EDM Калып Батыру Машинасы: Күрделі қалыптар жасаудың негізгі кілті

EDM Электродтық Түсіру Машиналарының Жұмыс Істеу Принциптері: Дәлдік Импульстік Эрозия

Түсіріп EDM (Қалыптық Түсіру EDM) Процесі мен Жұмыс Істеу Принципі

EDM қалыптық түсіру машиналары электр разрядтары арқылы өткізгіш материалдарды пішіндеу арқылы жұмыс істейді. Бұл арнайы дайындалған электрод диэлектрикалық сұйықтықта орналасқан өңделетін бөлшекпен әрекеттескенде болады. Көбінесе электродтар графит немесе мыс болып келеді және секундына мыңдаған кішкентай искралар шығару арқылы қажетті ойық пішінін жасайды. Шамамен 300 вольтқа дейінгі кернеулерде бұл искралар бөлшектердің бір-бірімен физикалық түйісуінсіз материалды балқытып кетеді. Бұл әдістің құндылығы — ең кішкентай ішкі бұрыштар (радиусы 0,1 мм-ден кіші), немесе Ra 0,4 микронға дейінгі тегістіктегі беттер сияқты ең күрделі элементтерді дәл жасай алуында. Дәстүрлі механикалық өңдеу әдістері жұмыс бетін зақымдамай-ақ мұндай деңгейдегі детальдарды қамтамасыз ете алмайды.

Материалды Алу Кезіндегі Диэлектрикалық Сұйықтықтың Рөлі және Бақыланатын Импульстік Эрозия

Гидрокөміртектерден жасалған диэлектрик сұйықтықтар электрод пен өңделетін беттің арасындағы саңылауды оқшаулау үшін пайдаланылады, процестің барысында тозып бөлінген ұсақ бөлшектерді әкетеді және шамадан тыс доға пайда болуын болдырмақ үшін қолданылады. Сұйықтық жүйенің ішімен дұрыс қозғалған кезде, бұрынғы статикалық әдістермен салыстырғанда қайта құйылған қабаттарды шамамен 40 пайызға дейін азайтуға мүмкіндік береді. Қазіргі EDM машиналары тек бір рет орнатып, қоюға арналмаған. Олар шын мәнінде жанғызу уақытын 2-ден 200 микросекундқа дейін өзгерте алады және компоненттердің арасындағы саңылауды, әдетте 5-тен 50 микрометрге дейін, реттей алады. Бұл динамикалық реттеу материалдың кесілу жылдамдығын кейде сағатына 500 куб миллиметрге дейін арттыруға мүмкіндік береді және сонымен қатар өнімнің соңғы сапасына зиян келтіретін жылу зақымдануынан сақтайды.

Электродтың құрылымы мен оның тесіктің дәлдігі мен бетінің сапасына әсері

Электродтардың пішіні мен формасы қалыптардың дәлдігіне үлкен әсер етеді. Құрал-жабдықтың құрылымында ±5 микрометрлік кіші ғана қате болса да, вольфрам карбиді сияқты қиын материалдармен жұмыс істегенде бұл көбінесе шамамен ±15 микрометрге дейін күшейеді. Бірнеше сатыда жасалған, қырлары 0,01 миллиметрге дейін сүйірленген графит электродтар бетін 0,1-ден 0,2 микрометрге дейінгі тегістік мәндеріне ие айна сияқты тегіс беттер алуға мүмкіндік береді. Массалық өндіру кезінде мыс негізіндегі электродтар тозуға төзімді болғандықтан ұзақ уақыт қолданылады. Құралдың тозуын автоматты түрде түзететін заманауи CNC жүйелері электродтардың қызмет ету мерзімін шамамен 30% ұзартады. Бұл өндірушілердің бірнеше мыңдаған отырып эрозия циклі кезінде ±2 микрометрге дейінгі аз ауытқуларды сақтауын және алмастыруды қажет етпей-ақ кейде 10 000-нан астам операция жасауын білдіреді.

EDM қолданып күрделі және жоғары дәлдіктегі қалып геометрияларын өңдеу

Күрделі ішкі бұрыштарды, көзді ойықтарды және терең элементтерді жасау

EDM шаблондық станоктар дәл осындай күрделі формалы бөлшектерді жасауға мүмкіндік береді, оларды қолдана отырып кәдімгі фрезерлеу әдістерімен жетуге болмайды. Бұл процесс материалдың бөлігін электродпен бірге бақыланатын электрлік жарқылдар арқылы бүліп жояды. Өндірушілер нақты түрде ішкі бұрыштарды 0,1 мм-ден кіші радиусқа дейін жеткізе алады және қиын құрал болатына 50 мм-ден терең тесіктер аша алады. Автокөлік немесе әуежаңғы сияқты өнеркәсіптерде дәлдік маңызды болғандықтан, мұндай мүмкіндіктер өте маңызды болып табылады. Ішінде өте кішкентай суыту каналдары бар инъекциялық престер немесе әрбір микронның пациенттің қауіпсіздігі мен ыңғайлылығы үшін маңызы бар медициналық құрылғылар туралы ойланыңыз.

Қатайтылған және сезімтал формалы бөліктерде микрон деңгейіндегі дәлдікті қамтамасыз ету

Темірдің (HRC 60+) және вольфрам карбиді сияқты сынғыш материалдарда механикалық әдістер деформациялану немесе сынудың қаупі бар жұқа тілдерде (≈1 мм қалыңдықта) өлшемдік тұрақтылықты сақтау үшін тікелей контакті болмайтын процестің арқасында ±3 мкм дәлдікпен өңдеуге мүмкіндік береді.

Нәтижелерді оптимизациялау үшін бетінің кедір-бұдырылығын (Ra) және өңдеу дәлдігін теңестіру

Дамытылған ЭҚК генераторлары импульс ұзақтығын және разряд тогын реттей отырып, Ra 0,1 мкм-ге дейінгі бет өңдеуін және ±5 мкм профиль дәлдігін сақтайды. Көп сатылы стратегиялар шикізатты өңдеу кезінде материалды өңдеу жылдамдығын (минутына 400 мм³-ге дейін) жоғарылатады және оптикалық линзалар үшін қалыптар мен жоғары жылтыр автомобиль компоненттері үшін маңызды баяу, бақыланатын фиништік циклдермен қосылады.

Қалыптарды өңдеу қолданбаларындағы ең жоғары бет сапасы мен дәлдік

Жоғары жылтыр және айна сияқты қалып беттері үшін ЭҚК параметрлерін оптимизациялау

Токтың дәлдігін (2–32A), импульс ұзақтығын (2–500μs) және жаншық саңылауды (0,01–0,2 мм) реттеу шамалы тегістелген операцияларға қарағанда беттің кедір-бұдырылығын (Ra) 40% жақсартады. Бейімделуші айқай мониторингі параметрлерді нақты уақытта Ra ≈ 0,4μm болатындай етіп реттейді — бұл блеск өзгерісінің минималды деңгейін талап ететін оптикалық сапалы инъекциялық қалыптар үшін маңызды.

Жіңішке өңдеу циклдерін қолдана отырып беттің кедір-бұдырылығын (Ra) жақсарту әдістері

Біртіндеп кішірейген электродтармен (0,1–0,5 мм кішірек) көп сатылы өңдеу циклдері мыналар арқылы бет сапасын 60–80% жақсартады:

• Кратер тереңдігін азайту үшін разряд энергиясын төмендету (≈5μJ)
• Жылулық зақымдануды шектеу үшін жоғары жиілікті импульстер (≥250kHz)
• Диэлектрикті жуу режимінің оптимизациялануы (0,3–0,6MPa қысым)

Бұл әдістер қалып жасаушыларға 3–5 өңдеу жүрісінде алғашқы Ra 0,8μm беттен соңғы Ra 0,2μm айна сияқты бетке өтуге мүмкіндік береді.

Зерттеу жағдайы: EDM қалып батыру станогы арқылы жоғары дәлдіктегі автомобиль қалыбының өңделуі

Автомобильдік LED линзалар үшін матрицаларды жасау бойынша соңғы жоба заманауи салмақты ЭҚК жүйелерінің қандай деңгейге жеткенін көрсетті. Осындай жабдықтар 120 ойық элементінің барлығы бойынша Ra мәні шамамен 0,15 микрон және орналасу дәлдігі шамамен плюс-минус 2 микрон шегінде болатын беттерді өңдеуге қабілетті. Технологияда өндірушілер гидрокөміртекті диэлектрик сұйықтықтармен қоса вольфрамды мыс электродтарын қолдануға көшкеннен кейін елеулі нәтижеге қол жеткізді. Қолмен парлау уақыты автомобильдік беттердің қатаң сапа талаптарын сақтау шартында шамамен 40 пайызға дейін азайды. Тіпті таңғаларлық жағдай — бүкіл өңдеу процесінде HRC 62-ге дейін қатайтылған құрал болатындағы пішін ауытқуы 0,005 мм-ден аспады. Мұндай жетістіктер ЭҚК-ның бүгінгі өндіріс ортасында жоғары құнды матрицалар жасауда қандай маңызды рөл атқаратынын көрсетеді.

Қиын өңделетін материалдар үшін ЭҚК: Карбид, Вольфрам және Қатайтылған болат

Вольфрам, Карбид және Қатайтылған болат матрицалардың тиімді өңделуі

EDM шаңғылау станоктары HRC 65-тен жоғары материалдармен, соның ішінде вольфрам карбиді мен шамамен 60-62 HRC-ге дейін қатайтылған құрал болаттары сияқты қиын материалдармен жақсы жұмыс істейді. Түйіспеушілік принципі бойынша жұмыс істейтін электр доғасы эрозиясы кезінде құралдар иілмейді, сондықтан кобальтпен байланысқан вольфрам карбидінде де өте дәл қуыстар жасауға болады. Дәстүрлі фрезерлеу осындай материалдар үшін тиімді емес, себебі ол кесу құралдарын толығымен жойып жібереді. Осындай қатты материалдармен жұмыс істейтін цехтар үшін EDM лазерлік кесуге қарағанда өңдеу құнын 30%-дан 40%-ға дейін төмендетеді. Мұндай үнемдеу өндіріс бюджетіне үлкен әсер етеді.

Графит пен мыс электродтары: Өнімділік, тозуы және қолдану сәйкестігі

Графитті электродтар вольфрам карбиді үшін жоғары энергиялы разрядтар кезіндегі жылулық тұрақтылықтарына байланысты ұсынылады. Мыс Ra ≈ 0,8 мкм беттерін қажет ететін қатайтылған болат формалары үшін жақсырақ сәйкес келеді, дегенмен оның қосымша тозуы ауыстырудың жиілігін 22% арттырады.

ЭҚК-ның тиімділігін арттыратын электрод материалдарындағы соңғы жаңалықтар

Гибридті мыс-вольфрам композиттері кобальтпен байытылған карбид маркаларында 18% жылдам материал өңдеуге қол жеткізеді және шамамен 0,05 мм бұрыш радиусы дәлдігін сақтайды. Нано бөлшектермен қосылған диэлектрик сұйықтықтар доға саңылауларын 27% азайтады және қатайтылған D2 болат құралдарында (±5 мкм) нақтырақ допусстарды қамтамасыз етеді. Бұл жаңалықтар өткізгіш суперсерік қорытпаларда жылдамдық пен бет бүтіндігі арасындағы тарихи тепе-теңдікті шешеді.

ЭҚК электроэрозиялық батыру станоктарының өнеркәсіптік қолданылуы мен артықшылықтары

Автокөлік, әуежаңбыр және медициналық пішіндерді шығарудағы маңызды қолданыстар

EDM шаблондық станок кез-келген салада әрі қатты дәлме-дәл құю үшін қажетті болып табылады. Мысалы, автомобиль саласында осындай станоктар отын бүрку және трансмиссия компоненттерінде қолданылатын күрделі инъекциялық құйма формаларын жасайды. Аэрокосмостық салада техниктер турбина жапырақтарының күрделі ішкі суыту каналдарын жасау үшін титан сияқты қиын материалдарды өңдеу үшін оларға сүйенеді. Медициналық сала да қамтылмаған - өндірушілер хирургиялық аспаптар үшін құйма формалар жасау мен жасанды буындардың прототиптерін әзірлеу кезінде осы технологияға сүйенеді. 2023 жылғы соңғы салалық зерттеулерге сәйкес, қаттылығы 60 HRC деңгейінен асатын қатайтылған болаттармен жұмыс істегенде, дәлме-дәл құрал-жабдық цехтардың сегізден бесі EDM шаблондық станоктарға жүгінеді. Бұл шынымен мағыналы, себебі дәстүрлі әдістер осындай қатаң қойылатын талаптарға сай келмейді.

Температуралық жүктеме жоқ өңдеудің пайдасы: қабырғасы жұқа бөлшектердегі кернеудің жоғалуы

EDM құрал мен жұмыс істелінетін нәрсе арасында нақты байланыс болмауы себебі күрделі бөлшектерде өте жақсы жұмыс істейді. 1 мм-ден қалыңдығы аспайтын супер жұқа әуе-ғарыш серіктерін немесе медициналық микрожүйелерде қолданылатын күрделі қалыптарды елестетіңіз. EDM миллиметр квадратына 740 кН-ге дейінгі күштерді қолдануы мүмкін фрезерлеу процестерімен салыстырғанда бақыланатын искерлерді пайдалану арқылы деформацияны толығымен болдырмақшы. Көптеген цехтар қызықты нәрсені байқады. Әдетте ұшақ бөлшектерінде кездесетін алюминий-литий қорытпаларымен жұмыс істегенде, олар жалпы алғанда шамамен 40 пайызға азырақ қиратылған өнімдер алады. Бұл түсінікті, өйткені материал EDM-нің ұқыпты тәсіліне қатты әдістерге қарағанда жақсырақ жауап береді.

Неліктен құрал-жабдық және матрицалар саласы EDM-дің төменгі электродын беріктік пен қайталану үшін пайдаланады

Құрал-жабдық жасаушылар мыс-вольфрам электродтарын қолдана отырып, 10 000-нан астам өндірістік цикл бойы ±2 мкм өлшемді дәлдікті қамтамасыз етеді. Көлденең түрде пісіру қалыптары үшін графит электродтарға көшкеннен кейін, алдыңғы қатарлы автомобиль жеткізушісі қалыпты ұстау интервалын 300% арттырды. Традициялық механикалық өңдеуде жиі кездесетін жұмыс қатайту әсерін болдырмау арқылы ЭҚӨ қалыптың қызмет көрсету мерзімін 25–30% арттырады.

Қазіргі заманның жаңашылдықтары: ЭҚӨ жүйелеріндегі автоматтандыру мен интеллектуалды басқару

Тірі уақытта параметрлерді реттейтін бапталатын жаншық саңылауының басқару жүйелері күрделі геометриялық пішіндерді өңдеу уақытын 18% қысқартады. Бұлттық желіге қосылған ЭҚӨ станоктары электродтың тозуын түзету мен диэлектрик сұйықтықтың сүзуін автоматты түрде оптимизациялайды және жоғары көлемді өндірістік орталарда қалыптарды өңдеудің 95% тапсырмаларын адамсыз режимде орындауға мүмкіндік береді.

Жиі қойылатын сұрақтар

ЭҚӨ штамптау машиналарының негізгі принципі қандай?

ЭҚӨ штамптау машиналары жанама контактісіз өткізгіш материалдарды пішіндеу үшін бақыланатын электр разрядтарын қолданатын жаншық эрозиясы принципі бойынша жұмыс істейді.

Диэлектрик сұйықтық EDM үдерісіне қалай пайда тигізеді?

Диэлектрик сұйықтық артықшылықсыз доғаның пайда болуын болдырмау үшін изолятор ретінде әрекет етеді және үгіліп түскен бөлшектерді шайып шығарады, осылайша тиімділікті арттырып, қайта құйылған қабаттарды 40%-ға дейін кемітеді.

ЭЭҚ өңдеу үшін қандай материалдар ең қолайлы?

EDM тунгстен карбиді мен қатайтылған болат сияқты өңдеуге қиын материалдар үшін идеалды, себебі ол кесу құралдарына зиян келтірмей-ақ дәл өңдеуге мүмкіндік береді.

Неліктен мыс электродтары фиништік операциялар үшін ұсынылады?

Мыс электродтары массалық өндіру кезінде тозуға төзімділікті арттырып, ұсақ детальдардың жоғары сапалы өңделуін қамтамасыз етеді.

EDM тиімділігін арттыруды қандай соңғы жаңалықтар қолдайды?

Гибридті мыс-вольфрам электродтар мен нанобөлшектермен қосылған диэлектрик сұйықтықтар сияқты жаңалықтар материалдың алыну жылдамдығын арттырады және нақтырақ допусстарға мүмкіндік береді, EDM тиімділігін айтарлықтай арттырады.