Утасны EDM төхөөрөмж: Өндөр таталтын материал таслахад шилжилт хийж буй хүчин зүйл

Утасны EDM төхөөрөмж хэрхэн ажилладаг вэ: Шүргэлтгүй нарийн таслалтын зарчим

Утасны EDM гэж юу вэ? Үндсэн тоймын тойлъёо

Утасны EDM нь зузаан утас ба огтлох материал хооронд жижиг цахилгаан искр үүсгэх замаар ажилладаг. Ер нь том хөнгөн цагаан эсвэл зэсээр хийгдсэн, 0.004-0.012 инч зузаан утас нь цахилгааныг түргэн урсгаж, хэлбэр дүрс олгох шаардлагатай металл хэсгээс бага зэрэг металл хайлмалыг ууршуулан зайлуулдаг. Энэ нь энгийн огтлох аргаас ялгаатай нь хэрэгсэл нь материалтай шүргэлцдэггүй тул хэрэгсэл дундуур элэгдэхгүй, материал нь механик стресст өртөхгүй юм. Ийм давуу талуудын тулд Wire EDM нь Inconel эсвэл хатуу хэрэгсэл хайлш шиг энгийн машинчлалын аргаар эсэргүүцдэг бөгөөд хэцүү материалтай ажиллахад тусгайлан ашигтай болдог.

Материалыг авч тавихад утасны электрод ба диэлектрик шингэний үүрэг

Утасны электрод энд хоёр үүрэг гүйцэтгэдэг - цахилгаан дамжуулж, материалыг зэрэг огтлодог. Үл хөдлөх ус эсвэл цахилгааны тосон шүүгчийн шингэнд байрлаж байхдаа уг шингэн ямар үүрэгтэй вэ? Эхлээд, хангалттай иончлолт явагдах хүртэл тухайн хэсгийг цахилгааныг тусгаарлагч байдалд байлгана. Дараа нь процессын үед ууршилтанд орсон хэсгийг хөргөхөд тусалж, хүссэнгүй дахин хайлшид орсон давхаргыг үүсэхээс сэргийлнэ. Түүнчлэн, элдэв хог хаягдлыг угааж бидний огтлолтыг нарийвчлалтай байлгана. Бүгд зөв ажиллавал гадаргуугийн эмхэлт нь 0.8-1.6 микродюйм нарийн байдлаар хэмжигдэнэ. Түүнчлэн, зүсэлтийн өргөн нь ерөнхийдөө 0.012 дюймээс бага байдаг бөгөөд ийм нарийн ажлын хувьд маш гайхалтай юм.

CNC удирдлагын систем нь нарийвчлалыг хангаж, автоматжуулалтыг хэрэгжүүлдэг

Онцгой утасны цацрагийн машины компьютерийн тоон хяналтын (CNC) систем нь утасны хурд, цэнэгийн давтамж, тэнхлэгийн хөдөлгөөнийг удирдахад тусдаг тул одоогийн үед эдгээр машинууд ±0.0001 инч нарийвчлалд хүрч чаддаг. Эдгээр машинууд нь ямар төрлийн материал, ямар зузааныг огтлохыг нь хамааруулан цахилгааны тохируулгыг ухаалаг алгоритмууд нь өөрчилдөг. Түүнчлэн, онцгой шугаман хөдөлгүүрүүд нь утсыг дэд микрон түвшинд хэт нарийн нарийвчлалтай байрлуулдаг. Жишээлбэл, агаарын болон огторгуйн аппаратын үйлдвэрлэл. Турбиний цонхыг үйлдвэрлэхдээ операторууд нийт үйлдвэрлэлийн нийлбэр дээр 0.001 мм-ийн хэмжээнд хэмжээсийг барихын тулд цочролын хяналтыг бодит цагт ашигладаг. Ийм нарийвчлал нь экстремал нөхцөлд бүрэн таарч буй хэсгүүдийг бүтээхэд маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Утасны цацрагийн машиний үндсэн хэсгүүд: Нарийвчлал болон ажиллагааны инженерчлэл

Утасны цацрагийн гол хэсгүүд: Утасны электрод, диэлектрик шингэн, Цахилгаан эх үүсгэвэр, CNC хяналтын систем

Утасны EDM төхөөрөмжийн ажиллагааны чанарын талаар ярих үед, зүгээр л дөрвөн үндсэн хэсэг байх ёстой бөгөөд эдгээр нь зохицсон ажиллах ёстой. Юуны түрүүнд, утасны электрод байх бөгөөд энэ нь ихэвчлэн том хоолой эсвэл заримдаа цайрын давхаргаар бүрхэгдсэн том хоолойгоор хийгддэг. Энэ нь материалыг жижиглэн устгаж огтлодог удирдамжтай цахилгаан искэрт огтлодог. Дараа нь, ихэвчлэн энгийн цэвэр ус байдаг онцгой диэлектрик шингэнд дайрч байна. Энэ нь нэгэн зэрэг гурван чухал үүрэг гүйцэтгэдэг: огтлох үед хурдныг хөргөж, бага зэргийн металл хаягдлыг угааж, искэрт огтлох жижиг зайг хадгалж байдаг. Бүх эдгээр үйл ажиллагааг хангахын тулд өндөр давтамжтай цахилгаан эх үүсвэр нь искэртийг байнга үүсгэхийн тулд энергийн импульсуудыг илгээдэг. Түүнэвэл, CNC удирдлагын систем нь эдгээр үзэсгэлэнт CAD зургийг утасны нарийн хөдөлгөөн болгон хөрвүүлдэг бөгөөд нарийвчлал нь дунджаар 0.005 миллиметр байдаг. Эдгээр бүгдийг нэгтгэвэл юу гарах вэ? Тэг байрлалд нь хүрэхгүйгээр дамжуулах чадвартай материалыг огтлох боломжтой төхөөрөмж, тэдгээр нь 300 миллиметр зузаан ч байж болно.

Цахилгаан диэлектрик шингэний динамик нь гадаргуугийн нарийн чанар (Ra) үр ашигтай болгоход үзүүлэх нөлөө

Системээр дайрч урсдаг диэлектрик шингэний урсгалын хурд болон цэвэр байдал нь эцсийн гадаргуугийн чанарт ихээхэн нөлөө үзүүлдэг. Шингэний динамик зохицсон байдлаар тэнцвэртэй үед бүтээгдэхүүн дээр үлдэгдэг хог хаягдлыг илүү үр дүнтэй арилгаж чаддаг бөгөөд энэ нь дахин бүрдсэн давхаргын тоог багасгаж, бүтээгдэхүүнд үлдэх микроскопын трещинуудыг багасгадаг. Ихэнх үйлдвэрүүд нь 8-12 литр/минут хооронд урсгалыг барьж байх нь иончлолтын эсэргүүцлийн асуудлыг багасгадаг тул хамгийн сайн үр дүн өгдөг гэж олж мэдсэн. Ийм төрлийн тохируулга нь ихэвчлэн хатуу гангуудыг ажиллах үед ч Ra 0.8 микрон хэмжээнээс доош гадаргууны нарийн чанарыг үйлдвэрлэдэг. Процессийн турш шингэнийг маш цэвэр байлгахын тулд олон үйлдвэрүүд 5 микрон шүүлтийн системтэй дэвшилтэт шүүлийн тоног төхөөрөмжүүдэд хөрөнгө оруулдаг. Эдгээр системүүд нь хольцоос хамгаалж, хортой нөлөө үзүүлэх боломжтой хачин хоёрдогч цахилгаан сарнилтыг багасгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Цахилгаан хангамж болон импульсийн удирдлага: Материалын хассан хэмжээ (MRR) ба оверкыг тэнцвэрлэх

Өнөөгийн цахилгаан хангамжийн системүүд нь операторууд 0.5-32 амперийн хүрээнд гүйдлийн түвшинг бөөн бөөнөөр 0.1-200 микросекунд хугацааны интервалд нарийвчлан тохируулж болдог адаптив импульсийн удирдлагын технологийг нэвтрүүлсэн байдаг. Цайр хайлшийг ашиглах үед гүйдлийн тохируулгыг ихэсгэх нь материалыг авч тавих хурдыг жилүүдэд 20-40 хувь хүртэл нэмэгдүүлж болох боловч энэ нь ихэвчлэн 0.015-0.03 миллиметрээр огтлолын хэмжээг ихэсгэдэг. Нөгөө талаар, 2 амперээс доош энергийн импульсыг сонгосноор титаны хэсгүүдийн гадаргуу маш эвнэлэг болох ба гадаргуугийн нарийн чанар нь 0.4 микрометрээс доош байдаг боловч огтлох хурд нь удаашрана. Агаарын онгоцны үйлдвэрлэл зэрэг салбарт турбинийн хөтөл бүтээх үед нарийн хэмжилтийн нарийн төвөгт буюу хэмжээ нь дээр доош 0.01 мм-аар нарийвчлан тохируулах нь нисэх ажиллагааны амжилт эсвэл дутагдлын ялгааг тодорхойлдог тул зохистой тэнцвэрийг олох нь маш чухал байдаг.

Утасны гүйцэтгэлийг тогтвортой байлгахын тулд таталтын хүч болон чиглүүлэх системүүд

Ихэвчлэн 8-12 Ньютоны хооронд байдаг утасны таталтын хүч нь үйл ажиллагааны явцад огтлох замыг тогтвортой байлгахын тулд чиглүүлэх системтэй хамт ажилладаг. Машиныг урт хугацаагаар ажиллуулах үед дулааныг нэмэгдүүлэх үед үүсэх ердийн өргөтгөлийг зохицуулах автоматаар таталтыг зохицуулагч нь ажилд ордог. Энэ нь Inconel 718 шиг энгийн огтлох процессод эсэргүүцдэг материалыг ашиглах үед утас тасрах магадлалыг 70%-иар бууруулдаг. Тусгай алмазан давхаргаар хучсан заалтууд нь бүх зүйлийг зөвхөн дээш доош 2 микрометрийн нарийвчлалтайгаар тэнцвэрт байлгаж байдаг бөгөөд энэ нь нарийн хэлбэр болон контурыг үүсгэхэд маш чухал байдаг. Эдгээр дэвшилтэт системүүдийг ашиглан үйлдвэрлэгчид эмнэлгийн хавтгай үйлдвэрлэх шаардлагатай талбайд нарийвчлал нь шийдвэрлэхүйц чухал байдаг үед дараалан 200 цагийн үргэлжилсэн үйлдвэрлэлийн мөчийг явуулж болно.

Хайрцагт хайлшийг утасны ЭДМ-аар огтлох: Хүнд нийлмэл хайлшинд тулгардаг сорилтыг давах

Хүнд ба өндөр хатуу материалыг огтлохын тулд утасны ЭДМ-ийн ашиглалт: Төмөр хэрэгсэл, Инконел зэрэг

Утасны ЭДМ төхөөрөмжүүд нь ердийн огтлолтын аргаар хэрхэн удирдах боломжгүй материалтай ажилладаг. Жишээ нь D2, H13 зэрэг төмөр хэрэгслийн ган, Инконел 718, мөн хүнд титаны хайлш байж болно. Бүх процессыг цахилгаан соронзон электродуудын хооронд искэрэх замаар хийдэг бөгөөд энэ нь шууд хүрэлцэхгүйгээр материалыг устгадаг. Материалын хатуу чанар нь Роквеллын хэмжээний 65 HRC хүртэл хүрсэн ч боловч бүтцийн бүрэн байдал нь хадгалагдана. Агаарын онгоцны эсвэл орцны үйлдвэрлэлийн салбарт ажилладаг үйлдвэрлэгчдэд энэ нь маш чухал байдаг. Турбины хөдөлгүүр үйлдвэрлэгчид энэ боломжийг онцгойлон ашигладаг бөгөөд энэ нь тэдний хайлш хэсгүүдийн нарийн бүтцийг гэмтээхгүйгээр традицион машинчлалын арга нь амжилтгүй эсвэл гэмтээх боломжтой.

Хамгийн бага гажилт, шууд хүрэлцэхгүй огтлох: Бүтцийн бат бөх чанар дахь давуу тал

Утасны EDM бусад аргуудаас өөр ажилладаг, учир нь энэ нь шууд даралт үзүүлдэггүй эсвэл металлын бүтцийг алдагдуулдаг дулааны нөлөөний бүсүүдийг үүсгэдэггүй. Жишээ нь, нарийн ханатай титаны хэсгүүдийг авч үзье, энд бодит сайжруулалт хийсэн байна. Өнгөрсөн жил Бодит үйлдвэрлэлийн тайлангийн мэдээлснээр лазерын огтлогчийг ашиглахыг нь орлуулан утасны EDM-г ашиглавал гажилт 92 хувь буурдаг байна. Ийм нарийвчлал нь эмнэлгийн имплант, агаарын болон огторгуйн инженерчлэлийн чиглэлд маш их ач холбогдолтой. Материал бүтцийн түвшинд хэвээр байвал эцсийн бүтээгдэхүүн нь хүчтэй ачаалал дор илүү сайн ажилладаг бөгөөд үйлчилгээний хугацаа урт байдаг.

Утасны EDM-д огтлолтын хэмжээ болон хэмжээний нарийвчлал: Хатуу материалын тэсвэрт хяналт тавих

Хатуу материалыг ±0,005 мм нарийвчлалтай эрхэм зохицуулахын тулд цэнэгийн энерги болон утасны хазайлтыг нарийн тохируулах шаардлагатай. CNC системүүд автоматаар импульсийн үргэлжлэх хугацаа болон диэлектрик угаалтыг тохируулж, илүүдэл огтлолтыг бууруулдаг. Энэ нь түгшүүрийн геометр дээл болон резьб баригч хэрэгслэлүүдийг боловсруулахад маш чухал байдаг.

Туршлагын жишээ: Агаарын онгоцны хэрэгслэлүүдийн титаныг утсаар огтлох процесс

Саяхан хэрэгжүүлсэн агаарын тээврийн төсөл нь утасны эрдэнэ машинд титаны шатахууны системийн хэрэгслэлийг Ra-ийн гадаргуугийн батуу байдлыг 0.4 µm болон байршил нарийвчлалыг ±0.008 мм -аар боловсруулж чадсэн байна. 34% энэ процесс нь боловсруулалтын дараах сунгалтын тайвшруулах алхмыг арилгаснаар хугацааг

Утасны эрдэнэ машинд нарийн нарийвчлал болон гадаргуугийн чанарыг баталгаажуулах

Хэт микрон давтамжтай хатуу материалыг нарийн огтлох

Онцгой хайлш вольфрамын карбид эсвэл Инконель шиг хэцүү материалыг боловсруулах үед одоогийн цахилгаан-ханат EDM төхөөрөмжүүд одоо ердийн боловсруулалтын аргуудын хүрч чаддаггүй байгаа ±0.002 мм (ойролцоогоор 0.00008 инч) нарийвчлалыг хүртэл хүртэл жигд тогтоож чаддаг. Энэ нарийвчлалын түвшинд хүрэх шалтгаан нь эдгээр төхөөрөмжүүд нь дулааны нөлөөг бодит цагт өөрчилдөг системтэйгээр компьютерийн хяналттай утасны хөдөлгөөнд тулгуурладаг бөгөөд ийм аргаар огтлолтын үед үүсэх естественный тэлэлтээс тулгарч байгаа юм. Жишээ нь агаарын тээврийн хэрэгслийн хэрэглээг авч үзье. Турбины хөрөөний жижиг завсрыг үйлдвэрлэхэд агаарыг хөдөлгөөнд байлгахын тулд үйлдвэрлэгчдэд бараг бүтээгдэхүүн бүрт микроскоп шиг нарийвчлал шаардагдана. Утасны EDM энэ ажлыг маш сайн хийдэг бөгөөд машин дээрээсээ Ra 0.8 микрон гадаргуугийн эмжээгээр боловсруулж чаддаг тул цаашдын гэрэлтүүлэх шаардлагагүй байдаг.

Параметрийн тохируулгаар гадаргуугийн барзгаршил (Ra) сайжруулах

Операторууд гурван үндсэн параметрийг тохируулж гадаргуугийн чанарыг сайжруулдаг:

Эдгээр параметрүүдийг тохируулах нь титанын бүрэлдэхүүн хэсгийн дундаж гадаргуугийн бутархай чанарыг 42%-иар бууруулдаг бөгөөд материал салгах хурд (MRR) 18 мм³/мин хэмжээнд байлгана.

Дагуул: Бодит цагийн толерант удирдлагын хувьд Ухаалаг хяналтын технологийн хөгжил

Эд ангийг огтлох үед хэмжээний асуудлыг илрүүлж засахын тулд машин сургалтыг ашигладаг адаптив удирдлагын систем нь одоо үед тоглоомыг өөрчилж байна. Энэ технологи нь электродуудын хооронд цахилгаан искэрэх хэмжээ, огтлогч утас хэрхэн муруйх, мөн процессийн тусгай шингэнд юу болж буйг харж, цахилгаан эрчим хүчний түвшинг автоматаар тохируулдаг. Нисэх бөмбөгний хэсгүүд үйлдвэрлэдэг компани нь шатахууны сав хийхэд ухаалаг удирдлагыг ашиглаж эхэлснээр алдааны түвшинг 1/3-аар бууруулсан байна. Энэ нь маш нарийн боловсруулалт хийх үед 0.002 мм нарийцал шаардах болохруу 0.01 мм хувьд зөвшөөрөгдөх хэмжээний хурдан анхны огтлолтыг холбосноор хэцүү дүрсүүдийг нэг удаагийн тохируулгаар хийж боломжийг олгодог тул цаг, мөнгө хоёрыг хэмнэнэ.

Аэро-спайс, эмнэлгийн болон автомашины салбарт хэрэглэх жишээнүүд

Хатуу материалыйг хэт нарийн нарийвчлалтай эдэлбэгтэй үйлдвэрлэх шаардлагатай үйлдвэрлэлийн салбарт утасны EDM төхөөрөмжүүд чухал ач холбогдолтой болсон. Хүрээгүй огтлолтын процесс болон дэд микрон нарийвчлал нь гурван үндсэн салбарт гарч буй гол дутагдалыг шийддэг:

Агаарын тээвэр: Өндөр хүчтэй шатуун шахуурга болон турбиний хөрөө

Агаарын тээврийн салбарт утасны EDM нь Inconel 718 шиг хэцүү материалыг ашиглан турбины хөдөлгүүр, шатахууны савхийг үйлдвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг болсон. Эдгээр никель үндэслэлтэй давхар эрдэс нь маш их дулааныг даах чадвартай бөгөөд температур 1400 Фаренгейт (ойролцоогоор 760 Целсий) градусаас давж байрлаж чадна. Утасны EDM-ийг ашиглах нь түүнийг огт хүчээр нь огтлохгүйгээр хэрэглэх боломжтой юм. Энэ нь агаарын дугуйн хэсэгт үүсдэг жижиг трещинуудыг саатуулж, савааны агаарын урсгалын замыг 0.0005 инчийн нарийн хүрээнд хадгалж чаддаг. Сүүлийн үеийн агаарын тээврийн төслүүдийн мэдээлэлд үндэслэн турбины хөдөлгүүрт хөргөх нүхийг утасны EDM ашиглан үйлдвэрлэх нь традицион лазерийн нүхлэгч арга буюу хоёр дахин бага хэмжээний нэмэлт ажлыг шаарддаг байна.

Эмнэлгийн салбар: Наалт, мэс заслын багажийн нарийн нарийвчлал, нарийн хүрээ шаарддаг

Эмнэлгийн багаж үйлдвэрлэгчид нь төмөр хайлуулагчийн давтамжийн нарийвчлалыг ашиглан ясны зөөлөн хөрсөнд хэрэглэх титаны суулгацыг хийж болно. Мөн остеокондуктив гадаргуугийн бүтцийг болон 10 мкм-ээс бага ирмэгтэй хагалгааны хайчийг үйлдвэрлэхэд хэрэглэнэ. Энэ боломж нь 12-15% гар хүчний цэвэрлэгээний алдагдлыг багасгадаг.

Автомашинд: Төвөгтэй хүрээ бүхий загвар зохиох ба хэлбээ хийх

Автомашины инженерүүд нь төмөр хайлуулагчийг ашиглан төвөгтэй гэрлийн рефлекторын болон шилжилтийн хэсгүүдийн хатуу зэвэрдэггүй гангаар хийсэн загварыг огтлоход хэрэглэнэ. Энэ процесс нь карбидын ирмэгтэй хэлбээнүүдийн хувьд 45° хүртэлх налуугийн өнцгийг олгодог ба гадаргуугийн боловсруулалтыг Ra 0.4 мкм-ээс доош байлгадаг. Энэ нь нэмэлт боловсруулалтгүйгээр хийх шахмал хийхэд маш чухал.

Түгээмэл асуулт

Утасны EDM-г ашиглах гол давуу тал юу вэ?

Холтосгүй огтлолтын гол давуу тал нь хэрэгсэл дээр элэгдэл үүсгэхгүйгээр, мөн огтлогдох материал дээр механик стрессыг багасган хүнд хэв маягийн аргаар машинчлахад хэцүү материалтай ажиллах үед онцгой ач холбогдолтой.

Холтосгүй огтлолт яаж нарийвчлалд хүрэх вэ?

Холтосгүй огтлолт нь холтосны хурд, цахилгаан цэнэглэлийн давтамж, тэнхлэгийн хөдөлгөөн зэрэг хувьсагчдыг удирддаг компьютерийн тоон хяналтын (CNC) системийн тусламжтайгаар нарийвчлалд хүрээдэг. Ухаалаг алгоритмууд материалтай танилцуулахдаа зузааны төрөл, хэмжээнд үндэслэн цахилгааны тохиргоог өөрчилдөг бөгөөд энэ нь нарийн огтлолт хийх боломжийг олгодог.

Холтосны электрод ба диэлектрик шингэний үүрэг юу вэ?

Холтосны электрод нь цахилгаан дамжуулж материал хайлуулдаг бол диэлектрик шингэн нь цахилгаан тусгаарлагчийн үүрэг гүйцэтгэхээс гадна орчмыг цэвэрлэж хөргөдөг бөгөөд энэ нь хүссэнгүй дахин хайлмал давхаргыг үүсэхээс сэргийлдэг.

Холтосгүй огтлолтоор өндөр таталтын бүхий материалтай ажиллах боломжтой юу?

Тийм ээ, утасны EDM нь огц арчилгааны процесст цахилгаан цэнэгийн солилцоо хийдэг тул хэрэгслийн ган, Инконел зэрэг өндөр хатуу материалыг боловсруулахад маш сайн байдаг бөгөөд материалд бүтцийн бүрэн байдал хадгалагдана.

Утасны EDM-ээс ямар салбарууд хамгийн их ашиг тустай вэ?

Агаарын тээвэр, эмнэлэг, автомашины салбарууд нь турбиний хөтөл, хагалгааны багаж, нарийн орчны нарийн нарийн нарийн хэлбэртэй форм зэрэг маш нарийн нарийвчлал шаарддаг үйл ажиллагаанд Wire EDM-ээс ихээр ашиг тустай байдаг.