Elektroerosijas apstrādes būtiska loma precīzās veidņu izgatavošanā

TL;DR

Elektroerosijas apstrāde (EDM) ir neatņemama sastāvdaļa mūsdienu veidņu izgatavošanā. Tā ir augstas precizitātes ražošanas procesa metode, kas izmanto kontrolētas elektriskās dzirksteles, lai no cietiem metāliem izkausētu un izveidotu sarežģītas un detalizētas formas. Šī tehnoloģija ir ļoti svarīga ilgmūžīgu, augstu precizitāti nodrošinošu rīku, injekcijas formu un spiedformu izgatavošanai, kuras bieži vien nevar izgatavot ar parastām apstrādes metodēm.

EDM pamati: galvenie principi

Elektroerosijas apstrāde, bieži saukta par dzirksteļapstrādi, ir nestandarta, bezkontakta ražošanas process, kas balstīts uz siltumenerģiju. Atšķirībā no tradicionālajām metodēm, kurās materiāla griešanai tiek izmantota mehāniska spēka iedarbība, EDM noņem materiālu, izmantojot virkni ātru, atkārtoti notiekošu elektrisko izlāžu — dzirksteļu — starp elektrodu (rīku) un apstrādājamo detaļu. Abi komponenti ir iegremdēti dielektriskā šķidrumā, kas darbojas kā elektriskais izolators, līdz tiek sasniegts noteikts spriegums.

Galvenais mehānisms sākas, kad tiek pielikts augsts spriegums, kā rezultātā izolējošā šķidruma izolācija sabrūk un veidojas plazmas kanāls starp elektrodu un apstrādājamo detaļu. Tas rada intensīvu dzirksteli ar temperatūru no 14 500 līdz 21 500 °F, kas acumirklī izkūstina un iztvaicē niecīgu apstrādājamās detaļas materiāla daudzumu. Pēc izlādes cikla beigām izolējošais šķidrums izskalo iztvaicētos daļiņas (atkritumus) no apstrādes zonas. Šis cikls atkārtojas tūkstošiem reižu sekundē, pakāpeniski noērdējot detaļu, lai tā atbilstu elektroda formai vai sekotu programmētam maršrutam.

Šis process pamatīgi atšķiras no tradicionālās CNC frēzēšanas vai tēšanas. Tā kā starp rīku un apstrādājamo detaļu nav fiziska kontakti, EDM var apstrādāt ārkārtīgi cietus un izturīgus materiālus, piemēram, kalta instrumentu tēraudu, titānu un volframa karbīdu, ar izcilu precizitāti un bez mehāniskā sprieguma radīšanas. Šī spēja padara to par būtisku tehnoloģiju lietojumprogrammām, kurās nepieciešamas smalkas detaļas un šauras pieļaujamās novirzes, ko citi paņēmieni nespēj sasniegt.

EDM nozīme augstas precizitātes matricu un formu ražošanā

Instrumentu un veidņu ražošanas pasaulē precizitāte nav tikai mērķis; tā ir pamatprasība. EDM tehnoloģija ir šīs precizitātes pamats, ļaujot izgatavot veidnes un matricas ar sarežģītību un precizitāti, kādu agrāk bija neiespējami iedomāties. Tās galvenā loma ir sarežģītu elementu izveide, piemēram, asiem iekšējiem stūriem, dziļām un šaurām ribām un sarežģītām dobumformām, kuras bieži vien nevar izgatavot ar parastiem griešanas rīkiem, jo pastāv ierobežojumi attiecībā uz rīka ģeometriju un pieejamību.

Viens no nozīmīgākajiem EDM pielietojumiem ir plastmasas injekcijas formu un metāla liešanas koku, kā arī spiedformu izgatavošana. Piemēram, automašīnu nozarē augstas kvalitātes komponentu ražošana balstās uz perfekti izstrādātiem rīkiem. Vadošie pasūtījuma automašīnu spiedformu un metāla komponentu ražotāji , piemēram, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd., izmanto progresīvas procesa tehnoloģijas, lai nodrošinātu precizitāti, kādu prasa OEM un Tier 1 piegādātāji. Šajā kontekstā EDM ir būtisks, lai izgatavotu izturīgas, sarežģītas štancēšanas matricas, kas loksnes metālu veido automašīnu daļās ar bezvainīgu viendabīgumu.

Turklāt EDM ir īpaši piemērots jau sakausētiem materiāliem apstrādāt. Tradicionālās metodes bieži prasa vispirms apstrādāt mīkstāku materiālu, kuram pēc tam tiek pakļauts termiskais apstrādes process — procedūra, kas var izraisīt deformāciju un izmēru neprecizitāti. EDM mašīnas strādā ar jau sakausētiem tērauda sakausējumiem, novēršot šo izkropļojumu risku un nodrošinot, ka gala matrica vai forma atbilst stingrākajiem toleranču ierobežojumiem. Tas tieši nozīmē augstākas kvalitātes galaproduktus, vai nu tas būtu patēriņa preces no plastmasas, medicīniskie implanti vai aviācijas komponenti, kā arī garantē ilgāku kalpošanas laiku pašiem rīkiem.

Galvenās EDM tehnoloģijas matricu izgatavošanai: Vada EDM pretī Iegrimstošās EDM

Kalnu veidotāji galvenokārt izmanto divu veidu elektroerosijas apstrādi, no kuras katra piemērota dažādām lietojumprogrammām: kalnu iegravēšanas EDM un vada EDM. Atšķirību izpratne starp šiem veidiem ir būtiska, lai novērtētu šīs tehnoloģijas daudzveidību ražošanas vidē.

Kalnu iegravēšanas EDM , ko pazīst arī kā ram EDM vai dobuma EDM, izmanto pielāgoti apdarinātu elektrodu, parasti izgatavotu no grafīta vai vara, kas veidots kā negatīvs attēls no vajadzīgās detaļas. Šis elektrods lēnām tiek nolaists vai „iegrūsts” заготовку, un elektriskie dzirksteles izēd materiālu, veidojot dobumu, kas atspoguļo elektroda formu. Šī metode ir ideāla sarežģītu 3D dobumu, aklās urbumu un detalizētu iespiešanu izveidei, kas nepieciešama formām un kalšanas kalniem.

Vada EDM , vai WEDM, darbojas līdzīgi kā augstas tehnoloģijas ripšķērējs. Tas izmanto ļoti plānu, nepārtraukti padevēju metāla vadu (parasti no misiņa) kā elektrodu. Vadu virza precīzi CNC programmētā trajektorijā, lai sagrieztu visu darba gabala biezumu, izveidojot sarežģītas 2D profila formas un figūras. Tas ir īpaši efektīvs matricu, instrumentu un kalšņu ražošanai no biezas cietās tērauda plates, kā arī detaļu izgatavošanai ar sarežģītiem kontūriem un precīzi savienojamiem komponentiem.

Lai skaidrāk izprastu, kad kalšņu izgatavotājs izvēlas vienu vai otru, apsvērsim šādu salīdzinājumu:

Galvenie priekšrocību un priekšrocības, izmantojot EDM rīku un matricu rūpniecībā

EDM plaša izplatība rīku un matricu izgatavošanā ir saistīta ar unikālu priekšrocību kopumu, kas tieši risina nozares svarīgākos izaicinājumus. Šīs priekšrocības sniedzas tālāk par vienkāršu materiāla noņemšanu, nodrošinot augstāku kvalitāti, dizaina brīvību un efektivitāti salīdzinājumā ar tradicionālām apstrādes metodēm.

Nozīmīgākās priekšrocības ietver:

• Īpaši cietu materiālu apstrāde: EDM ir vienaldzīgs pret materiāla cietību, jo tā darbības mehānisms ir termisks, nevis mehānisks. Tas var viegli apstrādāt sakarstētu instrumentu tēraudu, volframa karbīdu un eksotiskus sakausējumus, kurus konvencionālie rīki ātri nolietotu vai vispār nevarētu apstrādāt.
• Sarežģītu un intriģējošu ģeometriju izveide: Tā kā process ir bezkontakts, nav griešanas spēku, kas varētu deformēt vieglas detaļas. Tas ļauj izveidot asus iekšējos stūrus, dziļas un šauras spraugas un plānas sienas, kuras nevar sasniegt ar frēzēm.
• Neaizvietojama precizitāte un gluda virsmas apdare: Elektroerosijas apstrāde (EDM) var sasniegt ļoti mazas pieļaujamās novirzes, bieži vien ietvaros +/- 0,0002 collas. Procesu var precīzi regulēt, lai iegūtu gludu virsmas apdari, kas minimizē vai pat pilnībā novērš nepieciešamību pēc manuālas pulēšanas, ietaupot ievērojamu laiku un darbaspēku.
• Uz apstrādājamo gabalu neiedarbojas mehāniskā slodze: Tā kā starp rīku un detaļu nav tiešas saskares, netiek ieviesta mehāniska slodze. Tas ir ļoti svarīgi, lai nodrošinātu vieglu vai plānsienu komponentu izmēru stabilitāti un novērstu izkropļojumus vai plaisas.

Galu galā šie ieguvumi padara EDM par neatņemamu tehnoloģiju jebkuram mūsdienu rīku un veidņu ražotājam. Tā nodrošina augstākas kvalitātes, ilgstošākus rīkus, kas savukārt ražo augstākas klases gala produktus, nostiprinot tās būtisko lomu konkurētīvās un augsta riska nozarēs, piemēram, aviācijas, medicīnas un automašīnu ražošanā.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kāds ir veidņu grāvēšanas EDM princips?

Veidņu grāvēšanas EDM, ko sauc arī par ram EDM, darbojas, izveidojot formētu elektrodu (bieži izgatavotu no grafīta vai vara), kas ir negatīvs attēls no dobuma, ko nepieciešams apstrādāt. Šis elektrods tiek iegremdēts dielektriskā šķidrumā un tuvināts darba gabalam. Starp elektrodu un darba gabalu notiek elektriskie izlādes (dzirksteles), kas iznīcina materiālu, lai izveidotu nospiedumu, kas precīzi atbilst elektroda formai.

2. Kāds ir EDM mašīnas pielietojums veidņu izgatavošanā?

Formu izgatavošanā EDM tiek izmantots, lai izveidotu sarežģītas dobumus un elementus priekšcietinātā rīka tēraudā, kas veidos galīgos plastmasas vai metāla komponentus. Tas ir būtisks elementu, piemēram, dziļu ribu, asu iekšējo stūru un sarežģītu tekstūru, ražošanai, kuras ar tradicionālo CNC frēzēšanu ir grūti vai neiespējami izgatavot. Šī precizitāte nodrošina, ka gala lējuma daļas atbilst precīziem specifikācijām.

3. Kāda ir EDM loma?

EDM galvenā loma ir formēt un apstrādāt elektriski vadāmus materiālus, izmantojot siltumenerģiju no kontrolētām elektriskām dzirkstīm. To īpaši vērtē tās spējas dēļ apstrādāt ļoti cietus materiālus ar augstu precizitāti, izveidot sarežģītas ģeometrijas bez mehāniskās slodzes un iegūt gludas virsmas. Tā galvenā funkcija ir materiāla noņemšana tādās lietošanas jomās, kur konvencionālās metodes ir neefektīvas.

4. Kas ir EDM CNC apstrādē?

EDM ir speciāla CNC (datorizētas skaitliskās vadības) apstrādes veida. Savukārt tradicionālā CNC apstrādē griezējierīce fiziski saskaras ar materiālu un noņem to, CNC EDM izmanto datorvadītu ceļu, lai vadītu elektrodu. CNC sistēma kontrolē elektroda kustību (stieples vai dziļrakšanas EDM), ģenerējot dzirksteles tieši tajās vietās, kur nepieciešams noņemt materiālu, kas ļauj automātiski izgatavot ļoti sarežģītas un precīzas detaļas.