درک ماشینکاری تخلیه الکتریکی سیم (سیم EDM)
برش سیم تخلیه الکتریکی یک فرآیند تولید بسیار دقیق است که یک فرآیند تولید گرمایش برقی است. استفاده از تخلیه برای حذف مواد از قطعه های کاری به جریان اصلی در صنعت تبدیل شده است. تقریباً با تمام مواد رسانا سازگار است و می تواند شکل ها و طرح های پیچیده ای ایجاد کند.
در سال 1943 ، مهندسان اتحاد جماهیر شوروی اولین دستگاه برش سیم جرقه برقی را توسعه دادند. این یک دستگاه بسیار دقیق است که می تواند موادی را که در ابتدا پردازش آن دشوار هستند ، خراب کنند. بعداً ، مهندسان آمریکایی یک دستگاه خوردگی جرقه ایجاد کردند که فقط می تواند حدود 60 بار در ثانیه تخلیه شود. با پیشرفت مداوم آن ، سرانجام از ژنراتور پالس لوله خلاء استفاده شد که می تواند هزاران قوس در ثانیه ایجاد کند. بعداً ، در سال 1967 ، اتحاد جماهیر شوروی اولین دستگاه برش الکتریکی موفقیت آمیز سیم را توسعه داد. تا دهه 1980 ، این دستگاه ها می توانند با سرعت 64 میلی متر مربع در دقیقه کار کنند و به یک روش پردازش بسیار عملی تبدیل شوند.
بنابراین تولید کنندگان مؤلفه از صنایع متعدد از آن استفاده می کنند ، به خصوص در زمینه هایی مانند خودرو ، پزشکی ، هوافضا و غیره.
سیم EDM چگونه کار می کند؟
ماشین های سیم EDM روی اشکال پیچیده دو بعدی تمرکز می کنند. بسیاری از دستگاه های محور {1}} قادر به برش اشکال بسیار پیچیده هستند. سیم EDM به ویژه در پردازش مواد سخت از مواد اولیه تا محصولات نهایی مفید است ، اما همچنین دارای اشکالاتی ذاتی است. به عنوان مثال ، برای مواد کامپوزیت ، پلاستیک و مواد طبیعی غیر رسانا کاربرد ندارد.
از سیمها قابل استفاده مجدد نیست. در حالی که دستگاه آن را قطع می کند ، قطعه کار را حرکت می دهد و آن را بسیار دقیق می کند. شکاف جرقه ای که توسط قوس تشکیل شده است معمولاً بسیار کوچک است و سیم جوشکاری واقعاً با قطعه کار در تماس نیست. این تقریباً می تواند همه فلزات را قطع کند. مناسب تر برای فولاد قالب از قبل سخت شده ، تنگستن ، مولیبدن ، تیتانیوم و فولاد ضد زنگ آستنیتی است.
اگرچه می توان آنها را برش داد ، اما بهترین روش برای برش مواد نرم مانند مس ، برنز ، برنج یا فولاد غیر سخت نیست که می توانند با استفاده از ماشین ها و روش های ارزان تر پردازش شوند.
اگر می خواهید بخشی را بدون گرمایش تولید کنید ، ماشینکاری تخلیه الکتریکی ممکن است تنها گزینه شما باشد. از الکترودهای شکل ، که به طور معمول از مس یا کربن ساخته شده است ، برای برش حفره های سه بعدی موضعی پیچیده استفاده می کند. این فرآیند شامل الکترودهای پالس است که باعث خنک شدن و شستشو می شود ، که این یک روش مناسب برای ساخت اشکال پیچیده در قالب ها و ابزارهای ریخته گری است. این ماده به خوبی روی مواد از پیش سخت شده ، کاهش هزینه ها و جلوگیری از تغییر شکل احتمالی ابزار کار می کند.
اجزای اصلی دستگاه تخلیه الکتریکی برش سیم
سیم
سیم در دستگاه برش سیم به عنوان الکترود ابزار استفاده می شود. این ماده معمولاً از موادی مانند برنج یا مس روکش شده ساخته شده است ، با هدایت عالی و توانایی مقاومت در برابر استرس حرارتی جرقه. قطر سیم می تواند متفاوت باشد ، که می تواند بر دقت برش و صافی سطح تأثیر بگذارد.
دی الکتریک
به طور کلی یک مایع با چندین عملکرد ، الکترود سیم را از قطعه کار جدا می کند تا از تخلیه زودرس جلوگیری شود. همچنین به عنوان یک مایع خنک کننده ، کنترل دمای ناحیه برش ، شستشوی مواد فرسایش یافته و اطمینان از عدم وجود بقایای موجود در ناحیه برش ، عمل می کند. متداول ترین مورد استفاده آب دیونیزه شده است ، در حالی که از روغن نیز برای موقعیت های خاص استفاده می شود که نیاز به سطح ظریف تر دارند. انتخاب مایعات می تواند تا حد زیادی بر کارایی و کیفیت قطعات فرآوری شده تأثیر بگذارد.
منبع تغذیه
با تنظیم ولتاژ و جریان مورد نیاز برای تولید جرقه برای برش ، از فرآیند ماشینکاری پشتیبانی می کند. از واحد منبع تغذیه (PSU) برای ارائه تخلیه دقیق بین الکترود و قطعه کار استفاده می شود. برش تخلیه الکتریکی سیم را فعال کنید تا مواد رسانا با حداقل تماس فیزیکی برش داده و سایش قطعه کار را کاهش دهید. توابع عبارتند از: کنترل ولتاژ ، کنترل پالس و مدیریت حرارتی.
ابزارهای برش CNC
کل عملکرد فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی سیم را کنترل کنید. و می تواند به طور خودکار روند برش را مدیریت کند. دقت ابزار برش سطح خطا و زمان پردازش را تعیین می کند.
دستگاه راهنمای سیم
این یک مؤلفه دقیق در دستگاه های برش سیم است که نقش مهمی در حفظ دقت و پایداری سیم ها ایفا می کند. به دلیل سختی و مقاومت در برابر سایش ، راهنماهای سیم معمولاً از الماس یا یاقوت کبود ساخته می شوند. توابع و اهمیت عبارتند از: پایداری سیم ، تراز دقیق ، مقاومت در برابر سایش (مواد با کیفیت بالا نیاز به جایگزینی و نگهداری مکرر را کاهش می دهند)
سیستم پمپ گرگرفتگی
مایعات دی الکتریک را در اطراف ناحیه برش گردش می کند تا ذرات فلزی و آلاینده ها از شکاف بین سیم فلزی و قطعه کار را از بین ببرد. حفظ یکپارچگی برش و جلوگیری از مدارهای کوتاه بسیار مهم است.
سیستم فیلتر
این ماده ذرات فلزی و بقایای تولید شده در طی فرآیند برش را فیلتر می کند و اطمینان حاصل می کند که مایع دی الکتریک در محیط برش مؤثر است.
سیستم کنترل سروو
موقعیت سیم فولادی را بر اساس بازخورد سنسورها تنظیم کنید تا اطمینان حاصل شود که سیم مسیر صحیح را مطابق دستورالعمل حفظ می کند.
فیکسچر تعمیر قطعه کار
رفع و قرار دادن قطعه کار در طی فرآیند ماشینکاری. تنظیمات فیکسچر صحیح برای اطمینان از صحت ، به ویژه هنگام پردازش قطعات پیچیده ، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
سیستم خنک کننده
سیستم خنک کننده دمای مایع دی الکتریک را کنترل می کند. حفظ دمای صحیح برای جلوگیری از تغییر شکل حرارتی و بهینه سازی عملکرد دستگاه بسیار مهم است.
سیستم تشخیص آسیب
وضعیت سیمها را کنترل می کند و در صورت تشخیص شکستگی سیم ، دستگاه به طور خودکار متوقف می شود. این امر به جلوگیری از آسیب به قطعه کار و کاهش خرابی دستگاه کمک می کند.
از چه سیمهایی در دستگاه های برش سیم برای تخلیه الکتریکی استفاده می شود؟
سیم
با توجه به هدایت عالی و تعادل خوب بین هزینه و عملکرد ، به رایج ترین انتخاب تبدیل شده است.
سیم روکش شده
معمولاً از هسته برنج یا مس ساخته شده است که با یک لایه نازک از فلز مانند روی پوشیده شده است. این می تواند سرعت برش را افزایش داده و باعث بهبود صافی سطح شود ، مناسب برای کاربردهای دقیق.
سیم تنگستن
با داشتن نقطه ذوب و قدرت بالا ، برای پردازش آلیاژهای با درجه حرارت بالا مناسب است. به ویژه در صورت نیاز به درمان سطح بسیار ریز ، مفید است.
سیم مولیبدن
از مقاومت در برابر حرارت و عملکرد الکتریکی عالی برای کاربردهایی استفاده می شود که نیاز به دقت بسیار بالایی و تغییر شکل حرارتی دارند.
چه موادی را می توان با سیم EDM پردازش کرد؟
الومینیوم
هدایت حرارتی و الکتریکی عالی. با این حال ، آلومینیوم به طور طبیعی نرم است و ممکن است بعد از پردازش باعث ایجاد چسب شود.
تیتانیوم
می تواند در برابر ویسکوزیته این آلیاژ مقاومت کند و تراشه های طولانی را تجزیه کند. با این حال ، شما برای کنترل گرما در حین پردازش به آب دیونیزه شده به عنوان یک دی الکتریک نیاز دارید.
فولاد
بسیار محکم با این حال ، این ماده مقدار زیادی گرما ایجاد می کند و باید اقدامات پیشگیرانه انجام شود.
برنج
برش ماشین آسان است زیرا از مقاومت کششی بالایی برخوردار است. اما سرعت برش باید بسیار کند باشد زیرا یک فلز نرم است.
گرافیت
استفاده از ابزارهای برش سنتی ممکن است دشوار باشد. اما فرآیند برش سیم با تخلیه الکتریکی مناسب است زیرا سیم بسیار تیز است و می تواند از بیرون کشیدن ذرات جلوگیری کند.
کاربید:
مواد بسیار سخت ، به دلیل سختی آلیاژهای سخت ، سیم با کیفیت بالا معمولاً برای پردازش برای اطمینان از کارآیی لازم است.
استفاده از سیم EDM
سیم EDM کاربردهای مختلفی دارد و در بسیاری از صنایع استفاده می شود. اندازه و شکل استفاده از آن را محدود نمی کند ، زیرا می تواند قطعات طولانی یا بسیار کوچک را پردازش کند. ماشینکاری تخلیه الکتریکی سنتی می تواند مواد سخت تر و ضخیم تر را کنترل کند.
مزیت برش سیم با تخلیه الکتریکی این است که می تواند به طور دقیق برش دهد. مناسب برای ایجاد طرح ها و اشکال پیچیده ای که تولید آن با استفاده از ماشینکاری سنتی CNC دشوار است. این مناسب برای پردازش قطعات کوچک و برش موارد بسیار ظریف است که برای سایر گزینه های پردازش بسیار ظریف هستند. ماشینکاری سیم EDM یک انتخاب ایده آل برای مواد شکننده است که نمی توانند در برابر فشارهای پردازش مقاومت کنند و باعث ایجاد برس یا تغییر شکل نمی شوند.
نقطه ضعف سیم EDM این است که فقط با مواد رسانا سازگار است. سطح برش مواد خاص ممکن است یک لایه اکسید تشکیل دهد. بنابراین ، ماشینکاری دقیق اضافی مورد نیاز است که باعث افزایش هزینه می شود. بسیاری از صنایع از ماشین های برش سیم برای تخلیه الکتریکی ، از نمونه سازی تا انجام عملیات تولید استفاده می کنند. در اینجا برخی از صنایع وجود دارد:
صنعت خودرو: قطعات دارای اشکال و اندازه های پیچیده ای هستند و بیشتر آنها بسیار سخت است. این صنعت تمایل به استفاده از دستگاه های برش سیم تخلیه الکتریکی دارد که به نیروی مکانیکی متکی نیستند و نیازی به الکترودهای سیم ندارند تا از قطعه کار قوی تر باشند. مناسب برای ساخت سوراخ ها و حفره ها برای سفارشی کردن قطعات خودرو.

صنعت پزشکی
ماشین های سیم EDM قطعات پیچیده ای را با دقت بالا تولید می کنند و برای همه زمینه های پزشکی مناسب هستند. علاوه بر این ، ماشینهای سیم EDM اغلب برای تولید تجهیزات پزشکی با فلزات خوب همسان استفاده می شوند. با توجه به اینکه قطر سیم اندازه برش را تعیین می کند ، دستگاه های برش تخلیه الکتریکی سیم کمک های خوبی برای تولید ایمپلنت های دندانپزشکی و اجزای سرنگ می کنند.

صنعت هوافضا
برش و تولید قطعات با تحمل سخت ، فرآیند ارجح برای تولید کنندگان مؤلفه هوافضا است. این فرایند ، همراه با فناوری برش جت آب ، برای قطعاتی مناسب است که نمی توانند در برابر درجه حرارت و استرس بالا مقاومت کنند. قطعات موجود در صنعت هوافضا به صافی و دقت سطح عالی نیاز دارند. تولید کنندگان سالهاست که از فناوری ماشینکاری تخلیه الکتریکی سیم برای تولید موتورها ، قطعات دنده فرود ، تیغه های توربین و موارد دیگر استفاده می کنند
