Ако сте чували за EDM и се чудите какво представлява, сте попаднали на правилното място. Този процес, известен още като Електроерозионна обработкаТова позволява изработката на сложни геометрии в много твърди материали, без инструментът физически да докосва детайла. С други думи, инструментът не реже: искрата върши работата.
В това ръководство ще разберете Какво е EDM, как работи, какви видове съществуват, какви материали може да обработва?Ще научите кога е подходящо да го използвате, какви са разходите и как се сравнява с традиционната машинна обработка. Ще видите също неговите компоненти, подробния работен процес и отговорите на често задавани въпроси, всичко това представено по ясен и естествен начин, за да ви е лесно да намерите това, от което се нуждаете.
Какво е EDM (електроерозионна обработка)?
EDM е техника за отстраняване на материал, използваща топлинна енергия: контролирани електрически разряди между електрод и детайла Използва се за топене и изпаряване на малки порции метал. Работи изключително с проводими или полупроводникови материали, така че пластмаси, дърво, стъкло или изолационна керамика не са подходящи.
Най-голямата му сила е, че е процес без механичен контактТъй като няма сила на рязане, деформацията е сведена до минимум при деликатни части, тънки стени или много тесни детайли и се получават много фини повърхностни обработки с високи допуски.
Що се отнася до произхода му, ерозивният ефект на електричеството е известен от 18 век, но едва през 40-те години на миналия век съветските учени... Б. и Н. Лазаренко Те разработиха верига от повтарящи се разряди в диелектрична среда, която направи контролираната машинна обработка осъществима. В края на 60-те години на миналия век електроерозионната обработка с тел (EDM) получи голямо разпространение след появата на първите търговски машини и оттогава технологията продължава да се развива. усъвършенстване и включване на CNC управление, многоосни и автоматизирани.
Как работи: от електрически импулс до отстраняване на материал
При всички видове ерозионна обработка принципът е един и същ: електрод (тел, пръчка или профилиран електрод) се доближава до детайла, поддържайки микроскопично разстояние. Генераторът прилага импулси, които създават... искра между електрода и детайла; локалната температура може да достигне от порядъка на 14 500 до 21 500 °F, достатъчно, за да разтопи и изпари материала в определени точки.
Процесът се случва хиляди пъти в секунда. Диелектрична течност (специфично масло или дейонизирана вода, която действа като изолатор и охлаждаща течностТой евакуира отделящите се микрочастици, стабилизира разряда и предотвратява нежелани искри. Междувременно серво система контролира разделянето, за да поддържа искрата в оптималната ѝ точка, а генераторът регулира параметри като напрежение, ток, честота и дори формата на импулса.
Липсата на контакт намалява остатъчните напрежения и неравностите; въпреки това, върху повърхността се образува тънък „преработен“ слой, така че в критични части е препоръчително регулирайте енергията на последните проходи за подобряване на металургичната цялост и завършеност.
Ключовите компоненти на EDM машина
Освен рамката и осите, електроерозионната машина (EDM) интегрира няколко системи, които позволяват прецизност и повторяемост на процеса; всяка от тях има специфична функция. критично за крайното качество.
Захранване и генератор на импулси
Той захранва системата и произвежда искрата. Той регулира. напрежение, ток, честота и продължителност на импулса в зависимост от операцията: груба обработка, полуфинална обработка или фина обработка. Фината настройка е жизненоважна за балансиране на началната скорост, износването на електрода и повърхностната обработка.
Електроди
При пробивна ерозия електродът възпроизвежда кухината, която ще се обработва, в негатив; при телкова ерозия електродът е много фина тел, а при пробиване е... проводима тръба през които тече и диелектрикът. Типични материали: графит, мед, медно-волфрамови, волфрамови, месингови и подобни сплави, всяка със свои собствени свойства. баланс между проводимост, износоустойчивост и обработваемост.
Диелектрична система
Това е работната „среда“. Може да бъде масло (по-често срещано при грузила) или дейонизирана вода (типично за нишкова ерозионна обработка). Охлажда, отстранява частици, стабилизира изпускателния канал и намалява късите съединения. Включва резервоар, помпа, филтри и, в много машини, охладителни системи за контрол на температурата на течността.
Сервоуправление и цифрово управление
Серво управлението регулира разстоянието (разстоянието) между електрода и детайла в реално време, за да осигури ефикасна и стабилна искра, докато CNC системата организира процеса. траектории, наклони, време за изтегляне и синхронизацияТази комбинация гарантира прецизност и повторяемост дори при много фини детайли.
Водачи, глави и аксесоари
При електрическа ерозия с тел се използват горни и долни водачи, които държат и позиционират телта; тяхното подравняване и променлива височина позволяват работа с детайли с различни размери. височина и направете разрези под ъгъл спрямо оста Z. Машината включва също работен резервоар, помпа, приспособления, измервателни уреди (волтметър/амперметър) и често специална система за отделяне/филтриране на частици.
Видове EDM и за какво се използва всеки от тях
В зависимост от геометрията, размера на детайла и желаното покритие, един или друг тип ще бъде по-подходящ. Всички те споделят един и същ принцип на искрова ерозия, но електродният инструмент и... стратегия за рязане.
EDM чрез проникване (гребне, потапяне или кухина)
Използва се електрод с желаната форма (например от графит или мед), който се вкарва в детайла, за да „копира“ тази геометрия. Това е идеалният метод за сложни кухини, дълбоки вени, много тесни вътрешни ъгли и детайли, които са невъзможни или много скъпи за постигане с конвенционални методи. Освен това, това намалява последващата обработка, необходима за подобряване на финала или втвърдяване на повърхностите.
Обикновено работи потопен в диелектрично масло и осигурява отличен контрол в 3D области, което го прави основен елемент в... щанци, форми и инструменти с висока сложност. Капацитетът му почти не зависи от твърдостта на материала.
Електроерозионна обработка с тел (EDM)
Използва се много фина проводима тел, обикновено с диаметър от 0,05 до 0,35 мм, която „реже“ материала посредством искри, докато диелектрикът (дейонизирана вода) охлажда и евакуира частицитеИдеален е за много прецизни 2D контури, също с накланяния спрямо Z и, в напреднали центрове, с 5 оси.
Изисква първоначален резбован отвор и може да генерира само през кухини, не е сляпо. Позволява много малки вътрешни радиуси (ограничени от диаметъра на телта), отлична прецизност в щанци, матрици и автомобилни, аерокосмически компоненти, медицински и стоматологични.
EDM (пробивно-ерозионна обработка)
Специализиран в микроотвори и дълбоки, прави, без мустаци отвори. Използва тръбни електроди, които улесняват потока на диелектрик през инструмента за евакуиране на материала. Може да постигне диаметри около 0,0015” (≈0,038 мм) или по-висока, дори при много високи съотношения на страните.
Основни предимства: пробива без отклонение върху извити или наклонени повърхности, не се влияе от твърдостта на материала и оставя толкова фин завършек, че в много случаи... служи като търкаляща се повърхност без последваща обработка. Обикновено се използва за стартиране на телта при нишкова ерозионна обработка, отстраняване на счупени резби и създаване на охлаждащи канали в лопатките на турбините.
Варианти и разширения: многоосно, микро-EDM и EDM фрезоване
Кога е подходящо да изберете EDM?
Има ситуации, в които електроерозионната обработка (EDM) е очевидно най-добрият вариант: когато геометриите са невъзможни за фрезоване или струговане без деформация, когато материалът е изключително твърд или когато целта е да се постигне специфичен външен вид. превъзходно покритие без грапавини.
- Пробиване на микроотвори и много дълбоки отвори с тесни допуски.
- Рязане на екструзии, ротационни форми и сложни 2D контури с голяма прецизност.
- Генериране на сложни 3D кухини във форми и матрици, с дълбоки вени и тесни вътрешни ъгли.
- Гравиране върху твърди материали (например, волфрам или карбид).
- Отстраняване на счупени метчици или свредла без повреждане на детайла, дори от термично обработен материал.
Практически предимства и ограничения
EDM се откроява със своята размерна точност, липса на механично напрежение и... висококачествено повърхностно покритиеНо това не е панацея и е важно да се знаят и недостатъците му.
- Плюсове: безконтактен процес, който минимизира деформацията; много високи допуски (от порядъка на ±0,0002″); възможност за обработка на много твърди материалиДълбоки и стабилни разрези; по-малко мустаци; ниска степен на износване на инструмента в сравнение с конвенционалното рязане; възможност за автоматизация на "изключване на осветлението".
- Недостатъци: по-бавно време за зареждане отколкото при традиционната обработка; не е подходяща за непроводящи материали; висока консумация на електроенергия; високи машинни и експлоатационни разходи (електроди, тел, диелектрик); отгрятият слой може да изисква довършителни проходи; при телово-ерозионна обработка не могат да се правят слепи кухини и минималният вътрешен радиус е ограничен от диаметър на резбатаИдеално острите ъгли не се възпроизвеждат.
Съвместими материали
На практика всички проводими метали и сплави могат да бъдат обработвани машинно. Сред най-разпространените са: стомана (включително закалена и неръждаема стомана)мед, алуминий, месинг, графит, титан, волфрамов карбид, ковар, злато и сребро.
В суперсплави на никелова основа (инконел, хастелой) ерозионната обработка работи надеждно; с високочисти никели, широко използвани в аеронавтиката, избор на електрод и параметри Това е ключово за поддържането на стабилни начални темпове и качествени завършвания.
Типични индустрии и части
Електроерозионната обработка (EDM) се е превърнала в незаменим инструмент в сектори, където прецизността и твърдите материали са от съществено значение, с особено значение в аерокосмическа, автомобилна, медицинска и енергия.
- Космонавтика: лопатки на турбини, инжектори, охлаждащи компоненти, структурни опори и корпуси на авиониката с критични допуски.
- Автомобилостроене и производство на щанци: щанци, щанци за рязане, екструдиране и дълбоко изтегляне, сложни щанци и калибри.
- Медицински и стоматологични: импланти и хирургически устройства с фини детайли и безшевна повърхност.
- Електроника/полупроводници: конектори, корпуси и прецизни части с фини контури.
- Енергетика и други области: обработка на компоненти за ядрена/вятърна енергия, научноизследователска и развойна дейност и приложения военни и инфраструктура.
Разходи: инвестиции, експлоатация и производителност
Преди да се втурнете да купувате EDM машина, помислете за баланса между инвестицията, разходите за обработка и натоварването, защото изборът... има пряко влияние върху рентабилността.
Инвестиции в машини
Първоначалната инвестиция е висока, особено за най-новите модели. За много кратки тиражи фиксираната цена на бройка може да се покачи рязко, така че е препоръчително да... анализирайте натоварването и възвръщаемостта очакван.
Оперативни и материални разходи
Използват се електроди, тел, диелектрична течност, филтрация и електричество. Въпреки това, разходът на материали обикновено е по-малък, отколкото при машинните процеси, така че цената на суровините може да бъде по-ниска. повече съдържание в много приложения.
Поддръжка и персонал
Както всяка прецизна машина, тя изисква превантивна поддръжка (филтрация, водачи, калибриране). Освен това, работата ѝ изисква опитен персоналТова увеличава разходите за труд, но влияе върху качеството и сроковете.
Производителност и време за изпълнение
За сложни части, които изискват множество настройки при конвенционалната обработка, EDM може да завърши процеса с една настройка, намалявайки грешките и времето за изпълнение. Самият процес обаче е по-... по-бавен от CNC при груба обработка на големи обеми, така че планирането е важно.
Избор на инструменти и доставчик
При производството на пробивни електроди, разходите за производство на електроди могат да бъдат значителни, ако размерът на партидата е малък. Ако възлагате на външни изпълнители, търсете доставчици с голям парк от отвеси, канап и бормашиниДобра комуникация, надеждни срокове и капацитет за размера и сложността на вашите детайли.
EDM срещу традиционна обработка
Тези два процеса не винаги се конкурират; често те се допълват взаимно. При матриците, например, е обичайно предварителното формоване да се извършва с CNC фрезоване и усъвършенстване на ръбовете с... електроерозионна обработка с тел.
- EDM: безконтактно, по-малко изкривяване, изключително висока прецизност и превъзходно покритиеРаботи с много твърди материали; по-бавен е и има по-висока почасова цена.
- Традиционен: по-бърз за големи стартове, по-гъвкави в материалите (включва не-шофьори), по-ниска почасова цена; може да генерира стрес и неудобства, и има трудности при достигането на определени вътрешни ъгли.
Интеграция с CNC и стандартен софтуер
CNC е интерфейсът, който свързва дизайна и машината: той преобразува траекториите в движения на осите и управлява изтеглянетоПри нишковото ерозионно рязане използването на U/V оси е обичайно за конусовидно рязане, а при многоосно ерозионно рязане се добавя въртене за по-сложни геометрии.
- CAD/CAM: Генерира специфични за EDM геометрии и траектории на инструмента (включително компенсация на тел и минали стратегии).
- Симулация: визуализиране и оптимизиране преди рязане, за да се открият колизии и неефективност.
- Мониторинг на процеса: регулира параметрите на тока, напрежението и импулсите в реално време.
- Генериране на пътища: контролира входове/изходи, минимални радиуси и качество на завършен.
Поетапно изпълнение на работния процес
Въпреки че всяко семейство (нарязване на резба, отвес, пробиване) има нюанси, основният поток е доста сходен и помага да се разбере какво се случва вътре в работната вана във всеки цикъл. разтоварване и евакуация.
- Подготовка: детайл, електрод/тел, диелектрична течност, защитно оборудване и CNC програма са готови.
- Фиксиране и подравняване: детайлът е задържан, ориентиран и закрепен начална празнина вярна.
- Диелектрично управление: флуидът се пълни/подава (потапяне или струя), с активна филтрация.
- Стартиране на програмата: CNC координира осите и изтегля; сервомоторът настройва разделянето в реално време.
- Отстраняване на материал: всяка искра разтопява/изпарява частиците, които диелектрикът издърпвам; повтаря се, докато се завършат грубите и чистовите проходи.
Случаи, в които EDM печели с голяма разлика
Има задачи, за които електроерозионната обработка (EDM) е просто най-добрият вариант: много дълбоки и стабилни разрези, тесни вътрешни ъглисложни геометрии, комбинация с предварителна обработка за предотвратяване на деформация и производство на здрави форми, които те издържат на повече цикли с по-малко замествания.
Електроерозионната обработка (EDM) по същество използва електричеството във ваша полза: когато конвенционалната обработка се окаже недостатъчна поради твърдост, геометрия или риск от деформация, този процес не само ви позволява да произведете детайла, но и да го направите с... Изключителна прецизност и завършеностинтегриране с CAD/CAM, автоматизация и контрол на процесите за подобряване на сроковете за изпълнение, качеството и повторяемостта.
