1.0 Введение
Это технология производства, при которой для придания определенной формы используются электрические разряды. Искровая обработка, искровая эрозия, сжигание, проплавка штампа и проволочная эрозия — все это термины, которые использовались для описания этого процесса.
CNC Milling China производит изделия сложной геометрии из твердых материалов, таких как титан, нержавеющая сталь, а также другие закаленные сплавы, используя электроэрозионную обработку.
1.1 Использование EDM
Электроэрозионная обработка предпочтительна при мелкосерийном производстве, поскольку позволяет выполнять несколько процессов. Среди них фрезерование, токарная обработка, сверление крошечных отверстий и другие процедуры. Технология EDM помогает в следующих приложениях благодаря своей способности создавать уникальные и точные формы:
i. Изготовление штампов
Инструменты для высечки и штамповки используются для резки или формования материалов в твердые объекты. Независимо от размера или редкости требуемой формы, для изготовления этих штампов используется электроэрозионная обработка.
II. Изготовление пресс-форм
Электроэрозионная обработка часто используется для достижения правильного диаметра, глубины и формы формы. Производители пресс-форм используют его в качестве основного метода литья под давлением. Наиболее распространенной формой электроэрозионной обработки, используемой при производстве пресс-форм, является проволочная электроэрозионная обработка.
III. Сверление крошечных отверстий
Технология электроэрозионной обработки — это быстрый и подходящий подход для сверления точных глубоких и крошечных отверстий в материалах любой твердости. Электроэрозионную обработку также можно использовать для сверления отверстий на наклонных поверхностях и других сложных участках.
2.0 Принцип работы EDM
Источник питания постоянного тока обеспечивает энергию, необходимую для возникновения искры. Источник питания постоянного тока контролируется системой EDM, которая включает и выключает энергию искры и подает точное количество электричества на каждую искру.
Сила диэлектрической жидкости определяет, как часто возникают искры между электродом и заготовкой. Типичная углеводородная жидкость имеет диэлектрическую прочность 170 В на миллиметр (170 В/мм).
Электрод приближают к заготовке до тех пор, пока расстояние между ними не достигнет 0.001 дюйма (0.025 мм).
Диэлектрическая жидкость заполняет зазор между электродом и заготовкой. Между электродом и заготовкой в период подачи электрода подается напряжение 170 В.
Диэлектрическая жидкость ионизируется и превращается из электрического изолятора в электрический проводник при напряжении 170 В и расстоянии 0.001 дюйма (0.025 мм). Ионизированная диэлектрическая жидкость проводит электричество от электрода к заготовке. После ионизации диэлектрической жидкости через нее продолжает течь электричество до тех пор, пока она не выключится.
При отключении питания диэлектрическая жидкость деионизируется и снова становится электрическим изолятором. Вольтметр будет отображать напряжение холостого хода, когда источник питания включен, но электрод находится недостаточно близко к заготовке, чтобы вызвать искру. Напряжение обработки — это напряжение, отображаемое при искрении. Обычный диапазон напряжения холостого хода составляет 100–300 В. В большинстве случаев напряжение обработки составляет от 20 до 50 Вольт.
Когда диэлектрическая жидкость ионизируется, она нагревается за счет прохождения электричества и превращается в плазму. Когда такая ситуация существует, электроны легко перетекают через ионизированную плазму в виде искры. Отрицательные электроны притягиваются к положительно заряженной детали, а положительные ионы – к отрицательно заряженному электроду, когда электричество течет через плазму.
Кинетическая энергия электронов и ионов преобразуется в тепловую энергию или тепловой поток, когда они сталкиваются с поверхностями заготовки и инструмента соответственно. Интенсивный концентрированный тепловой поток вызывает экстремальное мгновенное ограниченное повышение температуры, превышающее 10,000 XNUMX градусов. oC. Материал удаляется в результате локализованного резкого повышения температуры. Удаление материала происходит в результате как немедленного испарения, так и плавления. Удаляется только часть расплавленного металла. Плазменный канал разрушается, когда разность потенциалов снимается. В результате этого как на поверхности электрода, так и на окружающей области создаются ударные волны сжатия. Особенно вблизи инструмента, в высоких точках на поверхности заготовки.
3.0 Виды электроэрозионной обработки
Существует несколько способов обработки электрическими разрядами. Ниже приведены несколько форм электроэрозионной обработки:
1. Синкер EDM
Электрическая искра создается между электродом и заготовкой с помощью графитовых или медных электродов и диэлектрической жидкости. На первом этапе этого метода электрод создается в форме, обратной необходимой полости. Кубок создается таким образом.
При погружении в диэлектрическую жидкость, например, масло, между штампом и электропроводящей заготовкой индуцируется напряжение. Штамп постепенно опускается к заготовке до тех пор, пока не достигнет «электрического пробоя», в этот момент искра проскакивает через «искровой промежуток». Это заставляет материал на заготовке испаряться и плавиться, а диэлектрическая жидкость затем уносит все выброшенные частицы. Во время этого процесса крошечная часть электрода часто подвергается коррозии.
2. Проволока EDM
Электроэрозионная проволочная резка использует тонкую проволоку, которая движется аксиально. Верхние и нижние направляющие проволоки, которые обычно изготавливаются из алмаза, управляют положением электрода для производства изделий сложной формы и жестких допусков на заготовке. Металлический контакт, часто изготовленный из износостойкого карбида вольфрама, подает напряжение на проволочный электрод. Обработка микроэлементов была создана с помощью очень тонкой проволоки диаметром всего 30 м.
3. Электроэрозионная обработка отверстий
По сравнению с обычными процедурами сверления отверстий этот подход позволяет точно изготавливать очень маленькие и глубокие отверстия без необходимости удаления заусенцев. В этом процессе также используется электроэрозионная обработка. Однако рез выполняется с помощью пульсирующего цилиндрического электрода, который продвигается глубже в заготовку, одновременно подавая диэлектрическую жидкость в область резки.
3.1 Преимущества электроэрозионной обработки
- Повышенная гибкость дизайна
Одним из наиболее значительных преимуществ электроэрозионной обработки является то, что она позволяет резать формы и глубины, которые было бы трудно достичь с помощью стандартных технологий обработки. Примерами могут служить подрезы и прямоугольные внутренние углы. Еще одним преимуществом является то, что технология обработки не приводит к образованию заусенцев.
- Обработка без искажений
В этом методе инструмент никогда не находится в прямом контакте с заготовкой. Деформация отсутствует, когда на деталь не действуют никакие силы. Это позволяет обрабатывать очень тонкие детали без риска их поломки. Кроме того, из-за отсутствия искажений могут быть достигнуты очень жесткие допуски +/- 0.012 мм.
- Улучшает качество отделки поверхности.
Традиционные процессы удаления материала, такие как фрезерование с ЧПУ, оставляют следы обработки на заготовке, которые необходимо удалить впоследствии. Чистовая обработка поверхности EDM является нулевой, что обеспечивает получение постоянно гладких поверхностей без необходимости дальнейшей обработки. С другой стороны, быстрая обработка EDM может оставлять текстуру дробеструйной обработки.
- Высокая точность
Благодаря высокому уровню точности электроэрозионная обработка идеально подходит для создания миниатюрных компонентов и прототипов. Например, этот подход часто используется в автомобильной промышленности, где для изготовления деликатных компонентов двигателя необходима высокая степень точности.
- Работает с закаленным материалом
Электроэрозионная обработка идеально подходит для твердых материалов. В результате можно легко избежать любых возможных деформаций, вызванных термической обработкой.
- Возможны различные формы и глубины.
Электроэрозионная обработка также позволяет создавать формы и глубины, которых было бы трудно достичь с помощью режущего инструмента. Глубокая обработка, в частности, когда отношение длины инструмента к диаметру достаточно велико, является обычным применением электроэрозионной обработки. Электроэрозионная обработка также специализируется на острых внутренних углах, глубоких ребрах и небольших пазах.
3.2 Недостатки EDM
- Скорость съема материала низкая
Скорость съема материала ниже по сравнению со стандартными методами обработки. Увеличение времени производства влияет на общую стоимость, поскольку производственный процесс особенно энергозатратен. В результате EDM неэффективен для крупномасштабных инициатив, и им часто пренебрегают в пользу других подходов.
- Некоторые материалы не поддаются механической обработке.
Электроэрозионная обработка может использоваться только на материалах, которые являются электропроводящими. Также стоит отметить, что, хотя процедура номинально не вызывает напряжения, обработка включает в себя тепловой процесс, который может изменить состав заготовки.
- Электрод может быть дорогой.
Для электроэрозионной обработки требуется специальный электрод с обратной функцией. Обработка электрода может показаться дорогостоящей при более низких темпах производства, но при более высоких объемах эти дополнительные затраты могут быть распределены по нескольким компонентам.
3.3 EDM и здоровье и безопасность
Некоторые меры предосторожности, которые необходимо соблюдать для безопасной эксплуатации электроэрозионного оборудования, перечислены ниже.
- EDM требует всесторонней подготовки операторов и персонала.
- Убедитесь, что оборудование пожарной безопасности установлено и обслуживается на регулярной основе.
- Внимательно следите за диэлектрической жидкостью. Жидкость предотвращает переход разряда на другие проводящие материалы, кроме заготовки.
- Правильная циркуляция воздуха помогает удалить газы, которые могут образоваться в жидкости в результате химических реакций, происходящих во время разряда.
- Важно постоянно проверять диэлектрическую жидкость, чтобы убедиться, что она не теряет своих непроводящих свойств.
Заключение 4.0
В CNC Milling China электроэрозионная обработка остается решением для задач механической обработки с высокими требованиями. Это позволяет инженерам изменять материалы в ситуациях, когда стандартные подходы затруднительны или невозможны. Эта единственная в своем роде процедура способствует производству высококачественных компонентов.
