Gia công phóng điện EDM là một trong những quy trình sản xuất chính xác nhất hiện có để tạo ra các hình dạng và hình dạng phức tạp hoặc đơn giản trong các bộ phận và cụm lắp ráp. EDM hoạt động bằng cách làm xói mòn vật liệu trong đường phóng điện tạo thành một hồ quang giữa dụng cụ điện cực và chi tiết gia công. Sản xuất EDM có giá cả khá phải chăng và là một quy trình sản xuất rất mong muốn khi yêu cầu số lượng thấp hoặc độ chính xác cao. Thời gian quay vòng có thể nhanh chóng và phụ thuộc vào nhật ký trở lại của nhà sản xuất.
Hệ thống EDM bao gồm một công cụ định hình hoặc điện cực dây và bộ phận. Bộ phận được kết nối với nguồn điện. Đôi khi để tạo ra sự khác biệt tiềm năng giữa chi tiết gia công và dụng cụ, chi tiết gia công được ngâm trong một chất điện môi (chất lỏng không dẫn điện được lưu thông để xả các mảnh vụn.
Wire EDM
Mẫu cắt thường được điều khiển bằng CNC. Nhiều điện cực máy EDM có thể quay khoảng hai ba trục cho phép cắt các khoang bên trong. Điều này làm cho EDM trở thành một quy trình sản xuất có khả năng cao.
EDM có hai loại cơ bản: dây và đầu dò (die sinker). Dây EDM được sử dụng chủ yếu cho các hình dạng cắt hình dạng thông qua một bộ phận hoặc cụm được chọn. Với máy EDM dây, nếu cần tạo ra một vết cắt, trước tiên phải khoan một lỗ ban đầu trong vật liệu, sau đó dây có thể được đưa qua lỗ để hoàn thành gia công. Chìm (EDM chìm khuôn thường được sử dụng cho các hình dạng phức tạp, trong đó máy EDM sử dụng than chì gia công hoặc điện cực đồng để làm xói mòn hình dạng mong muốn vào bộ phận hoặc lắp ráp. EDM chìm có thể cắt một lỗ vào bộ phận mà không cần khoan lỗ trước cho điện cực.
Hệ thống điện EDM. Năng lượng phóng điện trong EDM được cung cấp bởi một máy phát điện xung dòng điện trực tiếp. Hệ thống điện EDM có thể được phân loại thành các loại RC, LC, RLC và bóng bán dẫn. Hệ thống điện EDM bán dẫn cung cấp các xung dạng sóng vuông với xung đúng giờ thường dao động từ 1 đến 2000 msec, điện áp cực đại dao động từ 40 đến 400V và dòng phóng cực đại dao động từ 0,5 đến 500 A. Với hệ thống điện loại RC, LC hoặc RLC, năng lượng phóng điện đến từ một tụ điện được kết nối song song với khe hở gia công. Do trở kháng thấp của kênh plasma, thời gian phóng điện rất ngắn (dưới 5 mili giây) và dòng phóng rất cao, lên tới 1000 A. Điện áp cực đại nằm trong cùng một phạm vi của hệ thống điện bóng bán dẫn.
Các hệ thống điện bóng bán dẫn thường được sử dụng trong các hoạt động EDM chìm vì độ mòn dụng cụ thấp hơn của chúng. Hệ thống điện dung được sử dụng để khoan lỗ nhỏ, gia công các vật liệu tiên tiến và micro-EDM vì tỷ lệ loại bỏ vật liệu cao hơn và ổn định quy trình tốt hơn. Máy phát điện WEDM thường là một hệ thống điện dung điều khiển bóng bán dẫn giúp giảm nguy cơ đứt dây. Trong hệ thống điện này, tần số phóng điện có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh thời gian đúng giờ và thời gian tắt của các bóng bán dẫn điều khiển xung sạc cho tụ điện được kết nối song song với khe hở gia công.
Các thành phần chính của hệ thống EDM: Khoảng cách gia công giữa dụng cụ và chi tiết gia công trong EDM phải được ngâm trong chất lỏng điện môi không dẫn điện. Trong EDM chìm, dầu hỏa thường được sử dụng làm chất lỏng điện môi vì nó cung cấp độ mòn dụng cụ thấp hơn, độ chính xác cao hơn và chất lượng bề mặt tốt hơn. Nước khử ion luôn được sử dụng làm chất lỏng điện môi trong WEDM để cung cấp kích thước khe hở lớn hơn và nhiệt độ dây thấp hơn nhằm giảm nguy cơ đứt dây. Chất lỏng này cũng phục vụ để xả các mảnh vụn từ khe hở và do đó giúp duy trì chất lượng bề mặt.
Đồng và than chì thường được sử dụng làm vật liệu dụng cụ EDM chìm vì tính dẫn điện cao và nhiệt độ nóng chảy cao và dễ dàng được chế tạo thành các hình dạng phức tạp. Điện cực dây cho WEDM thường được làm bằng đồng, đồng thau hoặc molypden có đường kính từ 0,01 đến 0,5 mm. Dây đồng phân tầng được phủ bằng đồng thau kẽm có đường kính 0,25 mm thường được sử dụng.
Trong quy trình EDM chìm truyền thống, công cụ này được chế tạo thành một hình dạng cần thiết và được gắn trên một ram di chuyển theo chiều dọc. Phóng điện tia lửa điện chỉ có thể xảy ra dưới một kích thước khe hở cụ thể xác định cường độ của điện trường để phá vỡ điện môi. Một cơ chế điều khiển servo được trang bị để theo dõi điện áp khe hở và để điều khiển ram máy di chuyển lên hoặc xuống để có được kích thước khe hở có thể phóng điện và duy trì tia lửa điện liên tục. Do điện áp khe hở trung bình xấp xỉ tỷ lệ thuận với kích thước khe hở, hệ thống servo điều khiển vị trí ram để giữ cho điện áp khe hở trung bình càng gần với điện áp đặt trước, được gọi là điện áp tham chiếu servo.
Trong máy WED, điện cực dây được giữ theo chiều dọc bởi hai thanh dẫn dây nằm riêng biệt phía trên và bên dưới chi tiết gia công với dây di chuyển theo chiều dọc trong quá trình gia công. Các mảnh làm việc thường được gắn trên một bàn x-y. Quỹ đạo của chuyển động tương đối giữa dây và chi tiết gia công trong không gian tọa độ x-y được điều khiển bởi hệ thống servo CNC theo một đoạn cắt được lập trình sẵn. Hệ thống servo CNC cũng điều chỉnh kích thước khe hở gia công trong thời gian thực, tương tự như hoạt động EDM chìm khuôn. Chất lỏng điện môi được phun từ bên trên và bên dưới chi tiết gia công vào khe hở gia công bằng hai vòi phun.
Các máy phát điện trong máy WED thường là hệ thống RC hoặc RLC được điều khiển bằng bóng bán dẫn cung cấp tốc độ gia công cao hơn và kích thước khe hở lớn hơn để giảm nguy cơ đứt dây. Trong một số máy WED, khe hở gia công được nhúng vào chất lỏng điện môi để tránh rung dây để có được độ chính xác tốt hơn. Thanh dẫn hướng dây phía trên cũng được điều khiển bởi hệ thống CNC trong nhiều máy WED. Trong quá trình gia công, thanh dẫn dây phía trên và bàn x-y đồng thời di chuyển dọc theo quỹ đạo được lập trình sẵn của riêng chúng để tạo ra bề mặt côn và / hoặc xoắn trên chi tiết gia công.
Ưu điểm của EDM:
- Các hình dạng phức tạp mà nếu không sẽ khó tạo ra bằng các công cụ cắt thông thường
- Vật liệu cực kỳ cứng đến dung sai rất gần
- Các chi tiết gia công rất nhỏ trong đó các công cụ gia công thông thường có thể làm hỏng bộ phận do áp lực dụng cụ cắt dư thừa.
- Không có tiếp xúc trực tiếp giữa công cụ và chi tiết gia công. Do đó, các phần mỏng manh và vật liệu yếu có thể được gia công mà không bị biến dạng.
Nhược điểm của EDM :
- Tỷ lệ loại bỏ vật liệu tương đối thấp.
- Thời gian thực hiện bổ sung và chi phí được sử dụng để tạo điện cực cho ram / chìm EDM.
- Việc tái tạo các góc nhọn trên phôi rất khó khăn do mài mòn điện cực.
- Tiêu thụ điện năng cao.
- Vật liệu phải dẫn điện
Cân nhắc thiết kế cơ khí:
Thư giãn bề mặt hoàn thiện cho bộ phận, nếu khả thi. Điều này cho phép nhà sản xuất sản xuất bộ phận có ít đường chuyền hơn, ở mức hiện tại cao hơn và tỷ lệ loại bỏ kim loại cao hơn.
Thiết kế hoặc chuẩn bị phần sao cho lượng hàng hóa bị EDM loại bỏ tương đối nhỏ. Sử dụng các kỹ thuật gia công truyền thống để loại bỏ phần lớn cổ phiếu với các hoạt động hoàn thiện được thực hiện bởi EDM. Điều này làm giảm đáng kể lượng thời gian và chi phí cho mỗi bộ phận.
Nhà sản xuất EDM nên xem xét đồ đạc sao cho một số bộ phận có thể được xếp chồng lên nhau và gia công đồng thời hoặc một bộ phận duy nhất có thể có một số hoạt động EDM được thực hiện đồng thời.
Khi các lỗ hiện có được EDM mở rộng hoặc định hình lại, thông qua các lỗ được ưu tiên hơn các lỗ mù vì chúng cho phép dòng chảy dễ dàng hơn của chất lỏng điện môi qua khu vực được gia công
Sẽ có một số mức độ trao đổi vật liệu giữa dây / đầu dò EDM và vật liệu cơ bản. Chỉ định một quy trình làm sạch là ăn mòn điện là một mối quan tâm.
Bán kính góc bên trong tối thiểu của tính năng cắt sẽ quyết định đường kính dây tối đa có thể được sử dụng. Rõ ràng, đường kính dây cần phải nhỏ hơn gấp đôi bán kính góc bên trong tối thiểu. Tuy nhiên, người ta cũng phải tính đến số lượng cắt cuối cùng, cộng với một lượng nhỏ phòng “cơ động”, để CNC có thể tạo ra góc. Điều này tương tự như phay đường viền CNC, trong đó bán kính góc bên trong chính xác được tạo ra bởi chuyển động của máy, thay vì chỉ lao một máy phay cuối vào một góc và chấp nhận kết quả. Thông thường, “càng lớn, càng tốt” cho đường kính dây lên đến .010″. Điều quan trọng cần lưu ý là các máy “dây đôi” mới có thể sử dụng một chiến lược khác cho những điều kiện này, tuy nhiên, hầu hết chúng ta không có sự xa xỉ này. Khuyến nghị cho dây có đường kính nhỏ bao gồm:
Dây đồng thau cường độ cao cho đường kính .006 ”
Dây lõi thép có đường kính từ .002 “đến .004”
Moly dây từ .002 “đến .004”
Dây vonfram từ .0008 “đến .002”
Độ chính xác kích thước (+/- 0,0005 inch mỗi inch)
Độ chính xác của Hồ sơ tính năng của .0003 có thể đạt được với đường cắt
Các tính năng để có vị trí thực sự là .002 là hợp lý và xuống đến .001 là có thể khi hình học yêu cầu loại bỏ và gắn lại dây.
Bề mặt hoàn thiện (micro inch Các tính năng do EDM tạo ra có hình dáng “peal màu cam”.
16 Ra là có thể đạt được, 64 hoặc cao hơn Ra là điển hình và ít tốn kém hơn. Bức tường dày
độ dày tối thiểu (inch): 0.01 (trên một nhịp 5 inch) Như mọi khi, hãy tham khảo ý kiến của nhà cung cấp EDM để biết các khả năng cụ thể.
Nội dung là bản dịch tự động từ tiếng anh.Ae cân nhắc chọn lọc thông tin.