Simli EDM mashina: Yuqori mustahkamlikka ega materiallarni kesishda inqilob sifatida

Simli EDM mashinalari qanday ishlaydi: Kontaktli bo'lmagan aniq kesish tamoyillari

Simli EDM nima? Asosiy tushunchalar

Yadroli EDM usuli o'tkazuvchan sim va kesilayotgan material orasida kichik elektr ishqalari hosil qilish orqali ishlaydi. Odatda latun yoki misdan tayyorlangan va qalinligi 0,004 dan 0,012 dyuymgacha bo'lgan sim tez o'tkazuvchan elektr impulslarini yuboradi, shu bilan birga qismlarni shakllantirish uchun metallning mayda bo'laklarini eritib yuboradi. Oddiy kesish usullaridan farqli ravishda, bu usulda hech qanday mexanik urilish bo'lmaydi, shu sababli vositalar eskirmaydi va material jarayon davomida mexanik kuchlanishni boshdan kechirmaydi. Aynan shu afzalliklari tufayli, Inconel yoki qattiq oshirilgan shtampovka po'latlari kabi an'anaviy mexanik usullarga chidamli bo'lgan materiallar bilan ishlashda yadroli EDM ayniqsa foydalidir.

Materialni olib tashlashda yadroli elektrod va dielektrik suyuqlikning roli

Sim elektrod ikkita vazifani bajaradi - u elektr o'tkazadi va bir vaqtda materiallarni kesadi. Dasturda belgilangan marshrutlarni qo'llab-quvvatlaganda u deionlangan suv yoki moyli dielektrik suyuqlikda yoki uning turi ichida saqlanadi. Bu suyuqlik nima uchun kerak? Birinchi navbatda, u yetarli darajada ionizatsiya bo'lmaguncha sovuvtiruvchi vositadir. Keyin esa jarayon davomida bug'lanayotgan narsalarni sovutishda yordam beradi, shunda qayta ishlangan qatlamlar hosil bo'lmasligi ta'minlanadi. Shuningdek, u shu changlarni yuvib tashlaydi va kesish aniqligini saqlaydi. Hamma narsa to'g'ri ishlaganda, sirtning tojikligi 0.8 dan 1.6 mikrdyusichgacha bo'lgan qiymatlarni qo'lga kiritish mumkin. Shuningdek, kesish eni odatda 0.012 dyuymdan kam bo'ladi, bu esa juda aniq ish uchun ajoyib natija hisoblanadi.

CNC nazorat tizimlari qanday qilib aniqlik va avtomatlashtirishni ta'minlaydi

Bugungi kundagi simli EDM mashinalari kompyuterli sonli boshqaruv (CNC) tizimlari tufayli ±0.0001 dyuymgacha aniqlik darajasiga erishadi, bu esa sim tezligidan boshlab razryad chastotasi va o'q harakatigacha bo'lgan hamma narsani nazorat qiladi. Bu mashinalarda aynan shunday aqlli algoritmlar mavjud bo'lib, ular kesayotgan materialning qanday turi va qalinligiga qarab quvvat sozlamalarini o'zgartiradi. Shu bilan birga, maxsus chiziqli dvigatellar simni submikron darajada juda aniq joylashtirish imkonini beradi. Masalan, kosmik sanoatda ishlab chiqarish jarayonida. Shu turbinaning o'qilari yasalayotganda operatorlar butun mahsulot partiyasi davomida o'lchamlarni 0.001 mm ichida saqlash uchun haqiqiy vaqtda alangani kuzatishga tayanadi. Aynan shu darajadagi aniqlik ekstremal sharoitlarda bir-biriga mukammal mos keluvchi tashkil etuvchilarni yasashda katta farq yaratadi.

Simli EDM mashinasining asosiy tashkil etuvchilari: Muhandislik aniqligi va unumdorlik

Simli EDM tashkil etuvchilari: Simli elektrod, Dielektrik suyuqlik, Quvvat manbai va CNC boshqaruv tizimi

Sim yordamida elektroeroziya mashinasining qanchalik yaxshi ishlashi to'rtta asosiy qismning to'g'ri ishlashi bilan belgilanadi. Avvalo, simli elektrod mavjud bo'lib, u odatda latun yoki ba'zan rux bilan qoplangan latundan tayyorlanadi. Bu narsa materialni yemirib tashlash orqali kesish uchun nazorat qilinadigan elektr ishqilari hosil qiladi. Keyin, odatda oddiy deionizatsiya qilingan suvdan iborat bo'lgan maxsus dielektrik suyuqlik ham mavjud. U bir vaqtda uchta muhim vazifani bajaradi: kesish jarayonida sovutishni ta'minlaydi, metall qoldiqlarini yuvib tashlaydi va ishqilarning hosil bo'lishi uchun kerak bo'lgan juda maydaroq bo'shliqni saqlab turadi. Barcha ushbu jarayonlarni ta'minlayotgan esa yuqori chastotali elektr ta'minoti impulslar shaklida energiya uzatadi, shunda ishqilarning uzluksiz hosil bo'lishi ta'minlanadi. Shu bilan birga, CNC boshqaruv tizimi esa aynan shu gavjum CAD chizmalarini olib, simning aniq harakatlari, hatto 0,005 millimetrgacha aniqlik bilan o'tkazishga aylantiradi. Hammasini jamlab qaralsa nima hosil bo'ladi? O'tkazuvchan materiallarni ularni hech tekkizmasdan, hatto 300 millimetr qalinlikdagi materiallarni ham kesib o'tishga qodir bo'lgan mashina hosil bo'ladi.

Dielektrik suyuqliq dinamikasi va uning sirt noqulayligi (Ra) optimallashtirishiga ta'siri

Dielektrik suyuqlikning tizim bo'ylab oqish tezligi uning qanchalik toza saqlanishiga qat'iy ta'sir qiladi va bu yakuniy sirt sifatiga bevosita ta'sir qiladi. Suyuqlik dinamikasi to'g'ri muvozanatlan-ganda, u chiqindilarni samaraliroq olib tashlashga yordam beradi, bu esa qayta tushirilgan qatlamlarning kamroq hosil bo'lishiga hamda yakuniy mahsulotda mikroskopik yaralar sonining kamayishiga olib keladi. Ko'plab ishlab chiqarish joylarida oqimni daqiqada taxminan 8 dan 12 litrgacha saqlash optimal variant hisoblanadi, chunki bu ionizatsiya qarshiligi muammolarini kamaytiradi. Bunday sozlamalar, hatto qattiqroq po'latlar bilan ishlashda ham, sirtning notekisligi Ra 0.8 mikrondan past bo'lgan sirtlarni olishni ta'minlaydi. Jarayon davomida haqiqatan ham toza suyuqlikni saqlash uchun ko'plab ishlab chiqaruvchilar 5 mikronli filtrlardan iborat bo'lgan ilg'or fil'trlash uskunalari sotib olishadi. Bu tizimlar aralashmadan ifloslanishni olib tashlashda yordam beradi, chunki aralashmalar noqulay ikkinchi razryadlar hosil bo'lishiga sabab bo'ladi va bu o'z navbatida o'lchov aniqlik ko'rsatkichlarini buzadi.

Quvvat manbai va impul's nazorati: Material olib tashlash tezligini (MRR) va ortiqcha kesishni muvozanatlash

Zamonaviy elektr ta'minoti tizimlariga 0,5 dan 32 A gacha oqim darajasini va 0,1 dan 200 mikrosekundgacha bo'lgan impulslar davom etish muddatini aniq sozlash imkonini beruvchi adaptiv impul'sli boshqaruv texnologiyasi kiritilgan. Alyuminiy qotishmalari bilan ishlashda oqim sozlamasini oshirish materialni olib tashlash tezligini 20 dan 40 foizgacha oshirishi mumkin, garchi bu 0,015 dan 0,03 millimetrgacha bo'lgan ortiqcha kesish natijasida sodir bo'ladi. Boshqa tomondan, ishlab chiqaruvchilar 2 A dan past energiya impulslarini tanlasalar, ular titan qismlarda 0,4 mikrometrdan past bo'lgan xiralik qiymatlari bilan juda silliq sirtlarni olishlari mumkin, lekin shu bilan birga kesish tezligining sekinlashishini qabul qilish kerak. Ayniqsa, uchuvchi performansda muvaffaqiyat yoki muvaffaqiyatsizlik o'rtasidagi farqni plus yoki minus 0,01 mm ichida bo'lgan o'lchamdagi aniqlikda belgilaydigan gaz yoki havo transporti ishlab chiqarish sohalarida to'g'ri muvozanat nuqtasini topish muhim ahamiyatga ega.

Sim o'tkazuvchanlik va yo'naltirish tizimlari doimiy sim ishlashini ta'minlaydi

Sim tortishish kuchi to'g'ri miqdori, shu bilan birga yo'naltirish tizimlari bilan hamkorlikda operatsiyalar davomida kesish yo'lini barqaror saqlash uchun 8 dan 12 Nyutongacha bo'ladi. Uzoq muddatli ishlayotgan mashinalarda avtomatik tortishish kompensatorlari issiqlik to'planishidan kelib chiqadigan tabiiy kengayishni boshqarish uchun ishga tushadi. Bu Inconel 718 kabi oddiy kesish jarayonlariga qarshilik ko'rsatadigan qiyin materiallar bilan ishlashda sim uzilishini taxminan 70% kamaytiradi. Barcha narsani atigi plus yoki minus 2 mikron aniqlik bilan tekislashda maxsus diamant qoplamali yo'riqnoma qurilmalaridan foydalaniladi, bu esa murakkab shakllar va konturlarni yaratishda katta ahamiyatga ega. Mazkur ilg'or tizimlarning mavjudligi tufayli ishlab chiqaruvchilar tibbiy implantlar ishlab chiqarishning talabchan sohasida uzluksiz 200 soat davomida to'xtovsiz ishlab turish imkoniyatiga ega bo'ladi, bu esa aniq hisob-kitoblar juda muhim o'rin tutadi.

YUqori mustahkamlikdagi materiallarni simli EDM bilan kesish: qiyin metallurgik qotishmalar bilan ishlashdagi qiyinchiliklarni yengish

Simli EDM dan qotishmalar, masalan, asbobli po'lat va Inconel kabi qiyin va yuqori mustahkamlikdagi materiallarni kesish uchun foydalanish

Simli EDM mashinalari oddiy kesish usullari bilan nihoyatda qiyin ishlana oladigan materiallarni qayta ishlash imkonini beradi, D2 va H13 kabi asbobli po'latlar, Inconel 718, shuningdek, qattiq titanning qotishmalari ham kiradi. Barcha jarayon elektrodlar orasidagi ishqilarning yonishiga asoslanadi, bu esa materialni bevosita urinmagan holda uning yuzasini o'chirib tashlaydi. Material 65 HRC qattiklik darajasigacha qattig'lanayotgan bo'lsa ham, uning tuzilishi o'zgartirilmay qoladi. Havo-kosmik soha yoki shablon ishlab chiqaruvchi korxonalar uchun, juda katta bosimga chidash talab qilinadigan tashkil qiluvchi qismlar ishlab chiqarishda bu jihat muhim ahamiyatga ega. Masalan, gazli turbina parraklarini ishlab chiqaruvchilar aynan shu imkoniyatlardan foydalanadi, chunki an'anaviy mexanik ishlash usullari yoki qotishma tuzilishini buzadi yoki unga zarar yetkazadi.

Eng kam deformatsiya va bevosita aloqasiz kesish: tuzilishning butunligida afzalliklar

Simli EDM boshqa usullardan farqli ravishda ishlaydi, chunki u metall tuzilishini buzuvchi bevosita bosim yoki issiqlik ta'sir qiluvchi zonalar yaratmaydi. Masalan, ingichka devorli titanning qismlarini olsak, biz bu yerda aniq yaxshilanishlarni ko'rdik. O'ttiz yil oldingi Precision Manufacturing Report maqolasida yorug'lik kesishga qaraganda simli EDM dan foydalanganda deformatsiya 92% kamaytirilganligi aniqlangan. Aynan shu xil mahorat tibbiy implantlar va aviatsiya muhandislik sohalarida muhim ahamiyatga ega. Mikroskopik darajada materiallar saqlanib qolsa, yakuniy mahsulotlar kuchlanish ostida yaxshiroq ishlaydi va xizmat muddati uzayadi.

Simli EDM da kesish va o'lchov aniqligi: Qiyin moddalarda noaniqlikni boshqarish

Qattiq materiallarda ±0,005 mm gacha aniqlikda ishlash uchun olov energiyasini va sim offset kompensatsiyasini aniq nazorat qilish talab qilinadi. Murakkab CNC tizimlari impulslar uzunligi va dielektrik yuvish kabi parametrlarni avtomatik tarzda sozlaydi — bu yonilg'i nozzllari yoki o'rab tushayotgan o'rnatmalar kabi murakkab geometriyani ishlashda muhim omildir.

Tajriba hikoyasi: Titan almashtirishda simli EDM ishlash

So'nggi aviatsiya loyihasi simli EDMning titan yonilg'i tizimi komponentlarini 0,4 µm sirt notekisligi bilan va 0,4 µm holatda ishlash qobiliyatini namoyish etdi ±0,008 mm . Jarayon ishlashdan keyingi kuchlanishni yo'q qilish bosqichlarini bekor qildi, yetkazib berish muddatini 34% kamaytirish bilan birga aviatsiya sifat standartlariga javob berdi.

Simli EDM da zich o'lchamlar va yuqori sirt tozaligiga erishish

Submikron takrorlanuvchanlik bilan qattiq materiallarni yuqori aniqlikdagi kesish

Bugungi kunda simli EDM mashinalari qiyin materiallar bilan ishlashda, masalan, volfram karbid yoki Inconel bilan ishlashda, taxminan ±0,002 mm (taxminan 0,00008 dyuym) atrofida juda ta'stovchan aniqlikni qo'lga kiritishi mumkin, bu aksariyat an'anaviy ishlash usullari bosharolmaydigan natija. Shu darajadagi aniqlikka erishishning sababi nima? Bu mashinalar ishlov berish jarayonida sodir bo'ladigan tabiiy kengayishga qarshi kurashish uchun sof dasturlar bilan boshqariladigan sim harakati va issiqlik ta'sirini haqiqiy vaqtda sozlash tizimlariga tayanadi. Masalan, kosmik dasturlarni olsak bo'ladi. Ular havo dvigatellari ichida oqayotgan havo oqimini saqlab turish uchun juda maydaroq bo'shliqlarni yasashda ishlab chiqaruvchilarga mikroskopik darajada aniqlik kerak bo'ladi. Simli EDM esa shu ishni ajoyib bajaradi, qo'shimcha polirovka bosqichlari kerak bo'lmasdan, mashinadan chiqqanidan keyin taxminan Ra 0,8 mikron sirt yuzasini hosil qiladi.

Parametr sozlash orqali sirt nozikligi (Ra) optimallashtirish

Operatorlar sirt sifatini yaxshilash uchun quyidagi uchta asosiy parametrni sozlaydilar:

Bu parametrlarni sozlash titanning sirt qavurug'ligini o'rtacha 42% ga kamaytiradi, material olib tashlash tezligi (MRR) esa 18 mm³/min da saqlanadi.

Trend: Adaptiv boshqaruvning rivojlanishi haqiqiy vaqt rejimida noaniqlikni boshqarishda

Adaptiv boshqaruv tizimlari hozirgi kunda qismlar kesilayotganda o'lcham muammolarini aniqlash va tuzatish uchun mashina o'qishidan foydalanib o'yinni o'zgartirmoqda. Bu texnologiya elektrodlar orasida elektr toki qanchalik o'tayotgani, kesuvchi sim qayerga egilayotgani va jarayon davomida foydalaniladigan maxsus suyuqlik bilan nima sodir bo'layotgani kabi narsalarni o'rganadi, so'ng esa elektr quvvatini mustaqil ravishda sozlaydi. Bir aviatsiya qismlari ishlab chiqaruvchi kompaniya yoqilg'i nozzlelari uchun bunday aqlli boshqaruvdan foydalanganda xatolik darajasini taxminan uchdan birga kamaytirgan. Bu erda ajoyib narsa 0,01 mm gacha og'ishga imkon beradigan tez va yaxshi kesishni hamda 0,002 mm aniqlik talab qiladigan juda aniq yakuniy ishlov berishni qanday darak berishda. Bu ishlab chiqaruvchilarga murakkab shakllarni bir martada, sozlamalarni bir necha marta o'zgartirish zaruratisiz tayyorlash imkonini beradi, bu esa vaqtni ham, pulni ham tejaydi.

Sanoatning turli sohalarda qo'llanilishi: Havokosmik, Tibbiyot va Avtomobillar sohasidagi foydalanish hollari

Qattiq materiallarda juda yuqori aniqlikni talab qiluvchi ishlab chiqarish sohalarida simli EDM mashinalari bejiz emas. Ularning aloqasiz kesish jarayoni va submikron aniqlik uchta asosiy sanoatda muhim qiyinchiliklarni hal qiladi:

Aerospace: Yuqori zichlikli yonilg'i nozzlelari va lopatkalari

Havo-kosmik sanoatda simli EDM (elektroeroziya materialini o'chirish) Inconel 718 kabi qiyin materiallardan turbin lopatkalari va yoqilg'i nozzlelarini yasash uchun muhim vosilaga aylangan. Ushbu nikel asosidagi superqotishmalar juda yuqori haroratga chidamli bo'lib, 1400 daraja Farengeyt (taxminan 760 Selsiy) dan ham oshib ketgan haroratlarda ham mustahkamlik xususiyatlarini saqlab turadi. Simli EDMning qimmatli tomoni kesish jarayonida jismoniy bosim qo'llanilmaydi. Bu havo oqim kanallarini juda aniq, taxminan har bir tomonda 0,0005 dyuymgacha bo'lgan chegarada ushlab turishda havo oqim kesimlarida tez-tez uchraydigan mikroskopik yaralar hosil bo'lishini oldini oladi. Havo-kosmik sohaning turli loyihalaridan kelib chiqqan ma'lumotlarga ko'ra, ishlab chiqaruvchilar turbin lopatkalari ichida sovutish teshiklarini yasashda an'anaviy lazerli shtampalash usuliga qiyoslaganda simli EDMga o'tish orqali qo'shimcha yakuniy ishlov berish ishlarini taxminan uchdan ikkiga qisqartirish mumkinligini aniqlagan.

Tibbiyot: Joylashtiriladigan implantlar va jarrohlik asboblari aniqlik va tor chegarani talab qiladi

Tibbiyot qurilmalari ishlab chiqaruvchilari 5 mikron takrorlanuvchanlikka ega bo'lgan simli EDMdan foydalanib, ostokonduktiv sirtli titanning suyak implantlarini va 10 µm dan kichik qirrali pichoqlarni yaratadilar. Bu imkoniyat qo'lda polirovka qilish bosqichlarini bekor qiladi, bu esa shprits instrumentlar ishlab chiqarishda 12-15% gacha bo'lgan chiqimni qisqartiradi.

Avtomobillar: Murakkab konturlar bilan prototip va shablon tayyorlash

Avtomobil muhandislari murakkab farlash reflektorlari va uzatish komponentlari uchun qattiq shablonli po'latdan yasalgan shablonlarni kesish uchun simli EDM mashinalaridan foydalanadilar. Ushbu jarayon karbidli kesish shablonlarida 45° gacha bo'lgan burchaklarni qolip yuzasi Ra 0.4 µm dan past bo'lgan holda amalga oshiradi — bu yuqori hajmli quyish jarayonida qo'shimcha ishlashni talab qilmaydi.

Ko'p so'raladigan savollar

Simli EDMdan foydalanishning asosiy afzalligi nima?

Wire EDM ишлатишнинг асосий афзаллиги — уларни ёғочсиз режалаштириш, асбобларни ишлатишдан сақлаш ва режаланган материалларга механик кучланишни камайтириш имконияти. Бу хусусан анъанавий усуллар билан ишланмаган қиймоқ материаллар билан ишлашда афзал.

Wire EDM аниqliкни қандай амалга оширади?

Wire EDM аниқлигини компьютерли сонли бошқариш (CNC) тизимлари орқали амалга оширади, бу тизимлар сим тезлигини, чиқиш частотасини ва ўқ харакатини бошқаради. Ақлий алгоритмлар материалнинг тури ва қалинлигига қараб электр энергияси созламаларини ўзгартиради, аниқ режа қилиш имкониятини беради.

Wire EDM да сим электрод ва диэлектрик сувнинг қандай вазифалари бор?

Сим электрод электр токини ўтказади ва материални ёйади, шундай қилиб диэлектрик сув изолятор сифатида хизмат қилади, чангларни ёвузади ва соғитиш учун ишлатилади, шундай қилиб ноқулай қайта ётқизиш қатламларининг ҳосил бўлишига йўл қўймайди.

Wire EDM юқори чегарали материалларни ҳамда қўллай оладими?

Ha, simli EDM yuqori mustahkamlikka ega bo'lgan materiallarni, masalan, uskuna po'lati va Inconelni qayta ishlashda ajoyib natija beradi, chunki kesish jarayoni jismoniy aloqaga emas, balki elektr razryadlari orqali amalga oshiriladi, bu esa materialning tuzilishini saqlab turadi.

Simli EDMdan qaysi sohalarda eng ko'p foydalaniladi?

Avtokosmik, tibbiyot va avtomobillar sohasi simli EDMdan juda katta foyda oladi, chunki u juda aniq ishlash va chidamli komponentlarni, masalan, gazlarni kesish, jarrohlik asboblari va murakkab shakldagi matritsalar tayyorlash uchun qo'llaniladi.