ماشینکاری EDM چگونه کار می کند؟ شکاف جرقه، دی الکتریک و فیزیک تخلیه

یک گوشه داخلی 0.3 میلی متری در پایین یک قالب قالب 58 HRC H13 نقطه ای است که فرز یک گزینه نیست. شعاع گوشه کوچکتر از هر کاتر عملی است، این ماده یک نوک کاربید را در یک گذر از بین می‌برد و این ویژگی آنقدر عمیق است که نگهدارنده ابزار نمی‌تواند به آن برسد. این شغلی است که ماشینکاری تخلیه الکتریکی برای آن ساخته شده است.

پاسخ کوتاه به نحوه عملکرد ماشینکاری EDM: به جای نیروی برش، فلز را با جرقه های الکتریکی کنترل شده حذف می کند. یک الکترود شکلی از طریق حمام سیال دی الکتریک به سمت قطعه کار تغذیه می شود، یک ولتاژ پالسی سیال را در یک شکاف چند صدم میلی متری می شکند و هر تخلیه یک دهانه فلزی میکروسکوپی را ذوب و بخار می کند. الکترود هرگز قطعه را لمس نمی کند.

از آنجایی که مواد به جای مکانیکی به صورت حرارتی حذف می شوند، سختی قطعه کار اهمیتی ندارد و رسانایی الکتریکی مورد نیاز می شود. آنچه در ادامه می‌آید جزئیات مکانیسم، سیستم‌هایی است که آن را ثابت نگه می‌دارند، و اعداد عملی که تصمیم می‌گیرند آیا EDM فرآیند مناسبی برای یک ویژگی خاص است یا خیر.

آنچه در واقع در Spark Gap اتفاق می افتد

شکاف کل فرآیند است. در تکمیل معمولاً 0.01 تا 0.05 میلی متر عرض دارد. در زبرهای سنگین می تواند تا حدود 0.1 میلی متر باز شود. آن فضا با سیال دی الکتریک پر می شود، که الکترود را از قطعه کار عایق می کند تا زمانی که ژنراتور تصمیم دیگری بگیرد.

هنگامی که یک پالس اعمال می شود، ولتاژ بالا می رود تا زمانی که سیال دیگر نتواند آن را نگه دارد. یک کانال پلاسما در باریکترین نقطه شکاف تشکیل می شود، جریان جریان می یابد و دمای محلی تقریباً به 8000 تا 12000 درجه سانتیگراد می رسد، به اندازه ای گرم که سطح قطعه کار ذوب و تا حدی تبخیر شود. نبض میکروثانیه طول می کشد. هنگامی که آن خاموش می شود، کانال فرو می ریزد، حوضچه مذاب منفجر می شود و بیشتر مواد خود را به سیال می اندازد و دی الکتریک زباله ها را دور می برد.

سپس دوباره اتفاق می افتد. بسته به ژنراتور، یک ماشین می تواند در هر ثانیه از چند هزار تا چند صد هزار دبی تولید کند که هر کدام دهانه ای به عمق چند میکرون حک می کند. سیستم سروو الکترود را به سمت جلو تغذیه می کند تا شکاف را ثابت نگه دارد: خیلی نزدیک و تخلیه به یک قوس مخرب تبدیل می شود، خیلی دور است و اصلا جرقه ای ایجاد نمی شود.

یک جزئیات مردم را جلب می کند. در دستگاه دای سینک الکترود بلوک شکلی از مس یا گرافیت است. در دستگاه سیم، سیم برنجی متحرک است. فیزیک به اشتراک گذاشته شده است، ابزارها و برنامه ها نه، و ارزش آن را دارد که قبل از تعیین یک ماشین، تفاوت را حل کنیم. مقایسه ای از سینک EDM در مقابل سیم EDM پوشش می دهد که در آن هر یک از آنها نگه داری می شود.

سیستم هایی که تخلیه را ثابت نگه می دارند

هر دستگاه EDM، از یک ZNC دستی گرفته تا یک سینک کاملا قابل برنامه ریزی، از همان بلوک های ساختمانی مونتاژ می شود. اگر یکی از آنها پیشی گرفته باشد، بقیه نمی توانند آن را جبران کنند.

یک چرخه تخلیه، گام به گام

دنبال کردن یک پالس باعث می شود رفتار روی صفحه کنترل راحت تر خوانده شود.

1. سروو الکترود را به جلو می برد تا جایی که شکاف تقریباً به اندازه عرض یک موی انسان باشد.
2. ژنراتور ولتاژ را در سراسر شکاف افزایش می دهد. دی الکتریک آن را تا زمان خرابی نگه می دارد.
3. یک کانال پلاسما تشکیل می شود و جریان در میکروثانیه به مقدار پیک برنامه ریزی شده افزایش می یابد.
4. سطح زیر کانال ذوب می شود و تا حدی تبخیر می شود و دهانه ای باقی می ماند.
5. پالس به پایان می رسد، کانال فرو می ریزد و دهانه منفجر می شود و فلز مذاب را به داخل سیال بیرون می زند.
6. فلاشینگ زباله ها را خارج می کند و دی الکتریک تازه به داخل جریان می یابد.
7. مراحل 2 تا 6 هزاران بار در ثانیه تکرار می شوند در حالی که CNC به دور الکترود می چرخد تا حفره را خارج کند.

سختی بی ربط است، رسانایی مهم نیست

بدون هیچ نیروی برشی، EDM یک فولاد دای 62 HRC، کاربید سیمانی و اینکونل را با همان الکترود و یک فیکسچر می‌سازد. بدون انحراف ابزار، بدون سخت شدن کار، بدون پچ پچ، و دنده های نازک از برش خم نمی شود. یک نیاز سخت این است که قطعه کار رسانای برق باشد.

ماده الکترود از منطق مخالف پیروی می کند. مس جزئیات ریز را نگه می‌دارد و در جریان‌های کم به آرامی سایش می‌شود، به همین دلیل است که بر روی حفره‌های دقیق بر کار تکمیلی غالب است. گرافیت در هر دقیقه مواد بیشتری را با جریان بالا حذف می‌کند و ماشین‌کاری آن‌ها به شکل‌های بزرگ و پیچیده بسیار آسان‌تر است، اما سطح درشت‌تری باقی می‌گذارد و در لبه‌های تیز که حفره را مشخص می‌کنند، سریع‌تر سایش می‌شود.

سایش گوشه جزئیاتی است که بی سر و صدا هزینه دارد. یک الکترود در گوشه های خود چندین برابر سریعتر از سطح صاف خود سایش می کند، بنابراین حفره ای که در اولین گذر به درستی اندازه گیری می کند، با دور شدن الکترود از تحمل خارج می شود. به همین دلیل است که الکترودها برای ایجاد شکاف جرقه و سایش کمتر از اندازه بریده می شوند، و به همین دلیل است که الکترود تکمیلی دوم اغلب ارزانتر از یک قالب اسقاط شده است.

از خشن تا آینه: چگونه هر گذر پایان را تغییر می دهد

هیچ حفره ای در یک پاس ماشینکاری نمی شود. الکترود اول حذف سنگین را با جریان زیاد و مدت زمان تخلیه طولانی انجام می دهد و سطحی مات و حفره دار باقی می گذارد. پاس‌های بعدی از همان الکترود با جریان کم‌تر و زمان کوتاه‌تر استفاده می‌کنند، بنابراین هر جرقه دهانه‌ای کم‌عمق‌تر را روی دهانه قبلی ایجاد می‌کند و زبری مرحله به مرحله کاهش می‌یابد.

دو پیامد به دنبال دارد. ابتدا، با بهبود روکش، سرعت حذف فرو می‌ریزد، بنابراین یک روکش آینه‌ای روی یک حفره بزرگ ساعت‌ها طول می‌کشد تا چند دقیقه و بر اساس آن قیمت‌گذاری می‌شود. دوم، پاس‌های نهایی باید لایه آسیب‌دیده باقی‌مانده از پاس‌های قبل از آن‌ها را حذف کنند: لایه دوباره یا سفید معمولاً ضخامتی از چند میکرون تا چند ده میکرون دارد و روی قالبی که صیقل داده می‌شود، به جای فشار دادن به اطراف، باید جدا شود.

ترتیبی که اکثر اتاق‌های ابزار استفاده می‌کنند، سه تا پنج پاس با جریان کاهشی است که اگر حفره بعداً با دست صیقل داده شود، یک درجه ظریف‌تر از آنچه نقشه نیاز دارد، به پایان می‌رسد.

جایی که EDM برنده می شود و کجا می بازد

EDM در حذف انبوه کند و در جزئیات بی نظیر است. انتخاب فرآیند معمولاً به لیست کوتاهی از معیارها می رسد.

قانونی که اکثر اتاق‌های ابزار از آن پیروی می‌کنند ساده است: هر چیزی را که یک برش می‌تواند به آن برسد آسیاب کنید، سپس آنچه را که باقی مانده، گوشه‌ها، دنده‌های عمیق، لبه‌های داخلی تیز و هر ویژگی در فولاد سخت شده را بسوزانید.

ZNC، PNC و CNC: آنچه سطح کنترل برای شما می‌خرد

تفاوت قیمت بین ماشین های EDM در سیستم کنترل وجود دارد نه در مخزن. یک ماشین ZNC فقط روی محور Z کنترل سروو دارد: X و Y با دست قرار می‌گیرند و هر پاس یک تغذیه ساده با جمع کردن است. برای کار تک حفره ای با یک الکترود شکل، ارزان، قوی است و هنوز پاسخ مناسبی است.

یک دستگاه PNC چرخه‌های محور Z قابل برنامه‌ریزی، جمع شدن چند مرحله‌ای و عمق‌های ذخیره‌شده را اضافه می‌کند که راه‌اندازی را کوتاه می‌کند و شستشو را در کارهای عمیق‌تر بهبود می‌بخشد. CNC کامل کنترل سروو را در X، Y و اغلب C اضافه می کند، بنابراین الکترود می تواند به دور، جارو و مارپیچ بچرخد. همان الکترود با تغییر شعاع مدار، اندازه‌های مختلف را برش می‌دهد، فلاشینگ می‌تواند به طور خودکار تغییر مکان دهد، و چندین حفره بدون مراقبت اجرا می‌شوند.

در سراسر محدوده، این سه سطح کنترل بر اساس اندازه میز کار به اندازه وسایل الکترونیکی تقسیم می شوند ماشین های دای سینک EDM دقیقاً در امتداد همین خطوط گروه بندی می شوند.

یک نمونه فشرده از انتهای کاملاً قابل برنامه‌ریزی، CNC-450 است، یک ماشین میز کوچک که هنوز در مدار و چند گذر تکمیل می‌شود، که معمولاً برای کار درج و قالب‌های چند حفره کوچک کافی است.

دستگاه سینک قالب CNC 450 EDM سینک EDM فشرده با کنترل CNC با جعبه برق سروو پاناسونیک اختیاری، ارائه شده برای کار درج و قالب های چند حفره کوچک. مشاهده محصول →

تطبیق ماشین با کار، نه برعکس

سه عدد تعیین می کنند که آیا یک شغل نقل شده واقعاً مناسب است یا خیر: سفر روی میز کار، ابعاد مخزن کار و حداکثر وزن الکترود. سفر بزرگ‌ترین حفره‌ای را که می‌توانید قرار دهید، مخزن بزرگ‌ترین قطعه کاری را که می‌توانید در زیر آب قرار دهید تنظیم می‌کند، و وزن الکترود تعیین می‌کند که یک کاسه گرافیتی چقدر سنگین می‌تواند بدون از دست دادن کنترل شکاف حمل کند.

جریان خشن دومین تله است. یک ژنراتور بزرگ در یک ماشین کوچک یک مزیت نیست. زبر سنگین با یک الکترود بزرگ به حجم شستشو نیاز دارد که یک مخزن جمع و جور نمی تواند آن را تحویل دهد، بنابراین دستگاه برای جلوگیری از ایجاد قوس الکتریکی بسیار کمتر از جریان نامی خود کار می کند، به این معنی که شما برای قابلیتی که نمی توانید از آن استفاده کنید، هزینه پرداخت کرده اید.

در عمل یک ماشین سایز متوسط ​​اکثر کارهای قالب را پوشش می دهد: برای مثال CNC-650 یک میز و مخزن بزرگتر را با یک ژنراتور با اندازه متناسب با آنها جفت می کند، که این پیکربندی است که جریان ناهموار، شستشو و پاسخ سروو را در تعادل نگه می دارد.

دستگاه سینک قالب CNC 650 EDM EDM دای سینک CNC سایز متوسط با جعبه برق سروو پاناسونیک اختیاری، متعادل کننده جریان خشن، شستشو و پاسخ سروو برای کار در قالب. مشاهده محصول →

حفره های عمیق و قالب های بزرگ: حد واقعی

حفره های عمیق محدودیت واقعی EDM را که تخلیه زباله است، نشان می دهد. با افزایش عمق، ناحیه شستشو نسبت به حجم شکاف کوچک می‌شود، ذرات کربن به دام می‌افتند و تخلیه بدون توجه به نحوه تنظیم ژنراتور ناپایدار می‌شود. از طریق شستشوی الکترود، جمع شدن دوره‌ای الکترود و جریان کمتر از آنچه که دستگاه می‌تواند از نظر تئوری ارائه دهد، اقدامات متقابل استاندارد هستند.

در کارهای بزرگ مانند پایه‌های قالب، بلوک‌های قالب و دنده‌های عمیق، سقف عملی بر اساس حرکت Z، اندازه مخزن و استحکام دستگاه به جای پیک جریان تنظیم می‌شود، بنابراین ماشین‌ها در این کلاس حول ساختار و لجستیک فلاشینگ مشخص می‌شوند. مدلی مانند CNC-1260، با میز و مخزن بسیار بزرگ‌تر، دقیقاً برای آن دسته از کارها وجود دارد.

دستگاه سینک قالب CNC 1260 EDM EDM دای سینک بزرگ CNC برای پایه های قالب، بلوک های قالب و دنده های عمیق، جایی که حرکت Z، اندازه مخزن و استحکام سقف کار را مشخص می کند. مشاهده محصول →

ماشینکاری EDM: سوالات متداول