Miten pinnanlaatua voidaan parantaa upotus-EDM:llä?

Paranna upotus-EDM:n pinnanlaatua käyttämällä vaiheittaista karkeusviimeistelyprosessia, vähentämällä sytytysenergiaa asteikollisesti, pitämällä elektrodi ja kipinäväli vakaina, poistamalla epäpuhtauksia jatkuvasti, hallitsemalla lämpötilan vaihteluita ja varmistamalla tulos sovitulla mittausmenetelmällä. Yksikään virta-, pulssi- tai jänniteasetus ei ole oikea kaikille koneille, elektrodeille, työkappaleille tai kammioille.

Aloita tarkkaan koneeseen ja generaattoriin liittyvän teknologian tai tilan taulukosta. Kvalifioi sitten prosessi edustavalla materiaalilla ja geometrialla ennen tuotantokappaleen käsittelyä. Kirjaa kaikki ohjatut muutokset, jotta tasaisempi tulos voidaan toistaa luotettavasti eikä saavuttaa vain kerran kokeilujen ja virheiden kautta.

Pinnanlaatu ja pinnan eheys eivät ole sama asia

Sinker-EDM-poisto poistaa sähköä johtavaa materiaalia ohjattujen sähköisten purkausten avulla muotoiltun väliselektrodin ja työkappaleen välillä. Jokainen purkaus muodostaa pienemmän kraatterin. Karkeakäsittelyssä materiaalinpoiston nopeus on yleensä tärkein tekijä, kun taas viimeistelyssä käytetään alhaisemman energian purkauksia pienempien päällekkäisten kraatterien muodostamiseksi. Lopullinen pintatekstiuri riippuu myös elektrodin tilasta, väliavaruudessa olevasta lika-aineesta, kammion geometriasta, pesusta, servokäyttäytymisestä ja lämpötilan vakaudesta.

Pinnan käsittely kuvailee mitattua pintaprofiilia, joka ilmoitetaan yleensä parametrein kuten Ra tai Rz. Pinnan eheyys koskee alueen tilaa pinnan alla ja pinnalla, johon voivat kuulua uudelleen sulautunut tai valkoinen kerros, lämpövaikutetun materiaalin alue ja mikrorakot. Alhainen Ra-arvo ei takaa, että kriittinen osa on hyväksyttävässä tilassa uudelleen sulautuneen kerroksen suhteen tai että siinä ei ole mikrorakkoja.

Pidä myös mittatarkkuus erillään. Kammio voi täyttää karkeusvaatimukset, mutta silti epäonnistua kokoon, loven, kulman, säteen tai muodon vaatimuksissa. Jos kyseessä on väsymislujuus, tiivistys, pinnoituksen adheesio, korroosionkestävyys, lääketieteellinen käyttö tai muu kriittinen toiminto, piirustuksessa ja laatuohjelmassa tulisi määritellä vaadittava pinnan eheyskatsastus eikä luottaa pelkästään karkeusarvoihin.

Määritä hyväksyntämenetelmä ennen asetusten muuttamista

Ennen polttotila-asetusten säätämistä varmista, mitä piirustus tai asiakas todella vaatii:

• työkappaleen materiaali, laatu, kovuus tai lämpökäsittelyn tila;
• kammion syvyys, projisoitu tai kosketuspinta-ala, ripat, kulmat, ilmanpoistot ja lastun poistopolku;
• vaaditut mitat, toleranssit, säteet ja reunan tila;
• vaadittu Ra-, Rz- tai muu tekstuuriparametri, mukaan lukien sovellettava standardi ja mittausmenetelmä;
• mittaussuunta, mittauspaikat, laitteen asetukset ja lukumäärä mittauksia;
• mikä tahansa uudelleenvalutu kerros, mikrorakot, metallurgia tai muu pinnanlaatua rajoittava tekijä;
• tuleeko myöhempää hiomista, pinnoitusta tai muuta prosessia käyttämällä muuttua pinta tai mitat.

Ilman tätä perustasoa ilmaisu ”parempi pinnanlaatu” on epäselvä. Visuaalisesti kirkkaampi pinta, pienempi Ra-arvo ja toimiva pinta ovat toisiinsa liittyviä, mutta eivät vaihdettavissa keskenään.

Käytä hallittua karkeahionta–loppuhionta-järjestelmää

Luotettava tapa on erottaa materiaalin poisto lopullisesta pinnanmuodostuksesta. Käytä konevalmistajan tilataulukoita lähtökohtana; tarkat tilakoodit, virta, pulssi, jännite, napaisuus, servojärjestelmän ja liikkeen asetukset ovat generaattorikohtaisia ja työkohtaisia.

Älä vähennä yhtä asetusta sokeasti, kunnes prosessi hidastuu tai muuttuu epävakaaksi. Pinnanlaatu syntyy koko purkautumisolosuhteista ja välysympäristöstä. Jos kammiossa on syviä rippeitä, suuri kosketuspinta-ala tai huono jätepoistokyky, saattaa vaadita eri elektrodisuunnitelmaa, liikestrategiaa tai pesuasettelua eikä pelkästään alhaisempaa energiatasoa.

Valitse ja valmista elektrodi koko prosessia varten

Kumpikaan kuparista tai grafiitista ei ole yleisesti paras viimeistelyelektrodi. Tulos riippuu elektrodin laadusta ja rakenteesta, työkappaleen materiaalista, generaattorista, napaisuudesta, virrantiukkuudesta, kaviteetin geometriasta, käytössä olevasta pinta-alasta, pesusta sekä vaaditusta tasapainosta nopeuden, kulumisen, tarkkuuden ja pinnanlaadun välillä.

• Kirjaa tarkka elektrodi: materiaali ja laatu, elektrodin numero, karkeus- tai viimeistelykäyttö, mitat, alimitoitus, suuntaus ja pituri.
• Tarkista ennen käyttöä: tarkista työpinnat, reunat, ripat, ilmanvaihtokanavat, piturin liitos, pyörivän osan epäkeskisyys tai suuntaus, saastuminen ja vauriot.
• Suunnittele kulumista varten: varmista kompensointi ja tarkista todellinen kulumiskuvio sen sijaan, että oletettaisiin, että yksi nimellispoikkeama tai yksi elektrodi soveltuisi kaikkiin vaiheisiin.
• Käytä erillisiä elektrodeja, kun tehtävä niitä vaatii: erityinen viimeistelyelektrodi voi estää karkeusvaiheen kuluma- ja vauriokuvion siirtymisen lopulliselle pinnalle, mutta se lisää valmistus-, asennus- ja vaihtotyötä, jota on suunniteltava.
• Pidä elektrodiprosessi johdonmukaisena: valmistelumerkit, terävät reunat, sirpaleet, pinnoitteet tai saastuminen voivat ilmetä paikallisena pinnan laadun vaihteluna.

Automaattinen kulumalaskenta tai -kompensaatio mainitaan vain, kun se on vahvistettu tarkalleen kyseiselle ohjaimelle ja asennetulle vaihtoehdolle. Muissa tapauksissa mittaa ja dokumentoi elektrodi ja kammio prosessisuunnitelmassa vaadituissa vaiheissa.

Stabiloi eristeen, jäähdytysnesteiden ja kipinävälin toiminta

Eriste eristää välin ennen purkausta, jäähdyttää prosessia ja kuljettaa pois epäpuhtauksia. Lopputuloksen vakaus ei säily, jos saastuminen tai jäänyt epäpuhtaus aiheuttaa toistuvia poikkeavia purkauksia. Käytä ainoastaan konetta varten määriteltyä tai hyväksyttyä eristettä ja noudata konen ja nesteiden toimittajien määrittelemiä rajoja nestemäärälle, suodatukselle, käyttöolosuhteille ja lämpötilalle.

• tarkista nestemäärä, kiertoprosessi, suodattimen tila, näkyvä saastuminen, vuodot ja koneen ilmoitukset ennen sähköasetusten diagnostiikkaa;
• suora puhdistus tai imurointi, jotta epäpuhtaudet poistuvat aktiivisesta välistä eivätkä kertye suojattomaan alueeseen;
• vältä liiallista tai epätasaista virtausta, joka häiritsee väliä, siirtää herkkää elektrodia tai aiheuttaa epäjohdonmukaisen epäpuhtauksien kulun;
• käytä hyppäys-, kiertoliike- tai vastaavaa liikettä vain siinä tapauksessa, että tarkka kone ja ohjain tukevat sitä, ja varmista liikkeen soveltuvuus elektrodin ja kaviteetin geometrian perusteella;
• älä lisää jauheita, pinnaktiivisia aineita tai muita kemikaaleja, ellei koneen ja eristeen toimittaja ole hyväksynyt ainetta, sen pitoisuutta, suodatusta, yhteensopivuutta ja turvallisuusmenettelyjä;

Välin säätö on järjestelmän reaktio, ei yksittäinen jännitesääntö. Generaattorin aaltomuoto, sytytyskäyttäytyminen, servovaste, elektrodin pinta-ala, epäpuhtaudet ja puhdistus vaikuttavat toisiinsa. Jatkuvaa kaarumista, kulumista tai paikallista ylikuumenemista tulisi tutkia prosessin vakausongelmana eikä peittää yhdellä mielivaltaisella asetukseen tehdyllä muutoksella;

Ohjauksen määrittäminen ja lämpötilan vaihtelu

Tarkka viimeistely voi olla altis muutoksille koneessa, työkappaleessa, elektrodissa, eristeessä ja mittausympäristössä. Noudata valitun koneen asennus- ja käyttöohjetta, anna järjestelmän vakautua vaaditulle tehtävälle ja vältä suuria tai nopeita ympäristön muutoksia, suoraa lämmitystä tai jäähdytysilmanvirtaa sekä hallitsemattomia mittausolosuhteita.

Ennen viimeistelyvaiheita tarkista:

• puhtaat ja vakautetut sijoituspinnot, kiinnitys ja työkappaleen sähköliitos;
• oikea referenssipiste, syvyysviite, koordinaattikorjaus, kompensointi ja elektrodin suuntaus;
• pidikkeen ja elektrodin kohdistus, kunto ja varaus koko suunnitellun liikkeen ajan;
• lämpötilaltaan vakaa kone, työkappale, elektrodi ja eriste, jotka sopivat piirustuksen tarkkuusvaatimuksiin ja prosessin kestoon;
• että tarkastus suoritetaan sovitulla tavalla eikä verrataan välittömästi erilaisia lämpötilatiloja.

Älä esitä yleispätevää huone- tai nestelämpötilaa EDM-sääntönä. Vaadittu vakaus riippuu koneen määrittelystä, materiaaleista, osan koosta, toleransseista, syklin kestosta ja mittaus-suunnitelmasta.

Mitaa upotus-EDM-pinnanlaatu oikein

Ilmoita Ra ja Rz erillisinä parametreinä; älä muunna toista toiseen kiinteällä kertoimella. Profiilipohjaisen pinnan tekstuurin osalta nykyinen ISO-raamistö sisältää standardit ISO 21920-2:2021 (käsitteet, määritelmät ja parametrit) ja ISO 21920-3:2021 (määrittelyoperaattorit). Jos piirustus tai asiakassopimus viittaa johonkin muuhun standardiin tai sen versioon, noudata kyseistä dokumentoitua vaatimusta eikä muuta sitä hiljaa.

Hyödyllinen tarkastustietue tunnistaa:

• ilmoitetun parametrin ja yksiköt;
• hyväksynnän kannalta käytetyn standardin ja sen version;
• mittalaitteen ja tuntuman tai menetelmän;
• sovellettavan menetelmän vaatimat suodatin-, katkaisu- tai kerrospaksuusasetukset;
• arviointipituuden, mittausuunnan ja pintakohtien sijainnit;
• lukumäärän ja tuloksen hyväksymiseen käytetyn säännön.

Mitataan riittävästi edustavia paikkoja, jotta voidaan havaita suuntava tai paikallinen vaihtelu. Yksittäinen lukema helposti saavutettavasta tasaisesta alueesta ei välttämättä edusta syvää rintaa, kulmaa tai roskia kertyvää aluetta. Kun pinnan eheys on määritelty, käytetään lisäksi sopimalla metallurgisella tai muulla tarkastusmenetelmällä tekstuurin mittauksen lisäksi.

Sinker-EDM-pinnanongelmanratkaisuopas

Alla olevat tarkastukset ovat diagnostisia lähtökohtia, eivätkä ne todista yhtä ainoaa juurisyynä olevaa syytä. Säilytetään viimeisin hyväksytty asetus, muutetaan yhtä ohjattua muuttujaa kerrallaan ja toistetaan sama mittausmenetelmä.

Jos ongelma liittyy generaattorikaappiin, akselin takaisinkytkentään, turvapiiriin, palosuojajärjestelmään, koneen geometriaan tai ratkaisemattomaan hälytykseen, pysäytä toiminta ja käytä valtuutettua huoltotukea. Älä ohita turvakytkimiä eikä anna operaattorille ohjeita korjata korkean energian sähkölaitteita.

Valitse kone ja valmista hyödyllinen tarjouspyyntö

HarsMarg-luettelot muotinupotus-EDM-koneet molemmissa ZNC:n työntötyöstö EDM ja CNC:n työntötyöstö EDM kategoriat. Pinnankäsittelyn soveltuvuutta ei voida valita pelkästään kylpyyn koon tai generaattorivirran perusteella. Todellisen sovelluksen osalta on tarkistettava ohjain, akselit ja liiketarpeet, elektrodi/työkappaleen ulottuvuudet, kuorma, kaviteetin geometria, prosessivaiheet, tarkastussuunnitelma ja vaadittavat lisävarusteet.

Teknisen tarjouksen tai prosessikeskustelun saamiseksi lähetä:

• piirros tai 3D-malli, josta ilmenevät kaviteetin koko, syvyys, projisoitu pinta-ala, ripat, kulmat, toleranssit ja vaaditut pinnankäsittelyalueet;
• työkappaleen materiaali, laatu, kovuus/käsittelytila, kokonaismitat ja paino;
• vaadittu Ra- ja Rz-arvo sekä mittausstandardi/menetelmä, lisäksi mahdollinen pinnan eheysraja;
• elektrodin materiaali/laatu, elektrodien lukumäärä, mitat, alimitoitus ja pitimen tiedot, jos ne on jo määritelty;
• nykyinen prosessi, kone/ohjain, dielektrinen neste, karkeus-/loppukäsittelysarja sekä havaittu vika tai pullonkaula;
• tuotantomäärä, vaaditut tarkastustiedot, automaatio- tai yhtäjaksois-toimintatarpeet;
• kohdemaan, saatavilla olevan sähköntarjonnan ja sovellettavien tehdas- tai turvallisuusvaatimusten määrittäminen.

Jos ostospesifikaatiossa vaaditaan tarkkaa pinnanlaatutulosta, pyydä dokumentoitua kokeilua edustavalla materiaalilla ja geometrialla sopivan elektrodin, käyttöjärjestyksen ja mittausmenetelmän kanssa. Kilpailijan parhaan mahdollisen näytteen tai ilman viittausta annetun luettelotunnuksen käyttö ei korvaa HarsMarg -mallikohtaista hyväksyntätestiä.

Usein kysytyt kysymykset

Parantaako virtauksen vähentäminen aina sinker-EDM:n pinnanlaatua?

Ei. Pinnanlaatuprosessissa käytetään yleensä alhaisempaa purkausenergiaa kuin karkeassa työstössä, mutta vakaa tulos riippuu kokonaisesta generaattorin tilasta, elektrodi/työkappale -parista, käytössä olevasta pinta-alasta, servovasteesta, nesteestä ja epäpuhtauksista. Satunnainen vähentäminen voi tehdä prosessista epävakauden tai tarpeettoman hitaan. Aloita tarkalla koneen teknologiapöydällä ja varmista koko järjestelmä.

Kumpi on parempi tarkkaan sinker-EDM:n pinnanlaatutyöstöön: kupari vai grafiitti?

Kumpikaan ei ole yleisesti parempi. Elektrodin laatu, rakenne, koneistettavuus, tarkkuus, kulumiskäyttäytyminen, työkappaleen materiaali, napaisuus, generaattori ja kammion geometria vaikuttavat kaikki. Vertaa koko prosessia ja vaadittua lopputulosta sen sijaan, että valitsisit ainoastaan materiaalin nimen perusteella.

Tarkoittaako alhainen Ra-arvo, että uudelleenkovettumakerrosta tai mikrorakojen muodostumista ei esiinny?

Ei. Ra kuvaa yhtä pinnan topografian ominaisuutta. Uudelleenkovettumakerroksen paksuus, mikrorakot ja muut pintatason eheysominaisuudet vaativat omat piirustusrajoituksensa ja tarkastusmenetelmänsä, jos ne ovat toiminnallisesti tärkeitä.

Kuinka monta karkeus- ja viimeistelyvaihetta vaaditaan?

Yleispätevää lukumäärää ei ole. Se riippuu alkupoisusta, kammion koosta ja syvyydestä, käytössä olevasta pinta-alasta, elektrodisuunnittelusta, generaattorista, materiaalista, tavoitellusta pintatekstuurista, mittojen tarkkuusvaatimuksista ja pintatason eheysvaatimuksista. Käytä mallikohtaista teknologiaohjeistusta ja vahvista vaihejärjestys edustavan kokeilun avulla.

Voiko pintojen laadun parantamiseen käyttää jauheita tai lisäaineita?

Vain silloin, kun tarkka kone ja eristävien aineiden toimittajat hyväksyvät materiaalin, sen pitoisuuden, kiertoprosessin, suodatuksen, yhteensopivuuden, tulipalo-/turvallisuusohjaukset ja poistotavan. Omien valmistajien (OEM) oma prosessi tai julkaistu koe ei ole yleispätevä resepti muulle koneelle.

Mitä tulee tarkistaa upotus-EDM:n viimeistelykokeen jälkeen?

Tarkista sovitut tekstuuriparametrit sopivissa paikoissa, kammion mitat ja muoto, kulmat ja säteet, kaltevuus tarvittaessa, elektrodin kulumisaste sekä mahdolliset uudelleenmuodostuneen kerroksen tai mikrorakojen vaatimukset. Merkitse kokonaisprosessin versio ja mittausmenetelmä, jotta hyväksytty tulos voidaan toistaa.

Pyydä upotus-EDM-prosessin tarkastusta

Lähetä piirustuksesi, materiaali, kammion geometria, toleranssit, vaadittu pinnan tekstuurin ja eheysvaatimukset, elektrodisuunnitelma, tuotantomäärä, määränpää ja sähköntarve. HarsMarg voi tarkistaa asianmukaisen koneperheen ja tunnistaa, mitkä kyvyt ja näytetestausehdot on vahvistettava teknisessä tarjouksessa. Lähetä upotus-EDM-sovelluksesi tarkastettavaksi .