Elektrik deşarj makinası - Electrical discharge machining

Bir elektrik deşarj makinesi

Kıvılcım işleme , kıvılcım aşındırma , kalıp batırma , tel yakma veya tel erozyon olarak da bilinen elektrik deşarjlı işleme ( EDM ), elektrik deşarjları (kıvılcımlar) kullanılarak istenilen şeklin elde edildiği bir metal fabrikasyon işlemidir. Malzeme, bir dielektrik sıvı ile ayrılmış ve bir elektrik voltajına maruz kalan iki elektrot arasında hızla tekrarlanan bir dizi akım deşarjıyla iş parçasından çıkarılır . Elektrotlardan birine alet elektrotu veya basitçe alet veya elektrot denirken diğerine iş parçası elektrotu veya iş parçası denir . İşlem, alet ve iş parçasının fiziksel temasta olmamasına bağlıdır.

İki elektrot arasındaki voltaj arttığında, elektrotlar arasındaki hacimdeki elektrik alanının yoğunluğu artar, sıvının dielektrik bozulmasına neden olur ve bir elektrik arkı oluşturur. Sonuç olarak, malzeme elektrotlardan çıkarılır. Akım durduğunda (veya jeneratörün tipine bağlı olarak durdurulduğunda), elektrotlar arası hacme yeni sıvı dielektrik iletilir, bu da katı parçacıkların (artık) taşınmasını ve dielektrikin yalıtım özelliklerinin eski haline getirilmesini sağlar. . Elektrotlar arası hacme yeni sıvı dielektrik eklenmesine genellikle yıkama denir . Bir akım akışından sonra, elektrotlar arasındaki voltaj, bozulmadan önceki haline geri yüklenir, böylece çevrimi tekrarlamak için yeni bir sıvı dielektrik bozulması meydana gelebilir.

Tarih

Elektrik boşalmalarının aşındırıcı etkisi ilk olarak 1770 yılında İngiliz fizikçi Joseph Priestley tarafından not edildi .

Kalıp lavabo EDM

İki Rus bilim adamı, BR Lazarenko ve NI Lazarenko, 1943'te kıvılcım nedeniyle tungsten elektrik kontaklarının aşınmasını önlemenin yollarını araştırmakla görevlendirildi. Bu görevde başarısız oldular, ancak elektrotlar bir dielektrik sıvıya daldırıldığında erozyonun daha hassas bir şekilde kontrol edildiğini buldular. Bu, onları tungsten gibi işlenmesi zor malzemeleri işlemek için kullanılan bir EDM makinesi icat etmeye yöneltti. Lazarenkos'un makinesi, elektrotları şarj etmek için kullanılan direnç-kapasitör devresinden (RC devresi) sonra RC tipi bir makine olarak bilinir .

Bir Amerikalı ekip, Harold Stark, Victor Harding ve Jack Beaver, aynı anda ama bağımsız olarak, alüminyum dökümlerden kırık matkapları ve kılavuzları çıkarmak için bir EDM makinesi geliştirdi. Başlangıçta makinelerini düşük güçlü elektrikli aşındırma aletlerinden inşa ettiler, çok başarılı olmadılar. Ancak daha güçlü kıvılcım üniteleri, otomatik kıvılcım tekrarlama ve sıvı değiştirme ile bir elektromanyetik kesici düzenlemesi ile birleştiğinde, pratik makineler üretti. Stark, Harding ve Beaver'ın makineleri saniyede 60 kıvılcım üretebildi. Daha sonraki makineler, tasarımlarına dayalı olarak, saniyede binlerce kıvılcım üretebilen ve kesme hızını önemli ölçüde artıran vakum tüplü devreler kullandı .

Tel kesim EDM

Tel kesme tipi makine, 1960'larda sertleştirilmiş çelikten aletler ( kalıplar ) yapmak için ortaya çıktı . Tel EDM'deki alet elektrotu sadece bir teldir. Telin kopmasına neden olan aşınmayı önlemek için tel iki makara arasına sarılır, böylece telin aktif kısmı sürekli değişir. En eski sayısal kontrollü (NC) makineler, delikli bantlı dikey freze makinelerinin dönüşümleriydi. Tel kesme EDM makinesi olarak üretilen ilk ticari NC makinesi 1967'de SSCB'de üretildi. Bir ana çizimdeki çizgileri optik olarak takip edebilen makineler , 1960'larda Andrew Engineering Company'de David H. Dulebohn'un grubu tarafından geliştirildi . freze ve taşlama makineleri. Ana çizimler daha sonra daha fazla doğruluk için bilgisayarlı sayısal kontrollü (CNC) çiziciler tarafından üretildi. 1974 yılında CNC çizim çizici ve optik çizgi izleyen teknikleri kullanan tel kesimli bir EDM makinesi üretildi. Dulebohn daha sonra EDM makinesini doğrudan kontrol etmek için aynı çizici CNC programını kullandı ve 1976'da ilk CNC EDM makinesi üretildi.

Ticari tel EDM kapasitesi ve kullanımı son yıllarda önemli ölçüde gelişmiştir. İlerleme oranları arttı ve yüzey kalitesi hassas bir şekilde kontrol edilebilir.

genellikler

1 Darbe üreteci (DC). 2 İş parçası. 3 Fikstür. 4 dielektrik sıvı. 5 Pompa. 6 Filtre. 7 Takım tutucu. 8 Kıvılcım. 9 Aracı.

Elektrik deşarjlı işleme, öncelikle sert metaller için veya geleneksel tekniklerle işlenmesi çok zor olan metaller için kullanılan bir işleme yöntemidir. EDM tipik olarak elektriksel olarak iletken malzemelerle çalışır, ancak yalıtkan seramikleri işlemek için EDM'yi kullanmak için yöntemler de önerilmiştir . EDM, yumuşatmak ve yeniden sertleştirmek için ısıl işleme gerek kalmadan önceden sertleştirilmiş çelikte karmaşık konturları veya boşlukları kesebilir . Bu yöntem, örneğin, herhangi bir metal veya metal alaşımı ile birlikte kullanılabilir titanyum , hastelloy , Kovar ve Inconel . Ayrıca, bu işlemin polikristalin elmas takımları şekillendirmek için uygulamaları rapor edilmiştir.

EDM genellikle elektrokimyasal işleme (ECM), su jeti ile kesme (WJ, AWJ), lazerle kesme gibi işlemlerle birlikte "geleneksel olmayan" veya "geleneksel olmayan" işleme yöntemleri grubuna dahil edilir ve "geleneksel" işlemenin karşıtıdır. grup ( tornalama , frezeleme , taşlama , delme ve malzeme kaldırma mekanizması esas olarak mekanik kuvvetlere dayanan diğer işlemler).

İdeal olarak, EDM, elektrotlar arasındaki sıvı dielektrikin bir dizi arıza ve restorasyonu olarak görülebilir. Bununla birlikte, böyle bir ifadeyi dikkate alırken dikkatli olunmalıdır, çünkü bu, sürecin altında yatan temel fikirleri tanımlamak için tanıtılan, sürecin idealize edilmiş bir modelidir. Yine de, herhangi bir pratik uygulama, dikkate alınması gerekebilecek birçok yönü içerir. Örneğin, elektrotlar arası hacimden kalıntının çıkarılması muhtemelen her zaman kısmi olacaktır. Böylece elektrotlar arası hacimdeki yalıtkanın elektriksel özellikleri, nominal değerlerinden farklı olabilir ve hatta zamanla değişebilir. Genellikle kıvılcım aralığı olarak da adlandırılan elektrotlar arası mesafe, kullanılan belirli makinenin kontrol algoritmalarının nihai sonucudur. Böyle bir mesafenin kontrolü, mantıksal olarak bu sürecin merkezinde yer alır. Ayrıca, dielektrik arasındaki akımın tamamı yukarıda açıklanan ideal tipte değildir: kıvılcım aralığı enkaz tarafından kısa devre yaptırılabilir. Elektrotun kontrol sistemi, iki elektrotun (alet ve iş parçası) temas etmesini engelleyecek kadar hızlı tepki vermeyebilir ve bunun sonucunda kısa devre meydana gelebilir. Bu istenmeyen bir durumdur çünkü bir kısa devre ideal durumdan farklı olarak malzeme çıkarmaya katkıda bulunur. Akım her zaman elektrotlar arası hacim noktasında (bu arklanma olarak adlandırılır) meydana gelecek şekilde, dielektrikin yalıtım özelliklerini eski haline getirmek için yıkama eylemi yetersiz olabilir, bunun sonucunda da istenmeyen bir şekil değişikliği (hasar) meydana gelir. alet elektrotu ve iş parçası. Sonuç olarak, EDM alanını daha fazla araştırma ve araştırma için bu kadar zengin bir alan yapan şey, bu sürecin eldeki belirli amaca uygun bir şekilde tanımlanmasıdır.

Belirli bir geometri elde etmek için, EDM aracı, işe çok yakın olan istenen yol boyunca yönlendirilir; ideal olarak iş parçasına dokunmamalıdır, ancak gerçekte bu, kullanımdaki belirli hareket kontrolünün performansı nedeniyle olabilir. Bu şekilde, her biri küçük kraterlerin oluştuğu hem aletten hem de iş parçasından malzemenin çıkarılmasına katkıda bulunan çok sayıda akım boşalması (halk dilinde kıvılcım olarak da adlandırılır) meydana gelir. Kraterlerin boyutu, eldeki belirli iş için ayarlanan teknolojik parametrelerin bir fonksiyonudur. Nano ölçekten ( mikro-EDM işlemlerinde) kaba işleme koşullarında yüzlerce mikrometreye kadar değişen tipik boyutlarda olabilirler .

Alet üzerindeki bu küçük kraterlerin varlığı, elektrotun kademeli olarak aşınmasına neden olur. Alet elektrotunun bu erozyonu aşınma olarak da adlandırılır. İş parçasının geometrisi üzerindeki aşınmanın zararlı etkisini ortadan kaldırmak için stratejilere ihtiyaç vardır. Bir olasılık, bir işleme işlemi sırasında takım elektrotunu sürekli olarak değiştirmektir. Elektrot olarak sürekli olarak değiştirilen bir tel kullanılırsa olan budur. Bu durumda ilgili EDM işlemine tel EDM adı da verilir. Takım elektrotu aynı zamanda sadece küçük bir kısmı gerçekten işleme sürecine dahil olacak ve bu kısım düzenli olarak değiştirilecek şekilde kullanılabilir. Bu, örneğin, alet elektrotu olarak dönen bir disk kullanıldığında geçerlidir. Karşılık gelen işlem genellikle EDM öğütme olarak da adlandırılır.

Diğer bir strateji, aynı EDM işlemi sırasında farklı boyut ve şekillerde bir dizi elektrot kullanmaktır. Bu genellikle çoklu elektrot stratejisi olarak adlandırılır ve alet elektrotu istenen şekli negatif olarak çoğalttığında ve tek bir yön boyunca, genellikle dikey yön (yani z ekseni) boyunca boşluğa doğru ilerlediğinde en yaygın olanıdır. Bu, iş parçasının daldırıldığı dielektrik sıvının içine aletin batmasını andırır, bu nedenle, şaşırtıcı olmayan bir şekilde, genellikle kalıpta batan EDM (konvansiyonel EDM ve ram EDM olarak da adlandırılır) olarak adlandırılır. Karşılık gelen makinelere genellikle platin EDM denir. Genellikle bu tip elektrotların oldukça karmaşık formları vardır. Nihai geometri, birkaç yön boyunca hareket ettirilen ve muhtemelen rotasyonlara tabi olan, genellikle basit şekilli bir elektrot kullanılarak elde edilirse, genellikle EDM frezeleme terimi kullanılır.

Her durumda, aşınmanın şiddeti kesinlikle operasyonda kullanılan teknolojik parametrelere bağlıdır (örneğin: polarite, maksimum akım, açık devre voltajı). Örneğin, μ-EDM olarak da bilinen mikro-EDM'de bu parametreler genellikle ciddi aşınmaya neden olan değerlere ayarlanır. Bu nedenle, aşınma bu alanda büyük bir sorundur.

Grafit elektrotların aşınması sorunu ele alınmaktadır. Bir yaklaşımda, milisaniyeler içinde kontrol edilebilen bir dijital jeneratör, elektro-erozyon meydana geldikçe polariteyi tersine çevirir. Bu, aşınmış grafiti sürekli olarak elektrot üzerinde biriktiren elektro kaplamaya benzer bir etki üretir. Başka bir yöntemde, "Sıfır Aşınma" devresi, boşalmanın ne sıklıkta başlayıp durduğunu azaltarak mümkün olduğunca uzun süre açık tutar.

Teknolojik parametrelerin tanımı

Süreci yönlendiren teknolojik parametrelerin tanımlanmasında zorluklarla karşılaşılmıştır.

Güç kaynakları olarak da bilinen iki geniş jeneratör kategorisi, piyasada bulunan EDM makinelerinde kullanılmaktadır: RC devrelerine dayalı grup ve transistör kontrollü darbelere dayalı grup .

Her iki kategoride de kurulumdaki birincil parametreler, verilen akım ve frekanstır. Bununla birlikte, RC devrelerinde, deşarj anında gerçek kıvılcım aralığı koşullarına (boyut ve kirlilik) bağlı olması muhtemel olan deşarj süresi üzerinde çok az kontrol beklenir. Ayrıca, açık devre voltajı (yani, dielektrik henüz kesilmediğinde elektrotlar arasındaki voltaj), RC devresinin sabit durum voltajı olarak tanımlanabilir.

Transistör kontrolüne dayalı jeneratörlerde, kullanıcı genellikle elektrotlara bir dizi voltaj darbesi iletebilir. Her darbe, örneğin yarı dikdörtgen şeklinde kontrol edilebilir. Özellikle, iki ardışık darbe arasındaki süre ve her darbenin süresi ayarlanabilir. Her darbenin genliği açık devre voltajını oluşturur. Bu nedenle, maksimum deşarj süresi, trendeki bir voltaj darbesinin süresine eşittir. Bu durumda, iki ardışık voltaj darbesi arasındaki zaman aralığından daha büyük veya eşit bir süre boyunca iki akım darbesinin meydana gelmemesi beklenir.

Jeneratörün bir deşarj sırasında verdiği maksimum akım da kontrol edilebilir. Farklı makine üreticileri tarafından başka türde jeneratörler de kullanılabileceğinden, belirli bir makinede gerçekten ayarlanabilecek parametreler jeneratör üreticisine bağlı olacaktır. Jeneratörlerin ve makinelerindeki kontrol sistemlerinin detayları, kullanıcılarına her zaman kolayca ulaşamayabilir. Bu, EDM sürecinin teknolojik parametrelerini açık bir şekilde tanımlamanın önündeki bir engeldir. Ayrıca alet ve elektrot arasında meydana gelen olayı etkileyen parametreler de elektrotların hareketinin kontrolörü ile ilgilidir.

Yakın zamanda Ferri ve diğerleri tarafından, makineye harici bir osiloskop ile doğrudan elektrotlar arası hacim üzerinde bir EDM işlemi sırasında elektriksel parametreleri tanımlamak ve ölçmek için bir çerçeve önerilmiştir . Bu yazarlar araştırmalarını μ-EDM alanında yürütmüştür, ancak aynı yaklaşım herhangi bir EDM işleminde kullanılabilir. Bu, kullanıcının, makine üreticisinin iddialarına dayanmadan operasyonlarını etkileyen elektriksel parametreleri doğrudan tahmin etmesini sağlayacaktır. Aynı kurulum koşullarında farklı malzemeleri işlerken, işlemin gerçek elektrik parametreleri önemli ölçüde farklıdır.

Malzeme kaldırma mekanizması

Elektrik deşarjlı işleme sırasında malzeme kaldırmanın fiziksel bir açıklamasını sağlamaya yönelik ilk ciddi girişim belki de Van Dijck'inkidir. Van Dijck, elektrik deşarjlı işleme sırasında elektrotlar arasındaki fenomeni açıklamak için bir hesaplama simülasyonu ile birlikte bir termal model sundu. Ancak Van Dijck'in kendi çalışmasında kabul ettiği gibi, o dönemde deneysel veri eksikliğinin üstesinden gelmek için yapılan varsayımların sayısı oldukça önemliydi.

Seksenlerin sonlarında ve doksanların başlarında, ısı transferi açısından elektrik deşarjlı işleme sırasında neler olduğuna dair başka modeller geliştirildi. Üç bilimsel makale ile sonuçlandı: ilki katotta malzeme çıkarılmasının termal bir modelini sunuyor, ikincisi anotta meydana gelen erozyon için bir termal model sunuyor ve üçüncüsü deşarjın geçişi sırasında oluşan plazma kanalını açıklayan bir model sunuyor. dielektrik sıvıdan geçen akım. Bu modellerin doğrulanması, AGIE tarafından sağlanan deneysel verilerle desteklenmektedir.

Bu modeller, EDM'nin, plazma kanalının çökmesiyle kıvılcım aralığında oluşturulan basınç dinamikleri ile birlikte erime veya buharlaşma nedeniyle iki elektrottan malzeme çıkaran bir termal süreç olduğu iddiası için en yetkili desteği verir. Ancak, küçük deşarj enerjileri için modeller deneysel verileri açıklamakta yetersizdir. Tüm bu modeller, denizaltı patlamaları, gazlardaki deşarjlar ve transformatörlerin arızalanması gibi farklı araştırma alanlarından bir dizi varsayıma dayanmaktadır, bu nedenle literatürde EDM sürecini açıklamaya çalışan alternatif modellerin daha yakın zamanda önerilmiş olması şaşırtıcı değildir.

Bunlar arasında, Singh ve Ghosh'un modeli, elektrottan malzemenin çıkarılmasını, elektrot yüzeyinde mekanik olarak malzemeyi kaldırabilecek ve kraterler oluşturabilecek bir elektrik kuvvetinin varlığına yeniden bağlar. Bu, elektrik akımının geçişinin neden olduğu artan sıcaklık nedeniyle yüzeydeki malzemenin mekanik özellikleri değiştirdiği için mümkün olacaktır. Yazarların simülasyonları, özellikle tipik olarak μ-EDM'de ve bitirme işlemlerinde kullanılan küçük deşarj enerjileri için, EDM'yi bir termal modelden (erime veya buharlaşma) daha iyi nasıl açıklayabileceklerini gösterdi.

Mevcut birçok model göz önüne alındığında, EDM'deki malzeme kaldırma mekanizmasının henüz iyi anlaşılmadığı ve özellikle mevcut EDM modellerini oluşturmak ve doğrulamak için deneysel bilimsel kanıtların eksikliği göz önüne alındığında, bunu netleştirmek için daha fazla araştırmanın gerekli olduğu görülmektedir. Bu, ilgili deneysel tekniklerde artan mevcut araştırma çabasını açıklar.

Bu sonuca göre, işleme operasyonları sırasında aşağıdaki ana faktörler elde edilir:

  • EDM performansının genellikle TWR, MRR, Ra ve sertlik temelinde değerlendirildiği bu alandaki çalışmaların gözden geçirilmesinden ortaya çıkan en önemli sonuçlar belirtilebilir.
  • İçinde kazıma seçilen tüm parametreleri (İİH), kıvılcım akımının (I) 'e iş parçasının işleme etkileyen en önemli giriş faktördür.
  • Performans, deşarj akımından, darbe açma süresinden, darbe kapatma süresinden, görev döngüsünden, EDM voltajından etkilenir.
  • Seçilen tüm parametrelerden takım aşınma oranı (TWR) için, kıvılcım akımı (I), iş parçasının işlenmesini etkileyen en önemli girdi faktörüdür, bunu kıvılcım süresi ve gerilim izler.
  • EDM'deki yenilikçi teknoloji, bu prosedürü İşleme için daha uygun hale getirmek için durmaksızın ilerliyor. İmalat alanında, Elektrot sayısı düşürülerek yöntemin optimizasyonuna ayrıca dikkat edilir.

.

Türler

platin EDM

Sinker EDM, J-2 roket motoru için 614 adet tek tip enjektörün hızlı bir şekilde üretilmesine izin verdi , bunlardan altısı aya yapılan her yolculuk için gerekliydi.

Ram EDM, boşluk tipi EDM veya hacim EDM olarak da adlandırılan Sinker EDM, daha tipik olarak yağ veya daha az sıklıkla diğer dielektrik sıvılar gibi bir yalıtkan sıvıya batırılmış bir elektrot ve iş parçasından oluşur. Elektrot ve iş parçası uygun bir güç kaynağına bağlanmıştır. Güç kaynağı, iki parça arasında bir elektrik potansiyeli üretir. Elektrot iş parçasına yaklaştıkça sıvıda dielektrik bozulma meydana gelir, bir plazma kanalı oluşturur ve küçük bir kıvılcım sıçraması meydana gelir.

Bu kıvılcımlar genellikle birer birer çarpar, çünkü elektrotlar arası boşluktaki farklı konumların, bu tür tüm konumlarda aynı anda bir kıvılcım oluşmasını sağlayacak aynı yerel elektriksel özelliklere sahip olması pek olası değildir. Bu kıvılcımlar, elektrot ve iş parçası arasında görünüşte rastgele konumlarda çok sayıda meydana gelir. Ana metal aşındığında ve ardından kıvılcım aralığı arttıkça, işlemin kesintisiz devam edebilmesi için elektrot makine tarafından otomatik olarak indirilir. Kurulum parametreleri tarafından dikkatlice kontrol edilen gerçek görev döngüsü ile saniyede birkaç yüz bin kıvılcım meydana gelir. Bu kontrol döngüleri bazen literatürde daha resmi olarak tanımlanan "zamanında" ve "kapalı zaman" olarak bilinir.

Açık zaman ayarı, kıvılcımın uzunluğunu veya süresini belirler. Bu nedenle, daha uzun süre, her kıvılcımdan daha derin bir boşluk oluşturarak iş parçası üzerinde daha pürüzlü bir yüzey oluşturur. Tersi daha kısa bir süre için geçerlidir. Off time, kıvılcımlar arasındaki süredir. Parçanın işlenmesini doğrudan etkilemese de, kapalı kalma süresi, aşınmış döküntüleri temizlemek için dielektrik sıvının bir memeden yıkanmasına izin verir. Yetersiz moloz kaldırma, aynı yerde tekrarlanan darbelere neden olabilir ve bu da kısa devreye neden olabilir. Modern kontrolörler, arkların özelliklerini izler ve telafi etmek için parametreleri mikrosaniye cinsinden değiştirebilir. Tipik parça geometrisi, genellikle küçük veya garip şekilli açılara sahip karmaşık bir 3B şekildir. Dikey, orbital, vektörel, yönlü, helisel, konik, rotasyonel, spin ve indeksleme işleme çevrimleri de kullanılmaktadır.

Tel Erozyon

CNC Tel kesim EDM makinesi
1 Tel. 2 Elektriksel deşarj erozyonu (Elektrik ark). 3 Elektrik potansiyeli. 4 İş parçası

Olarak telin elektriksel deşarj işlemesi olarak da bilinir (WEDM), tel kesme erozyon ve tel kesme genellikle ince bir tek iplikli metal tel, pirinç , dielektrik sıvı, tipik olarak deiyonize su tankı içine daldırılmış olarak, iş parçası ile beslenir. Tel kesimli EDM tipik olarak 300 mm kalınlığa kadar olan plakaları kesmek ve diğer yöntemlerle işlenmesi zor olan sert metallerden zımbalar, aletler ve kalıplar yapmak için kullanılır. Bir makaradan sürekli beslenen tel, bir su meme başlığında ortalanmış üst ve alt elmas kılavuzlar arasında tutulur . Genellikle CNC kontrollü olan kılavuzlar xy düzleminde hareket eder . Çoğu makinede, üst kılavuz ayrıca zuv ekseninde bağımsız olarak hareket edebilir, bu da konik ve geçişli şekilleri (örneğin altta daire, üstte kare) kesme kabiliyetine yol açar. Üst kılavuz, GCode standardındaki xyuvijkl – eksen hareketlerini kontrol edebilir . Bu, tel kesimli EDM'nin çok karmaşık ve hassas şekilleri kesmek için programlanmasına olanak tanır. Üst ve alt elmas kılavuzlar genellikle 0,004 mm (0,16 mil) hassasiyetindedir ve Ø 0,02 mm (0,79 mil) tel kullanılarak 0,021 mm (0,83 mil) kadar küçük bir kesme yoluna veya çentiklere sahip olabilir , ancak ortalama kesme çentiği Ø 0,25 mm (9,8 mil) pirinç tel kullanarak en iyi ekonomik maliyeti elde eder ve işleme süresi 0,335 mm (13,2 mil)'dir. Kesme genişliğinin telin genişliğinden daha büyük olmasının nedeni, telin kenarlarından iş parçasına doğru kıvılcım oluşması ve erozyona neden olmasıdır. Bu "fazla kesme" gereklidir, birçok uygulama için yeterince öngörülebilirdir ve bu nedenle telafi edilebilir (örneğin mikro-EDM'de bu genellikle böyle değildir). Tel makaraları uzundur — 8 kg'lık 0,25 mm tel makarasının uzunluğu 19 kilometrenin biraz üzerindedir. Tel çapı 20 μm (0,79 mil) kadar küçük olabilir ve geometri hassasiyeti ± 1 μm'den (0,039 mil) uzak değildir. Tel kesme işlemi, dielektrik sıvısı olarak su kullanır, özdirencini ve diğer elektriksel özelliklerini filtreler ve PID kontrollü iyon giderme üniteleri ile kontrol eder . Su, kesilen kalıntıları kesme bölgesinden uzaklaştırır. Yıkama, belirli bir malzeme kalınlığı için maksimum besleme hızının belirlenmesinde önemli bir faktördür. Daha sıkı toleransların yanı sıra, çok eksenli EDM tel kesme işleme merkezleri, aynı anda iki parçayı kesmek için çoklu kafalar, tel kırılmasını önlemek için kontroller, tel kopması durumunda otomatik kendi kendine diş açma özellikleri ve programlanabilir işleme stratejileri gibi özellikler ekledi. işlemi optimize etmek için. Tel kesme EDM, malzemenin çıkarılması için yüksek kesme kuvvetleri gerektirmediğinden, düşük kalıntı gerilmeler istendiğinde yaygın olarak kullanılır. Darbe başına enerji/güç nispeten düşükse (finiş işlemlerinde olduğu gibi), bu düşük kalıntı gerilimler nedeniyle bir malzemenin mekanik özelliklerinde çok az değişiklik beklenir, ancak gerilim giderilmemiş malzeme işlemede deforme olabilir. işlem. İş parçası, kullanılan teknolojik parametrelere bağlı olarak şiddeti önemli bir termal döngüden geçebilir. Bu tür termal döngüler, parça üzerinde yeniden döküm tabakasının oluşmasına ve iş parçası üzerinde artık çekme gerilmelerine neden olabilir. İşleme ısıl işlemden sonra gerçekleşirse, boyutsal doğruluk ısıl işlem distorsiyonundan etkilenmeyecektir.

Hızlı delik delme EDM

Hızlı delik delme EDM, hızlı, doğru, küçük ve derin delikler üretmek için tasarlanmıştır. Kavramsal olarak platin EDM'ye benzer, ancak elektrot, basınçlı bir dielektrik sıvı jeti taşıyan dönen bir tüptür. Yaklaşık bir dakika içinde bir inç derinliğinde bir delik açabilir ve döner matkapla işleme için çok sert malzemelerde delik işlemek için iyi bir yoldur. Bu EDM delme tipi, büyük ölçüde havacılık endüstrisinde kullanılır ve hava kanatları ve diğer bileşenlerde soğutma delikleri oluşturur. Ayrıca endüstriyel gaz türbini kanatlarında, kalıplarda ve kalıplarda ve yataklarda delik delmek için kullanılır.

Uygulamalar

Prototip üretimi

EDM süreci en yaygın olarak kalıp yapımı, alet ve kalıp endüstrileri tarafından kullanılmaktadır, ancak özellikle üretim miktarlarının nispeten düşük olduğu havacılık, otomobil ve elektronik endüstrilerinde prototip ve üretim parçaları yapmak için yaygın bir yöntem haline gelmektedir. Platin EDM'de, bir grafit , bakır tungsten veya saf bakır elektrot, istenen (negatif) şekle işlenir ve dikey bir şahmerdan ucundaki iş parçasına beslenir.

Sikke kalıp yapımı

Master üstte, rozet kalıbı iş parçası altta, yağ jetleri solda (yağ boşaltıldı). İlk düz damgalama, kavisli bir yüzey elde etmek için "dapp" olacaktır, bkz. batma (metal işleme) .

Madeni para (damgalama) işlemiyle mücevher ve rozet üretimi için kalıpların oluşturulması veya (bir gözleme kalıbı kullanılarak ) delme ve delme işlemleri için, pozitif kalıp (uygun makine ayarlarıyla) kalıp gümüşten yapılabilir. önemli ölçüde aşınmış ve yalnızca bir kez kullanılmıştır. Elde edilen negatif kalıp daha sonra sertleştirilmiş ve kullanılan damla çekiç bronz, gümüş, ya da düşük geçirmez altın alaşımının kesme tabaka boşlukları damgalanmış daire üretmek. Rozetler için bu yassı parçalar başka bir kalıp tarafından kavisli bir yüzeye şekillendirilebilir. Bu tip EDM genellikle yağ bazlı bir dielektrik içine daldırılarak gerçekleştirilir. Bitmiş nesne, sert (cam) veya yumuşak (boya) emaye ile daha da rafine edilebilir veya saf altın veya nikel ile elektrolizle kaplanabilir. Gümüş gibi daha yumuşak malzemeler, bir iyileştirme olarak elle oyulabilir.

EDM kontrol paneli (Hansvedt makinesi). Makine, işlem sonunda rafine bir yüzey (elektroparlatma) için ayarlanabilir.

Küçük delik delme

Yüksek basınçlı türbinde uygulandığı gibi dahili soğutmalı bir türbin kanadı .
Küçük delik delme EDM makineleri.

Küçük delik delme EDM çeşitli uygulamalarda kullanılır.

Tel kesme EDM makinelerinde, küçük delik delme EDM, tel kesme EDM işlemi için telin içinden geçirileceği bir iş parçasında bir açık delik açmak için kullanılır. Özellikle küçük delik delme için ayrı bir EDM kafası bir tel kesme makinesine monte edilmiştir ve büyük sertleştirilmiş plakaların gerektiğinde ve ön delmeye gerek kalmadan bitmiş parçaları aşındırmasına olanak tanır.

Küçük delikli EDM, jet motorlarında kullanılan türbin kanatlarının ön ve arka kenarlarına delik sıraları delmek için kullanılır . Bu küçük deliklerden gaz akışı, motorların normalde mümkün olandan daha yüksek sıcaklıklar kullanmasını sağlar. Bu bıçaklarda kullanılan yüksek sıcaklıkta, çok sert, tek kristalli alaşımlar, bu deliklerin yüksek en-boy oranına sahip geleneksel işlenmesini imkansız olmasa da son derece zor hale getirir.

Küçük delikli EDM yakıt sistemi bileşenleri için mikroskobik delikler oluşturmak için kullanılır memecikten gibi sentetik liflerin rayon ve diğer uygulamalar.

Kör veya açık delikleri işleyebilen süper matkap veya delik açıcı olarak da bilinen xy eksenine sahip bağımsız küçük delik delme EDM makineleri de vardır . EDM matkaplar , bir yıkama maddesi ve dielektrik olarak elektrottan akan sabit bir damıtılmış veya deiyonize su akışı ile bir aynada dönen uzun pirinç veya bakır boru elektrotlu delikler açar . Elektrot tüpleri, bir kıvılcım aralığına ve aşınma oranına sahip, tel kesimli EDM makinelerindeki tel gibi çalışır. Bazı küçük delik delme EDM'leri, 100 mm'lik yumuşak veya sertleştirilmiş çeliği 10 saniyeden daha kısa sürede delebilir ve ortalama %50 ila %80 aşınma oranı sağlar. Bu delme işleminde 0,3 mm ila 6,1 mm arası delikler elde edilebilir. Pirinç elektrotların işlenmesi daha kolaydır, ancak "pirinç üzerinde pirinç" tel kırılmasına neden olan aşınmış pirinç parçacıkları nedeniyle tel kesme işlemleri için önerilmez, bu nedenle bakır önerilir.

Metal parçalama işleme

Birçok üretici, kırılmış kesici takımları ve bağlantı elemanlarını iş parçalarından çıkarmak için özel bir amaç için EDM makineleri üretmektedir . Bu uygulamada proses, "metal parçalanma işleme" veya MDM olarak adlandırılır. Metal parçalama işlemi, sadece kırık aletin veya bağlantı elemanının merkezini kaldırır, deliği sağlam bırakır ve bir parçanın geri alınmasına izin verir.

Kapalı çevrim imalat

Kapalı döngü üretimi , doğruluğu artırabilir ve takım maliyetlerini azaltabilir

Avantajlar ve dezavantajlar

EDM genellikle Elektrokimyasal İşleme ile karşılaştırılır . EDM'nin avantajları şunları içerir:

  • Geleneksel kesici aletlerle üretilmesi zor olan karmaşık şekilleri işleme yeteneği.
  • Son derece sert malzemelerin çok yakın toleranslara işlenmesi.
  • Geleneksel kesici aletlerin aşırı kesici alet basıncından parçaya zarar verebileceği yerlerde çok küçük iş parçaları işlenebilir.
  • Takım ve iş parçası arasında doğrudan temas yoktur. Bu nedenle, hassas bölümler ve zayıf malzemeler, algılanabilir bozulma olmadan işlenebilir.
  • İyi bir yüzey kalitesi elde edilebilir; fazla bitirme yolları ile çok iyi bir yüzey elde edilebilir.
  • Çok ince delikler elde edilebilir.
  • Konik delikler üretilebilir.
  • R .001"e kadar boru veya konteyner iç konturları ve iç köşeler.

EDM'nin dezavantajları şunları içerir:

  • Uzman makinist bulma zorluğu.
  • Yavaş malzeme kaldırma hızı.
  • Yanıcı yağ bazlı dielektriklerin kullanımıyla ilişkili potansiyel yangın tehlikesi.
  • Ram/alıcı EDM için elektrot oluşturmak için kullanılan ek süre ve maliyet.
  • Elektrot aşınması nedeniyle iş parçası üzerinde keskin köşeler oluşturmak zordur.
  • Spesifik güç tüketimi çok yüksektir.
  • Güç tüketimi yüksektir.
  • "Aşırı kesim" oluşur.
  • İşleme sırasında aşırı takım aşınması meydana gelir.
  • Elektriksel olarak iletken olmayan malzemeler, yalnızca işlemin özel kurulumu ile işlenebilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

bibliyografya

Jameson, EC (2001). Elektrik Boşaltma İşleme . KOBİ. ISBN'si 978-0-87263-521-0. Arşivlenmiş orijinal 2011-09-28 tarihinde.

Dış bağlantılar