماشین را برای اجرای عملیات ماشینکاری را دربر
دارد. مثلاً خصوصیات به مختصاتها، آفستها، نقاط حرکتی سریع، توابع EMDI و
غیره.

– محیط اجـرا: کـه عـوامـل و پارامترهای مربوط به «اجرای»
برنامه را دربر گرفته است (شکل 3-11) مثل: شیوه اجرای معمولی، اجرای خشک
(بدون دی‌الکتریک و با ژنراتور خاموش)، اجرای خشک تا نقطه‌ای که قبلاً
برنامه متوقف شده است، نوع برش (عمودی، مخروطی و …) انتخاب تکنولوژی و
غیره.

– محیط ویـرایش: که نوشتن، اصلاح و نمایش گرافیکی برنامه‌ها
را دربر دارد. برنامه‌ها ممکن است به کمک یک وسیله کمکی و یا در ویرایشگر
ASCII در خود CNC ویرایش دارند. برای آشنایی کامل با جزئیات این سه محیط و
منوها به کتابچه راهنمای دستگاه، فصل چهار مراجعه شود.

از آنجایی که مبحث برنامه‌نویسی CNC و آشنایی با قسمتهای
مختلف محیطهای موجود برای برنامه‌نویسی و اجرای برنامه و جزئیات مربوط به
آنها گسترده است در این قسمت از تحقیق تنها به دستورات مهمی که از آنها در
تمامی برنامه‌ها استفاده می‌شود و دستوراتی که در اینجا استفاده شده و
چهارچوب کلی یک برنامه CNC اشاره می‌شود.

لازم به ذکر است در ماشین وایرکات ONAR250 علاوه بر اینکه
می‌توان برنامه را خط به خط مستقیماً در ویرایشگر خود دستگاه وارد کرد،
می‌توان بر روی کامپیوتر شخصی برنامه را نوشته و آن را در یک فایل متنی با
پسوند txt یا prg ذخیره نمود و به‌وسیله فلاپی به دستگاه منتقل نمود، علاوه
بر اینکه پس از انتقال می‌توان برنامه مورد نظر را اصلاح و مجدداً ذخیره
نماییم. البته تمامی فایلهای موجود بر روی دستگاه قابل اصلاح توسط کاربر
نمی‌باشد. فایلهایی که بعد از آنها “A:” آمده است قابل اصلاح و آنهایی که
بعد از آنها “ONA:” آمده است غیر قابل اصلاحند. بطور کلی انواع عملیات فایل
کپی کردن، پاک کردن، باز کردن، ویرایش و بارگذاری فایلها بر روی سیستم
کنترلی ماشین قابل انجام است.

مروری بر چند دستور برنامه‌نویسی

برای آشنایی بهتر با ساختار کلی یک برنامه در این قسمت قبل از
معرفی و توضیح دستورالعمل‌های برنامه‌نویسی ابتدا برنامه‌ای که در این
تحقیق از آن استفاده شده است به‌عنوان نمونه آورده شده تا چهارچوب کلی کی
برنامه CNC در ماشین مشخص شود. سپس دستورهای بکار رفته در برنامه بعد از آن
معرفی و دستورالعمل استفاده از آنها ذکر گردیده است. لازم به ذکر است پس
از بستن قطعه کار به کمک جیگ و فیکسچر بر روی میز ماشین و با در نظر گرفتن
مسیری که سیم بایستی در حین ماشینکاری طی کند و جلوگیری از برخورد فک بالا و
پایین در حین ماشینکاری به قطعه کار و حفظ فاصله لازم آنها از سطح قطعه
کار در راستای محور Z سیم را رعایت می‌نماییم. سیم را بر قطعه کار مماس
می‌کنیم و آنجا را مبداء مختصات نسبی قرار می‌دهیم (مسیر بر روی شکل 3-11
مشخص شده).

برنامه CNC

برنامه CNC که برای ماشینکاری استفاده شده در زیر آورده شده است:

PROGNAME T30

COOR XO YO UO VO ZO THICK 30

LOAD TECH ONA: S-ST25LT.tec

INCR

INICUT

INTL Y-20

XO.3

X-O.3

STOP

PRINT TIME

26. Wire CUT

27. TRAV Y80

28. END

خط 1 نشان‌دهنده اسم برنامه‌ است که معمولاً همان اسم فایل را دارد ولی می‌تواند هر چیزی باشد.

خط 2: مختصات کاری را تنظیم می‌کند و ضخامت قطعه کار را نیز دربر دارد.

شکلی کلی این دستور به‌صورت زیر است:

COOR XYUVZTHICK

(n در این دستور یک عدد است).

خط 3: فایل تکنولوژی به اسم ONA: S-St25lt.tec را در حافظه کنترلی دستگاه بارگذاری می‌نماید شکل کلی این دستور به‌صورت زیر است:

LOAD TECH

(nom در اینجا اسم فایل تکنولوژی است).

در صورت لزوم می‌توان فایلهای آفست و اصلاح ابزار مورد نظر را نیز با استفاده از دستورهای:

LOAD OFFSET

LOAD COMP

به حافظه دستگاه فراخوانده، که در اینجا استفاده نشده‌اند یعنی از فایلهای آفست و اصلاح ایزار پیش‌فرض استفاده شده است.

فایل تکنولوژی

فایل تکنولوژی حاوی اطلاعات مورد نیاز برای ماشینکاری مانند
تنظیمات ژنراتور که خود حاوی جریان، ولتاژ مدار باز، زمان خاموشی پالس،
ولتاژ گپ و پارامترهای مربوط به سیم، مثل کشش قابل تحمل سیم، سرعت تغذیه
سیم، فشار دی‌الکتریک و سایر پارامترهای دیگر مربوط به پرداختکاری و
خشن‌کاری، آفست‌ها، پیشروی و غیره است.

اگر در سربرگ تکنولوژی که در حقیقت نمایش گرافیکی فایل
تکنولوژی است پارامتری بر روی مقدار پیش‌فرض تنظیم شده باشد (مقادیر آنها
که از تکنولوژی فایل موجود بر روی دستگاه خوانده شده و عدد ظاهر شده در آن
قسمت به رنگ سیاه خواهد بود ولی اگر این مقدار توسط کاربر تغییر داده شود
رنگ عدد مربوطه در آن قسمت قرمز رنگ خواهد شد.

لازم به ذکر است که کلیه مقادیر موجود در سربرگ تکنولوژی را
چه قبل از اجرای برنامه و یا در حین اجرای برنامه می‌توان تغییر داد اما
بهترین زمان برای اعمال تغییرات زمانی است که سیم به اندازه کافی درون
قطعه‌کاری پیشروی کرده است (حدود 5 میلیمتر) و ماشینکاری به شرایط پایدار
خود رسیده است..

خصوصاً زمانی‌که پارامترهای حساسی مانند مقادیر بالای جریان و
یا ولتاژ را باید اعمال کرد و زمان خاموشی پالس نیز کوتاه است بایستی
ماشینکاری کاملاً به حالت پایدار خود رسیده باشد تا اینکه باعث پارگی سیم
نشود. مخصوصاً زمانی‌که سیم در آستانه ورود به قطعه قرار دارد، بایستی
پارامترهایی مثل جریان و ولتاژ را تا حد امکان کم کرده و زمان خاموشی پالس
را هم تا حد امکان افزایش داد، چون در آستانه ورود سیم به قطعه کار ممکن
است محل تماس سیم و قطعه بر روی بخش کوچکی از سیم تمرکز یافته باشد که این
می‌تواند به‌علت ناهمواریهای معمول موجود در سطح بیرونی قطعه کار و همچنین
آلودگیهای موجود بر روی سطح و احاطه نشدن درست سیم و قطعه کار در محل برش
به‌وسیله دی‌الکتریک باشد. در صورت تمرکز جرقه‌ها بر روی قسمت کوتاهی از
سیم پارگی اجتناب‌پذیر خواهد بود.

برای ورود سیم به قطعه کار پس از مماس کردن سیم توصیه می‌شود
برای جریان مقدار 9 یا 10 و مقدار ولتاژ نیز 110 و زمان خاموشی پالس ms
40-35 انتخاب شود و بعد از 4 تا 5 میلیمتر پیشروی سیم به درون قطعه طی چند
مرحله این مقادیر به مقادیر مورد نظر (که در هر آزمـایش تعیین شده است)
رسانده می‌شود. بنابراین برای اندازه‌گیریها نیز بایستی این طول از قطعه (5
میلیمتر ابتدایی قطعه در راستای برش) را در اندازه‌گیری دخیل ننمود تا
نتایج حاصله نتیجة پارامترهای تنظیم شده باشد.

خط 4: تعیین کننده سیستم مختصاتی است که شکل کلی آن در زیر آمده است:

سیستم مختصاتی مطلق (مختصات هر نقطه نسبت به مبدأ سنجیده می‌شود). ABS

سیستم مختصاتی نسبی یا افزایشی (مختصات هر نقطه نسبت به نقطه
قبل سنجیده می‌شود. INCR

سیستم متریک METR

سیستم اینچی INCH

خط 5: این دستور باعث می‌شود که عملیات وایرکات (یعنی اعمال
تنظیمات ژنراتور) وقتی که سیم خارج از قطعه کار قرار دارد انجام نشود.
به‌عبارت دیگر سیستم کنترل CNC تنظیمات ژنراتور را زمانی‌که سیم به قطعه
کار وارد شده است اعمال می‌کند، تا از پارگی سیم جلوگیری شود. پس از این
دستور پارامترهای تنظیم شده در فایل تکنولوژی اعمال می‌گردند.

خط 6: این دستور در واقع درون‌یابی خطی بین دو نقطه با مختصات
مشخص را انجام می‌دهد و حرکت همزمان و برنامه‌ریزی شده محورها را از نقطه
ابتدایی به نقطه انتهایی فراهم می‌آورد شکل کلی این دستور به‌صورت زیر است:

INTL X Y Z FEED COMP TAPERROUNDCHAMF

برای اطلاع از جزئیات این دستور به صفحه 80-4 راهنمای دستگاه
مراجعه شود. لازم به‌ذکر است پس از یک بار تایپ دستور INTL می‌توان
مختصاتها را به‌صورت پیاپی و بدون تکرار خود دستور ادامه داد و تا دستور
بعدی این روند قابل پیگیری است.

خط 9: دستور STOP باعث می‌شود که اجرای برنامه متوقف شود. تا زمانی‌که کاربر به‌صورت دستی ادامه برنامه را به جریان بیندازد.

خط 10: زمان را در قسمت مربوطه در فایل ذخیره‌کنندة روند کار چاپ می‌کند.

خطوط 11 تا 26 سه مرتبه تکرار خطوط 6 تا 10 هستند (می‌توان از یک حلقه هم به این منظور استفاده کرد.)

خط 26: سیکل اتوماتیک انجام عملیات را وایرکات نشان می‌دهد.

خط 27: جابجایی سریع سیم را از یک نقطه به نقطه دیگر انجام
می‌دهد. نقطه انتهایی در این دستور می‌تواند هم به‌وسیله مختصات آن نقطه و
هم به‌وسیله نشانه مربوط به آن نقطه در جدول حاوی نقاط مربوطه (چنانچه
قبلاً مشخص کرده باشیم) فراخوانی شود. علاوه بر این کاربر می‌تواند با
استفاده از دستور:

LOAD TRAN

یک فایل جدید را به‌منظور حرکات سریع به حافظه کنترلی دستگاه فراخوانی نماید شکل کلی دستور در زیر آمده است.

TRAV XYUVZ

TRAV P

خط 28: پایان برنامه را نشان می‌دهد.

ضمناً پارامترها را به‌وسیله دستورات موجود نیز در حین اجرای
برنامه نیز می‌توان تغییر داد. بدین‌منظور دستوراتی در زبان ماشین تعبیه
شده است که در این قسمت به آنها اشاره می‌کنیم:

POWER

TOFF

VOLT

WIRE TEN

INVERS

FINISH

CORNER CORR

SERVO

WIRE FEED

DIELEC

FEED

همان‌طور که از اسم دستورات مشخص است بطور خلاصه مربوط به
تنظیمات ژنراتور (جریان، ولتاژ، ولتاژ گپ، زمان خاموشی پالس) و تنظیمات سیم
(سرعت تغذیه سیم و کشش سیم)، دی‌الکتریک، پیشروی، اصلاح گوشه‌ها و
پرداختکاری است. اما از آنجائی‌که اعمال تغییرات را به‌صورت تدریجی در حین
کار و طی چند مرحله انجام شده است از این دستورات در برنامه استفاده نشده.

عـلاوه بـر ایـن مـی‌تـوان پـارامتـرهـای مـوردنظـر را بـا
ویرایش فایل تکنولوژی اصلی یعنی ONA: S-St15lt.tec و ذخیره‌سازی آن با یک
اسم دیگر و فراخوانی آن به حافظه کنترلی دستگاه با استفاده از دستور LOAD
TECHانجام داد و کلیه تغییرات را به‌طور یک‌جا اعمال نمود.

در مورد پارامتر FEED بایستی به این نکته توجه کرد که مقدار
این پارامتر اگر بیش از حد ممکن تنظیم شود ماشین به‌طور خودکار مقدار
مناسبی برای آن در نظر می‌گیرد و اصولاً مقدار پیشروی در هر لحظه متغیر است
به‌عنوان مثال اگر پیشروی نشان داده شده در حین انجام ماشینکاری نگاه کنیم
در حالی‌که مثلاً با پیشروی متوسط حدوداً mm/min 4/1 در حال کار است در هر
لحظه اعداد مختلفی مثل 32/1 و 43/1 و 47/1 و 36/1 مشاهده می‌شود ولی
به‌طور کامل دامنة این تغییرات حدود 3/0+ میلیمتر بر دقیقه است.

علت این امر به خاطر طبیعت ماشینکاری وایرکات است به‌همین
خاطر در این تحقیق به‌منظور محاسبه پیشروی از مقدار متوسط آن در یک بازه
زمانی با توجه به طول برش استفاده شده است.

مواردی که برای انجام بهتر ماشینکاری وایرکات مورد توجه قرار گرفته است

پس از آماده شدن شرایط اولیه ماشینکاری یعنی انتخاب مواد خام،
برنامه‌نویسی و کلمپ کردن قطعه بر روی میز ماشین، اطمینان از نکات زیر
برای انجام هر چه بهتر و مؤثرتر آزمایشها مورد توجه و دقت قرار گرفت:

1) تحت ارتعاش قرار نگرفتن دستگاه.

2) تغییرات دمایی در رنج ˚ c1 + 20 باشد.

3) دمای دی‌الکتریک در رنج ˚ c1 + 20 باشد

تشریح فرایند

1.اماده سازی قبل از شروع ماشین کاری

2.سیستم

3.ورودی

4.فاکتورها

5. جریان

6.زمان خاموشی پالس

7.ولتاژ مدار باز

8. کشش سیم

9.نرخ پیشروی سیم

10.پرداخت

11.Invers

12. ولتاژ گپ

13. دی الکتریک

14.اصلاح گوشه ها

15. حداکثر سرعت پیشروی در حین ماشینکاری

آماده‌سازی قبل از شروع ماشینکاری

تعیین اندازه‌های ابعادی

با تنظیم پارامترهای تعیین شده در آزمایشها برشهایی بر روی
فولادهای 2714 و 2601 که هر کدام در ضخامتهایmm 30 و mm 60 انتخاب شده‌اند
انجام شده است. طول هر کدام از نمونه‌های آزمایشی با توجه به طول مورد نیاز
برای اندازه‌گیری زبری و طول مورد نظر برای رسیدن ماشین به شرایط پایدار
(حدود mm 5) در ابتدای قطعه کار تعیین شده که این طول برای هر کدام از
نمونه‌ها mm 20 است در انتهای هر نمونه آزمایشی برشی به عمق 3/0 میلیمتر
به‌منظور مشخص کردن مرز نمونه با نمونه مجاور انجام گرفته است. شکل شماتیک
قطعه و مسیر برشکاری آن در شکل 3-12 آمده است

موقعیت‌دهی و کلمپ کردن

مسیر سیم، مرکز بودن آن، برقراری تماسهای بین قطعه کار و سیم
عواملی مؤثر در رسیدن به دقت بالا در حین ماشینکاری می‌باشند. وقتی که
حرکات به‌منظور موقعیت‌دهی در حال انجام شدن هستند، اختلاف جریان کمی بین
سیم و قطعه کار و به‌منظور هدایت آن برقرار است. برای اینکه موقعیت‌دهی و
مرکز شدن سیم به‌طور صحیح انجام شود، لازم است که سیم و سطح تماس از کیفیت
بالایی برخوردار باشند. سطح بایستی عاری از چربی، اکسید، رنگ و به‌طور کلی
هر نوع چسبیدگی روی سطح باشد. برخی از ناخالصیهای موجود نارسانا بوده و دقت
ماشینکاری را کاهش می‌دهند. سطح بایستی کاملاً خشک باشد تا دی‌الکتریک به
آرامی رسانا شده و بر روی اندازه‌گیری تأثیر‌گذار شود. شکل شماتیک میز
ماشین و سوراخهای روی آن که به‌منظور کلمپ کردن قطعه تعبیه شده را در شکل
3-13 مشاهده می‌شود.

برای انجام یک ماشینکاری خوب لازم است که قطعه کار به خوبی
کلمپ شود. تجهیزات کلمپ کردن بایستی همواره در دسترس قرار داشته باشند. این
تجهیزات بایستی دقیق، با ثبات و مناسب با کاربردهای پیاپی ساخته شوند.
استفاده از کلمپهایی با جنس آلومینیوم که به اندازه کـافی صلبیت ندارد تا
اطمینان کافی در ایجاد دقت و زبری لازم در حین ماشینکاری را ایجاد نماید
توصیه نمی‌شود. علاوه بر این آلومینیوم به سادگی اکسید شده و این اکسیدشدگی
بر روی میزان جریان انتقالی بین قطعه کار و مسیر تأثیر می‌گذارد و در
نتیجه باعث کاهش سرعت ماشینکاری می‌شود.

استفاده از فولاد ضدزنگ با کیفیت بالا بمنظور ساخت کلمپ
(گیره) توصیه می‌شود. گیره‌هایی که برای مدتهای طولانی مورد استفاده واقع
می‌شوند بایستی در زمانهای مشخص جابجا شده و لایه اکسیدی تشکیل شده بین
کلمپ و میز تمیز شود تا بازده کار در حین ماشینکاری حفظ شود.

سیستم

سیستم در حقیقت قلب فرآیند است که عملکرد مورد نظر را مدل
می‌کند. سیستم متشکل از یک مکانیزم است. مکانیزم، قطعات، ماشینها و یا
تشکیلاتی که کارکرد فرآیند را امکان‌پذیر می‌کند. مثلاً در فرآیند WEDM
سیستم ماشین وایرکات است و یا مثلاً در مدل تزریق پلاستیک سیستم ماشین
تزریق است.

ورودی

عواملی هستند که برای شروع بکار کردن سیستم و حفظ شرایط کاری
آن مورد نیاز می‌باشند. در سیستم WEDM می‌توان جریان الکتریسته را به‌عنوان
ورودی سیستم در نظر گرفت. اما در خیلی از مواقع انتخابی در این مورد
نمی‌توان داشت مثل سیستمهای دینامیکی که ورودی در آنها متغیر است که از
مقوله این بحث خارج است.

فاکتورها

متغیرهایی هستند که سیستم مورد نظر برای انجام عمل به شکل
مورد نظر به آنها احتیاج دارد. فقط این فاکتورها هستند که به‌طور مستقیم بر
روی خروجی تأثیرگذار می‌باشند، این متغیرها در حقیقت همان عواملی هستند که
در DOE از آنها تحت عنوان فاکتور یاد می‌شود، بقیه عوامل ثابت هستند که
شامل بحث DOE نمی‌شوند. تمرکز اولیه در بحث DOE بر روی جستجوی ترکیبی از
عوامل است که به بهترین نحو عمل مورد نظر را به انجام برساند. برای اینکه
قبل از طراحی آزمایشها نسبت به پارامترهای مؤثر در ماشینکاری وایرکات آگاهی
و دید کافی وجود داشته باشد، پارامترهای ماشینکاری مؤثر در ماشینکاری
وایرکات طبق جداول تکنولوژیکی دستگاه وایرکات ONA R250 که نمونة آنها در
شکل (2-3) مشاهده می‌شود ذیلاً نام برده و توضیح داده شده‌اند.

جریان

این پارامتر قدرت ژنراتور است که در ماشین ONA R250 قابل
تنظیم بین 0 تا 15 می‌باشد. مقادیر تا 7 برای برش‌های دقیق و پرداختکاری
انتخاب می‌شوند و مقادیر 8 تا 15 برای خشن‌کاری مورد استفاده قرار
می‌گیرند. متناسب با هر کدام از مقادیر Power یک جریان متناسب بین قطعه کار
و سیم برقرار می‌گردد. در مقادیر power بالاتر جرقه‌هایی پرحرارت‌تر،
بزرگتر و طولانی‌تر اتفاق می‌افتد پس بنابراین براده‌برداری به‌طور مؤثرتری
صورت می‌پذیرد و سرعت ماشینکاری بالاتر خواهد بود. اما افزایش بیش از
اندازه power باعث پارگی سیم خواهد شد. مقدار power رابطه نزدیکی با زبری
سطح دار است.

زمان خاموشی پالس

این مقـدار وقفـه‌های زمانی موجود بین دو سیکل جرقه‌زنی پیاپی
می‌باشد، که قابل تنظیم از 1 تا 127 میکروثانیه است. در این وقفه زمانی
بین دو سیکل هیچ تخلیه الکتریکی صورت نپذیرفته و بنابراین فرآیند برای
براده‌برداری نیز شکل نمی‌گیرد، از این مدت زمان به‌منظور شستشوی براده‌های
جمع شده از گپ و خنک شدن کانال و جایگزین شدن مایع دی‌الکتریک فاقد آلودگی
که زمینه‌ساز سیکل جرقه‌زنی بعدی خواهند بود استفاده می‌شود.

اگر زمان خاموشی پالس خیلی کوتاه باشد گپ موجود به اندازه
کافی تمیز نخواهد شد و این باعث ایجاد جرقه‌های ثانویه‌ای خواهد شد که در
اثر ذرات پراکنده در گپ ایجاد می‌گردند، همچنین کوتاه بودن Toff باعث ایجاد
اتصال کوتاه بین قطعه کار و سیم و عدم خنک‌کاری مناسب بین دو سیکل و
نهایتاً افزایش احتمال پارگی سیم خواهد شد ولیکن از طرفی کوتاه بودن این
وقفه زمانی به معنی کاهش زمان بین جرقه‌های متوالی خواهد بود و این موجب
افزایش سرعت ماشینکاری و افزایش جریان بین قطعه کار و سیم است. تغییرات کم
در زمان خاموشی پالس تأثیری بر اندازه گپ (فاصله بین سیم و قطعه) نخواهد
داشت.

ولتاژ مدار باز

این پارامتر نشان‌دهنده اختلاف پتانسیل موجود در حین
یونیزاسیون درگپ است که قابل تنظیم از 100 تا 250 ولت می‌باشد. ولتاژ بالا
باعث افزایش قدرت تخلیه و نهایتاً افزایش نرخ برده‌برداری خواهد شد. به هر
حال احتمال پارگی سیم نیز با افزایش ولتاژ افزایش خواهد یافت.

در طول کانال تخلیه انجام شود بهتر است مقدار فشای دی‌الکتریک
را بر روی 5 تنظیم کرد. در زمان برشکاری دقیق بر روی قالب مقدار 0 یا 1
مناسب به نظر می‌رسد.

کشش سیم

مقـدار ایـن پـارامتـر بستـه بـه سیـم مـورد استفـاده در طول
فرآیند قابل تنظیم از 0 تا 31 مـی‌باشد. بین کلگی بالا و پائین ماشین، با
مقدار کشش سیم تنظیم شده بر روی عدد 16 به اندازة kg 1 تنش مکانیکی بر روی
سیم اعمال می‌شود. افزایش کشش بر روی سیم باعث کاهش مقاومت آن در مقابل
سائیدگی ایجاد شده بر اثر جرقه‌ها در حین ماشینکاری می‌شود و به همین علت
احتمال پارگی سیم افزایش می‌یابد.

کشش اعمالی بر روی سیم تأثیری بر روی سرعت براده‌برداری
اندازه گپ یا زبری سطح ندارد. در حین انجام برشکاری دقیق مقدار تنش کمی بر
روی سیم وجود دارد، بنابراین توصیه می‌شود که کشش مکانیکی اعمالی بر روی
سیم افزایش داده شود تا اینکه عمودی بودن برشها بر روی قطعه تضمین شود.

نرخ پیشروی سیم

این پارامتر نرخ پیشروی سیم برحسب متر در دقیقه و یا به‌عبارت
دیگر سرعتی است که سیم فاصله بین فک بالایی و پایین را طی می‌کند و قابل
تنظیم بین 0 تا 15 می‌باشد. در حین ماشینکاری، یک فرآیند فرسایشی در طول
سیم و به اندازه طول قسمت درگیر سیم با قطعه و حتی مقداری بیش از آن بر روی
سیم اتفاق می‌افتد. در بعضی از موقعیتها مقدار سایش و احتمال پارگی سیم
افزایش پیدا می‌کند، مانند هنگامی‌که قطعه کار ضخامت زیادی داشته باشد، که
در ایـن مـواقـع توصیه می‌شود که سرعت سیم را به‌منظور ایجاد یک فرسایش
یکنواخت در طول سیـم، افـزایـش داد. سـرعت سیم تأثیری بر روی اندازة گپ و
سرعت ماشینکاری و همچنین زبری ندارد ولی سرعت کم سیم باعث افزایش احتمال
پارگی سیم و نیز مخروطی شکل شدن قطعه کار می‌شود.

پرداخت

این پارامتر از شدت انجام تخلیه الکتریکی انجام شده به‌منظور
کاهش زبری سطح قطعه کار می‌کاهد. این پارامتر فقط در برشکاریهای دقیق مورد
استفاده واقع می‌شود و دارای دو حالت روشن و خاموش است.

INVERS

این پارامتر به‌منظور افزودن یک سیگنال مخالف با سیگنالی که
ولتاژ مدار باز در حین کار تولید می‌کند تعبیه شده است. در این روند جریانی
تولید می‌شود که پالسهایی با تأثیر آنتی‌الکترولیز ایجاد می‌نماید.

ولتاژ گپ

این پارامتر نشان‌دهنده اختلاف پتانسیل تئوریک بین قطعه کار و
سیم در حین فرآیند ماشینکاری می‌باشد. مقدار این پارامتر مقدار فاصله بین
قطعه کار و سیم را مشخص می‌کند که قابل تنظیم از 1 تا 256 ولت می‌باشد.

در مقادیر بالای servo گپ تخلیه بزرگتر می‌شود، زمان
یونیزاسیون طولانی‌تر می‌شود و نرخ براده‌برداری کاهش خواهد یافت. در
مقادیر پائین: فاصله بین سیم و قطعه کار کم می‌شود و سرعت براده‌برداری
افزایش می‌یابد. در عملیات خشن‌کاری، مقادیر کم این پارامتر به معنی نرخ
براده‌برداری سریعتر است اما متعاقباً باریک شدن گپ مانع شستشوی مناسب شده و
اتصال کوتاه رخ می‌دهد و احتمال پارگی سیم افزایش می‌یابد.

دی‌الکتریک

ایـن پـارامتـر مقـدار دی‌الکتریک در حال گردش بین سیم و قطعه
کار را نشان می‌دهد. مـایـع دی‌الکتـریـک عـلاوه بـر اینکـه فضـای بیـن
قطعه کار و سیم را پر می‌کند، نقش شستشوی آلودگیها و خنک کردن قسمت
ماشینکاری را نیز برعهده دارد. مقدار این پارامتر قابل تنظیم از 0 تا 31
می‌باشد.

زمانی‌که در عملیات خشن‌کاری سرعت برشکاری مورد توجه باشد
تمیزکاری و یا به‌عبارتی انجام عملیات شستشوی مناسب از اهمیت بالایی
برخوردار است. در این مواقع شماره 31 برای ماشینکاری توصیه می‌شود. اگر
نازلها به درستی تنظیم شده باشند، فشار بدست آمده در حین کار 10 تا 11
kg/cm2 خواهد بود که افزایش سرعت ماشینکاری را سهولت می‌بخشد. لازم به‌ذکر
است که این امر تأثیر چندانی بر روی اندازه گپ و زبری سطح ندارد.

هنگامی‌که از فشار بالا در عملیات مخروط تراشی استفاده می‌کنیم دو فاکتور متضاد وجود خواهند داشت:

در زمانی‌که حین عملیات مخروط تراشی نازلها به درستی تنظیم
نشده باشند، مایع دی‌الکتـریـک بـه درستـی وارد گپ نمی‌شود و بنابراین
شستشوی درست منطقه ماشینکاری انجام نمی‌پذیرد.

نگهداری از دستگاه وایرکات – wire cut بخش اول

برای دست یافتن به بیشترین ظرفیت
و توانایی تولید، با توجه به استفاده مکرر و پی در پی و مدام، نگهداری
منظم و خوب دستگاه وایرکات به عنوان یک اصل مطرح می‌شود.

در سه دهه گذشته، EDM (دستگاه
تخلیه الکتریکی) سیمی یا وایر کات پیشرفت زیادی کرد و تبدیل به دستگاهی شد
که در فعالیت‌ها و فرآیندهای روزانه قالبسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
توانایی و کارایی دستگاه‌های EDM امروزی به صورت پیوسته با پیشرفت‌هایی
همراه بوده است و این پیشرفت در سه مشخصه اصلی یک دستگاه: سرعت، دقت و
پرداخت سطح مشهود است.

افزایش سرعت ماشین‌کاری، زمان
سیکل فرآیندها را کاهش خواهد داد در صورتی که دقت ابعادی قابل قبولی را نیز
ایجاد می‌کند. دستگاه‌های وایرکات به صورت اتوماتیک می‌توانند سیم‌هایی با
قطر کمتر از ۰٫۰۰۱ اینچ و یا سوراخ‌هایی که قطر آنها بزرگتر از موی انسان
است را ایجاد نمایند. و در کنار این توانایی ، همچنین می‌توانند پرداخت
سطحی خیلی خوبی داشته باشند و سطحی به صافی آیینه ایجاد کند و قطعات بسیار
ریز در ابعاد میکرو ایجاد کنند که برای دیدن به میکروسکوپ نیاز دارد.

به منظور دستیابی به این ظرفیت
از توانایی و قدرت تولید در استفاده‌های مکرر و پی در پی، باید برنامه
نگهداری منظمی برای حفظ قابلیت این تکنولوژی شگفت منطبق بر توصیه‌های
سازندگان به اجرا درآید.

نگهداری شدید (maintenance intensive)

وایر کات wire cut machine ، در
یک کارگاه تولید جزء تجهیزاتی محسوب می‌شود که به نگهداری بسیار زیاد و
منظم نیاز دارد. این موضوع به عنوان یک نگرانی مطرح نیست، زیرا این موضوع
نه توانایی تولید این دستگاه را کم اهمیت جلوه می‌دهد و نه زمان از کار
افتادگی دستگاه را افزایش می‌دهد. فقط اهمیت موضوع نگهداری برای پیشگیری از
وقوع خرابی را مطرح می‌کند.

برای مثال، نمی‌توان موتور
اتومبیل‌های مسابقه‌ای که برای رسیدن به میزان قدرت اسب بخار و گشتاور
خروجی و میزان کارایی مشخص نیاز به تنظیم دقیق دارد را با یک دستگاهی که
شرایط نگهداری منظم و دقیقی ندارد تولید کرد. دستگاه وایرکات نیز مشابه با
این سیستم می‌باشد و بدون نگهداری مناسب نمی‌تواند سرعت، دقت و پرداخت مورد
انتظار را ایجاد کند.

مهمترین تفاوت بین دستگاه
وایرکات و سیستم‌های ماشین‌کاری سنتی از نقطه نظر نگهداری مطرح می باشد،
این است که می‌بایست پیشگیری به انجام رسد. پایبند بودن به اصول نگهداری در
بازه‌های زمانی مشخص شده در کارایی فرآیند حیاتی و مهم می‌باشد!

با توجه به ماهیت الکترومکانیکی
دستگاه‌های وایرکات، قطعات و بخش‌هایی هستند که دچار خوردگی می‌شود و نیاز
به تمیزکاری و یا جایگذاری دارند. اگر مراقبت مناسب و صحیح از بخش‌های حساس
دستگاه صورت نگیرد در اینصورت سرعت و دقت دستگاه به سرعت با افت مواجه
خواهد بود.

مهمترین دلیل برای برنامه‌ریزی و
پیاده‌سازی مراقبت منظم و دقیق از دستگاه‌های وایرکات حصول اطمینان از عدم
کاهش دقت، سرعت و پرداخت سطح در استفاده‌های مکرر و پی در پی خواهد بود.
این سطح نگهداری همچنین سبب جلوگیری از خرابی دستگاه و کاهش زمان از کار
افتادگی دستگاه می‌شود.

تولیدکنندگان مختلفی ساخت
ماشین‌ها و دستگاه‌های EDM را انجام می‌دهند، و تفاوت‌های زیادی در طراحی
این دستگاه‌ها مشاهده می‌شود. اما اهمیت و اصول نگهداری برای همه دستگاه‌ها
مشابه است. در هنگام برنامه‌ریزی برای نگهداری از دستگاه‌های EDM،
فعالیت‌های به اجرا درآمده را به دو دسته بلند مدت و کوتاه مدت تقسیم
می‌نمایند.

آیتم‌های کوتاه مدت

رخداد و وقوع این دسته از فعالیت‌ها می‌تواند هفته‌ها و یا ماه‌ها به طول انجامد.

۱- سیستم نخ کشی سیمی اتوماتیک:

نخکشی سیمی اتوماتیک (AWT)سیستمی
است که فرآیند ارسال سیم را به واسطه استفاده از جت آب انجام می‌دهد؛ تنها
و مهمترین مشخصه اتوماتیک دستگاه‌های وایرکات نیز به شمار می‌رود.
بهره‌وری از سیستم AWT باعث می‌شود تا فرآیند بدون نیاز به اپراتور به
انجام رسد. همواره برای حصول اطمینان از اینکه پروسه به صورت قابل اعتماد
پیش می‌رود نیاز است تا المان‌های مکانیکی پاک شده و از لحاظ همراستایی
کنترل شوند و المان‌های الکتریکی مانند سنسورها نیز مورد بررسی قرار گیرند.

۲- تماس‌های قدرتی (Power contacts):

این دو تماس ، قدرت برش به واسطه
استفاده از قدرت جریان برق را به دستگاه EDM می‌بخشد. تماس‌ها – هم در سر
بالایی و هم سر پایینی دستگاه – در طول زمان فرسوده و ساییده خواهد شد، که
منجر به کاهش سرعت دستگاه می‌شود. این تماس‌ها به یک نمایه‌سازی ساده
(Simple indexing)، پاکسازی و بعضی اوقات به تعویض نیاز دارند.

۳- تسمه‌ها و غلتک‌ها:

این اجزا تشکیل دهنده سیستم
انتقال می‌باشند. به منظور جلوگیری بروز مشکلات مربوط به لغزش یا کشش که
منجر به کاهش دقت قطعات می‌شود نیاز به تمیزکاری و جایگزینی دارند.

۴- غلتک‌های ترمز و کلاج:

کلیدی ترین بخش در سیستم انتقال
سیم این بخش می‌باشد. وظیفه آن ایجاد و کنترل کشش مناسب سیم می‌باشد. اگر
مقدار کشش در محدوده مشخصی از پارامترها کنترل نشود سبب بروز بی دقتی در
قطعات کاری، شکست مکرر سیم‌ها و افزایش خطوط سیمی در قطعه کار می‌شود.
نگهداری از این بخش به صورت معمولی و با کمک یک OEM (سازنده اصلی ابزار
آلات و تجهیزات) یا انجام کالیبراسیون به وقوع می‌پیوندد.

۵- راهنمای سیم (۲):

این راهنماها – هم از نوع الماسی
و هم یاقوتی – در سرهای بالایی و پایینی دستگاه جایگذاری شده‌اند. وظیفه
آنها برقراری همراستایی و موقعیت دهی سیم در دستگاه می‌باشد. راهنماها
مهمترین بخش در داخل دستگاه محسوب می‌شوند دلیل این موضوع نیز انتقال دقت
از ابزار به قطعه کار می‌باشد. تمیز کردن این قطعات به منظور جلوگیری از
براده‌برداری ناصحیح، ایجاد صدا و بی دقتی در تولید قطعات و شکست آنها
انجام می‌گیرد.

۶- همراستایی سیم‌ها:

این مرحله بعد از به انجام رسیدن
تمیزکاری راهنمای سیم و به کمک قالب یا گیره تهیه شده توسط سازنده دستگاه
انجام می‌شود و به منظور همراستایی و کالیبراسیون عمود بودن سیم داخل
دستگاه به انجام می‌رسد. اگر سیم در راستای عمودی به خوبی جهت دهی نشود،
نتیجه ماشین‌کاری دارای بخش‌های تیز خواهد بود و در بخش‌های مختلف قطعات
دقت کافی وجود نخواهد داشت.

۷- جعبه جمع‌آوری سیم:

سیم تنها یکبار در داخل دستگاه
استفاده می‌شود، و در داخل جعبه مخصوصی جمع می‌شوند که نیاز است به صورت
دوره‌ای و هر از چند گاهی خالی شود. سیم‌های استفاده شده می‌بایست طبق
دستورالعمل سازنده دستگاه تخلیه شوند. این سیم‌ها در طی یک فرآیند بازیابی
ضایعات صنعتی می‌توانند مورد استفاده مجدد قرار گیرند.

۸- درزگیرهای دستگاه:

تعداد زیادی از طراحی‌های مختلف
نیازمند پاکسازی درها و مخازن انجام گیرد تا از صحت و سلامت درزگیرها
اطمینان حاصل شود. اگر سایشی در این درزگیرها مشاهده شود می‌بایست آنها را
تعویض کرد تا از نشت آب جلوگیری به عمل آید.

۹- تمیز کاری عمومی و کلی:

با توجه به فرآیند پیچیده EDM
تراشه‌ها و ذرات تولید شده در تمام محیط کاری پراکنده می‌شوند. با گذشت
زمان، این ذرات تجمع پیدا می‌کنند و تبدیل به بخش‌های سختی می‌شوند که
تمیزکاری آنها سخت است. تمیزکاری ماهانه دستگاه با استفاده از یک تمیز
کننده استاندارد می‌تواند سبب جلوگیری از جمع شدن ذرات در طی گذشت زمان
شود. با افزایش تعداد دفعات انجام نظافت، زمان انجام آن کاهش خواهد یافت.
در حالت کلی، هر چه تمیز نگاهداشتن دستگاه منجر به جلوگیری از بروز مشکل در
دستگاه خواهد شد. همچنین این موضوع سبب افزایش عمر وسیله‌هایی می‌بایست
عمر طولانی داشته باشند می‌شود.

مشکلات ماشینکاری وایرکات

مشکلات ماشینکاری وایرکات

وایر کات