EDM ishqib tushish mashinasi qanday qilib yuqori aniqlikda metall ishlash amalga oshirishini bilib oling

EDM ishqalash mashinalarining ishlash printsipi

Elektr razryadli ishlov berish (EDM) nima?

EDM elektr o'tkazuvchan qismlardan materialni olib tashlashning alternativ usulini anglatadi. Oddiy kesuvchi vositalar o'rniga EDM mashinalari mis, latun yoki grafit kabi materiallardan tayyorlangan elektrodlarga tayanadi. Bu elektrodlar ishchi detalga hech qachon jismonan tekshmasdan, juda yuqori chastotada maydali ishqilarni hosil qiladi. EDM ning qadriyati esa qattiq po'lat va volfram karbid kabi oddiy mashinasiz usullar bilan qiyin-qiyin olib tashlanadigan materiallardan ham kesib o'tish qobiliyatida. Mazkur qiyin materiallar bilan ishlovchi korxonalar esa an'anaviy usullar yetarli natija bermaganda EDM ga murojaat qilishadi.

Isqila Erozioni Jarayoni: EDM Qanday Qilib Materialni Aniq Kesib Olib Tashlaydi

EDM o'tkazgichli mashinalar ish jarayonida elektrod va maxsus dielektrik suyuqlik ichida joylashgan ishchi qisim o'rtasida kuchlanish farqi hosil qiladi. Ular orasidagi masofa juda kichik bo'lib, taxminan 0,01 dan 0,05 millimetrgacha yetadi, shu paytda kuchli elektr razryadlar vujudga keladi. Bu esa 10 000 gradus Selsiydan ortiq bo'lgan juda yuqori haroratli nuqtalarni hosil qiladi va shu joyda materialning eng maydaroq bo'laklarini eritadi. Bu jarayondan keyin dielektrik suyuqlikning qanday ishlashini bilish qiziq. U tez orada haroratni pasaytiradi va hosil bo'lgan zarrahalarni yuvib chiqaradi, shunda butun buyumning shakli o'zgarmaydi. Ba'zi zamonaviy mashinalar sekundiga 500 ming tagacha ishqala chiqarish qobiliyatiga ega! Bunday tezlik po'lat bilan ishlashda 10 dan 20 kub millimetr minutiga materiallarni olib tashlash imkonini beradi hamda mikronlarning plus yoki minus 5 ta aniqlik bilan ishlashni kafolatlaydi.

Noqulay ishlash: Nima uchun EDM mexanik kuchlanish va deformatsiyani oldini oladi

EDM boshqacha ishlaydi, chunki uskuna bilan ishlov berilayotgan narsa o'rtasida hech qanday aloqa bo'lmaydi. Bu esa devorlarni yoki issiqlik bilan davolangan metallarni buzuvchi va yon tomonga siljish kuchlarini vujudga keltirmaydi. Shu sababli, ayniqsa aeroport qismlari, masalan, gazlarning parraklari uchun bu juda muhim. O'tgan yili o'tkazilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, oddiy frezerlashga qaraganda EDM-dan foydalangan holda ishlov berishdan keyin shakl o'zgarishlari deyarli 10 ta holatdan 9 tasida kamaydi. Tibbiyot sohasidagi tashkilotlar ham xuddi shu imkoniyatdan foydalanadi, masalan, kompleks titanni asboblar yasashda. Ular o'zlarining juda batafsil shakllarini yasashda o'lchovlar 3 mikronga qadar xatosiz bajarilishini kafolatlay oladi, bu esa komponentlar qanchalik maydali ekanligini hisobga olsak, juda qimmatli natija.

EDM metall ishlashda mikron aniqlik darajasi

EDM o'tkazgichli yonish mashinalari boshqariladigan elektr razryadlari yordamida mikron miqyosdagi aniqlikni qo'lga kiritadi, yetakchi tizimlar esa doim ±2µm (±0,002mm) ichida bo'shliqlarni saqlaydi. Bu aniqlik kontaktli bo'lmagan material o'chirish, elektrod pozitsiyasini boshqarishni amaliyotda bajarish va dielektrik suyuqlik dinamikasini optimallashtirishdan kelib chiqqan uchta hamkorlik qiluvchi omillar natijasidir.

±2µm gacha bo'shliqlarni qo'lga kiritish

Zamonaviy simli EDM tizimlari 50 nm rezolyutsiyali chiziqli masshtablarni o'tkazuvchan ishqiblanishni kuzatish bilan birlashtiradi va yoqilg'i purkagichlari nozzlelari hamda tibbiy implantlarni o'rnatish uchun yo'riqnoma kabi tashabbuslarni ishlab chiqaradi. Oddiy kesish vositalarining aksincha, ularning mexanik bo'lmagan jarayoni 60HRC oshqozonli po'latlarda ham ±2µm pozitsion aniqlikni saqlaydi.

EDM da aniqlik va takrorlanuvchanlikka ta'sir qiluvchi omillar

1. Elektrod ishdan chiqishini kompensatsiya qilish - Avtomatik tizimlar har bir operatsiya uchun 0,2-0,5% mis elektrodning ishdan chiqishiga moslashadi
2. Termal stabillik - Mashina ramkalari faol sovutish orqali ±0,1°C atrofida saqlanib turadi, shu bilan birga issiqlik kengayishini oldini oladi
3. Dielektrik nazorati - Ko'p bosqichli fil'trlash qutblovchi energiyani barqaror saqlash uchun 5–10 MΩ·sm dan yuqori bo'lgan suyuqlikning qarshilik qobiliyatini saqlaydi

Ishonchli holat: Kosmik komponent ishlab chiqarishda ±3 µm gacha aniqlik

2023-yilgi kosmik parda loyihasida nikel superqotishlarida sovutish kanallarini yaratish uchun sinker EDM foydalanilgan bo'lib, ±3 µm gacha aniqlikka erishilgan. Shunday qilib, jarayon 0,08 mm burchak radiuslarini hosil qilishda, 0,3 mm ingichka devor qismlarini saqlab qolish bilan birga, lazer kesish alternativlariga qaraganda 48% tezroq tezliklarda amalga oshirilgan.

Aniqlikni saqlashda dielektrik suyuqlik va elektrod boshqaruvi ahamiyati

Yuqori bosimli dielektrik yuvish (12–15 bar) har bir iskra hosil bo'lgandan keyin 0,3 ms ichida chiqindilarni olib tashlaydi, bu kerf kengligini 5–8 µm ga oshiruvchi ikkinchi chiqishlarni oldini oladi. Shu bilan birga, 0,05 µm aniqlikdagi chiziqli dvigatellar sim tortishni (±0,01N) va tezliklarni (0,05–6 mm/daq) 80 soatdan ortiq mashina ishlov berish sikllari davomida issiqlik kengayishiga moslashtiradi.

Qo'shimcha operatsiyalarsiz yuqori sirt yuzasi

EDM sirt yuzasining qobiliyatlari: Ra 0,1 µm dan tortib aynali natijalargacha

EDM da ishlatiladigan ishqibozlik yonish mashinalari Ra 0.1 mikronli sirtlarni yaratishdan tortib, yorug'likni aks ettiruvchi devorlarga yetib boradi. Buni oddiy ishlov berish usullaridan farqli qiluvchi narsa shundaki, an'anaviy yondashuvlar oshkor belgilar qoldiradi, EDM esa issiqlik orqali kichik, barqaror kraterlar hosil qilish orqali boshqacha ishlaydi. Advanced Manufacturing tomonidan o'ttiz yil oldin nashr etilgan hisobotga ko'ra, tishli qismlar ishlab chiqaruvchi kompaniyalarning taxminan 40 foizi endi Ra tugatish talablari 3 mikrondan past bo'lgan muhim qismlar uchun qo'shimcha yakuniy ishlov berish ishlarini to'xtatib qo'ygan. Shunday qobiliyatlar tufayli, ko'plab ishlab chiqaruvchilar operatsiya implantlari yoki linzalar uchun shablonlar kabi narsalarni yaratishda EDM dan foydalanish ayniqsa foydali, chunki hatto eng kichik sirt noqobilyatlari ham yakuniy mahsulotning qanchalik yaxshi ishlashiga ta'sir qiladi.

Qayta ishlash va polirovka kerak emasligini bartaraf etish

Boshlang'ich ishlov berish bosqichida yakuniy sirt sifatini qo'lga kiritish orqali EDM ishlov berish bosqichlarini va materiallarni tejaydi. Masalan:

• Qo'lda polirovka qilish qattiq bo'lgan uskuna shtampalari uchun 95% ga talab qilinadi (sanoat me'yoriy ko'rsatkichlariga asoslanib)
• Polirovka qilish xavfi nolga teng yupqa devorlar yoki o'tkir burchaklar kabi nozik xususiyatlar
  Bu samaradorlik yuqori qiymatli materiallar uchun muhim ahamiyatga ega, masalan, volfram karbid, bu yerda qo'shimcha operatsiyalar narxni qismiga $240 ga qadar oshiradi $240 qismga (Journal of Manufacturing Systems, 2022).

Ishlab chiqarishda Kesish tezligi va Sirt sifatini muvozanatlash

Operatorlar loyihaga mos keladigan EDM parametrlarini optimallashtiradi:

Bu moslashuvchanlik ishlab chiqaruvchilarga qo'riqlash bosqichlarida tezlikni afzal ko'rsatish va muhim sirtlarga sekinroq, nozikroq razryadlar qoldirish imkonini beradi – umumiy tsikl vaqtini qisqartirishning samarali strategiyasi sifatida isbotlangan 18–22% ishlab chiqarish muhitida.

Pufakli va kuchlanishsiz ishlov berish: EEDM ning asosiy afzalliklari

EDM ishqib chiqarish mashinasi boshqariladigan elektr razryadlari yordamida mexanik kuchlanishsiz aniq metall ishlashni amalga oshiradi. Bu aloqasiz usul qismning butunligini saqlab qolish bilan birga deformatsiyani oldini oladi va vazifaga oid komponentlar uchun muhim ahamiyatga ega.

EDM qanday qilib keyingi ishlash talablari kamaytiriladi yoki bekor qilinadi

EDM aloqasiz material olib tashlash jarayoni metallni kesish o'rniga bug'latish orqali burrlar hosil bo'lishini oldini oladi. Dielektrik suyuqlik yuvilgan zarralarni olib chiqadi va Ra 0.4µm gacha silliq sirt yuzasi hosil qiladi — bu ko'pincha polirovka qilmasdan ham oxirgi belgilarga javob beradi. Bu konventsional ishlash jarayonlariga 15–30% vaqt qo'shuvchi yonish va burrlarni olib tashlash bosqichlarini bekor qiladi.

Burrlar yo'q, egilish yo'q, asboblar ishdan chiqmaydi – EDM ning afzalligi

Asbob va ishlov berilayotgan buyum orasidagi aloqa bo'lmasa, EDM quyilgilarni oldini oladi:

• Asbob eskirishi : Elektrodlar qattiq materiallarda frezalar uchun 10 marta ko'proq xizmat ko'rsatadi
• Issiqlik buzilishi : 0.1J dan kam bo'lgan razryadlanish energiyasi issiqlik ta'sir qiluvchi zonani oldini oladi
• Mekhanik stress : 0.2mm qalinlikdagi nozik xususiyatlarlar o'zgartirilmasdan saqlanadi

Bu EDM-ni mikro kamchiliklarga yo'l qo'ymaydigan aviatsiya yoqilg'i nozzlelari va tibbiy implantatlarda foydali qiladi.

Sezgir material olib tashlash tezligiga qaramay uzoq muddatli samaradorlik

EDM frezerlashga qaraganda materialni sekinroq olib tashlaydi (2–8mm³/min vs 30–100mm³/min), lekin quyidagilar orqali umumiy samaradorlikni yaxshilaydi:

Ushbu afzalliklar ayniqsa qattiq o'tkazgichli po'latlar va volfram karbid bilan ishlatilganda sekin kesish tezligini qoplab beradi.

Qattiq materiallar va murakkab geometriyalar uchun EDM

Qattiq po'latlar, volfram va karbid bilan qulay ishlash

EDM da ishlatiladigan ishqibozlik yonish mashinalari HRC70 dan yuqori darajadagi juda qiyin moddalarni ishlash uchun juda yaxshi. Ular qattiq shakllangan vosita po'lati, volfram qotishmalari va oddiy vositalar kesib o'tolmaydigan qiyin karbid materiallarini qayta ishlashni o'z ichiga oladi. An'anaviy ishlash usullari ko'pincha ushbu ekstremal qattiqlik darajalarini qayta ishlashda muammolarga duch keladi, chunki vositalar tez eskiradi yoki ishlov berish jarayonida ishchi qism deformatsiyalanadi. EDM ni boshqacha qiluvchi narsa shundaki, u jismoniy bosim qo'llamasdan, balki issiqlik orqali ishlaydi. Asosan materialni bevosita tekshirmasdan eritib yuboradi. Shu bilan birga, aloqador bo'lmaganligi sababli, ishlab chiqaruvchilar kosmik kemalar parrag'lari va karbid qo'shimchalaridagi murakkab shakllarni materialning tuzilish xususiyatlarini saqlab turish bilan kesishlari mumkin. Bu ayniqsa aniqlovchi muhim bo'lgan sanoat turlarida muhim ahamiyat kasb etdi.

An'anaviy usullar bilan amalga oshirib bo'lmaydigan murakkab bo'shliqlar va konturlarni yaratish

Bu texnologiya frezerlash yoki teshish bilan amalga oshirib bo'lmaydigan geometriyani amalga oshiradi, masalan sovutish kanallarida chuqurlikning kenglikka nisbati 50:1 yoki mikrosuyuqlik qurilmalarida ±3㎛ gacha aniq radiuslar. 2023-yilda Advanced Manufacturing Institute tomonidan o'tkazilgan tadqiqot EDM yordamida 0,05 mm diametrli kesma teshiklari bo'lgan yoqilg'i purkagichlarni ishlab chiqarishda chiqindilarni 18% kamaytirish imkonini berishini ko'rsatdi. Elektrod yo'nalishlarini dasturlash orqali quyidagilarni amalga oshirish mumkin:

• Plastmassa quyish shablonlari uchun uch o'lchovli spiral bo'shliqlar
• Tibbiy implantatlarda teshiluvchi joylar va o'tkir ichki burchaklar
• Soat qismlarida 50㎛ dan kichikroq xususiyatlar

Shablon va matritsa ishlab chiqarish sanoatidagi foydalanishning kengayishi

Aniq shablon ishlab chiqarishda ishlaydiganlarning ikkidan bir qismi hozirgi kunda murakkab yadroli pinlar va ejektir sistemalari bilan ishlaganda EHT texnologiyasidan foydalanishni boshlagan. Avtomobillar sanoati ham shundan foydalanadi, chunki EHT qattiq metall sovutish shablonlarini 5 o'qli mashinasiz ishlash imkonini beradi. Bu asosan o'zgartirib bo'lmaydigan qo'l bilan polirovka ishlarini bekor qiladi, bu esa avvalgi kabi oylab ketishini talab qilardi. Ishlab chiqaruvchilarning yangiroq qotishmalardan kichikroq va yengilroq qismlar olishni xohlashi EHTning ahamiyatini yanada oshiradi. Endi EHT die casting shablonlarida ichki sovutish kanallarini hamda optik shablonlar uchun turli sektordagi murakkab sirt naqshlarini yaratishda ham qo'llanilayotganini kuzatmoqdamiz.

Koʻpincha soʻraladigan savollar

• EHT ishlash uchun qaysi materiallar eng mos keladi?
  EHT qattiq metall, volfram karbid va elektr o'tkazuvchan materiallar uchun juda samarali.
• EHT qanday qilib yuqori aniqlikka erishadi?
  EDM kontaktli bo'lmagan material o'chirish, elektrod pozitsiyasini boshqarishni amalga oshirish hamda dielektrik suyuqlik dinamikasini optimallashtirish orqali mikron darajadagi aniqlikni ta'minlaydi.
• EDM qayta ishlash talablari bekor qiladimi?
  Ha, EDM ko'pincha ishlash jarayonida yakuniy sirt sifatini ta'minlaydi, shu tufayli qo'shimcha yakunlash, yaltiratish yoki polirovka kerak bo'lmasligi mumkin.
• An'anaviy ishlashga qaraganda EDM ning afzalliklari qanday?
  EDM mexanik kuchlanishsiz aniq kesishni ta'minlaydi, burrlarni bekor qiladi va qayta ishlash operatsiyalarini kamaytiradi, bu esa murakkab va qimmatbaho komponentlar uchun ideal variant bo'ladi.
• EDM an'anaviy usullarga qaraganda sekinroqmi?
  EDM material o'chirish tezligi sekinroq bo'lishi mumkin, lekin uskunaning xizmat muddati, chiqindilar miqdorini kamaytirish hamda sirt ishlov berish samaradorligi tufayli u yuqori aniqlik talab qilinadigan sohalarda ko'proq afzallik beradi.