Sinker EDM versus draadvonken:belangrijkste verschillen en toepassingen

Elektrische ontladingsbewerking (EDM) is een niet-conventioneel subtractief productieproces dat uitblinkt in het snijden door zeer harde materialen.

In tegenstelling tot gewone bewerking, kan EDM door metalen snijden zonder contact te maken. Het doet dit door een elektrische vonk te creëren die materiaal van het metalen werkstuk erodeert. EDM is niet voor alle toepassingen geschikt, maar het is een essentieel wapen in het arsenaal van machinisten.

Er zijn een paar varianten van EDM, de belangrijkste twee zijn zinkvonken en draadvonken. In dit artikel wordt gekeken naar de verschillen tussen deze twee bewerkingsprocessen, waarbij voor elk de typische toepassingen worden vermeld.

Wat is machinale bewerking met elektrische ontlading?

Verspanen met elektrische ontlading is een vorm van metaalproductie. In sommige opzichten lijkt het veel op traditionele bewerking (waarbij een metalen snijgereedschap delen van een werkstuk verwijdert), maar in andere opzichten is het hoogst uniek.

Het belangrijkste verschil tussen EDM en gewone bewerking is dat EDM geen fysiek contact vereist tussen het gereedschap en het werkstuk om een ​​snede te maken. In plaats daarvan gebruikt EDM een elektrische stroom om vonken te creëren die het werkstuk kunnen eroderen. Dit heeft zowel voor- als nadelen:elektrische ontladingen kunnen zelfs doordringen in zeer harde metalen zonder significante vervorming van het onderdeel, maar de soorten sneden die mogelijk zijn, zijn beperkter en het proces is moeilijker in te stellen.

Vanwege de aard van het proces wordt machinale bewerking met elektrische ontlading gebruikt op elektrisch geleidende metalen , en het kan zelfs door zeer harde metalen (gehard staal, wolfraam, titanium, enz.) snijden zonder schadelijke trillingen en klapperen te veroorzaken zoals een gewone werktuigmachine. Dit leidt tot een hoge mate van precisie en potentieel zeer kleine toleranties . Dat gezegd hebbende, veroorzaakt het EDM-proces ook erosie van het gereedschap, dus het gereedschap moet zorgvuldig worden beheerd of regelmatig worden vervangen.

Verspanen met elektrische ontlading wordt meestal gegroepeerd met andere niet-standaard bewerkingsprocessen zoals waterstraalsnijden en lasersnijden, hoewel deze drie processen allemaal op heel verschillende manieren werken.

Het EDM-proces uitgelegd

Voor machinale bewerking met elektrische ontlading is het gebruik van een machine met elektrische ontlading . vereist , een diëlektrische vloeistof , een tool , en een werkstuk .

Het proces vereist een elektrische spanning , die een reeks stroomontladingen creates creëert tussen twee elektroden . In dit geval zijn de twee elektroden het metalen gereedschap en het metalen werkstuk, die nooit contact met elkaar maken en worden gescheiden door de diëlektrische vloeistof (meestal koolwaterstofolie of gedeïoniseerd water). De ruimte tussen het gereedschap en het werkstuk wordt de spark-gap . genoemd en wordt nauwkeurig bestuurd door de machine.

Tijdens het EDM-proces wordt de spanning door de operator verhoogd, wat leidt tot diëlektrische storing van de vloeistof - wat betekent dat de vloeistof plotseling verandert van een elektrische isolator in een elektrische geleider. Deze plotselinge verandering veroorzaakt een elektrische boog in de nauwe ruimte tussen het gereedschap en het werkstuk, en deze boog erodeert materiaal van beide elektroden. Erosie van het werkstuk is het einddoel, maar erosie van het gereedschap moet zorgvuldig worden beheerd - door het bijvoorbeeld constant te vervangen door een nieuw stuk metaal.

De diëlektrische vloeistof heeft andere functies dan het creëren van de elektrische boog. Tussen de stroomontladingen door voert de vloeistof metaalresten (het equivalent van spanen) weg van het werkstuk en wordt nieuwe vloeistof toegevoegd. Dit proces heet flushen .

Verschillende varianten van EDM hebben verschillende doelen. In dit artikel wordt gekeken naar zinklood-EDM en draadvonken , terwijl meer nichevarianten zoals snelle boorvonken bestaan ​​ook.

Wat is zinklood-EDM?

Sinker elektrische ontladingsbewerking, ook wel bekend als ram EDM , volume EDM , of holte EDM , is een vorm van machinale bewerking met elektrische ontlading die misschien ver verwijderd lijkt van conventionele machinale bewerking. Het proces heeft enkele eigenschappen gemeen met giet- en vormprocessen en wordt soms eenvoudigweg zinken genoemd. — een weerspiegeling van de zwakke relatie met het bewerkingsproces.

Het belangrijkste verschil tussen zinkvonken en draadvonken (de andere hoofdvorm van EDM) is te vinden in het gereedschap en de beweging ervan. Sinker EDM wordt gebruikt om complexe holtes in het werkstuk te maken, en hiervoor het gereedschap moet de vorm aannemen van een positieve kopie van de gewenste caviteit . Om bijvoorbeeld een piramidevormige holte in het werkstuk te maken, wordt een piramidevormig gereedschap gebruikt.

Dit is anders dan bij de meeste bewerkingsprocessen, waarbij een fijn snijgereedschap langs drie assen zou bewegen - van links naar rechts, heen en weer en naar beneden - om de piramidevorm uit te snijden (in plaats van zelf piramidevormig te zijn).

Bij zinkvonken wordt het gevormde gereedschap (of matrijs) typisch CNC gefreesd van een materiaal als grafiet , koper of wolfraam, wat tijd en kosten aan het proces toevoegt. (Het kan ook worden gemaakt met draadvonken.) Bovendien is het gebruikelijk om zowel een voorbewerking te gebruiken. gereedschap (om het grootste deel van het materiaal te verwijderen) en vervolgens een afwerking gereedschap (voor fijnere details).

Tijdens het zinkvonk-EDM-proces wordt het gereedschap langzaam neergelaten (verzonken) in het werkstuk, waardoor materiaal wordt geërodeerd en een holte wordt gecreëerd die overeenkomt met de vorm van het gereedschap, waarbij een consistente vonkbrug wordt behouden terwijl het naar beneden gaat. Per seconde ontstaan ​​honderdduizenden vonken. De meest voorkomende diëlektrische vloeistof voor zinkvonken is koolwaterstofolie , hoewel andere vloeistoffen ook kunnen worden gebruikt.

Toepassingen van zinkvonk-EDM

Sinker EDM wordt gebruikt om complexe holtes te maken en is daarom bijzonder handig voor het maken van mallen , sterft , en andere vormen van tooling — vooral van harde materialen zoals gereedschapsstaal. Het is ook beter dan andere bewerkingsprocessen voor het maken van scherpe binnenhoeken en diepe ribben.

Veelgebruikte zinkvonk-EDM-toepassingen zijn onder meer:

• Snel gereedschap
• Matrijs maken
• Spuitgietmatrijzen
• Sterft
• Fijne details
• Scherpe binnenhoeken
• Diepe en dunne ribben
• Blinde gaatjes
• Blinde spiebanen
• Interne splines
• Draden

Wat is draadvonken?

Draad elektrische ontlading machinale bewerking, ook wel bekend als draadsnijden of draadvonkvonken , is een vorm van machinale bewerking met elektrische ontlading die lijkt op het proces van het snijden van kaas met kaasdraad. In tegenstelling tot zinkvonken gebruikt draadvonken een dunne draaddraad als hulpmiddel, maar zoals bij alle vormen van EDM is er geen fysiek contact met het werkstuk.

Draadvonken kan zeer harde materialen snijden en wordt bijna altijd gebruikt om het hele werkstuk door te snijden (waarbij de lengte van de blootliggende draad groter is dan de hoogte van het werkstuk). Dit is een groot verschil tussen draadvonken en zinkvonken, aangezien zinkvonken worden gebruikt om holtes te maken. Met draadvonken, gedeïoniseerd water wordt meestal gebruikt als de diëlektrische vloeistof en de draad zelf is meestal gemaakt van messing .

Tijdens het draadvonken wordt een dunne draad metaaldraad tussen twee diamantengeleiders gehouden , één boven het werkstuk en één eronder, die volgens CNC-instructies langs de X- en Y-assen worden verplaatst. (De bovenste geleider kan ook bewegingen langs andere assen maken om complexere sneden te maken.) Net als bij andere EDM-processen veroorzaken stroomontladingen vonken tussen de draad en het werkstuk, waardoor het werkstuk erodeert.

Omdat vonken ook erosie van het gereedschap veroorzaken, wordt de draad voortdurend meebewogen met behulp van een toevoer spoel , wat betekent dat het blootliggende draadgedeelte in de vonkbrug constant wordt ververst. Opgebruikte delen van de draad worden uiteindelijk afgevoerd.

Tijdens draadvonken is het mogelijk om zeer dunne draaddiktes te gebruiken (diameters zo klein als 20 micron) waarmee zeer fijne sneden in het werkstuk kunnen worden bereikt. Echter, net als bij zinkvonken, is het gebruikelijk om eerst voorbewerken uit te voeren, gevolgd door nabewerkingen.

Toepassingen van draadvonken

Draadvonken wordt meestal gebruikt in plaats van traditionele bewerkingsprocessen om zeer dikke platen te snijden van hardmetaal. Het is een populair proces voor de productie van ponsen , hulpmiddelen , en sterft . Draadvonken leidt niet tot vervorming van onderdelen en zorgt voor een goede oppervlakteafwerking.

Veelgebruikte draadvonktoepassingen zijn onder meer:

• Dikke platen
• Extrusie sterft
• Blankstoten
• Auto- en ruimtevaartonderdelen
• Onderdelen met nauwe tolerantie
• Medische en tandheelkundige hulpmiddelen
• Delen waar bramen onaanvaardbaar zijn
• Dunne onderdelen die kunnen breken tijdens conventionele bewerking
• Grafietelektroden voor zinkvonken

Snelle vergelijking van zinkvonken en draadvonken