دستگاه تراشکاری سیمی EDM: نکات نگهداری برای افزایش عمر مفید

درک عملکرد مایع دی‌الکتریک در دستگاه برشکاری سیمی EDM

مایع دی‌الکتریک مورد استفاده در دستگاه‌های برشکاری سیمی EDM دو عمل اصلی را به‌صورت هم‌زمان انجام می‌دهد: عمل به‌عنوان یک عایق الکتریکی و نگه‌داشتن دمای مناسب در حین کار. بدون این مایع، جرقه‌های زودرس به‌وجود می‌آیند، زیرا دستگاه نمی‌تواند شکاف تخلیه‌ای لازم بین سیم و قطعه‌کار را حفظ کند. علاوه‌براین، این مایع ذرات ریز فلزی ایجادشده در حین فرآیند برشکاری را از بین می‌برد و این امر از کثیف یا آسیب‌دیدن ابزار جلوگیری می‌کند. بر اساس تحقیقات منتشرشده در سال گذشته در نشریه فناوری تولید، دستگاه‌هایی که سیستم دی‌الکتریک آن‌ها به‌خوبی نگهداری می‌شود، به‌طور متوسط ۱۸ درصد عملکرد بهتری در برش دارند. از سوی دیگر، هنگامی که مایع دی‌الکتریک آلوده می‌شود، الکترودها تمایل به سریع‌تر سایش پیدا می‌کنند. ما مواردی را دیده‌ایم که کیفیت سطح به‌دست‌آمده روی قطعات فولادی سفت‌شده تا حدود ۳۰ درصد کاهش یافته است، زمانی‌که از مایع دی‌الکتریک فرسوده یا کثیف به‌جای مایع تازه استفاده شود.

بررسی و پیشگیری از آلودگی مایع دی‌الکتریک

هنگام انجام بازرسی‌های هفتگی از مایعات، به علائمی مانند شیری شدن روغن (ایجاد امولسیون)، تجمع گل معدنی فلزی یا زمانی که pH کمتر از 6.5 یا بیشتر از 8.5 شود، توجه کنید. این مسائل اهمیت دارند، چون موادی مانند اکسیدهای آلومینیومی و ذرات کربنیزه شده که در مایع معلق هستند در واقع باعث اختلال در پایداری جرقه می‌شوند. بر اساس گزارش نگهداری صنعتی سال 2022، این نوع آلاینده‌ها مسئول تقریبا نیمی (47%) از توقف‌های غیرمنتظره دستگاه‌های EDM هستند. برای نظارت بهتر، یک شمارنده آنلاین ذرات را فعال کنید تا هر ذره‌ای بزرگتر از 15 میکرون را شناسایی کند. همچنین جداکننده‌های مغناطیسی را فراموش نکنید، چون این دستگاه‌ها در جذب ذرات آهنی که در عملیات برش با سیم ایجاد می‌شوند، بسیار موثر هستند.

نظارت بر کیفیت آب و کارایی سیستم فیلتراسیون

برای حذف ناخالصی‌های محلول، هر هفته 5٪ از مخزن عایقی را تخلیه کنید. هنگامی که اختلاف فشار فیلتر بیش از 1/5 بار شود یا هر 600 ساعت کارکرد، کتریج‌های فیلتر را تعویض کنید.

تعویض مایع عایقی برحسب میزان استفاده و دستورالعمل‌های سازنده

بیشتر تولیدکنندگان دستگاه‌های تخلیه الکتریکی (EDM) تعویض کامل مایع عایقی را پس از 1200 تا 1500 ساعت کارکرد دستگاه یا زمانی که هدایت الکتریکی بیش از 30 میکروزیمنس بر سانتی‌متر شود، پیشنهاد می‌کنند. افزایش ناگهانی در نرخ پارگی سیم (بیش از 3 بار پارگی در ساعت) اغلب نشانه عملکرد ضعیف مایع است. همیشه مایع عایقی استفاده‌شده را از طریق شرکای مجاز بازیافت کنید تا استانداردهای EPA و ISO 14001 را رعایت کنید.

انتخاب صحیح سیم EDM، نحوه نگهداری و تعویض مناسب

استفاده از سیم EDM با کیفیت بالا برای بهبود دقت برشکاری

انتخاب سیم EDM با کیفیت بالا در دستیابی به برش‌های دقیق و کنترل هزینه‌ها تفاوت ایجاد می‌کند. بیشتر کارگاه‌ها هنوز از سیم برنجی برای حدود ۸ از هر ۱۰ کار اِرِیشن سیمی استفاده می‌کنند، زیرا این سیم رسانای خوبی برای برق است و هزینه‌اش هم زیاد نیست. با این حال، برخی از تولیدکنندگان شروع به استفاده از گزینه‌های روکش‌دار با روی کرده‌اند، چون این سیم‌ها در کارهای دقیق‌تر به طور متوسط ۱۵ تا حتی ۲۰ درصد سریع‌تر برش می‌زنند. سیم‌های ارزان قیمت چیزی هستند که باید مراقب باشید. وقتی این سیم‌ها در میانه کار پاره شوند، پیامدها سریع جمع می‌شوند. نه تنها ماشین باید بدون کارایی بماند تا سیم تعویض شود، بلکه مواد آسیب‌دیده اغلب باید دور ریخته شوند. کارشناسان صنعت تخمین می‌زنند که هر حادثه پارگی سیم معمولاً بین دویست تا پانصد دلار هزینه دارد، بسته به اینکه چه چیزهایی خراب شوند.

بهترین روش‌ها برای دست‌زنی به سیم و پیشگیری از آلودگی

• سیم‌های سیم‌پیچ را در محیط‌های کنترل‌شده از نظر آب و هوا (رطوبت ۴۰–۶۰ درصد، دمای کمتر از ۲۵ درجه سانتی‌گراد) ذخیره کنید تا اکسیداسیون جلوگیری شود.
• در هنگام کار با دستکش‌های بدون پرز استفاده کنید تا انتقال روغن یا ذرات بیگانه را مسدود کنید
• قبل از عبور دادن سیم، آن را از نظر وجود خم‌ها یا خوردگی بررسی کنید—خطاهای سطحی جزئی کنترل جرقه را کاهش می‌دهند

نوع و قطر سیم را با مشخصات دستگاه تطبیق دهید

سیم‌های نازک‌تر (0.0008–0.004 اینچ) امکان برش‌های پیچیده را فراهم می‌کنند اما نیازمند تنظیم مجدد تنظیمات توان هستند تا از شکستن آن‌ها جلوگیری شود. همواره دستنامه دستگاه خود ر را بررسی کنید—استفاده از سیم 0.010 اینچی در سیستم‌هایی که برای قطر 0.008 اینچ تنظیم شده‌اند، مصرف انرژی را 12٪ افزایش می‌دهد و دقت گوشه‌ها را کاهش می‌دهد.

کالیبراسیون دوره‌ای دستگاه و بررسی‌های عملیاتی

بررسی ترازی و کالیبراسیون برای دقت یکنواخت

تنظیم صحیح ماشین‌های برشکاری با سیم ادی‌ام (EDM) تفاوت بزرگی در دقت ابعادی ایجاد می‌کند. یک مطالعه اخیر در سال 2024 نشان داده است که تقریباً شش مورد از هر ده خطا هندسی به دلیل تنظیم نادرست ناشی می‌شود. بیشتر کارگاه‌ها با انجام چک‌های منظم با استفاده از تداخل‌سنج لیزری یا آزمون‌های گوی‌کروی (Ballbar)، دقت موقعیت‌دهی خود را در محدوده ۲ میکرون حفظ می‌کنند. همچنین نباید فراموش کرد که تنظیمات جبران حرارتی (Thermal Compensation) در مقابله با تحریف‌های ناشی از دما در طول کارهای طولانی بسیار کمک می‌کنند. استانداردهای صنعتی توصیه می‌کنند که چگونگی موازی بودن راهنمای سیم با سطح کارگاهی هر ماه یکبار چک شود. این قدم ساده باعث حفظ دقت در طول زمان می‌شود، به‌ویژه برای قطعات دقیقی که حتی انحراف‌های بسیار کوچک هم اهمیت زیادی دارند.

پایش کشش سیم، نرخ پیشروی و تنظیمات توان

ثابت نگه داشتن کشش سیم در محدوده 8 تا 12 نیوتن، تفاوت اصلی را در برش‌های تمیز و بدون پارگی سیم ایجاد می‌کند. اما اگر نرخ پیشروی بیشتر از 10 میلی‌متر در دقیقه شود، ثبات فاصله جرقه به هم می‌خورد و مشکلاتی به وجود می‌آید. در کار با مواد مختلف، اپراتورها باید قبل از تنظیم سطح توان، هدایت الکتریکی آن‌ها را بررسی کنند. برای فولادهای سخت‌کاری شده، کاهش مدت پالس به کمتر از 50 میکروثانیه در عمل باعث بهبود کیفیت سطحی به میزان تقریبی 30 درصد می‌شود. همچنین فراموش نکنید که سیستم‌های نظارتی در زمان واقعی نیز وجود دارند. این سیستم‌ها تغییرات ولتاژی که به آرامی بیشتر از 5 درصد می‌شوند را کنترل می‌کنند و به تکنسین‌ها اجازه می‌دهند قبل از بروز الگوهای تخلیه خارج از کنترل و از بین رفتن کل عملیات، مشکلات را شناسایی کنند.

تضمین ثبات الکتریکی و یکپارچگی قطعات

بررسی های هفتگی مقاومت کابل‌های برق و سیستم‌های ارتینگ از خرابی‌های قوسی جلوگیری می‌کند. راهنماهای برنجی کربنیزه شده که سایش بیش از 0.1 میلی‌متری نشان می‌دهند را تعویض کنید، چرا که توزیع نامساوی جریان ناشی از اجزای فرسوده مصرف انرژی را 18% افزایش می‌دهد. هدایت الکتریکی مایع دی‌الکتریک باید همواره کمتر از 20 میکروزیمنس بر سانتی‌متر باقی بماند تا مسیرهای جریان گساله (stray) دقت ماشین‌کاری را تحت تأثیر قرار ندهند.

روغن‌کاری و نگهداری اجزای مکانیکی

روغن‌کاری قطعات متحرک برای کاهش سایش در دستگاه برش تسمه‌ای EDM

روغن‌کاری مناسب اصطکاک را در اجزای دقیق مانند ریل‌های راهنما و پیچ‌های گوی‌ای تا 40% کاهش می‌دهد (مجله نگهداری صنعتی 2023). یک مطالعه موردی از مهندسان صنایع نشان داد که 68% از توقف‌های غیربرنامه‌ریزی شده EDM ناشی از فواصل نامناسب گریس‌کاری است. این چارچوب نگهداری را دنبال کنید:

فقط از روغن‌های مورد تأیید سازنده استفاده کنید—روغن‌های سازگار می‌توانند باعث تخریب آب‌بندی و افزایش نرخ سایش به میزان 22% شوند (Tribology Today 2024).

تمیز کردن و سرویس فیلترها برای عملکرد بدون وقفه

فیلترهای آلوده عامل 34% از خرابی‌های پمپ مایع عایق در سیستم‌های EDM هستند (گزارش ماشین‌کاری دقیق 2024). بازرسی دو هفته‌ای موارد زیر را انجام دهید:

• فیلترهای اصلی ورودی : در صورتی که اختلاف فشار از 0.8 بار بیشتر شود، آن را تعویض کنید
• صفحات مش مایع عایق : برای حذف کامل ذرات، از حمام اولتراسونیک برای تمیز کردن استفاده کنید
• لوله‌های بازگشت هیدرولیکی : بررسی تجمع لجن در اتصالات لوله‌ها

فیلترهای نادیده گرفته شده باعث می‌شوند دستگاه‌های برشکاری سیمی EDM با مصرف انرژی 15 تا 20 درصدی بیشتر جبران کنند و خرابی سریع‌تر موتورهای سرو و ماژول‌های کنترل را به همراه داشته باشند.

بهینه‌سازی شرایط محیطی و برنامه‌های نگهداری پیشگیرانه

کنترل دما، رطوبت و ارتعاشات اطراف دستگاه

نگه داشتن دمای اتاق در محدوده 20 تا 24 درجه سانتی‌گراد به حفاظت قطعات حساس داخل دستگاه برشکاری سیم ادی‌ام (EDM) از انبساط ناشی از گرما کمک می‌کند. همچنین هوا نباید خیلی مرطوب شود - بهتر است رطوبت نسبی کمتر از 60٪ باشد تا رطوبت باعث خوردگی اتصالات الکتریکی نشود. برای دستگاه‌هایی که در کنار تجهیزات سنگین دیگری قرار دارند، استفاده از پد ضد ارتعاش با کیفیت یا نصب آنها روی پایه‌های جداسازی‌کننده تفاوت زیادی ایجاد می‌کند. لرزش‌های کوچک از دستگاه‌های مجاور شاید خیلی مهم به نظر نرسند اما در طول ماه‌ها عملیات، دقت اندازه‌گیری‌ها را کاهش می‌دهند. برخی از کارگاه‌ها گزارش داده‌اند که تا حدود 15٪ دقت خود را فقط به دلیل لرزش‌های پیوسته و کم‌شدت از دست داده‌اند بدون اینکه کسی متوجه شود تا زمانی که تولید شروع به انحراف کند.

نگه داشتن محل کار تمیز برای جلوگیری از تداخل ناشی از ذرات

روتین‌های روزانه تمیزکاری باید شامل پاک‌کننده‌های غیرساینده و همراه با سیستم مکش خلاء با فیلتر HEPA باشد تا ذرات فلزی هادی که با گذشت زمان تجمع می‌یابند، از بین بروند. همچنین نصب موانع محافظتی در اطراف مناطق ماشین‌کاری به منظور جلوگیری از فرود ذرات معلق در هوا روی قطعات حساس مانند غلتک‌های راهنما یا سطح مایعات دی‌الکتریک بسیار پیشنهادی است. تحقیقات منتشر شده در سال گذشته چیزی بسیار قابل توجه نشان داد - مراکزی که دستورالعمل‌های اتاق تمیز ISO کلاس 7 را دنبال می‌کردند، شاهد کاهش تقریباً سه‌چهارم مشکلات مربوط به آلودگی بودند. این سطح بهبود، تمام تلاش‌های اضافی را برای حفظ کیفیت خروجی ارزشمند می‌کند.

اجرای یک برنامه نگهداری حرفه‌ای برای قابلیت اطمینان بلندمدت

ایجاد یک برنامه نگهداری مبتنی بر داده که ترکیبی از موارد زیر باشد:

برای پیگیری نرخ سایش قطعات از تله متري ماشین استفاده کنید و تعویض قطعات را با فواصل زمانی پیشنهادی تولیدکننده هماهنگ کنید. واحدهایی که از ابزارهای بهینه‌سازی تعمیرات مبتنی بر هوش مصنوعی استفاده می‌کنند، گزارش داده‌اند که زمان میانگین بین خرابی‌ها 41٪ طولانی‌تر از برنامه‌های مبتنی بر تقویم است.

سوالات متداول

نقش مایع دی‌الکتریک در ماشین‌های EDM چیست؟

مایع دی‌الکتریک به عنوان یک عایق الکتریکی و خنک‌کننده عمل می‌کند، فاصله تخلیه را حفظ می‌کند و از آلودگی ابزارها جلوگیری می‌کند.

چه زمانی باید مایع دی‌الکتریک تعویض شود؟

آن را باید پس از 1200 تا 1500 ساعت کارکرد ماشین یا زمانی که هدایت الکتریکی بیش از 30 میکروزیمنس بر سانتی‌متر شود تعویض کرد.

انتخاب سیم در عملیات EDM چرا مهم است؟

سیم EDM با کیفیت، برش دقیق را تضمین می‌کند و هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد، همچنین از پارگی سیم و آسیب به مواد جلوگیری می‌کند.

بهترین روش‌ها برای کنترل محیط اطراف ماشین‌های EDM کدامند؟

دما را بین 20 تا 24 درجه سانتی‌گراد و رطوبت را کمتر از 60٪ حفظ کنید تا از انبساط و تخریب قطعات جلوگیری شود.