Hogyan működik az EDM megmunkálás? Szikraköz, dielektromos és kisülési fizika

Egy 0,3 mm-es belső sarok az 58 HRC H13 szerszámbetét alján az a pont, ahol a marás már nem választható. A saroksugár kisebb, mint bármely praktikus vágókés, az anyag egyetlen menetben elpusztítja a keményfém hegyet, és a funkció túl mélyen helyezkedik el ahhoz, hogy a szerszámtartó elérje. Erre a feladatra készült az elektromos kisülési megmunkálás.

A rövid válasz az EDM megmunkálás működésére: vágási erő helyett szabályozott elektromos szikrákkal távolítja el a fémet. Egy formázott elektródát vezetnek a munkadarab felé dielektromos folyadékfürdőn keresztül, a pulzáló feszültség néhány századmilliméteres résen lebontja a folyadékot, és minden kisülés megolvad és elpárolog egy mikroszkopikus fémkrátert. Az elektróda soha nem érinti az alkatrészt.

Mivel az anyagot mechanikai helyett termikusan távolítják el, a munkadarab keménysége nem számít, és az elektromos vezetőképesség válik követelménysé. Következik a részletes mechanizmus, az azt stabilan tartó rendszerek, és a gyakorlati számok, amelyek eldöntik, hogy az EDM a megfelelő folyamat-e egy adott funkcióhoz.

Mi történik valójában a Spark Gap-ben

A szakadék az egész folyamat. Kidolgozáskor jellemzően 0,01-0,05 mm átmérőjű; erős nagyolásnál nagyjából 0,1 mm-re tud kinyílni. Ezt a teret dielektromos folyadék tölti ki, amely elszigeteli az elektródát a munkadarabtól, amíg a generátor másként nem dönt.

Impulzus alkalmazásakor a feszültség addig emelkedik, amíg a folyadék már nem tudja megtartani. A rés legszűkebb pontján plazmacsatorna képződik, áram folyik, és a helyi hőmérséklet eléri a nagyjából 8000-12 000 Celsius-fokot, ami elég meleg ahhoz, hogy megolvadjon és részben elpárologjon a munkadarab felülete. Az impulzus mikromásodpercekig tart. Kikapcsoláskor a csatorna összeomlik, az olvadt medence felrobban és anyagának nagy részét a folyadékba dobja, a dielektrikum pedig elhordja a törmeléket.

Aztán újra megtörténik. A generátortól függően egy gép másodpercenként néhány ezertől több százezer kisülést képes produkálni, mindegyik néhány mikron mély krátert vés. A szervorendszer előretolja az elektródát, hogy állandóan tartsa a hézagot: túl közel, és a kisülés káros ívté alakul, túl messzire, és egyáltalán nem képződik szikra.

Egy részlet megragadja az embereket. A süllyesztőgépen az elektróda egy formázott réz- vagy grafittömb; drótgépen mozgó sárgarézhuzal. A fizika megosztott, a szerszámozás és az alkalmazások nem, a különbséget gép megadása előtt érdemes rendezni. Összehasonlítása süllyesztő szikraforgácsolás vs vezetékes szikraforgácsolás fedezi, ahol mindegyik keresi a tartását.

Rendszerek, amelyek stabilan tartják a kisülést

Minden szikraforgácsoló gép, a kézi ZNC-től a teljesen programozható süllyesztőig, ugyanazokból az építőelemekből áll össze. Ha egyikük felülmúlja, a többiek nem tudják kompenzálni.

Egy ürítési ciklus, lépésről lépésre

Egyetlen impulzus követése megkönnyíti a vezérlőképernyő viselkedésének leolvasását.

1. A szervo addig tolja előre az elektródát, amíg a rés nagyjából egy emberi hajszál szélességű lesz.
2. A generátor megemeli a feszültséget a résen; a dielektrikum bontásig visszatartja.
3. Plazmacsatorna képződik, és az áram mikroszekundum alatt a programozott csúcsértékre emelkedik.
4. A csatorna alatti felület megolvad és részben elpárolog, krátert hagyva maga után.
5. Az impulzus véget ér, a csatorna összeomlik, és a kráter felrobban, és olvadt fémet lövell ki a folyadékba.
6. Az öblítés kivezeti a törmeléket, és friss dielektrikum áramlik be.
7. A 2-6 lépés másodpercenként ezerszer megismétlődik, miközben a CNC az elektróda körül kering, hogy kisöpörje az üreget.

A keménység nem számít, a vezetőképesség nem

Vágóerő nélkül, az EDM megmunkál egy 62 HRC sajtolóacélt, cementezett keményfémet és Inconelt ugyanazzal az elektródával és ugyanazzal a rögzítéssel. Nincs szerszámelhajlás, munkakeményedés, nincs csattanó, és a vékony bordák nem hajlanak el a vágástól. Az egyetlen szigorú követelmény az, hogy a munkadarab vezesse az elektromosságot.

Az elektróda anyaga az ellenkező logikát követi. A réz megőrzi a finom részleteket, és alacsony áramerősségnél lassan kopik, ezért dominál a részletes üregek befejező munkáiban. A grafit percenként több anyagot távolít el nagy áramerősség mellett, és sokkal könnyebben megmunkálható nagy, összetett formákká, de durvább felületet hagy maga után, és gyorsabban kopik az üreget meghatározó éles széleken.

A sarokkopás az a részlet, amely csendesen pénzbe kerül. Az elektróda sarkainál többször gyorsabban kopik, mint lapos felületein, így az első áthaladáskor helyesen mért üreg az elektróda lekerekítésével kicsúszik a tűréshatárból. Ez az oka annak, hogy az elektródákat méret alatti méretre vágják, hogy biztosítsák a szikraközt és a kopási ráhagyást, és ezért a második befejező elektróda gyakran olcsóbb, mint egy kiselejtezett forma.

A durvától a tükörig: Hogyan változtatja meg minden egyes lépés a célt

Egyetlen menetben sem dolgoznak meg üreget. Az első elektróda nagy áramerősséggel és hosszú kisülési idővel végzi el a nehéz eltávolítást, matt, gödrös felületet hagyva hátra. A későbbi áthaladások ugyanazt az elektródát használják fokozatosan alacsonyabb áramerősséggel és rövidebb bekapcsolási idővel, így minden szikra egy sekélyebb krátert farag az előző tetejére, és az érdesség fokozatosan csökken.

Két következmény következik. Először is, az eltávolítási sebesség csökken, ahogy a felület javul, így a tükörbevonat nagy üregeken percek helyett órákat vesz igénybe, és ennek megfelelően kell fizetni. Másodszor, az utolsó meneteknél el kell távolítani az előttük lévő átmenetek által hagyott sérült réteget: az újraöntött vagy fehér réteg jellemzően néhány mikron-néhány tíz mikron vastagságú, és a polírozásra szánt szerszámon inkább le kell válnia, mintsem tolni.

A legtöbb szerszámszoba három-öt lépésből áll, csökkenő áramerősséggel, ami egy fokozattal finomabb, mint amit a rajz megkövetel, ha az üreget ezután kézzel polírozzák.

Hol nyer, hol veszít az EDM

Az EDM lassú az ömlesztett eltávolításban, és verhetetlen a részletekben. A folyamat kiválasztása általában a kritériumok rövid listájára esik le.

A legtöbb szerszámterem szabálya egyszerű: marjon meg mindent, amit egy maró elérhet, majd égesse el, ami megmaradt, a sarkokat, a mély bordákat, az éles belső éleket és az edzett acél minden elemét.

ZNC, PNC és CNC: Mit vásárol az irányítási szint

Az EDM gépek közötti árkülönbség a vezérlőrendszerben él, nem a tartályban. Egy ZNC gép csak a Z tengelyen rendelkezik szervovezérléssel: X és Y kézzel van pozicionálva, és minden lépés egy egyszerű lefelé előtolás visszahúzással. Olcsó, robusztus, és még mindig a megfelelő megoldás az együreges, formázott elektródával végzett munkákhoz.

A PNC gép programozható Z-tengelyes ciklusokat, többlépcsős visszahúzást és tárolt mélységeket ad hozzá, ami lerövidíti a beállítást és javítja az öblítést mélyebb munkáknál. A teljes CNC szervovezérlést ad X, Y és gyakran C pontokon, így az elektróda keringhet, söpörhet és spirálozhat. Ugyanaz az elektróda a pálya sugarának változtatásával különböző méreteket vág, az öblítés automatikusan áthelyezhető, és több üreg felügyelet nélkül fut.

Az egész tartományban ez a három vezérlési szint a munkaasztal méretei szerint, valamint az elektronika szerint osztva, és a süllyesztő szikraforgácsoló gépek pontosan ezen vonalak mentén vannak csoportosítva.

A teljesen programozható vég kompakt példája a CNC-450, egy kisasztalos gép, amely még mindig képes keringési és többmenetes simítást végezni, ami általában elegendő lapkamunkákhoz és kis, többüreges formákhoz.

CNC 450 EDM süllyesztőgép Kompakt, CNC-vezérlésű süllyesztő EDM opcionális Panasonic szervo elektromos dobozzal, betétmunkákhoz és kis, többüreges formákhoz. Termék megtekintése →

A gép és a munka összeegyeztetése, nem pedig fordítva

Három szám dönti el, hogy a meghirdetett munka valóban megfelel-e: munkaasztal utazása, munkatartály méretei és maximális elektródasúly. A Travel a legnagyobb elhelyezhető üreget állítja be, a tartály a legnagyobb alámeríthető munkadarabot, az elektróda súlya pedig azt, hogy milyen nehéz grafitdarabot bír el a fej anélkül, hogy elveszítené a hézagszabályozást.

A nagyoló áram a második csapda. A nagy generátor kis gépen nem előny. A nagy elektródával végzett nagyolásnál olyan öblítési mennyiségre van szükség, amelyet egy kompakt tartály nem képes leadni, így a gép végül jóval a névleges áram alatt működik, hogy elkerülje az ívképződést, ami azt jelenti, hogy fizetett a nem használható képességért.

A gyakorlatban egy közepes méretű gép lefedi a legtöbb öntőlemezes munkát: a CNC-650 például egy nagyobb asztalt és tartályt párosít egy hozzájuk illő méretű generátorral, amely az a konfiguráció, amely egyensúlyban tartja a nagyoló áramot, az öblítést és a szervo reakciót.

CNC 650 EDM süllyesztőgép Közepes méretű CNC-süllyesztő EDM opcionális Panasonic szervo elektromos dobozzal, kiegyenlítő nagyoló árammal, öblítéssel és szervo reakcióval az öntőlemez munkákhoz. Termék megtekintése →

Mély üregek és nagy formák: az igazi határ

A mély üregek feltárják az EDM valódi határát, ami a törmelék evakuálása. A mélység növekedésével az öblítési terület a rés térfogatához képest zsugorodik, a szénrészecskék csapdában maradnak, és a kisülés instabillá válik, függetlenül attól, hogy a generátor hogyan van beállítva. Az elektróda átöblítése, az elektróda időszakos visszahúzása és a gép által elméletileg leadhatónál kisebb áramerősség a szokásos ellenintézkedések.

Nagy munkáknál, mint például formaalapok, szerszámblokkok és mély bordák, a praktikus mennyezetet a Z út, a tartály mérete és a gép merevsége határozza meg, nem pedig a csúcsáram, ezért az ebbe az osztályba tartozó gépeket a szerkezet és az öblítési logisztika alapján határozzák meg. Egy olyan modell, mint a CNC-1260, lényegesen nagyobb asztallal és tartállyal, pontosan erre a munkakategóriára létezik.

CNC 1260 EDM süllyesztőgép Nagyméretű CNC-süllyedő szikraforgácsoló szerszámalapokhoz, szerszámblokkokhoz és mély bordákhoz, ahol a Z-út, a tartály mérete és a merevség határozza meg a működő mennyezetet. Termék megtekintése →

EDM megmunkálás: Gyakran Ismételt Kérdések