Kada se uspoređuje kvaliteta završne obrade površine, konvencionalni strojevi za izvlačenje žice općenito proizvode glatkiju, konzistentniju završnu obradu površine od strojeva za crtanje s valjcima za većinu vrsta i promjera žice. Međutim, razlika u izvedbi uvelike ovisi o materijalu žice, ciljnom promjeru, brzini proizvodnje i metodi podmazivanja. Razumijevanje gdje se svaki stroj ističe pomaže proizvođačima da donesu pametnije odluke o opremi.
Kako svaki stroj postiže završnu obradu površine
Standard stroj za izvlačenje žice tjera žicu kroz volfram karbid ili dijamantnu matricu pod napetošću. Geometrija matrice - posebno pristupni kut, duljina ležaja i poleđina - ravnomjerno komprimira i izdužuje žicu. Ovaj kontakt od 360 stupnjeva između kalupa i žice rezultira površinom koja je visoko kontrolirana, sa vrijednosti površinske hrapavosti (Ra) obično se kreću od 0,2 µm do 0,8 µm ovisno o kvaliteti matrice i podmazivanju.
Nasuprot tome, stroj za izvlačenje kalupa s valjcima koristi dva ili više nasuprotnih otvrdnutih valjaka za smanjenje poprečnog presjeka žice. Budući da valjci dodiruju žicu na diskretnim točkama, a ne po cijelom opsegu, deformacija je manje jednolika. To često rezultira blago ovalnim poprečnim presjekom i površinskim Ra vrijednostima u rasponu od 0,6 µm do 1,5 µm , koji je primjetno grublji od konvencionalnog izvlačenja matrice u mnogim primjenama.
Izravna usporedba: metrika završne obrade površine
| Kriteriji | Stroj za izvlačenje žice | Stroj za crtanje s valjkom |
|---|---|---|
| Hrapavost površine (Ra) | 0,2 – 0,8 µm | 0,6 – 1,5 µm |
| Okruglost presjeka | Izvrsno (360° kontakt) | Umjereno (točka kontakta) |
| Površinski oksid / kamenac | Nizak (uz odgovarajuće podmazivanje) | Umjereno (zone trenja valjka) |
| Učinkovitost podmazivanja | Visoko (podmazivanje kalupne kutije) | Donji (otvoreni kontakt valjka) |
| Najbolje za | Fina žica, medicina, elektronika | Tvrde legure, šipka debelog presjeka |
Gdje strojevi za izvlačenje žice imaju jasnu prednost
Za primjene koje zahtijevaju uske površinske tolerancije, stroj za izvlačenje žice je poželjan izbor. Industrije s najzahtjevnijim završnim zahtjevima uključuju:
- Medicinska žica (npr. žice vodilice, kirurški konci): Ra mora biti ispod 0,4 µm kako bi se spriječilo oštećenje tkiva i osigurala biokompatibilnost.
- Magnetna žica/emajlirana žica : Hrapava površina uzrokuje neravnomjerno prianjanje premaza emajla, što dovodi do kvara izolacije. Strojevi za izvlačenje žice s poliranim dijamantnim matricama postižu potrebnu glatkoću.
- Fina žica promjera ispod 0,5 mm : Strojevi s valjcima općenito nisu prikladni u ovoj mjeri. Strojevi za izvlačenje žice sa sustavima mokrog podmazivanja mogu pouzdano obraditi žicu do 0,01 mm.
- Svijetla žica za vidljive primjene : Ukrasna žica, žica za nakit i arhitektonski kabeli zahtijevaju svijetlu, zrcalnu završnu obradu koju samo dobro podešen stroj za izvlačenje žice može dosljedno pružiti.
U kontroliranom ispitivanju pomoću bakrene žice promjera 1,0 mm, stroj za izvlačenje žice s više matrica opremljen poliranim matricama od volfram karbida i mokrim podmazivanjem na bazi ulja proizveo je žicu s Ra = 0,25 um , dok je stroj s dva valjka koji radi na istoj sirovini proizveo Ra = 0,92 µm — gotovo četiri puta grublji .
Gdje su strojevi za izvlačenje matrice konkurentni
Strojevi za izvlačenje kalupa nisu inferiorni u svakom scenariju. Nude posebne prednosti koje ih čine boljim izborom u određenim proizvodnim okruženjima.
Obrada tvrdih i visokolegiranih materijala
Za materijale kao što su volfram, molibden, nehrđajući čelik ili legure titana, trošenje matrice u konvencionalnom stroju za izvlačenje žice je ozbiljno i skupo. Strojevi za kalupljenje s valjcima koriste rotirajuće valjke koji trošenje raspoređuju preko većeg kontaktnog područja, produljenje vijeka trajanja alata za 3 do 5 puta u usporedbi s fiksnim kalupima u ovim primjenama tvrdih materijala. Kompromis završne obrade površine ovdje je prihvatljiv jer su ti proizvodi obično strukturalni, a ne precizni.
Slom šipke velikog promjera
U početnim fazama kvara - redukcijska šipka s 8 mm na 3-4 mm - završna obrada površine sekundarna je u odnosu na učinkovitost smanjenja dimenzija. Strojevi za matrice s valjcima učinkovito obavljaju ovaj posao grube obrade, a njihova niža cijena matrice po prolazu čini ih ekonomski privlačnima za operacije velike tonaže. Konvencionalni stroj za izvlačenje žice zatim se koristi nizvodno za završne prolaze gdje je važna kvaliteta površine.
Niži operativni trošak po prolazu
Roller matrice mogu se ponovno brusiti i koristiti više puta. Nasuprot tome, dijamantni i karbidni kalupi za strojeve za fino izvlačenje žice su precizne komponente koje mogu skupo koštati 50 do 500 dolara po kockici ovisno o stupnju i veličini, i ne može se uvijek ekonomično ponovno polirati.
Uloga podmazivanja u ishodu završne obrade površine
Podmazivanje je jedan od najvećih čimbenika koji utječu na završnu obradu bilo kojeg stroja za izvlačenje žice. Sustavi mokrog podmazivanja — gdje žica prolazi kroz kupku s tekućim mazivom prije i tijekom kontakta s matricom — dosljedno nadmašuju suho izvlačenje u smislu kvalitete površine. Ključne prednosti mokrog podmazivanja u stroju za izvlačenje žice uključuju:
- Smanjen koeficijent trenja (od ~0,10–0,12 kod suhog izvlačenja do ~0,04–0,06 kod mokrog izvlačenja)
- Sprječavanje tragova zarezivanja na površini žice
- Dosljedno upravljanje toplinom, sprječava mikropukotine na površini pri velikim brzinama izvlačenja
- Uklanjanje sitnih metala koji bi se inače ugradili u površinu žice
Strojevi za izvlačenje matrica s valjcima po dizajnu imaju ograničenu sposobnost potpunog zatvaranja zone deformacije u mazivo. Ovo strukturno ograničenje primarni je razlog zašto njihova završna obrada zaostaje za zatvorenim strojevima za izvlačenje žice, posebno pri većim brzinama izvlačenja iznad 10 m/s.
Odluka između stroja za izvlačenje žice i stroja za izvlačenje s valjcima trebala bi se temeljiti na specifičnim specifikacijama proizvoda, a ne samo na cijeni stroja.
- Ako vaša krajnja upotreba žice zahtijeva Ra ispod 0,8 µm , uska tolerancija zaobljenosti (ovalnost ispod 0,5%) ili promjeri ispod 1,0 mm — odaberite stroj za izvlačenje žice.
- Ako izvlačite tvrde legure, obrađujete šipku velikog promjera u probojnim prolazima ili dajete prednost vijeku matrice u odnosu na površinsku obradu — stroj za izvlačenje matrice s valjcima praktičan je izbor.
- Za mješovite proizvodne linije koriste se mnogi objekti strojevi za grubo lomljenje i strojevi za izvlačenje žice za završnu obradu , kombinirajući isplativost oba.
Ulaganje u kvalitetu matrice i nadogradnju sustava podmazivanja na stroju za izvlačenje žice dosljedno će dati bolje povrate završne obrade površine od bilo koje modifikacije dostupne za opremu za matrice s valjcima. Za proizvođače čija vrijednost proizvoda ovisi o estetici površine ili preciznom prianjanju premaza, stroj za izvlačenje žice ostaje referentna tehnologija.
