Какво е електроерозионна обработка? Ultimate EDM ръководство 2024

Мислили ли сте някога да проектирате нещо върху диамант с традиционни инструменти? Какво ще се случи? Фрезовите машини ще се борят или ще повредят детайла. И така, какво е решението? Електроерозионна обработка (EDM) е усъвършенстван процес, който разяжда материала от детайла. Поради контролирани електрически искри, прецизността е изключителна. Този толеранс е много трудно да се срещне с традиционните машини с ЦПУ.

Интересни факти: EDM толерантността може да бъде много по-строга от 300 микрони.

Интересно, учените проучват как да подобрят ефективността на EDM. например, металокерамичните композитни електроди осигуряват добра проводимост и устойчивост на износване.

По същия начин, друго проучване изследва Advanced Die Sinking EDM с микро електроди. В това изследване, авторът обяснява как да постигнете сложни характеристики с Sinking EDM.

Нека разгледаме друг пример, така че ако сте начинаещ, тогава можете да схванете идеята. Само си представете малка, но прецизна светкавица, която удря обекта многократно, за да получи сложната форма на проводими материали като:

1. Стомана
2. Титан
3. Екзотични сплави

Какво е електроерозионна обработка?

EDM е машина. Неговото съкращение е електроерозионна обработка. Машинистите с ЦПУ използват тази технология за рязане на части с точност до една десет хилядна от инча. Това е еквивалентно на това да вземете човешки косъм и да го нарежете 40 парчета - луди тесни толеранси. Това е една от най-прецизните машини в магазина. Сега, тази технология съществува от 40-те години на миналия век. Използва се предимно в космическата индустрия, медицински, и индустрии за инструменти и матрици.

Традиционна обработка срещу. EDM (Машинна обработка)

Въпреки че 3-осните или 5-осните CNC методи за обработка са добри, те не могат да разработят точни проекти в сравнение с EDM машинната обработка. Пробиване, фрезоване, или обръщане— всички тези машини използват остри инструменти за проектиране на материал. все пак, всички тези модерни инструменти не гарантират нулева толерантност.

Ограничения на традиционната обработка

• Ограничени възможности:Традиционната механична обработка често не успява да направи предмети с тънки стени. Въпросът е, че режещият инструмент вече има размер, който не може да достигне ъглите.
• Материални ограничения:Твърдите материали могат бързо да повредят режещите инструменти.
• Генериране на топлина:Традиционната механична обработка генерира топлина от триене. Тази топлина може да повреди деликатни предмети.

Видове електроерозионна обработка

Има два основни вида електроерозионна обработка.

1. Електроерозионна обработка
2. Тел електроерозионна обработка

Едната е електроерозионна обработка за твърди рамене, а другият е електроерозионна обработка с тел. Всичко опира до формата.

При електроерозионна обработка, формата на електрода се определя като формата на продукта. По същия начин, тъй като електроерозионната обработка се повтаря, продуктът постепенно се влюбва във формата на електрода. Телното електроерозионно обработване използва тел. Продуктът се нарязва. Нарича се още рязане на тел.

Предимства на електроерозионната обработка

EDM преодолява следните ограничения:

Сложни форми:

EDM е в състояние да прави 2D или дори 3D дизайни с висока точност. Една от удивителните части на EDM обработката е, че се справя с най-сложните дизайни.

Обработка на твърди материали:

EDM включва електрически искри. Това означава, че обработващите центри вече са в състояние да обработват повечето твърди материали.

Минимална термично засегната зона (HAZ):

Топлината при електроерозионна обработка е много контролирана. Следователно, топлината не поврежда детайла.

Недостатъци на електроерозионната обработка

• Ограничено до проводими материали
• Бавна скорост на отстраняване на материала
• Износване на електрода
• Проблеми с целостта на повърхността
• Трудност при обработката на остри ъгли и малки елементи
• Загриженост за околната среда

Приложения на EDM (използване на EDM)

EDM толерантността го прави изпъкнал в сравнение с други методи на обработка. Следователно, има набор от приложения:

Изработка на матрици и матрици:

Сложните форми за леене под налягане и леене на метал изискват висока прецизност и здравина за работа с твърди инструментални стомани. EDM се справя отлично в тази ситуация.

Аерокосмически части:

Двигателите се нуждаят от светлина, топлоустойчиви леки части. Тъй като имат сложни форми и традиционните методи на обработка не могат да отговорят на специфични изисквания, електроерозионната обработка може да разработи високо точни части.

Медицински устройства:

Хирургическите импланти се нуждаят от по-висока точност и биосъвместими материали. EDM обработката ефективно разработва сложни медицински части.

Електронна индустрия:

Производството на малки отвори за проводници на печатна платка е лесно с EDM CNC обработка.

Какво може да постигне EDM обработката на повърхности?

Фактор	Въздействие върху покритието на повърхността	Резултатен завършек (Ra в микроинчове)
Разрядна енергия	По-висока енергия = По-грубо покритие	60 – 120
	По-ниска енергия = По-гладко покритие	15 – 30
Продължителност на импулса	По-голяма продължителност на импулса = По-грубо покритие	60 – 120
	По-къса продължителност на импулса = По-гладко покритие	15 – 30
Материал на електрода	Месинговите и медните електроди дават по-гладка повърхност	20 – 40
Диелектрична течност	Тип диелектрик и ефект на промиване върху покритието на повърхността	Зависи от конкретната течност и приложение
Материал на детайла	По-твърдите материали са склонни да произвеждат по-гладки покрития	15 – 30

Разбиране на EDM процеса стъпка по стъпка

Електроразрядната обработка е метод на обработка, който изпарява нещата, вместо да ги нарязва. Ако създадете пространство между положителните и отрицателните електроди, където не тече въздушен поток и след това приложите огромно напрежение, през пространството ще тече ток.

Това е феномен на електрически разряд. По време на този електрически разряд, генерира се изключително голямо количество топлина, което води до изпаряване на електрода. Това се използва при електроерозионна обработка. Казано просто, светкавицата се създава изкуствено, и се генерира енергия. въпреки това, това изпускане не трае вечно.

След едно разреждане, има кратка почивка, и обектът се изпарява. Един разряд може да варира от микрон до няколко десетки микрона. Това е работа, която изисква много търпение, тъй като може да обработва само около 300 степени.

Ролята на електродите (EDM машина):

EDM използва два електрода:

1. Единият е електродът на инструмента, обикновено месинг, мед, или графит.
2. Другият е обектът (самия детайл).

Диелектрична течност и нейната функция:

Диелектрична течност, непроводима течност, запълва пространството между електродите. Тази течност има няколко предназначения:

• Диелектричната течност изолира пространството между електродите, когато не искри активно.
• Помага за охлаждане на процеса и отмиване на остатъците.

Искровата междина и отстраняването на материала

Поддържането на малка междина между електрода на инструмента и детайла е от съществено значение. При прилагане на електрически ток, в тази празнина се натрупва високо напрежение. Това напрежение в крайна сметка преодолява изолационните свойства на диелектричната течност, предизвиквайки прескачане на искра между електродите.

Силната топлина (достигайки температури до 12 000°C!) разтапя и изпарява малко количество материал както от електрода, така и от детайла. Този процес непрекъснато се повтаря, с хиляди искри, възникващи в секунда. Тези искри разяждат материала, докато получите деликатната форма.

Различни видове EDM процеси

Има три основни типа EDM процеси:

1. Телен EDM
2. Синкер EDM
3. EDM за пробиване на отвори

Обяснен е процесът на EDM с тел:

Представете си, че имате движещ се проводник в ръката си. Това е като да режеш нещо. По същия начин, месингова или волфрамова жица преминава през потопен резервоар, съдържащ детайла. Самата тел не докосва физически детайла.

Следващата стъпка ще бъде интересна. Движещият се проводник и детайлът генерират искри. Важно е да се отбележи, че това не е прост метод за рязане на тел. Процесът на EDM с тел е точен. Машина за рязане на тел ерозира материала, като следва път, контролиран от CNC програма.

За да осигурите чисто рязане, машинистите не използват тези кабели прекомерно. Тази практика гарантира прецизни и чисти срезове.

Предимства на Wire Cut EDM:

• Wire EDM превъзхожда при създаването на сложни 2D форми
• Може прецизно да прави остри ъгли и микроскопични елементи.
• Wire EDM реже прецизно тънки листове метал.

Приложения на Wire EDM:

• Шаблони и платка
• Космонавтика
• Автомобилната индустрия за рязане на сложни форми.

Синкер EDM (потъваща edm машина)

В леген EDM, електродът на инструмента следва дадена геометрична форма. Той възпроизвежда желаната характеристика на детайла. За разлика от тел EDM, електродът на инструмента потъва вертикално в диелектричната течност към детайла. Машинистите трябва да контролират разстоянието между електрода и детайла.

Тъй като електродът на инструмента бавно се движи надолу, следвайки CNC програма, потъващото EDM ерозира материала на детайла. Той възпроизвежда формата си по триизмерен начин, което може да създаде сложни кухини и джобове.

Предимства на Sinker EDM:

1. Sinker EDM може да прави сложни 3D форми
2. Най-добър за сложни дизайни, плесени, и кухини

Приложения на Sinker EDM:

1. Sinker EDM се използва широко в производството на матрици и матрици
2. Аерокосмическа и медицинска промишленост.

EDM за пробиване на отвори

EDM пробиването на дупки е особен тип електроерозионна обработка, при която се използват електрически искри за правене на точни отвори в проводими материали. Диелектричната течност непрекъснато се промива, за да се охлади и премахне остатъците, тъй като искрите разяждат материала от детайла по протежение на формата на кух електрод. Този подход осигурява отлична точност за малки дупки, е подходящ за трудни за обработка материали, произвежда фини повърхности, но може да е бавно и изисква контрол на износването на електрода и възстановяване на повърхностния слой.

CNC интеграция и автоматизация в EDM

Съвременните EDM CNC машини идват с CNC технология. Работи като мозъка на операцията. например, може ефективно да преведе дигитален дизайн. Тази интеграция предлага множество предимства:

Предимства на CNC в EDM

• Подобрена точност
• Комплексни възможности за обработка
• Повишена производителност и ефективност

Автоматизация в EDM процеси

Различни от CNC машини, някои функции за автоматизация допълнително повишават ефективността на EDM. например:

• Автоматично навиване на тел:В тел EDM, автоматизираните системи могат да прекарат тънката тел през машината.
• Адаптивни системи за управление:Тези усъвършенствани системи могат да наблюдават процеса на обработка в реално.
• Автоматизирана обработка на детайлите:Автоматизираните системи могат да зареждат и разтоварват детайли от машината за големи производствени серии.

Какви видове материали могат да се обработват с EDM?

• Метали: Стомани, алуминий, мед, титан, сплави, и т.н.
• Графит (използвани за електроди в самия EDM)

Примерно сравнение на EDM процеси за различни материали

Проводимостта е един от критичните фактори при обработката на материали с EDM обработка. Някои материали са много трудни, като например:

• Стомана
• Алуминий
• Месинг и дори екзотични сплави.

В последствие, устойчивостта на топлина е вторият основен фактор при електроерозионната обработка. Тъй като EDM генерира изключително нагорещени искри, имаме нужда от материали, които могат да издържат на екстремния натиск.

По-долу, ще намерите точна информация за EDM процеса, използвайки различни материали.

Материал	Точка на топене (°C)	Типични параметри на искра	Време за обработка (в сравнение с традиционната)	Материални отпадъци	Приблизителна цена (в сравнение с традиционната)
Стомана (AISI 1018)	1482	По-ниско напрежение, по-къс пулс	По-бавно	По-ниска	По-високо
Алуминий (6061)	660	По-ниско напрежение, по-къс пулс	По-бавно	По-ниска	По-високо
Месинг (C360)	900	Умерено напрежение, умерен пулс	подобни	По-ниска	подобни
Титан (Степен 2)	1668	По-високо напрежение, по-дълъг пулс	По-бавно	По-ниска	По-високо

 

Забележка: За цената и допълнителни подробности, трябва да се свържете с професионалист Цех за CNC обработка.

Кога да използвате EDM?

Можем да използваме EDM в следните ситуации:

• Твърди или крехки материали
• Малки дупки и сложни функции
• Минимизиране на топлинното изкривяване
• Покрития без грапавини

Заключение

Електроерозионна обработка (EDM) набира популярност в производствената индустрия. Това е перфектната алтернатива на традиционните методи на обработка и може ефективно да изпълнява проекти върху най-твърдите проводими материали.

Често задавани въпроси

1. В какво е добра електроерозионната обработка?

Обработка с електроерозионна обработка е добра

• Фин детайл
• Обработка на здрави метали

2. В какво не е добра електроерозионната обработка?

Машинна обработка, при която електроерозионната обработка е ужасна:

• Масово производство
• Правейки го гладко, като полиране

3. Какъв е принципът на EDM?

EDM носи контролирана корозия. Ето основните стъпки:

1. Електроди
2. Диелектрична течност
3. Spark Generation
4. Премахване на материал
5. Прецизен контрол