1. EDM
1) Základní principy
EDM je speciální metoda zpracování, která využívá efektu elektrické eroze generovaného pulzním výbojem mezi dvěma elektrodami ponořenými do pracovní tekutiny k erozi vodivých materiálů. Nazývá se také elektroerozivní obrábění nebo elektroerozivní obrábění.
EDM je vhodný pro zpracování složitých dílů, jako jsou přesné malé dutiny, úzké štěrbiny, drážky a rohy. Tam, kde jsou složité povrchy pro nástroj obtížně dostupné, kde jsou vyžadovány hluboké řezy a kde je poměr délky k průměru obzvláště vysoký, je proces EDM lepší než frézování. Pro zpracování high-tech dílů může opětovné vybití frézovací elektrody zlepšit úspěšnost a EDM je vhodnější než vysoké a drahé náklady na nástroje.
Navíc tam, kde je specifikováno EDM dokončovací práce, se EDM používá k vytvoření povrchu s jiskrovým vzorem. Dnes, s rychlým rozvojem vysokorychlostního frézování, je vývojový prostor EDM do určité míry vytěsněn. Vysokorychlostní frézování zároveň přineslo větší technologický pokrok do EDM. Například vysokorychlostní frézování se používá k výrobě elektrod. Díky realizaci úzké oblasti zpracování a vysoce kvalitním výsledkům povrchu je počet provedení elektrod značně snížen. Kromě toho může použití vysokorychlostního frézování k výrobě elektrod také zvýšit efektivitu výroby na novou úroveň a může zajistit vysokou přesnost elektrod, takže se také zlepší přesnost EDM.
Pokud se většina obrábění dutiny provádí vysokorychlostním frézováním, EDM se používá pouze jako pomocný prostředek k vyčištění rohů a oříznutí hran, takže přídavek je rovnoměrnější a menší.
2) Základní vybavení: EDM obráběcí stroje.
3) Hlavní vlastnosti
Dokáže zpracovávat materiály a obrobky se složitými tvary, které je obtížné řezat běžnými metodami řezání; během zpracování není žádná řezná síla; nejsou žádné vady, jako jsou otřepy a stopy po noži; materiál nástrojové elektrody nemusí být tvrdší než materiál obrobku; přímé využití zpracování elektrické energie je vhodné pro automatizaci; Po zpracování se na povrchu vytvoří metamorfní vrstva, kterou je nutné u některých aplikací dále odstraňovat; obtížnější je čištění pracovní tekutiny a úprava kouřového znečištění vznikajícího při zpracování.
EDM má následující vlastnosti
Dokáže zpracovat jakékoli vodivé materiály s vysokou pevností, vysokou tvrdostí, vysokou houževnatostí, vysokou křehkostí a vysokou čistotou; při zpracování nevzniká žádná zřejmá mechanická síla a je vhodný pro zpracování obrobků a mikrostruktur s nízkou tuhostí: parametry pulzu lze upravit podle potřeby a lze je použít na stejném stroji Hrubé obrábění, polodokončování a dokončovací obrábění prováděné na obráběcím stroji; jámy na povrchu po EDM jsou dobré pro skladování oleje a snížení hluku; efektivita výroby je nižší než u třískového obrábění; část energie se spotřebovává na nástrojovou elektrodu během procesu vybíjení, vede ke ztrátě elektrody a ovlivňuje přesnost tváření.
4) Rozsah použití
Zpracování forem a dílů se složitě tvarovanými otvory a dutinami; zpracování různých tvrdých a křehkých materiálů, jako je slinutý karbid a kalená ocel; zpracování hlubokých jemných otvorů, otvorů speciálního tvaru, hlubokých drážek, úzkých štěrbin a řezání plechů; zpracování Nástroje a měřicí nástroje, jako jsou různé tvarovací nástroje, šablony a závitové kroužky.
EDM musí splňovat tři podmínky
1. Musí být použito pulzní napájení
2. K udržení malé vybíjecí mezery mezi nástrojovou elektrodou a elektrodou obrobku je nutné použít zařízení pro automatické nastavení posuvu
3. Jiskrový výboj musí být proveden v kapalném médiu s určitou dielektrickou pevností (10~107Ω·m).
Ne všechny formovací oceli mohou být zrcadlově EDM
EDM některých formovacích ocelí může snadno dosáhnout zrcadlového efektu, zatímco některé formové oceli stejně nemohou dosáhnout zrcadlového efektu. Zároveň je tvrdost formovací oceli vyšší a efekt zrcadlového povrchu EDM je lepší. V níže uvedené tabulce jsou uvedeny různé materiály a vlastnosti zrcadlové úpravy.
2. Drátové EDM
1) Základní principy
Pomocí kontinuálně se pohybujících tenkých kovových drátů (nazývaných elektrodové dráty) jako elektrod je obrobek vystaven pulznímu jiskrovému výboji k leptání kovu a řezání do tvarů. Angličtina je Wire cut Electrical Discharge Machining, označovaná jako WEDM, známá také jako drátové řezání.
2) Základní vybavení: EDM obráběcí stroj.
3) Hlavní vlastnosti
Kromě základních charakteristik EDM má WEDM také některé další vlastnosti:
① Není třeba vyrábět nástrojové elektrody se složitými tvary, lze zpracovat jakýkoli dvourozměrný zakřivený povrch s přímou linií jako tvořící čáru;
②Může vyříznout úzkou štěrbinu asi 0,05 mm;
③ Během zpracování nejsou všechny přebytečné materiály zpracovány na odpad, což zlepšuje míru využití energie a materiálů;
④V nízkorychlostním WEDM, kde se elektrodový drát nerecykluje, je průběžná aktualizace elektrodového drátu přínosná pro zlepšení přesnosti zpracování a snížení drsnosti povrchu;
⑤ Účinnost řezání, které lze dosáhnout pomocí WEDM, je obecně {{0}} mm2/min, až 300 mm2/min; přesnost zpracování je obecně ±0,01 až ±0,02 mm, až do ±0,004 mm; drsnost povrchu Obecně je Ra2,5 až 1,25 mikronů a nejvyšší může dosáhnout Ra0,63 mikronů; tloušťka řezu je obecně 40-60 mm a maximální tloušťka může dosáhnout 600 mm.
4) Rozsah použití
Používá se především pro zpracování: různých složitých a přesných obrobků, jako jsou razníky, raznice, razidla a raznice, upevňovací desky, stahovací desky atd. děrovacích raznic; kovové elektrody pro tvářecí nástroje, šablony a EDM; Všechny druhy drobných děr, úzké štěrbiny, libovolné křivky atd. Má vynikající výhody, jako je malý přídavek na obrábění, vysoká přesnost obrábění, krátký výrobní cyklus a nízké výrobní náklady a je široce používán ve výrobě. V současné době tvoří drátové elektroerozivní obráběcí stroje doma i v zahraničí více než 60 procent z celkového počtu elektrických obráběcích strojů.
Drátové obrábění elektrickým výbojem je technologie k dosažení obrábění velikosti obrobku. Za určitých podmínek zařízení je rozumná formulace postupu zpracování důležitým článkem pro zajištění kvality zpracování obrobku.
Proces WEDM zpracování forem nebo dílů lze obecně rozdělit do následujících kroků.
Analyzujte a kontrolujte výkresy
Analýza vzoru je rozhodujícím prvním krokem k zajištění kvality zpracování obrobku a komplexních technických ukazatelů obrobku. Vezmeme-li příklad vysekávací matrice, při zpracovávání vzoru je nejprve nutné vybrat vzor obrobku, který nelze nebo není snadné zpracovat WEDM, zhruba takto:
1. Drsnost povrchu a rozměrová přesnost jsou velmi vysoké a obrobek nelze po řezání ručně brousit;
2. Obrobky s úzkými mezerami menšími, než je průměr elektrodového drátu plus vybíjecí mezera, nebo obrobky se zaoblenými rohy tvořenými vybíjecí mezerou tuhého jeřábu elektrody nejsou v rozích grafu povoleny;
3. Nevodivé materiály;
4. Části, jejichž tloušťka přesahuje rozpětí drátěného rámu;
5. Délka zpracování přesahuje efektivní délku zdvihu vozíků x a y a obrobky vyžadují vysokou přesnost.
Pod podmínkou shody s procesem řezání drátem je třeba pečlivě zvážit drsnost povrchu, rozměrovou přesnost, tloušťku obrobku, materiál obrobku, velikost, vůli lícování a tloušťku děrované části.
Poznámky k programování
1. Stanovení vůle zápustky a poloměru přechodové kružnice
Rozumně určete vůli matrice. Rozumná volba vůle matrice je jedním z klíčových faktorů souvisejících s životností matrice a velikostí otřepu lisovaného dílu. Vůle různých materiálů se obecně volí v následujícím rozsahu:
Pro měkké střižné materiály, jako je měď, měkký hliník, polotvrdý hliník, bakelit, červený karton, slídové listy atd., lze mezeru mezi razníkem a matricí zvolit jako 10 procent -15 procent tloušťky děrovacího materiálu.
U tvrdých materiálů pro vysekávání, jako jsou železné plechy, ocelové plechy, plechy z křemíkové oceli atd., lze mezeru mezi razníkem a matricí zvolit jako 15 procent -20 procent tloušťky děrování.
Toto jsou skutečná empirická data některých vysekávacích zápustek pro řezání drátem, které jsou menší než mezinárodně oblíbené vysekávací zápustky s velkou mezerou. Protože povrch obrobku zpracovávaného drátovým řezáním má vrstvu křehké tavné vrstvy, čím větší jsou elektrické parametry zpracování, tím horší je drsnost povrchu obrobku a silnější vrstva tavby. S rostoucími zdvihy matrice se tato vrstva křehkého povrchu postupně opotřebovává a mezera matrice se bude postupně zvětšovat.
Rozumně určete poloměr přechodové kružnice. Aby se zlepšila životnost běžných forem pro lisování za studena, měly by být na průsečíky čar, kružnice čar a vzdálené průsečíky přidány přechodové kružnice, zejména v rozích s malými úhly. Velikost přechodové kružnice lze uvažovat podle tloušťky výsekového materiálu, tvaru formy, požadované životnosti a technických podmínek vysekaných dílů. S tloušťkou děrovaných dílů se může odpovídajícím způsobem zvětšit i přechodová kružnice. Obecně ji lze vybrat v rozsahu 0.1-0,5 mm.
Pro přechodovou kružnici, kde je materiál lisovací části tenký, je vůle ve formě malé a lisovací část se nesmí zvětšovat, aby se získala dobrá vůle lisovníku a matrice, obecně přechodový kruh by měl být přidán do rohu obrázku. Protože trajektorie zpracování drátové elektrody přirozeně zpracuje přechodový kruh s poloměrem rovným poloměru drátové elektrody plus jednostranná výbojová mezera ve vnitřním rohu.
2. Vypočítejte a napište zpracovatelský program
Při programování je nutné zvolit rozumnou polohu upnutí podle přísad a zároveň určit rozumný výchozí bod a trasu řezání.
Mezní bod by měl být vzat v rohu grafu nebo v části, kde je snadné odstranit konvexní bod.
Řezná trasa je založena především na principu zabránění nebo snížení deformace formy. Obecně by se mělo uvažovat o usnadnění řezání grafiky v blízkosti upínací strany.
3. Naprogramujte pásku a korektorovou pásku pro navlékání a zpracování
Po zhotovení papírové pásky podle programového listu je nutné jeden po druhém zkontrolovat programový list a připravenou papírovou pásku. Poté, co je korektorová papírová páska použita k zadání programu do ovladače, může být vzorek vyříznut. Jednoduché a jisté obrobky lze zpracovávat přímo. . U forem, které vyžadují vysokou rozměrovou přesnost a malou spárovací mezeru mezi konvexními a konkávními matricemi, je nutné použít tenké materiály pro zkušební řezání a přesnost a mezeru lícování lze zkontrolovat na vyřezaných dílech. Pokud se zjistí, že nesplňuje požadavky, měl by být před formálním zpracováním formy včas analyzován, aby se zjistil problém a modifikoval program, dokud nebude kvalifikován. Tento krok je důležitou součástí zamezení sešrotování obrobku.
Podle aktuální situace může být také zadáván přímo z klávesnice, nebo může být program přímo přenesen z programovacího stroje do ovladače.
3. Elektrochemické obrábění
1) Základní principy
Na principu anodického rozpouštění v procesu elektrolýzy a pomocí vytvořené katody se procesní metoda, která zpracovává obrobek do určitého tvaru a velikosti, nazývá elektrolytické obrábění.
2) Rozsah použití
Elektrochemické obrábění má značné výhody pro obrábění obtížně obrobitelných materiálů, složitých tvarů nebo tenkostěnných dílů. Elektrolytické obrábění je široce používáno, jako je rýhování hlavně, lopatky, integrální oběžná kola, formy, speciálně tvarované otvory a díly speciálního tvaru, srážení hran a odstraňování otřepů. A při zpracování mnoha dílů zaujímal elektrolytický proces obrábění důležitou nebo dokonce nezastupitelnou pozici.
3) Výhody
Široká škála zpracování. Elektrolytické obrábění dokáže zpracovat téměř všechny vodivé materiály a není omezeno mechanickými a fyzikálními vlastnostmi materiálu jako je pevnost, tvrdost, houževnatost atd. a metalografická struktura materiálu se po zpracování v podstatě nemění. Často se používá ke zpracování obtížně obrobitelných materiálů, jako jsou tvrdé slitiny, vysokoteplotní slitiny, kalená ocel a nerezová ocel.
4) Omezení
Přesnost zpracování a stabilita zpracování nejsou vysoké; náklady na zpracování jsou vysoké a čím menší šarže, tím vyšší jsou dodatečné náklady na kus.
4. Laserové zpracování
1) Základní principy
Laserové zpracování spočívá v použití energie světla k dosažení vysoké hustoty energie v bodě zaostření po zaostření čočkou a k roztavení nebo zplynování materiálu ve velmi krátkém čase a k jeho odleptání, aby bylo možné realizovat zpracování.
2) Hlavní vlastnosti
Technologie laserového zpracování má výhody menšího plýtvání materiálem, zřejmý cenový efekt ve velkovýrobě a silnou přizpůsobivost ke zpracovávaným objektům. V Evropě se laserová technologie v podstatě používá pro svařování speciálních materiálů, jako jsou skořepiny a základny automobilů, křídla letadel a trupy kosmických lodí.
3) Rozsah použití
Laserové zpracování je nejběžněji používanou aplikací laserových systémů. Mezi hlavní technologie patří: laserové svařování, laserové řezání, úprava povrchu, laserové značení, laserové vrtání, mikroobrábění a fotochemická depozice, stereolitografie, laserové leptání atd.
5. Zpracování elektronovým svazkem
1) Základní principy
Zpracování elektronovým svazkem je zpracování materiálů pomocí tepelného efektu nebo ionizačního efektu vysokoenergetických konvergentních elektronových svazků.
2) Hlavní vlastnosti
Vysoká hustota energie, silná penetrační schopnost, široký rozsah primární penetrace, velký poměr šířky svaru, vysoká rychlost svařování, malá tepelně ovlivněná zóna a malá pracovní deformace.
3) Rozsah použití
Rozsah materiálů zpracovávaných elektronovými paprsky je široký a oblast zpracování může být extrémně malá; přesnost zpracování může dosáhnout úrovně nanometrů a lze realizovat molekulární nebo atomové zpracování; produktivita je vysoká; znečištění způsobené zpracováním je malé, ale náklady na zpracovatelské zařízení jsou vysoké; mikropóry a úzké štěrbiny mohou být zpracovány atd. a mohou být také použity pro svařování a jemnou fotolitografii. Technologie vakuového svařování elektronovým paprskem je hlavní aplikací zpracování elektronovým paprskem v automobilovém průmyslu.
6. Obrábění iontovým paprskem
1) Základní principy
Zpracování iontovým paprskem má dosáhnout zpracování urychlením a zaostřením toku iontů generovaného zdrojem iontů na povrch obrobku ve vakuu.
2) Hlavní vlastnosti
Vzhledem k tomu, že hustotu iontového proudu a energii iontů lze přesně řídit, lze přesně řídit efekt zpracování a realizovat ultra přesné zpracování na úrovni nanometrů, dokonce i na molekulární a atomové úrovni. Během zpracování iontovým paprskem je produkované znečištění malé, procesní napětí a deformace jsou extrémně malé a adaptabilita na zpracovávaný materiál je silná, ale náklady na zpracování jsou vysoké.
3) Rozsah použití
Zpracování iontovým paprskem lze podle účelu rozdělit na leptání a povlakování.
1) Proces leptání
Iontové leptání se používá ke zpracování drážek na vzduchových ložiskách gyroskopů a dynamických tlakových motorech s vysokým rozlišením, dobrou přesností a opakovatelností. Dalším aspektem aplikace leptání iontovým paprskem je leptání vysoce přesných vzorů, jako jsou elektronické součástky, jako jsou integrované obvody, optoelektronická zařízení a optická integrovaná zařízení. Leptání iontovým paprskem se také používá k ztenčování materiálů a výrobě vzorků transmisního elektronového mikroskopu.
2) Zpracování povlaku iontovým paprskem
Existují dvě formy zpracování povlaku iontovým paprskem, naprašování a iontové pokovování. Iontové pokovování lze pokovovat na širokou škálu materiálů. Kovové nebo nekovové fólie lze pokovovat na kovové i nekovové povrchy. Pokovovat lze také různé slitiny, sloučeniny nebo určité syntetické materiály, polovodičové materiály a materiály s vysokou teplotou tání.
Technologie potahování iontovým paprskem může být použita k potahování mazacích filmů, tepelně odolných filmů, filmů odolných proti opotřebení, dekorativních filmů a elektrických filmů.
7. Zpracování plazmovým obloukem
(1) Základní principy
Zpracování plazmovým obloukem je speciální metoda zpracování, která využívá tepelnou energii plazmového oblouku k řezání, svařování a nástřiku kovu nebo nekovu.
(2) Hlavní vlastnosti
1) Mikropaprskové plazmové obloukové svařování může svařovat fólie a tenké desky;
2) Má efekt malého otvoru, který může lépe realizovat volné tvarování jednostranného svařování a dvou stran;
3) Hustota energie plazmového oblouku je vysoká, teplota sloupce oblouku je vysoká a schopnost penetrace je silná. Ocelový materiál o tloušťce 10-12 mm nelze drážkovat a lze jej provařit a tvarovat na obou stranách najednou. Rychlost svařování je vysoká, produktivita je vysoká a deformace napětí je malá;
4) Zařízení je poměrně komplikované a spotřeba plynu velká, takže je vhodné pouze pro svařování v interiéru.
(3) Rozsah použití
Široce používané v průmyslové výrobě, zejména svařování mědi a slitin mědi, titanu a slitin titanu, legované oceli, nerezové oceli, molybdenu a dalších kovů používaných v leteckém a jiném vojenském průmyslu a nejmodernějších průmyslových technologiích, jako jsou pouzdra střel z titanové slitiny , letadla Některé tenkostěnné kontejnery atp.
8. Ultrazvukové zpracování
(1) Základní principy
Ultrazvukové obrábění je nástroj, který využívá ultrazvukovou frekvenci k vibraci s malou amplitudou a prochází mezi ní a obrobkem
Příklepový účinek abraziva volných v kapalině na opracovávaný povrch způsobí postupné rozbití povrchu materiálu obrobku. Anglická zkratka je USM. Ultrazvukové obrábění se běžně používá pro děrování, řezání, svařování, hnízdění a leštění.
(2) Hlavní vlastnosti
Dokáže zpracovat jakýkoli materiál, vhodný zejména pro zpracování různých tvrdých a křehkých nevodivých materiálů. Má vysokou přesnost zpracování a dobrou kvalitu povrchu obrobků, ale nízkou produktivitu.
(3) Rozsah použití
Ultrazvukové obrábění se používá hlavně pro vrtání (včetně kulatých otvorů, otvorů speciálního tvaru a zakřivených otvorů atd.), řezání a drážkování různých tvrdých a křehkých materiálů, jako je sklo, křemen, keramika, křemík, germanium, ferit, drahé kameny a nefrit, hnízdění, rytí, odjehlování malých dílů v dávkách, povrchové leštění forem a orovnávání brusných kotoučů atd.
9. Chemické zpracování
(1) Základní principy
Chemické leptání je speciální zpracování, které využívá kyseliny, alkálie nebo solný roztok ke korozi a rozpouštění materiálů obrobků za účelem získání obrobků požadovaného tvaru, velikosti nebo stavu povrchu.
(2) Hlavní vlastnosti
1) Může zpracovávat jakýkoli kovový materiál, který lze řezat, a není omezen vlastnostmi, jako je tvrdost a pevnost;
2) Vhodné pro velkoplošné zpracování a může zpracovávat více kusů současně;
3) Žádné pnutí, praskliny nebo otřepy a drsnost povrchu dosahuje Ra1.25-2.5μm;
4) Snadné ovládání;
5) Nevhodné pro zpracování úzkých štěrbin a otvorů;
6) Není vhodné odstraňovat vady jako nerovný povrch a škrábance.
(3) Rozsah použití
Vhodné pro velkoplošné zpracování redukce tloušťky; vhodné pro zpracování složitých otvorů na tenkostěnných dílech
