เครื่องจักรกล EDM ทำงานอย่างไร? Spark Gap, ฟิสิกส์ไดอิเล็กตริกและการคายประจุ

มุมด้านใน 0.3 มม. ที่ด้านล่างของเม็ดมีด 58 HRC H13 คือจุดที่การกัดเป็นทางเลือก รัศมีมุมเล็กกว่าหัวกัดทั่วไป วัสดุจะฆ่าปลายคาร์ไบด์ได้ในรอบเดียว และคุณสมบัตินี้อยู่ลึกเกินกว่าที่ตัวจับยึดเครื่องมือจะเข้าถึงได้ นั่นคืองานที่สร้างขึ้นเพื่อการตัดเฉือนการปล่อยกระแสไฟฟ้า

คำตอบสั้นๆ เกี่ยวกับวิธีการทำงานของเครื่องจักร อีดีเอ็ม: ขจัดโลหะด้วยประกายไฟทางไฟฟ้าที่ควบคุมได้ แทนที่จะใช้แรงตัด อิเล็กโทรดที่มีรูปทรงจะถูกป้อนไปยังชิ้นงานผ่านอ่างของเหลวอิเล็กทริก แรงดันไฟฟ้าแบบพัลส์จะทำให้ของเหลวแตกตัวลงตามช่องว่างไม่กี่ร้อยหนึ่งในร้อยของมิลลิเมตร และทุกๆ การปล่อยประจุจะละลายและกลายเป็นไอของปล่องโลหะขนาดเล็กมาก อิเล็กโทรดไม่เคยสัมผัสชิ้นส่วน

เนื่องจากวัสดุถูกกำจัดออกด้วยความร้อนแทนที่จะใช้กลไก ความแข็งของชิ้นงานจึงหยุดมีความสำคัญและจำเป็นต้องมีการนำไฟฟ้า สิ่งต่อไปนี้คือกลไกโดยละเอียด ระบบที่ทำให้มีเสถียรภาพ และตัวเลขเชิงปฏิบัติที่ตัดสินว่า EDM เป็นกระบวนการที่เหมาะสมสำหรับคุณสมบัติที่กำหนดหรือไม่

สิ่งที่เกิดขึ้นจริงใน Spark Gap

ช่องว่างคือกระบวนการทั้งหมด โดยทั่วไปจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.01 ถึง 0.05 มม. ในการเก็บผิวละเอียด ในการกัดหยาบหนักสามารถเปิดได้ประมาณ 0.1 มม. พื้นที่นั้นเต็มไปด้วยของเหลวอิเล็กทริกซึ่งทำหน้าที่ป้องกันอิเล็กโทรดจากชิ้นงานจนกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะตัดสินใจเป็นอย่างอื่น

เมื่อใช้พัลส์ แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งของเหลวไม่สามารถกักเก็บเอาไว้ได้อีกต่อไป ช่องพลาสม่าก่อตัวผ่านจุดที่แคบที่สุดของช่องว่าง การไหลของกระแส และอุณหภูมิในท้องถิ่นสูงถึงประมาณ 8,000 ถึง 12,000 องศาเซลเซียส ซึ่งร้อนพอที่จะละลายและทำให้พื้นผิวชิ้นงานกลายเป็นไอบางส่วน ชีพจรคงอยู่เป็นเวลาไมโครวินาที เมื่อปิดสวิตช์ ช่องจะพัง สระที่หลอมละลายจะระเบิดและโยนวัสดุส่วนใหญ่ลงในของเหลว และอิเล็กทริกจะพาเศษออกไป

แล้วมันก็เกิดขึ้นอีกครั้ง เครื่องจักรสามารถผลิตการปล่อยประจุได้ตั้งแต่สองสามพันถึงหลายแสนครั้งต่อวินาที โดยแต่ละเครื่องแกะสลักหลุมอุกกาบาตที่มีความลึกไม่กี่ไมครอน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ระบบเซอร์โวจะป้อนอิเล็กโทรดไปข้างหน้าเพื่อรักษาช่องว่างให้คงที่: ใกล้เกินไปและการคายประจุจะกลายเป็นส่วนโค้งที่สร้างความเสียหาย ไกลเกินไปและไม่มีประกายไฟเลย

รายละเอียดหนึ่งดึงดูดผู้คนออกมา บนเครื่องไดซิงก์ อิเล็กโทรดจะเป็นบล็อกรูปทรงของทองแดงหรือกราไฟท์ บนเครื่องลวดเป็นลวดทองเหลืองที่กำลังเคลื่อนที่ มีการใช้ฟิสิกส์ร่วมกัน แต่ไม่มีการใช้เครื่องมือและแอปพลิเคชัน และควรพิจารณาความแตกต่างก่อนที่จะระบุเครื่องจักร การเปรียบเทียบของ sinker EDM กับ EDM แบบลวด ครอบคลุมพื้นที่ที่แต่ละคนได้รับการเก็บรักษา

ระบบที่ทำให้การคายประจุมีความเสถียร

เครื่องจักร EDM ทุกเครื่อง ตั้งแต่เครื่อง ZNC แบบแมนนวลไปจนถึงเครื่องซิงเกอร์ที่ตั้งโปรแกรมได้เต็มรูปแบบ ได้รับการประกอบขึ้นจากโครงสร้างเดียวกัน ถ้าอันใดอันหนึ่งไม่ตรงกัน อีกคนก็ไม่สามารถชดเชยได้

รอบการคายประจุหนึ่งรอบ ทีละขั้นตอน

การติดตามพัลส์เดียวทำให้พฤติกรรมบนหน้าจอควบคุมอ่านง่ายขึ้น

1. เซอร์โวจะเลื่อนอิเล็กโทรดจนกระทั่งช่องว่างประมาณความกว้างของเส้นผมมนุษย์
2. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าข้ามช่องว่าง อิเล็กทริกจะยึดมันไว้จนกว่าจะพัง
3. ช่องพลาสมาก่อตัวและกระแสเพิ่มขึ้นในหน่วยไมโครวินาทีจนถึงค่าสูงสุดที่ตั้งโปรแกรมไว้
4. พื้นผิวใต้ช่องแคบละลายและระเหยเป็นไอบางส่วน เหลือเพียงปล่องภูเขาไฟ
5. ชีพจรสิ้นสุดลง ช่องแคบลง และปล่องภูเขาไฟระเบิด ปล่อยโลหะหลอมเหลวเข้าไปในของเหลว
6. การฟลัชชิ่งจะพาสิ่งสกปรกออกไปและอิเล็กทริกใหม่จะไหลเข้ามา
7. ขั้นตอนที่สองถึงหกทำซ้ำหลายพันครั้งต่อวินาทีในขณะที่ CNC โคจรรอบอิเล็กโทรดเพื่อกวาดออกจากโพรง

ความแข็งไม่เกี่ยวข้อง ความนำไฟฟ้าไม่เกี่ยวข้อง

โดยไม่ต้องใช้แรงตัด EDM ทำแม่พิมพ์เหล็กกล้า 62 HRC ซีเมนต์คาร์ไบด์ และอินโคเนลโดยใช้อิเล็กโทรดและฟิกซ์เจอร์เดียวกัน ไม่มีการโก่งตัวของเครื่องมือ ไม่มีการชุบแข็งในงาน ไม่มีการสะท้าน และซี่โครงบางไม่โค้งงอจากการตัด ข้อกำหนดที่ยากประการหนึ่งคือชิ้นงานจะนำไฟฟ้าได้

วัสดุอิเล็กโทรดเป็นไปตามตรรกะที่ตรงกันข้าม ทองแดงเก็บรายละเอียดได้ดีและสึกหรอช้าๆ ที่กระแสน้ำต่ำ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมทองแดงจึงครอบงำงานตกแต่งขั้นสุดท้ายในช่องที่มีรายละเอียด กราไฟท์จะขจัดวัสดุต่อนาทีได้มากขึ้นที่กระแสไฟสูงและตัดเฉือนให้เป็นรูปทรงขนาดใหญ่และซับซ้อนได้ง่ายกว่ามาก แต่จะทิ้งพื้นผิวที่หยาบกว่าและสึกหรอเร็วกว่าที่ขอบแหลมคมที่กำหนดโพรง

การสึกหรอที่มุมเป็นรายละเอียดที่ทำให้เสียเงินอย่างเงียบๆ อิเล็กโทรดสึกหรอที่มุมเร็วกว่าพื้นผิวที่เรียบหลายเท่า ดังนั้นช่องที่วัดอย่างถูกต้องในการผ่านครั้งแรกจะเบี่ยงเบนไปจากพิกัดความเผื่อเมื่ออิเล็กโทรดปัดออก นั่นคือสาเหตุที่อิเล็กโทรดถูกตัดให้มีขนาดเล็กลงเพื่อให้เกิดช่องว่างประกายไฟและค่าเผื่อการสึกหรอ และเหตุใดอิเล็กโทรดสำหรับเก็บผิวขั้นสุดท้ายชิ้นที่สองจึงมักจะถูกกว่าแม่พิมพ์ที่เป็นเศษ

จากหยาบไปสู่กระจกเงา: การผ่านแต่ละครั้งเปลี่ยนการเสร็จสิ้นอย่างไร

ไม่มีการตัดเฉือนช่องใดในรอบเดียว อิเล็กโทรดตัวแรกจะทำการขจัดออกอย่างหนักโดยใช้กระแสไฟสูงและระยะเวลาการคายประจุที่ยาวนาน ทำให้เกิดพื้นผิวด้านและเป็นหลุม การผ่านครั้งต่อๆ ไปจะใช้อิเล็กโทรดตัวเดียวกันที่กระแสไฟลดลงเรื่อยๆ และตรงเวลาน้อยลง ดังนั้นประกายไฟแต่ละอันจึงเกิดรอยปล่องที่ตื้นกว่าไปทับอันก่อนหน้า และความหยาบจะลดลงทีละขั้น

ผลที่ตามมาสองประการ ประการแรก อัตราการขจัดออกจะลดลงเมื่อผิวสำเร็จดีขึ้น ดังนั้นการขัดเงาบนโพรงขนาดใหญ่จะใช้เวลาหลายชั่วโมงแทนที่จะเป็นนาที และมีราคาตามนั้น ประการที่สอง การผ่านขั้นตอนสุดท้ายจะต้องกำจัดชั้นที่เสียหายที่หลงเหลืออยู่จากการผ่านก่อนหน้านั้นออกไป: โดยทั่วไปแล้วชั้นที่หล่อใหม่หรือชั้นสีขาวจะมีความหนาไม่กี่ไมครอนถึงไม่กี่สิบไมครอน และบนแม่พิมพ์ที่จะขัดมันจะต้องหลุดออกมาแทนที่จะถูกดันไปรอบๆ

ลำดับที่ห้องเครื่องมือส่วนใหญ่ใช้คือ 3 ถึง 5 รอบโดยมีกระแสไฟลดลง โดยจะจบเกรดที่ละเอียดกว่าที่เขียนไว้ 1 เกรดหากโพรงจะถูกขัดด้วยมือในภายหลัง

EDM ชนะที่ไหน และแพ้ที่ไหน

EDM ดำเนินการได้ช้าในการกำจัดจำนวนมากและมีรายละเอียดที่ไม่มีใครเทียบได้ การเลือกกระบวนการมักจะขึ้นอยู่กับรายการเกณฑ์สั้นๆ

กฎที่ห้องเครื่องมือส่วนใหญ่ปฏิบัติตามนั้นเรียบง่าย: กัดทุกอย่างที่เครื่องตัดสามารถเข้าถึงได้ จากนั้นเผาสิ่งที่เหลืออยู่ มุม ซี่โครงลึก ขอบภายในที่แหลมคม และคุณสมบัติใดๆ ก็ตามที่ทำจากเหล็กชุบแข็ง

ZNC, PNC และ CNC: ระดับการควบคุมซื้ออะไรให้คุณ

ส่วนต่างราคาระหว่างเครื่อง EDM อยู่ที่ระบบควบคุม ไม่ใช่ในถัง เครื่องจักร ZNC มีการควบคุมเซอร์โวบนแกน Z เท่านั้น: X และ Y จะถูกวางตำแหน่งด้วยมือ และแต่ละรอบจะเป็นการป้อนลงอย่างง่ายพร้อมการถอยกลับ มีราคาไม่แพง ทนทาน และยังคงเป็นคำตอบที่ถูกต้องสำหรับงานแบบช่องเดียวที่มีอิเล็กโทรดรูปทรง

เครื่อง PNC เพิ่มรอบแกน Z ที่ตั้งโปรแกรมได้ การดึงกลับแบบหลายขั้นตอน และความลึกที่เก็บไว้ ซึ่งทำให้การตั้งค่าสั้นลง และปรับปรุงการฟลัชชิ่งในการทำงานที่ลึกยิ่งขึ้น CNC เต็มรูปแบบเพิ่มการควบคุมเซอร์โวบน X, Y และบ่อยครั้งที่ C ดังนั้นอิเล็กโทรดสามารถโคจร กวาด และหมุนวนได้ อิเล็กโทรดชนิดเดียวกันจะตัดขนาดต่างๆ โดยการเปลี่ยนรัศมีวงโคจร การชะล้างสามารถเปลี่ยนตำแหน่งได้โดยอัตโนมัติ และช่องต่างๆ ทำงานโดยไม่มีใครดูแล

ตลอดช่วงการควบคุมทั้งสามระดับนี้ แบ่งตามขนาดโต๊ะทำงานพอๆ กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และ เครื่อง EDM แบบจมตาย ถูกจัดกลุ่มตามเส้นเหล่านั้นพอดี

ตัวอย่างสั้นๆ ของส่วนปลายที่ตั้งโปรแกรมได้เต็มรูปแบบคือ CNC-450 ซึ่งเป็นเครื่องจักรโต๊ะขนาดเล็กที่ยังคงมีการกลึงวงโคจรและการเก็บผิวละเอียดแบบหลายรอบ ซึ่งโดยปกติจะเพียงพอสำหรับงานเม็ดมีดและแม่พิมพ์ขนาดเล็กหลายช่อง

เครื่องจมตาย CNC 450 EDM EDM ซิงเกอร์ควบคุมด้วย CNC ขนาดกะทัดรัดพร้อมกล่องไฟฟ้าเซอร์โวของ Panasonic สำหรับงานเม็ดมีดและแม่พิมพ์หลายช่องขนาดเล็ก ดูผลิตภัณฑ์ →

การจับคู่เครื่องจักรกับงาน ไม่ใช่อย่างอื่น

ตัวเลขสามตัวเป็นตัวตัดสินว่างานที่เสนอมาเหมาะกับงานจริงหรือไม่ ได้แก่ การเคลื่อนตัวของโต๊ะทำงาน ขนาดถังงาน และน้ำหนักอิเล็กโทรดสูงสุด การเคลื่อนตัวจะกำหนดช่องที่ใหญ่ที่สุดที่คุณสามารถวางตำแหน่งได้ ถังจะกำหนดชิ้นงานที่ใหญ่ที่สุดที่คุณสามารถจุ่มลงใต้น้ำได้ และน้ำหนักของอิเล็กโทรดจะกำหนดน้ำหนักของกราไฟท์เปล่าที่หัวจะรับได้โดยไม่สูญเสียการควบคุมช่องว่าง

กระแสไฟหยาบเป็นกับดักที่สอง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่บนเครื่องขนาดเล็กไม่ใช่ข้อได้เปรียบ การกัดหยาบหนักโดยใช้อิเล็กโทรดขนาดใหญ่จำเป็นต้องมีปริมาณการชะล้างซึ่งถังขนาดเล็กไม่สามารถจ่ายได้ ดังนั้นเครื่องจักรจึงทำงานต่ำกว่ากระแสที่กำหนดเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดอาร์ค ซึ่งหมายความว่าคุณต้องจ่ายค่าความสามารถที่คุณไม่สามารถใช้งานได้

ในทางปฏิบัติ เครื่องจักรขนาดกลางครอบคลุมงานแผ่นแม่พิมพ์ส่วนใหญ่ เช่น CNC-650 จับคู่โต๊ะและถังขนาดใหญ่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีขนาดตรงกัน ซึ่งเป็นการกำหนดค่าที่ทำให้กระแสไฟหยาบ การฟลัชชิ่ง และการตอบสนองของเซอร์โวมีความสมดุล

เครื่องจมตาย CNC 650 EDM เครื่อง EDM แบบจม CNC ขนาดกลางพร้อมกล่องไฟฟ้าเซอร์โวของ Panasonic ที่เป็นอุปกรณ์เสริม ช่วยปรับสมดุลกระแสไฟกัดหยาบ การฟลัชชิ่ง และการตอบสนองของเซอร์โวสำหรับงานแผ่นแม่พิมพ์ ดูผลิตภัณฑ์ →

โพรงลึกและแม่พิมพ์ขนาดใหญ่: ขีดจำกัดที่แท้จริง

โพรงลึกเผยให้เห็นขีดจำกัดที่แท้จริงของ EDM ซึ่งก็คือการอพยพเศษซาก เมื่อความลึกเพิ่มขึ้น พื้นที่ชะล้างจะลดลงเมื่อเทียบกับปริมาตรของช่องว่าง อนุภาคคาร์บอนจะยังคงติดอยู่ และการคายประจุจะไม่เสถียรไม่ว่าการตั้งค่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเป็นอย่างไร การชะล้างผ่านอิเล็กโทรด การดึงอิเล็กโทรดเป็นระยะ และการใช้กระแสไฟฟ้าน้อยกว่าที่เครื่องจักรสามารถจ่ายได้ในทางทฤษฎี ถือเป็นมาตรการรับมือมาตรฐาน

สำหรับงานขนาดใหญ่ เช่น ฐานแม่พิมพ์ บล็อกแม่พิมพ์ และซี่โครงลึก เพดานในทางปฏิบัติจะถูกกำหนดโดยการเคลื่อนที่แบบ Z ขนาดถัง และความแข็งแกร่งของเครื่องจักร แทนที่จะเป็นกระแสสูงสุด ดังนั้นเครื่องจักรในระดับนี้จึงถูกกำหนดไว้ตามโครงสร้างและโลจิสติกส์แบบฟลัชชิง มีโมเดลเช่น CNC-1260 ที่มีโต๊ะและถังขนาดใหญ่กว่ามากสำหรับงานประเภทนั้นจริงๆ

เครื่องจมตาย CNC 1260 EDM EDM ไดจม CNC ขนาดใหญ่สำหรับฐานแม่พิมพ์ บล็อกแม่พิมพ์ และซี่โครงลึก โดยที่การเคลื่อนที่ของ Z ขนาดถัง และความแข็งแกร่งจะเป็นตัวกำหนดเพดานการทำงาน ดูผลิตภัณฑ์ →

การตัดเฉือน EDM: คำถามที่พบบ่อย