Орхитогч форм жижиглэгч машин: Нийлмэл загваруудыг бүтээх түлхүүр

EDM Дай Сүнгэх Машин Хэрхэн Ажилладаг вэ: Цахилгаан Илчлэлийн Нарийвчлалын Ерөнхий Зүй Тогтол

Сүнгэгч EDM (Дай-Сүнгэх EDM) Процесс болон Ажиллах Зарчим

EDM идэвхжүүлэгч машинууд нь цахилгаан дамжуулдаг материалуудыг удирдлагатай цахилгаан цэврүүдийн тусламжтайгаар хэлбэржүүлдэг. Энэ нь тусгайлан бэлтгэсэн электрод нь диэлектрик шингэнд байрласан дэвсгэртэй харилцаж үед явагдана. Ихэнх тохиолдолд электрод нь графит эсвэл зэс байдаг бөгөөд секундэд мянга орчим жижиг цэврүүдийг цохиж, хүсч буй хөндийн хэлбэрийг үүсгэдэг. Ойролцоогоор 300 вольтын хүчдэлд эдгээр цэврүүд нь хоорондоо физик харьцахгүйгээр материалыг хайлуулан арилгадаг. Энэ аргыг ийм ч чухал болгож буй зүйл бол маш нарийн дэлгэрэнгүй элементүүдийг үйлдвэрлэх чадвар юм. 0.1 мм-ээс бага радиустай шахимтгай дотор муруй, эсвэл Ra 0.4 микрон гладкийн төвшинтэй гадаргууг төсөөлөөрэй. Уламжлалт машинд хэрэглэх аргууд эдгээр шиг нарийн товчооны түвшинд хүрэхэд дэвсгэрийг гэмтээхгүйгээр тааруулах боломжгүй.

Материал авах үед диэлектрик шингэний үүрэг ба удирдлагатай цэврүүний элэгдэл

Гидрокарбонд суурилсан диэлектрик шингэн нь электрод болон деталийн хоорондох зайг цахилгаан тусгаарлагчаар дүүргэж, хэтрэх цахилгаан соронзон илрэлийг саатуулж, мөн технологийн үед засралын явцад тасарч гарсан жижиг хэсгүүдийг зайлуулдаг. Шингэн системдээ зөв урсаж байвал хуучин статик арга замаас харьцуулахад дахин хайлсан давхаргыг ойролцоогоор 40 хувиар бууруулах боломжтой. Өнөөгийн EDM тоног төхөөрөмжүүд зөвхөн тохируулга хийгээд л хэрэглэх төрлийн биш юм. Тэд 2-оос 200 микросекундын хооронд цахилгаан цэцэрлэгийн үргэлжлэх хугацааг өөрчилж, элементүүдийн хоорондох зайг ихэвчлэн 5-50 микрометр хооронд тохируулдаг. Энэхүү динамик тохируулга нь материал салгах хурдыг цагт 500 куб миллиметр хүртэл сайжруулахад тусалж, эцсийн бүтээгдэхүүнд дулааны хортой нөлөө үзүүлэхээс сэргийлдэг.

Электродын загварчлал ба хөндийн нарийвчлал, гадаргуугийн төрхөнд үзүүлэх нөлөө

Электродын хэлбэр нь нарийн нарийвчлалтай орлуудыг хэрхэн гаргахад шууд нөлөөлдөг. Хэрэв вольфрам карбид шиг хатуу материал ашиглах үед инструментийн загварын ±5 микрометр бага зэргийн алдаа гарч болох бөгөөд энэ нь ихэвчлэн ±15 микрометр хүртэл томордог. Нэг хэдэн шатлалаар үйлдвэрлэсэн, ирмэг нь 0.01 миллиметр хурц байдаг графитын электрод нь толины гадарга шиг маш гөлгөр гадаргуу (шугамчлалын утга 0.1-0.2 микрометр) үүсгэж чаддаг. Масс үйлдвэрлэлд зэвэрдэггүй чанараараа илүү сайн тул зэвсэгтэй хариултууд илүү их хугацаа ажилладаг. Инструментийн элэгдлийг автоматаар тохируулдаг сүүлийн үеийн CNC систем нь электродын амьдралыг ойролцоогоор 30% нэмэгдүүлдэг. Энэ нь үйлдвэрлэгчдэд мянга мянган цахилгаан искэрийн дараалалд ±2 микрометр нарийн зөрөөтэй ажиллах боломжийг олгох бөгөөд зарим тохиолдолд 10,000-аас дээш үйлдэл хийсний дараа л солих шаардлагатай болдог.

EDM-ээр нарийн нарийвчлалтай, нарийн орлуудын геометрийг машинжуулах

Нарийн дотор ирмэг, таг хөндий, гүн элементүүдийг үүсгэх

EDM цахилгаан идэвхжүүлэгч машинууд нь энгийн фрезерлэх аргаар огт хийх боломжгүй байдаг маш нарийн загварын хэсгүүдийг үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Энэхүү процесс нь тусгай хэлбэртэй электрод болон хяналттай цахилгаан соронзон туяаг ашиглан материал-ыг устгах замаар явагдана. Үйлдвэрлэгчид жинхэнэ дотор өнцгүүдийг 0.1 мм-ээс бага радиустай болгон авчрах, харин хатуу хэрэгсэл хайлш дээр 50 мм-ээс илүү гүнзгий хийх боломжтой. Нийлмэл хэлбэртэй ороомог шахах самбар эсвэл өвчтөний аюулгүй байдал, тохиромжийн талаар микрон бүр чухал байдаг анагаах ухааны багаж хэрэгслэний шиг авто эсвэл нисэх онгоцны салбарт нарийвчлал чухал байдаг.

Хатуу ба мэдрэг загасны хэсэгт микрон түвшний зөрөөг олж авах

Хэрэгсэл даралтгүй хүрэлцэх биш процесс нь хатуу ширхэг (HRC 60+) болон вольфрам карбид шиг хугарч эвдэрдэг материалд ч ±3 мкм нарийвчлалыг бий болгох боломжийг олгоно. Зэвсэглэлтийн цэвэрлэлт ба гадаргуугийн төгсгөлийн давталтууд нь механик арга замаар деформаци болон хугарах эрсдэлтэй зэвсэглэлтийн зузаан (≈1 мм) хувьд хэмжээний тогтвортой байдлыг хадгалж байна.

Гадаргуугийн нарийвчлал (Ra) ба машиндсан нарийвчлалыг тэнцвэржүүлэх нь хамгийн сайн үр дүнг гаргана

Дэвшилтэт EDM генераторууд импульсын үргэлжлэх хугацаа болон салстын гүйдлийг тохируулан Ra 0.1 мкм хүртэлх гадаргуугийн төгсгөл, мөн ±5 мкм профайлын нарийвчлалыг хадгалж чадна. Олон шатлалт стратеги нь их хэмжээний материал авах (цэвэрлэх үед минутанд 400 мм³ хүртэл) өндөр хурдтай ажиллагааг удаан, хяналттай төгсгөлийн циклтэй хослуулдаг—энэ нь оптик линзийн загвар, өндөр цацраг automotive деталиудад маш чухал юм.

Загварын төгсгөлд гадаргуугийн чанар болон нарийвчлалын давуу тал

Өндөр цацраг, толины адилхаан загварын гадаргууны төгсгөлд EDM параметрүүдийг үр дүнтэй болгох

Гүйдлийн нарийвчлал (2–32A), цахилгаан сарнилтын үргэлжлэх хугацаа (2–500μs) болон искэрийн зайг (0.01–0.2mm) нарийвчлан удирдах нь гадаргуугийн шохойрлыг (Ra) багасгаж, анхдагч таслалтаас 40%-иар сайжруулдаг. Динамик искэрийн хяналт параметрүүдийг бодит цагт тохируулж, Ra ≈ 0.4μm-ийг тогтвортой байлгахад чиглэгдсэн бөгөөд гэрэл оптикийн зориулалттай ороомог хаягт орлуулагчид илүүдэл арилгалтын ялгааг хамгийн бага байлгахын тулд шаардлагатай.

Нарийн төгсгөлт цикл ашиглан гадаргуугийн шохойрлыг (Ra) сайжруулах аргачлал

Олон шатлалын төгсгөлт цикл нь дараалан жижигсэж буй электродуудыг (0.1–0.5mm бага хэмжээтэй) ашиглан гадаргуугийн чанарыг 60–80% сайжруулдаг:

• Цөөн кратерийн гүн үүсгэхийн тулд цахилгаан энергийг багасгах (≈5μJ)
• Дулааны вредийг хязгаарлах өндөр давтамжит пульс (≥250kHz)
• Диэлектрик угаалтын тохируулга (0.3–0.6MPa даралт)

Эдгээр аргачлалууд нь ороомог үйлдвэрлэгчдэд анхдагч Ra 0.8μm-ийн гадаргуугийн шохойрлоос эцсийн Ra 0.2μm-ийн толины гадаргуу руу 3–5 төгсгөлт үе шатанд шилжих боломжийг олгодог.

Туршлага: EDM ороомог хаягт орлуулагч машинаар өндөр нарийвчлалтай автомашин ороомог төгсгөх

Автомашиний LED линзийн матриц дээр хийсэн саяхны төслөөс харахад орчин үеийн цэгээнд хүртэлх EDM төхөөрөмжүүд хэр чадавхитай болсон байна. Эдгээр машинууд 120 хотгор хэсэгт нийтдээ дунджаар ±2 мкм-ийн нарийвчлалтай, Ra утга нь ойролцоогоор 0.15 мкм байдаг гадаргууг үйлдвэрлэх чадвартай. Үйлдвэрлэгчид хүхэр агуулсан диэлектрик шингэнтэй хамт тугстен харьцангийн электрод руу шилжихдээ маш гайхамшигтай зүйлийг ажигласан. Гараар будах цаг нь ойролцоогоор 40 хувиар буурсан боловч автомашины гадаргуугийн чанарын энэ хатуу шаардлагад хүрч чадсан. Түүнээс ч илүү гайхамшигтай зүйл бол HRC 62-т тохирох хатуужуулсан хэрэгсэл хайлш дээрх бүх процессийн туршид хэлбэрийн хазайлт 0.005 мм-ээс доош үлдсэн юм. Ийм амжилт нь орчин үеийн үйлдвэрлэлийн орчинд өндөр өртөгтэй матрицуудыг үйлдвэрлэхэд EDM яагаад ийм чухал байгааг баталгаажуулж байна.

Боловсруулахад хэцүү материалд зориулсан EDM: Карбид, Тугстен, Хатуужуулсан ган

Тугстен, Карбид, Хатуужуулсан гангийн матрицыг үр дүнтэй боловсруулах

EDM илүүтэй нь HRC 65-аас хэтэрсэн материал, жишээ нь вольфрам карбид болон ойролцоогоор 60-62 HRC хүртэл хатууран цементчилсэн хэрэгсэл болон сталийг боловсруулдаг. Цахилгаан искэрийн процесс явагдах үед шууд харилцах зүйл байхгүй тул хэрэгсэл хазайлдаггүй, иймээс кобальттой холбогдсон вольфрам карбид дотор ч маш нарийн хөндий үүсгэх боломжтой. Энэ материалтай ажиллахад уламжлалт фрезерлэх нь ихэвчлэн хэрэгслийг бүрэн устгадаг тул боломжгүй байдаг. Ийм хатуу материалтай ажилладаг үйлдвэрүүдэд EDM нь лазер хайчлах зэрэг бусад арга замаас харьцуулахад машинд орох зардлыг ихэвчлэн 30%-40% хүртэл бууруулдаг. Ийм хэмжээний хэмнэлт нь үйлдвэрлэлийн төсөвт томоохон нөлөө үзүүлдэг.

Графит ба зэс электрод: Ажиллагаа, износ, хэрэглээний тохиромж

Графитийн электродууд нь өндөр энерги цахилгаан сарнилтанд тэсвэртэй байдаг тул вольфрамын карбидад илүү тохиромжтой. Харин хатуулагдсан гангийн загваруудад зориулан хөнгөн цагаан илүү тохиромжтой бөгөөд Ra ≈ 0.8 μm гэсэн гадаргуугийн чанартай байдаг ч, хэт их элэгдэл нь солих давтамжийг 22%-иар нэмэгдүүлдэг.

EDM үр ашгийг сайжруулахад чиглэсэн электродын материалд орсон сүүлийн үеийн дэвшил

Хольцолт хөнгөн цагаан-вольфрамын найрлага нь кобальт ихтэй карбидын ангилалд материал салгах хурдыг 18%-иар нэмэгдүүлж, үүн дээр ≈ 0.05 мм өнцгийн нарийвчлалыг хадгалдаг. Нано жижиг хэсэгтэй диелектрик шингэн нь цахилгааны завсрыг 27%-иар бууруулж, хатуулагдсан D2 гангийн хэрэгслүүдэд илүү нарийн зөвшөөрөл (±5 μм) хангамжийг боломжжуулдаг. Эдгээр инновациуд нь дамжуулагч супер сплавуудад хурд ба гадаргуугийн бүтэн байдлын хооронд урт хугацааны харьцааг шийдвэрлэдэг.

EDM шахах машиний үйлдвэрлэлд эзлэх байршил болон давуу талууд

Автомашин, нисэх онгоц, анагаах ухааны хэвлэх хэрэгсэл үйлдвэрлэлд чухал хэрэглээ

EDM форм жигнэх машин нь маш нарийн нарийвчлал шаарддаг форм үйлдвэрлэх эдгээрийн аль ч салбарт чухал болсон. Жишээ нь, автомашин үйлдвэрт эдгээр машинууд түлшний зуурмаг, дамжуулалтын хэсгүүдэд ашигладаг нарийн цацраг формуудыг үүсгэдэг. Агаарын нисэх онгоцны салбарт техникчид турбины хөвчнүүдийн нарийн дотоод хөргөлтийн замуудыг боловсруулахад титан зэрэг хатуу материалуудыг боловсруулахад итгэдэг. Эмнэлгийн салбар ч мөн адил хагалгааны багажны форм болон хиймэл үе хөлдөгийн загваруудыг үйлдвэрлэхэд энэ технологид итгэж байдаг. 2023 оны салбарын сүүлийн судалгаагаар 60 HRC-аас дээш хатуулаг чанартай хатууруулсан гангуудыг боловсруулах үед нарийн хэрэгсэл үйлдвэрлэх дэлгүүрүүдийн таван буюу дөрвөн нь EDM форм жигнэх машинд хандах болсон. Ийм хүнд нөхцөлд EDM машиныг ашиглах нь уламжлалт аргаас илүү үр дүнтэй байдаг тул энэ нь логиктой.

Холбоо барихгүй боловсруулалтын давуу тал: хангалттай ханшийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд стрессыг арилгах

EDM нь хэрэгсэл болон түүнд нөлөөлж буй юмны хооронд шууд харьцаа байхгүй тул мэдрэг деталуудад маш сайн ажилладаг. Нисэх онгоцны 1 мм-ээс бага зузаан тусгай суурин дээр эсвэл анагаах ухааны микросуурилагчид ашигладаг нарийн оройтуудыг төсөөлөөрэй. Миллиметр квадратад хүртэл 740 кН хүч үзүүлдэг фрезерлэх процессийн харьцуулахад EDM нь удамших асуудлыг бүрэн зогсоож, хяналттай цэцэрлэгийг ашигладаг. Олон үйлдвэрүүд онцгой зүйлсийг анзаарсан. Онгоцны хэсэгт ердийн тохиолддог алюмин-литийн хайлшийг ашиглах үедээ нийтдээ ойролцоогоор 40 хувийн буруу бүтээгдэхүүн багасдаг. Энэ нь материал EDM-ийн илүү зөөлөн арга замд илүү сайн хариу үзүүлдэг тул логиктой.

Хэрэгсэл ба матрицын салбар яагаад найдвартай, давтамжтай байдалд sinker EDM-д тулгуурладаг вэ

Хөнгөн цагаан-вольфрамын электрод ашиглан хэрэгсэл үйлдвэрлэгчид 10,000+ үйлдвэрлэлийн циклд ±2μm хэмжээний хэмжээсийн нарийвчлалыг хангаж байна. Тэргүүлэх автомашин хангамжийн нэг компани горимтгон загваруудад графитын электрод руу шилжсэнээс хойш тохируурын засварын интервалыг 300% ихэсгэж чадсан. Хэвийн машинд овоорлооноос үүдэлтэй хатуурсан үзэгдлийг цахилгаан-эрозийн хэмжээсийн (EDM) тусламжтайгаар зогсоож, хэвний ажиллах хугацааг 25–30%-иар сунгасан.

Орчин үеийн инноваци: EDM системд автоматжуулалт ба ухаалаг удирдлага

Адаптив цэцэгний зайг удирдах систем нь параметрүүдийг бодит цагт тохируулж, нарийн олон талт геометрүүдийг боловсруулах хугацааг 18%-иар бууруулдаг. Сүлжээтэй холбогдсон EDM машинууд одоо өөрсдөө электродны элэгдлийг тохируулах болон диэлектрик шингэний шүүлтийг оновчтой болгох боломжийг олгох бөгөөд томоохон үйлдвэрлэлийн орчинд хэвийн төгсгөлийн 95% даалгаврыг гэрэлтэй үед ажиллуулах боломжийг хангана.

Түгээмэл асуулт

EDM хэвийн машин гэж юу вэ?

EDM хэвийн машин нь идэвхжүүлсэн цахилгааны цэцэг (искр)-ийн зарчим дээр ажилладаг бөгөөд хүртлэгч материалд хүрэлцэхгүйгээр хэлбэр өгөхийн тулд хяналттай цахилгааны цэцэг ашигладаг.

Диэлектрик шингэн EDM процесст ямар ашиг оруулах вэ?

Диэлектрик шингэн нь хэтрэх цахилгааныг сааруулах тусгайлан тусгаарлагчийн үүрэг гүйцэтгэж, хэтэрхий хугарч гарсан жижиг хэсгүүдийг зайлуулдаг тул үр ашгийг сайжруулж, дахин хайлсан давхаргыг 40%-иар бууруулдаг.

EDM машинд ямар материалыг ашиглах нь илүү тохиромжтой вэ?

EDM нь вольфрам карбид болон хатууцууцал зэрэг машинд боловсруулахад хэцүү материалуудад тохиромжтой бөгөөд хэрэгсэлд хохирол учруулахгүйгээр нарийвчлалтай боловсруулалт хийх боломжийг олгодог.

Яагаад зэвсгэн электродуудыг төгсгөлийн үе шатанд илүүд үздэг вэ?

Зэвсгэн электродууд нь нарийн дэлгэрэнгүй төгсгөлтэй байдлыг хангаж, элэгдэлд тэсвэртэй байдлаар массаар үйлдвэрлэх үед найдвартай ажиллах чадварыг сайжруулдаг.

EDM-ийн үр ашгийг сайжруулахад тусласан сүүлийн үеийн ямар шинэчлэлтүүд байна вэ?

Гибрид зэвсгэн-вольфрам электрод болон нано хэсгүүдийг агуулсан диэлектрик шингэн зэрэг шинэлэг технологиуд нь материалын авалтын хурдыг нэмэгдүүлж, нарийвчлалыг сайжруулан EDM-ийн үр ашгийг хүчтэй сайжруулдаг.