Ja esat dzirdējuši par elektronisko deju mūziku (EVM) un vēlaties uzzināt, kas tas ir, esat nonācis īstajā vietā. Šis process, kas pazīstams arī kā Elektriskās izlādes apstrādeTas ļauj izgatavot sarežģītas ģeometrijas ļoti cietos materiālos, instrumentam fiziski nepieskaroties sagatavei. Citiem vārdiem sakot, instruments negriež: darbu veic dzirkstele.
Šajā rokasgrāmatā jūs sapratīsiet Kas ir EDM, kā tā darbojas, kādi veidi pastāv, kādus materiālus tā var apstrādāt?Jūs uzzināsiet, kad to ir lietderīgi izmantot, kādas ir tā izmaksas un kā tas salīdzināms ar tradicionālo apstrādi. Jūs arī redzēsiet tā komponentus, soli pa solim sniegto darbplūsmu un atbildes uz bieži uzdotiem jautājumiem, kas viss ir izklāstīts skaidrā un dabiskā veidā, lai būtu viegli atrast nepieciešamo.
Kas ir EDM (elektriskā izlādes apstrāde)?
EDM ir materiāla noņemšanas metode, izmantojot siltumenerģiju: kontrolētas elektriskās izlādes starp elektrodu un sagatavi To izmanto nelielu metāla daļu kausēšanai un iztvaicēšanai. Tas darbojas tikai ar vadošiem vai pusvadošiem materiāliem, tāpēc plastmasa, koks, stikls vai izolācijas keramika nav piemērota.
Tā lielākais spēks ir tas, ka tas ir process bez mehāniska kontaktaTā kā nav griešanas spēka, deformācija tiek samazināta līdz minimumam smalkās detaļās, plānās sienās vai ļoti šaurās detaļās, un tiek iegūta ļoti smalka virsmas apdare ar augstām pielaidēm.
Runājot par tās izcelsmi, elektrības erozīvā iedarbība ir zināma kopš 18. gadsimta, taču padomju zinātnieki to atklāja jau 20. gadsimta četrdesmitajos gados. B. un N. Lazarenko Viņi izstrādāja atkārtotu izlāžu shēmu dielektriskā vidē, kas padarīja kontrolētu apstrādi dzīvotspējīgu. Sešdesmito gadu beigās stieples elektroerozijas apstrāde (EDM) piedzīvoja popularitāti pēc pirmo komerciālo iekārtu parādīšanās, un kopš tā laika tehnoloģija ir turpinājusi attīstīties. nobriedusi un iekļauta CNC vadība, daudzasu un automatizācija.
Kā tas darbojas: no elektriskā impulsa līdz materiāla noņemšanai
Visu veidu EDM princips ir viens un tas pats: elektrods (stieple, stienis vai profilēts elektrods) tiek pievilkts tuvu sagatavei, saglabājot mikroskopisku atstarpi. Ģenerators pievada impulsus, kas rada dzirkstele starp elektrodu un detaļu; vietējā temperatūra var sasniegt no 14 500 līdz 21 500 °F, kas ir pietiekami, lai materiāls noteiktos punktos izkustu un iztvaikotu.
Process notiek tūkstošiem reižu sekundē. Dielektrisks šķidrums (īpaša eļļa vai Dejonizēts ūdens, kas darbojas kā izolators un dzesēšanas šķidrumsTas izsūknē atdalījušās mikrodaļiņas, stabilizē izlādi un novērš nevēlamas dzirksteles. Tikmēr servo sistēma kontrolē atdalīšanu, lai uzturētu dzirksteli optimālā punktā, un ģenerators pielāgo tādus parametrus kā spriegums, strāva, frekvence un pat impulsa forma.
Kontakta neesamība samazina atlikušos spriegumus un raupjumus; pat ja tā, uz virsmas veidojas plāns "atkārtotas liešanas" slānis, tāpēc kritiskās vietās ieteicams pielāgot pēdējo caurlaidju enerģiju uzlabot metalurģisko integritāti un apdari.
EDM iekārtas galvenās sastāvdaļas
Papildus rāmim un asīm elektroerozijas apstrādes (EDM) iekārta integrē vairākas sistēmas, kas nodrošina procesa precizitāti un atkārtojamību; katrai no tām ir noteikta funkcija. kritiski svarīgi galīgajai kvalitātei.
Barošanas avots un impulsu ģenerators
Tas darbina sistēmu un rada dzirksteli. Tas regulē. spriegums, strāva, frekvence un impulsa ilgums atkarībā no darbības: rupjā apstrāde, pusapstrāde vai apdare. Precīza regulēšana ir ļoti svarīga, lai līdzsvarotu sākuma ātrumu, elektrodu nodilumu un virsmas apdari.
Elektrodi
Grimšanas EDM procesā elektrods atveido apstrādājamo dobumu negatīvā gaismā; stieples EDM procesā elektrods ir ļoti smalka stieple, bet urbšanas procesā tas ir vadoša caurule caur kuru arī plūst dielektriķis. Tipiski materiāli: grafīts, varš, varš-volframs, volframs, misiņš un radniecīgi sakausējumi, katram ar savām īpašībām. līdzsvars starp vadītspēju, nodilumizturību un apstrādājamību.
Dielektriskā sistēma
Tā ir darba "vide". Tā var būt eļļa (biežāk sastopama grimšņos) vai dejonizēts ūdens (tipiski stieples EDM). Tas atdzesē, noņem daļiņas, stabilizē izlādes kanālu un samazina īsslēgumus. Tas ietver tvertni, sūkni, filtrus un, daudzās mašīnās, dzesēšanas sistēmas lai kontrolētu šķidruma temperatūru.
Servo vadība un ciparu vadība
Servo vadība reāllaikā regulē atstarpi starp elektrodu un sagatavi, lai nodrošinātu efektīvu un stabilu dzirksteli, savukārt CNC orķestrē. trajektorijas, slīpumi, lejupielādes laiki un sinhronizācijaŠī kombinācija garantē precizitāti un atkārtojamību pat ļoti sīkās detaļās.
Vadotnes, galvas un piederumi
Vadu EDM izmanto augšējās un apakšējās vadotnes, kas notur un pozicionē stiepli; to izlīdzinājums un maināmais augstums ļauj strādāt ar dažāda izmēra detaļām. augstumā un veiciet slīpus griezumus attiecībā pret Z asi. Mašīna ir aprīkota arī ar darba tvertni, sūkni, stiprinājumiem, mērinstrumentiem (voltmetru/ampērmetru) un bieži vien arī ar speciālu daļiņu izvadīšanas/filtrācijas sistēmu.
EDM veidi un to pielietojums
Atkarībā no ģeometrijas, detaļas izmēra un vēlamās apdares, viens vai otrs veids būs piemērotāks. Tiem visiem ir viens un tas pats dzirksteles erozijas princips, taču elektroda instruments un... griešanas stratēģija.
EDM ar iespiešanos (grimšņa, iegremdēšanas vai dobuma)
Tiek izmantots elektrods ar vēlamo formu (piemēram, izgatavots no grafīta vai vara), ko ievieto sagatavē, lai "kopētu" šo ģeometriju. Tā ir ideāla metode, lai sarežģītas dobuma dobumi, dziļas vēnas, ļoti cieši iekšējie stūri un detaļas, kuras nav iespējams vai ir ļoti dārgas iegūt ar parastajām metodēm. Turklāt tas samazina pēcapstrādi, kas nepieciešama apdares uzlabošanai vai virsmu sacietēšanai.
Tas parasti darbojas iegremdēts dielektriskā eļļā un nodrošina lielisku kontroli 3D zonās, padarot to par pamatelementu presformas, veidnes un instrumenti augstas sarežģītības. Tās ietilpība gandrīz nav atkarīga no materiāla cietības.
Stieples EDM (stieples elektroerozijas apstrāde)
Tajā tiek izmantota ļoti smalka vadoša stieple, parasti no 0,05 līdz 0,35 mm diametrā, kas "zāģē" materiālu ar dzirksteļu palīdzību, kamēr dielektriķis (dejonizēts ūdens) atdzesē un evakuē daļiņasTas ir ideāli piemērots ļoti precīzām 2D kontūrām, arī ar slīpumu attiecībā pret Z asi un, sarežģītos centros, ar 5 asīm.
Tam nepieciešams sākotnējais vītņotais caurums, un tas var ģenerēt tikai caur dobumiem, nevis akls. Tas ļauj iegūt ļoti mazus iekšējos rādiusus (ierobežotus ar stieples diametru), izcilu precizitāti perforatoros, matricās un automobiļu, kosmosa komponentos, medicīnas un zobārstniecības.
EDM (urbšanas EDM)
Specializējas mikrocaurumu un dziļu, taisnu, bezatgriezumu caurumu izgatavošanā. Tajā tiek izmantoti cauruļveida elektrodi, kas veicina dielektriķa plūsmu caur instrumentu, lai izvadītu materiālu. Var sasniegt diametrus ap 0,0015 collas (≈0,038 mm) vai augstāk, pat ar ļoti augstu malu attiecību.
Galvenās priekšrocības: urbj bez novirzes uz izliektām vai slīpām virsmām, neietekmē materiāla cietība un atstāj tik smalku apdari, ka daudzos gadījumos kalpo kā ritošā virsma bez pēcapstrādes. To parasti izmanto, lai sāktu stieples apstrādi stieples EDM tehnikā, noņemtu salauztus krānus un izveidotu dzesēšanas kanālus turbīnu lāpstiņās.
Varianti un paplašinājumi: daudzasu, mikroEDM un EDM frēzēšana
Kad ir piemēroti izvēlēties EDM?
Ir situācijas, kad EDM nepārprotami ir labākā izvēle: ja ģeometrijas nav iespējams frēzēt vai pagriezt bez deformācijas, ja materiāls ir ārkārtīgi ciets vai ja mērķis ir panākt noteiktu izskatu. izcila apdare bez atskabargām.
- Mikrocaurumu un ļoti dziļu caurumu urbšana ar stingrām pielaidēm.
- Ekstrūziju, rotācijas formu un sarežģītu 2D kontūru griešana ar liela precizitāte.
- Sarežģītu 3D dobumu ģenerēšana veidnēs un matricās ar dziļās vēnas un cieši iekšējie stūri.
- Gravēšana uz cietiem materiāliem (piemēram, volframs vai karbīds).
- Salauztu krānu vai urbju noņemšana, nebojājot sagatavi, pat termiski apstrādātā materiālā.
Praktiskas priekšrocības un ierobežojumi
EDM izceļas ar savu izmēru precizitāti, mehāniskā sprieguma neesamību un a augsta līmeņa virsmas apdareBet tā nav brīnumlīdzeklis, un ir svarīgi zināt arī tās trūkumus.
- Plusi: bezkontakta process, kas samazina deformāciju; ļoti stingras pielaides (apmēram ±0,0002 collas); iespēja apstrādāt ļoti cietus materiālusDziļi un stabili griezumi; mazāk atskabargu; zems instrumentu nodiluma līmenis salīdzinājumā ar parasto griešanu; iespēja automātiski izslēgt gaismu.
- Mīnusi: lēnāks sāknēšanas laiks nekā tradicionālajā apstrādē; tas nav piemērots nevadošiem materiāliem; augsts elektroenerģijas patēriņš; augstas mašīnu un ekspluatācijas izmaksas (elektrodi, stieple, dielektriķis); atkvēlinātajam slānim var būt nepieciešamas apdares kārtas; stieples EDM nevar izveidot aklas dobumus, un minimālo iekšējo rādiusu ierobežo vītnes diametrsPerfekti asi stūri netiek atveidoti.
Saderīgi materiāli
Gandrīz visus vadošos metālus un sakausējumus var apstrādāt. Starp visizplatītākajiem ir... tērauds (ieskaitot rūdītu un nerūsējošu tēraudu)varš, alumīnijs, misiņš, grafīts, titāns, volframa karbīds, Kovars, zelts un sudrabs.
Niķeļa bāzes supersakausējumos (Inconel, Hastelloy) EDM darbojas droši; ar augstas tīrības pakāpes niķeli, ko plaši izmanto aeronautikā, elektrodu izvēle un parametri Tas ir ļoti svarīgi, lai saglabātu stabilus sākuma rādītājus un kvalitatīvu apdari.
Tipiskas nozares un detaļas
Elektroerozijas apstrāde (EDM) ir kļuvusi par neaizstājamu instrumentu nozarēs, kurās ir būtiska precizitāte un cieti materiāli, īpaši izceļoties aviācija, autobūve, medicīna un enerģija.
- Aviācija: turbīnu lāpstiņas, iesmidzinātāji, dzesēšanas komponenti, konstrukcijas balsti un avionikas korpusi ar kritiskām pielaidēm.
- Automobiļu un presformu izgatavošana: perforatori, griešanas, ekstrūzijas un dziļās vilkšanas matricas, sarežģītas matricas un mērierīces.
- Medicīna un zobārstniecība: implanti un ķirurģiskas ierīces ar sīkām detaļām un apdare bez atskabargām.
- Elektronika/pusvadītāji: savienotāji, korpusi un precīzijas detaļas ar smalkas kontūras.
- Enerģētika un citas jomas: komponentu apstrāde kodolenerģijai/vēja enerģijai, pētniecība un attīstība, kā arī pielietojumi militārā un infrastruktūras.
Izmaksas: investīcijas, darbība un produktivitāte
Pirms steigties iegādāties EDM iekārtu, apsveriet līdzsvaru starp ieguldījumiem, apstrādes izmaksām un darba slodzi, jo izvēle tieši ietekmē rentabilitāti.
Investīcijas tehnikā
Sākotnējās investīcijas ir augstas, īpaši jaunākajiem modeļiem. Ļoti nelielām tirāžām fiksētās izmaksas par vienību var strauji pieaugt, tāpēc ieteicams... analizēt darba slodzi un atdevi gaidāms.
Ekspluatācijas un materiālu izmaksas
Ir iesaistīti elektrodi, stieple, dielektriskais šķidrums, filtrācija un elektrība. Tomēr materiālu atkritumi parasti ir mazāki nekā apstrādes procesos, tāpēc izejvielu izmaksas var būt zemākas. vairāk satura daudzās lietojumprogrammās.
Apkope un personāls
Tāpat kā jebkurai precīzijas iekārtai, tai nepieciešama profilaktiska apkope (filtrēšana, vadotnes, kalibrēšana). Turklāt tās darbība prasa pieredzējuši darbiniekiTas palielina darbaspēka izmaksas, bet ietekmē kvalitāti un savlaicīgumu.
Produktivitāte un izpildes laiks
Sarežģītām detaļām, kurām parastajā apstrādē nepieciešami vairāki iestatījumi, EDM var pabeigt procesu vienā iestatījumā, samazinot kļūdas un izpildes laiku. Tomēr pats process ir sarežģītāks lēnāk nekā CNC lielu apjomu rupjā apstrādē, tāpēc plānošana ir svarīga.
Instrumentu un piegādātāju izvēle
Grimstošo elektrodu ražošanā elektrodu ražošanas izmaksas var būt ievērojamas, ja partijas apjoms ir mazs. Ja izmantojat ārpakalpojumus, meklējiet piegādātājus ar liels svērteņu, auklu un urbju parksLaba komunikācija, uzticami laiki un jauda atbilstoši jūsu detaļas izmēram un sarežģītībai.
EDM salīdzinājumā ar tradicionālo apstrādi
Šie divi procesi ne vienmēr konkurē; bieži vien tie viens otru papildina. Piemēram, veidnēs ir ierasts veikt iepriekšēju formēšanu ar CNC frēzēšanu un malu apstrādi ar... stieples elektriskās izlādes apstrāde.
- EDM: bezkontakta, mazāka deformācija, ārkārtīgi augsta precizitāte un izcila apdareTas darbojas ar ļoti cietiem materiāliem; tas ir lēnāks un tam ir augstākas stundas izmaksas.
- Tradicionāls: ātrāks lieliem sākumiem, daudzpusīgāks materiālu ziņā (ietver arī tos, kas nav vadītāji), zemākas stundas izmaksas; var radīt stresu un raupjumus, un ir grūtības sasniegt noteiktus iekšējie stūri.
Integrācija ar CNC un standarta programmatūru
CNC ir saskarne, kas savieno dizainu un mašīnu: tā pārvērš trajektorijas asu kustībās un pārvalda lejupielādiStiepļu EDM tehnikā konusveida griešanai bieži tiek izmantotas U/V asis, savukārt daudzu asu EDM tehnikā sarežģītākām ģeometrijām tiek pievienota rotācija.
- CAD/CAM: Ģenerē EDM specifiskas ģeometrijas un instrumentu trajektorijas (tostarp stieples kompensāciju un iepriekšējās stratēģijas).
- Simulācija: vizualizācija un optimizācija pirms griešanas, lai atklātu sadursmes un neefektivitāte.
- Procesa uzraudzība: reāllaikā pielāgo strāvas, sprieguma un impulsa parametrus.
- Ceļa ģenerēšana: kontrolē ieejas/izejas, minimālos rādiusus un kvalitāti pabeigt.
Soli pa solim darbplūsma
Lai gan katrai saimei (vītņošana, svērtene, urbšana) ir savas nianses, pamata plūsma ir diezgan līdzīga un palīdz izprast, kas notiek darba tvertnē katrā ciklā. izkraušana un evakuācija.
- Sagatavošana: sagatave, elektrods/vads, dielektriskais šķidrums, aizsargaprīkojums un CNC programma ir gatava.
- Fiksēšana un izlīdzināšana: detaļa tiek turēta, norādīta un nostiprināta sākotnējā sprauga pareizi.
- Dielektriskā pārvaldība: šķidrums tiek piepildīts/pievadīts (iegremdējot vai ar strūklu), ar aktīvu filtrēšanu.
- Programmas palaišana: CNC koordinē asis un lejupielādē datus; servo regulē atdalīšanu reāllaikā.
- Materiāla noņemšana: katra dzirkstele izkausē/iztvaicē daļiņas, kuras dielektriķis izvilkt; tas tiek atkārtots, līdz ir pabeigtas rupjās apstrādes un apdares kārtas.
Gadījumi, kad EDM uzvar ar pārliecinošu pārsvaru
Ir darbi, kuriem elektroerozijas apstrāde (EDM) ir vienkārši labākā izvēle: ļoti dziļi un stabili griezumi, cieši iekšējie stūrisarežģītas ģeometrijas, apvienojumā ar iepriekšēju apstrādi deformācijas novēršanai un izturīgu veidņu ražošanu, kas tie iztur vairāk ciklu ar mazāk aizvietojumiem.
Elektroerozijas apstrāde (EDM) būtībā liek elektrībai darboties jūsu labā: ja parastā apstrāde nav pietiekama cietības, ģeometrijas vai deformācijas riska dēļ, šis process ne tikai ļauj izgatavot detaļu, bet arī to izdarīt ar Izcila precizitāte un apdareintegrācija ar CAD/CAM, automatizāciju un procesu kontroli, lai uzlabotu izpildes laikus, kvalitāti un atkārtojamību.
