1.0 Вступ
Це техніка виробництва, яка використовує електричні розряди для отримання певної форми. Іскрова обробка, іскрова ерозія, випалювання, опускання матриці та ерозія дроту — усі терміни, які використовувалися для опису цього процесу
CNC Milling China виробляє складні геометрії з твердих матеріалів, таких як титан, нержавіюча сталь, а також інших загартованих сплавів за допомогою електроерозійної обробки металу.
1.1 Використання EDM
EDM є кращим у виробництві невеликих обсягів, оскільки він допускає декілька процесів. Серед них фрезерування, токарна обробка, свердління дрібних отворів та інші процедури. Завдяки своїй здатності генерувати унікальні та точні форми технологія EDM допомагає в таких сферах застосування:
i. Виготовлення штампа
Інструменти для висікання та формування використовуються для різання або формування твердих предметів із матеріалів. Незалежно від розміру чи рідкості необхідної форми, для виготовлення цих штампів використовується EDM.
II. Виготовлення цвілі
EDM часто використовується для досягнення правильного діаметра форми, глибини та форми. Виробники форм використовують його як основний метод лиття під тиском. Найпоширенішою формою EDM, яка використовується у виробництві прес-форм, є дротова EDM.
III. Свердління крихітних отворів
Технологія EDM — це швидкий і відповідний підхід для свердління точних глибоких крихітних отворів у матеріалах будь-якої твердості. EDM також можна використовувати для свердління отворів у похилих поверхнях та інших складних ділянках.
2.0 Принцип роботи EDM
Джерело живлення постійного струму забезпечує енергію, необхідну для виникнення іскри. Джерелом живлення постійного струму керує система EDM, яка вмикає та вимикає енергію іскри та постачає точну кількість електроенергії для кожної іскри.
Міцність діелектричної рідини визначає, як часто виникають іскри між електродом і деталлю. Типова вуглеводнева рідина має діелектричну міцність 170 вольт на міліметр (170 В/мм).
Електрод наближається до заготовки, поки відстань між ними не досягне 0.001 дюйма (0.025 мм).
Діелектрична рідина заповнює зазор між електродом і деталлю. У період просування електрода між електродом і заготовкою створюється напруга 170 В.
Діелектрична рідина іонізується та перетворюється з електричного ізолятора на електричний провідник, коли напруга становить 170 В і відстань становить 0.001 дюйма (0.025 мм). Іонізована діелектрична рідина проводить електрику від електрода до деталі. Після іонізації діелектричної рідини електрика продовжує протікати через неї, поки вона не вимкнеться.
Коли живлення вимикається, діелектрична рідина деіонізується, і рідина повертається до електричного ізолятора. Вольтметр показуватиме напругу холостого ходу, коли джерело живлення увімкнено, але електрод недостатньо близько до деталі, щоб іскрити. Напруга обробки - це напруга, яка відображається під час іскри. Звичайний діапазон напруги холостого ходу становить 100–300 В. У більшості випадків напруга обробки становить від 20 до 50 В.
Коли діелектрична рідина іонізується, вона нагрівається під час проходження електрики та перетворюється на плазму. Електрони легко протікають через іонізовану плазму у вигляді іскри, коли така ситуація існує. Коли електрика проходить через плазму, негативні електрони притягуються до позитивно зарядженої деталі, а позитивні іони — до негативно зарядженого електрода.
Кінетична енергія електронів і іонів перетворюється в теплову енергію або тепловий потік при їх зіткненні з поверхнею заготовки і інструмента відповідно. Інтенсивний концентрований тепловий потік викликає екстремальне миттєве обмежене підвищення температури понад 10,000 XNUMX oC. Матеріал видаляється в результаті локалізованого сильного підвищення температури. Видалення матеріалу відбувається як в результаті негайного випаровування, так і плавлення. Видаляється лише частина розплавленого металу. Плазмовий канал руйнується, коли різниця потенціалів знімається. У результаті цього як на поверхні електрода, так і на навколишньому просторі виникають ударні хвилі стиснення. Особливо поблизу інструменту, у високих точках на поверхні заготовки.
3.0 Види ЕДМ
Існує кілька способів обробки електричними розрядами. Нижче наведено кілька форм електроерозійної обробки:
1. Грузило EDM
Електрична іскра створюється між електродом і деталлю за допомогою графітових або мідних електродів і рідини-діелектрика. Електрод створюється у зворотній формі необхідної порожнини на першому етапі цього методу. Плашка створюється таким чином.
Під час занурення в діелектричну рідину, таку як масло, між матрицею та електропровідною деталлю індукується напруга. Матриця постійно опускається до заготовки, поки не досягне «електричного пробою», після чого іскра проскочить через «іскровий проміжок». «Це змушує матеріал на заготовці випаровуватися та плавитися, а діелектрична рідина забирає будь-які викинуті частинки. Під час цього процесу невелика частина електрода часто піддається корозії.
2. Дріт EDM
Wire EDM використовує тонкий дріт, який проходить аксіально. Верхній і нижній напрямні дроту, які зазвичай виготовляються з алмазу, регулюють положення електрода, щоб виготовляти предмети складної форми з жорсткими допусками на заготовку. Металевий контакт, часто виготовлений із зносостійкого карбіду вольфраму, подає напругу на дротяний електрод. Механічна обробка мікродеталей була створена за допомогою дуже тонкого дроту діаметром всього 30 м.
3. Отвір EDM
У порівнянні зі звичайними процедурами свердління отворів, цей підхід дозволяє точно виготовляти надзвичайно маленькі та глибокі отвори без необхідності видалення задирок. У цьому процесі також використовується EDM з опусканням матриці. Однак розріз виконується за допомогою пульсуючого циліндричного електрода, який рухається глибше в заготовку, одночасно подаючи діелектричну рідину в область різання.
3.1 Переваги EDM
- Підвищена гнучкість конструкції
Однією з найбільш значних переваг електроерозійної обробки є те, що вона дає змогу різати форми та глибину, яких було б важко досягти за допомогою стандартних технологій обробки. Прикладами є підрізи та точно квадратні внутрішні кути. Ще одна перевага полягає в тому, що техніка обробки не створює задирок.
- Механічна обробка без перекосів
У цій техніці інструмент ніколи не торкається безпосередньо заготовки. Немає спотворення, якщо на частину не діють сили. Це дозволяє обробляти надзвичайно тонкі деталі без ризику їх поломки. Крім того, оскільки немає спотворень, можуть бути досягнуті дуже жорсткі допуски +/- 0.012 мм.
- Покращує якість обробки поверхні
Традиційні процеси видалення матеріалу, такі як фрезерування з ЧПК, залишають сліди обробки на заготовці, які згодом потрібно видалити. Поверхня EDM має нульовий напрямок, що забезпечує незмінно гладкі поверхні без необхідності подальшої обробки. Швидка електроерозійна обробка, з іншого боку, може залишити оброблену бісером текстуру.
- Висока точність
Завдяки високому рівню точності EDM ідеально підходить для створення невеликих компонентів і прототипів. Наприклад, в автомобільному секторі, де для виготовлення делікатних компонентів двигуна потрібна висока точність, цей підхід часто використовується.
- Працює із загартованим матеріалом
EDM ідеально підходить для міцних матеріалів. У результаті можна легко уникнути будь-яких можливих спотворень термічної обробки.
- Можлива різноманітність форм і глибин
EDM також дозволяє створювати форми та глибини, яких було б важко досягти за допомогою ріжучого інструменту. Глибока обробка, зокрема, коли співвідношення довжини інструмента до діаметра досить велике, є звичайним використанням для електроерозійної обробки. Електроержавна обробка також спеціалізується на гострих внутрішніх кутах, глибоких ребрах і малих пазах.
3.2 Недоліки ЕДМ
- Швидкість знімання матеріалу низька
Швидкість зняття матеріалу нижча порівняно зі стандартними методами обробки. Збільшення часу виробництва впливає на загальну вартість, оскільки виробничий процес особливо енергоємний. Як наслідок, EDM є неефективним для великомасштабних ініціатив, і ним часто нехтують на користь інших підходів.
- Деякі матеріали не піддаються механічній обробці.
Електроерозійну обробку можна використовувати лише для матеріалів, які є електропровідними. Варто також зазначити, що, хоча процедура номінально не вимагає стресу, обробка передбачає термічний процес, який може змінити склад заготовки.
- Електрод може бути дорогим.
Спеціальний електрод зі зміненими властивостями потрібен для електроерозійної електроерозії. Механічна обробка електрода може здатися дорогою за нижчої продуктивності, але на більших рівнях ця додаткова вартість може поширюватися на кілька компонентів.
3.3 EDM та здоров'я та безпека
Нижче наведено деякі запобіжні заходи, яких необхідно дотримуватися для безпечної експлуатації електроелектронного обладнання.
- EDM вимагає всебічного навчання операторів і персоналу.
- Переконайтеся, що обладнання пожежної безпеки встановлено та обслуговується регулярно.
- Уважно стежте за діелектричною рідиною. Рідина запобігає проходженню розряду на інші провідні матеріали, окрім деталі.
- Правильна циркуляція повітря допомагає видалити гази, які можуть утворюватися в рідині в результаті хімічних реакцій, що відбуваються під час розряду.
- Важливо постійно перевіряти діелектричну рідину, щоб переконатися, що вона не втратить своїх непровідних властивостей.
Висновок 4.0
У CNC Milling China електроерозійна обробка залишається рішенням для вимогливих додатків обробки. Це дозволяє інженерам змінювати матеріали в ситуаціях, коли стандартні підходи складні або неможливі. Ця унікальна процедура сприяє виготовленню високоякісних компонентів.
