Существует два основных варианта процесса EDM: EDM с электродом и EDM с проволокой. Каждый из них использует различные материалы и подходит для различных деталей.
Что такое EDM с электродом?
EDM с электродом использует электрод в качестве своего “режущего” инструмента, при этом форма электрода служит зеркальным, немного уменьшенным изображением готовой формы, которую он создаст в заготовке. Электрод производит по одной искре за раз, с частотой от 500 до 30 000 искр в секунду.
Электроды для электроэрозионной обработки обычно изготавливаются из меди или графита. Медный электрод хорошо подходит для небольших деталей и деталей, требующих точного размера. Эти электроды загрязняют диэлектрическую жидкость, вызывая окисление заготовки. Тем не менее, медные электроды часто используются при работе с низкоплавкими сплавами, такими как алюминий, латунь и медь, а также с углеродистой и нержавеющей сталью. Многие операторы комбинируют медь с вольфрамом до 70% для повышения долговечности электрода.
Графитовые электроды являются более распространенным, и этот тип электродов обладает высокой термостойкостью, отличной электропроводностью, хорошими характеристиками теплового расширения и хорошей обрабатываемостью, но может обеспечить лишь посредственное качество обработанной поверхности. В целом, графитовые электроды лучше всего подходят для крупных деталей или объемных работ, которые не требуют высокого качества поверхности .
Изменение параметров напряжения должно привести к изменению силы тока, а следовательно, и параметров искры в процессе электроэрозионная обработки.
Факторы, влияющие на износ электрода, включают частоту искр, полярность и силу тока. Если оставить ток включенным на более длительное время, это приведет к низкочастотной работе, что приведет к снижению качества поверхности, но увеличит скорость удаления материала. Верно и обратное, поскольку высокочастотные операции увеличивают чистоту поверхности. Графитовые электроды демонстрируют значительно повышенный износ при высокочастотных операциях.
Положительная полярность защищает электрод от износа и лучше гарантирует точность получаемых размеров, но отрицательная полярность увеличивает износ, повышая скорость удаления материала на целых 50% при использовании графитовых электродах. В медных электродах это не так выражено.
Рекомендуемая сила тока для электроэрозионной обработки электрода составляет от 50 до 65 ампер на квадратный мм поверхности электрода, контактирующей с обрабатываемой деталью. Медные электроды могут потреблять в общей сложности до 100 ампер, в то время как графитовые электроды могут принимать до 600. Более высокие значения силы тока применяются при черновых операциях, в то время как более низкие значения силы тока необходимы для чистовой обработки или обработки мелких деталей.
Что такое проволочное EDM?
Проволочное EDM подает нить проволоки от питающей катушки к заготовке через систему привода проволоки. Провод питается от электрических контактов и проходит через заготовку с определенной скоростью, определяемой текущей операцией. Проволоку окружает ванна с деионизированной водой, и по всей длине проволоки непрерывно испускаются искры. Ролики зажимают проволоку и обеспечивают натяжение, в то время как направляющие выше и ниже перемещают заготовку для созданияь сложных форм на заготовке.
Проволоки, используемые в этом процессе, обычно имеют диаметр от 0,010 до 0,012 мм, а более тонкие проволоки -от 0,001 до 0,004 мм. Материал проволоки также оказывает большое влияние на качество операции, так как проволоки , которые имеют недостаточную прочность на растяжение, могут порваться при внезапном ударе. Более мягкие оказываются более желательными для операций резки с высокой конусностью.
Фотография проволочного электроэрозионного станка, режущего лист металла, с проволокой, протянутой через заготовку
Комбинации меди, цинка и латуни в различных схемах сердечника и покрытия составляют большое разнообразие типов проволоки, используемых в электроэрозионной обработке проволоки, но существуют дополнительные типы, которые хорошо подходят для конкретных деталей.
В частности, молибден хорош для резки сложных заготовок с небольшими внутренними радиусами (но его стоимость и плохая промываемость ограничивают его использование);
Стальная проволока, в которой используется стальной сердечник, покрытие из меди и окончательное покрытие из латуни, хороша для экстремальных операций обработки, таких как обработка высоких заготовок или деталей с экстремальными ограничениями промывки.;
Проволока с диффузионным отжигом подходит для точной и высокоскоростной резки (но показывают ограниченную пригодность для автоматической нарезки резьбы).
Латунные провода с серебряным покрытием особенно хорошо известны своим соотношением цены и качества и улучшают передачу электрической энергии от карбидных силовых контактов к проводу.
Отвод стружки
Как упоминалось ранее, электроэрозионная обработка требует диэлектрической жидкости, которая с одинаковым успехом действует как изолятор и проводник. Он должен охлаждать как заготовку, так и электрод, а также смывать расплавленные частицы с искрового промежутка (обычно от 0,0005 до 0,005 мм).
В электроэрозионной обработке проволокой это обычно минеральное масло на основе парафина или нафты с высокой температурой вспышки и низкой вязкостью. При правильной фильтрации и циркуляции масло может прослужить от 18 до 36 месяцев при регулярном использовании до замены.
Электроэрозионная обработка с электродом обычно применяется с четырьмя типа промывки.
Промывка “нормальным потоком”, наиболее распространенный тип, представляет собой направление жидкости под давлением через каналы в электроде или заготовке в искровой промежуток.
Все более популярной становится промывка “вакуумом или всасыванием”, при которой диэлектрическая жидкость поступает в электрод на режущем конце и выходит либо через конец шпинделя, либо через отверстие в заготовке.
“Струйная или боковая” промывка - это версия промывки, в которой используется направленное распыление — она используется только в тех случаях, когда форма и размер электрода или заготовки не позволяют использовать один из первых двух методов.
“Погружная” промывка обеспечивает достаточное охлаждение и удаление частиц, когда разрез очень неглубокий или проходит через очень тонкий участок; ее эффективность повышается, когда электрод или заготовка могут быть аксиально введены в разрез или выведены из него для подачи свежей жидкости в зону резания.
Двигатели в ЧПУ
На заре развития EDM шариковые винты приводили в движение электроды и провода, используемые в EDM. Эти двигатели страдали от снижения точности обработки из-за люфта, преобразования между вращательным и линейным движением. Линейные двигатели, в которых используется та же технология магнитных двигателей, что и в японских скоростных поездах, гораздо более эффективны и способны развивать большие скорости и ускорение. Благодаря своей большой скорости линейные двигатели генерируют большое количество тепла на магнитах, заставляя оператора циркулировать охлажденную охлаждающую жидкость или страдать от сокращения срока службы магнитов.
Линейные двигатели с быстрым перемещением по оси Z, создаваемые во время EDM грузила, создают естественную систему промывки, когда электрод входит и выходит из рабочей зоны. Это позволяет операторам обрабатывать формы глубиной до8 мм без дополнительной промывки, сохраняя при этом равномерный разряд и улучшая чистоту поверхности.
Точность и быстродействие линейных двигателей повышают точность углов, точность позиционирования и округлость по сравнению с станками с приводом шарикового винта. Повышенная чистота поверхности за один проход позволяет исключить дополнительные проходы, что сокращает время обработки на целых 60% . Оси X и Y проволочной EDM не движутся с той же скоростью, что и ось Z в EDM с электродом, что означает, что линейные двигатели генерируют меньше тепла в проволочной EDM и часто не требуют охлаждения приводов.
