เครื่องเจาะ EDM: การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตแม่พิมพ์และเครื่องมือ

หนึ่ง เครื่องเจาะ edm อาจเป็นวิธีที่มีประโยชน์สำหรับการเจาะรูในส่วนประกอบแม่พิมพ์และเครื่องมือที่นำไฟฟ้า เมื่อไม่สามารถใช้สว่านกลไกได้อย่างสะดวก ให้เลือกวิธีการตามหน้าที่ของรู การเข้าถึง สถานะของวัสดุ และข้อกำหนดด้านการยอมรับ ไม่ใช่จากคำมั่นทั่วไปเรื่องความแม่นยำเหนือกว่า

รูเริ่มต้นสำหรับ Wire EDM รูนำทางที่เสร็จสมบูรณ์ และช่องทางระบายความร้อน มีหน้าที่ต่างกัน ต้องระบุให้ชัดเจนว่าลักษณะใดกำลังถูกผลิต ปริมาณการเผาผลาญ (machining allowance) ที่กำหนดไว้ และขั้นตอนการผลิตที่ตามมา การสร้างรูให้สำเร็จลุล่วงเพียงอย่างเดียว ไม่ได้หมายความว่าแม่พิมพ์จะทำงานได้ดี หรือเหมาะสมสำหรับส่วนประกอบที่อยู่ภายใต้กฎระเบียบ

หลักการพื้นฐานของเทคโนโลยีการเจาะแบบ EDM

กลไกการปล่อยประจุไฟฟ้า

การปล่อยประจุไฟฟ้าจะขจัดวัสดุที่นำไฟฟ้าออกผ่านการกระทำความร้อนเฉพาะจุดในช่องว่างระหว่างอิเล็กโทรดกับชิ้นงาน การหลอมละลายและอาจเกิดการกลายเป็นไอแทนการตัดเศษวัสดุแบบดั้งเดิม แต่กระบวนการนี้ไม่ได้ทำให้เป็นกระบวนการที่ไม่มีความร้อนหรือไม่มีแรงเครียด

ของไหลที่ใช้งานช่วยสนับสนุนกระบวนการปล่อยประจุและกำจัดเศษวัสดุ วัสดุที่แข็งตัวใหม่และผลกระทบจากความร้อนอาจยังคงค้างอยู่ที่ผนังรู ให้ระบุข้อกำหนดที่ยอมรับได้สำหรับชั้นวัสดุที่แข็งตัวใหม่ (recast layer) รอยแตก หรือความสมบูรณ์ของพื้นผิวแยกต่างหากจากขนาดของรู

การออกแบบและการเลือกอิเล็กโทรด

อิเล็กโทรดทรงท่อกลางหมุนเป็นที่นิยมใช้กันทั่วไปในการเจาะรูขนาดเล็กด้วยวิธี EDM อิเล็กโทรดที่ทำจากทองแดงหรือโลหะผสมทองเหลืองอาจเหมาะสม โดยมีช่องภายในเพื่อส่งของไหล โปรดเลือกวัสดุ โครงสร้างของท่อ ตัวนำทาง และความยาวที่ใช้งานได้ ให้สอดคล้องกับเครื่องจักรและรูที่ระบุ

ห้ามนำคำแนะนำเกี่ยวกับอิเล็กโทรดกราไฟต์สำหรับการกัดแม่พิมพ์แบบ die-sinking มาใช้โดยตรงกับการเจาะรูด้วยอิเล็กโทรดทรงท่อ เนื่องจากกลุ่มอิเล็กโทรดแต่ละแบบออกแบบมาเพื่อกระบวนการที่ต่างกัน โปรดตรวจสอบอัตราการสึกหรอ ความเข้ากันได้กับตัวนำทาง และขั้นตอนการเปลี่ยนอิเล็กโทรดอย่างละเอียด โดยไม่ควรสันนิษฐานว่าเครื่องจักร EDM นั้นมีระบบเปลี่ยนอิเล็กโทรดอัตโนมัติเพียงเพราะมีป้ายระบุไว้

การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องมือ

แยกแยะรูเริ่มต้น (Start Holes) ออกจากหลุมเครื่องมือที่เสร็จสมบูรณ์ (Finished Tool Holes)

สำหรับรูปแบบการตัดด้วยลวดไฟฟ้า (Wire EDM) ที่ปิดสนิท รูเริ่มต้นทำหน้าที่เป็นทางให้ลวดผ่านเข้าไป ไม่ใช่พื้นผิวของรูปแบบสุดท้าย ตำแหน่งและระยะว่างของรูนี้ต้องเหมาะสมกับการดำเนินการด้วยลวดในขั้นตอนถัดไป ความหนาของชิ้นงาน และการจัดวางระบบยึดจับ

สำหรับรูที่ใช้สำหรับการไหลของสารหล่อเย็นหรือรูเครื่องมือเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะอื่น ๆ ให้ตรวจสอบส่วนของรูที่สามารถเจาะได้จริง และเส้นทางการผลิตที่เหลืออยู่ ห้ามสรุปโดยอัตโนมัติว่าจะได้เส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำที่กำหนด หรือช่องทางโค้งต่อเนื่อง หรืออายุการใช้งานของเครื่องมือตัดที่ยืดยาวขึ้น เพียงเพราะสามารถเจาะรูนั้นได้

การผลิตด้วยแม่พิมพ์ก้าวหน้า

แผ่นดันวัสดุ (stripper plates) ชิ้นส่วนแม่พิมพ์ (die inserts) และลักษณะที่เกี่ยวข้องกับระบบนำทาง (guide-related features) จำเป็นต้องมีการตรวจสอบแบบแปลนแยกต่างหาก ให้แยกแยะรูเตรียมการออกจากที่นั่งหมุดสำเร็จรูป (finished pin seat) หรือลักษณะการจัดตำแหน่ง (locating feature) ที่เสร็จสมบูรณ์ ทิ้งระยะเผื่อการตกแต่งขั้นสุดท้ายไว้ตามที่กำหนด และคงการตรวจสอบตำแหน่งเชิงพิกัด (positional checks) และคุณภาพพื้นผิว (surface acceptance checks) ตามข้อกำหนด

ตลาด เครื่องเจาะ edm ลิงก์นี้เชื่อมไปยังการตั้งค่า D703 แบบไม่ใช้ CNC ซึ่งควบคุมการป้อนแกน Z การจัดตำแหน่งรูและกระบวนการตั้งค่ายังคงเป็นประเด็นที่ต้องพิจารณาแยกต่างหาก ฟังก์ชันการป้อนนี้ไม่ได้ทำให้เกิดการเรียงลำดับพิกัดโดยอัตโนมัติ ไม่ช่วยยืดอายุแม่พิมพ์ให้ดีขึ้น และไม่สามารถป้องกันการเปลี่ยนแปลงผิวหน้าจากความร้อนได้

วางแผนตำแหน่งรูแม่พิมพ์โดยคำนึงถึงการเข้าถึงและการใช้งาน

ระบบระบายความร้อนสำหรับแม่พิมพ์ฉีด

การจัดเรียงการเจาะด้วยอิเล็กโทรดแบบตรงตามแบบดั้งเดิม ไม่ควรระบุว่าเป็นวิธีการสร้างช่องระบายความร้อนแบบคอนฟอร์มอลแบบสุ่ม ต้องกำหนดส่วนที่เป็นเส้นตรงซึ่งสามารถเข้าถึงได้ก่อนเลือกวิธีการผลิต

การเจาะเข้ามุม การตัดกันของรู และการทะลุผ่านใกล้ผนังอีกด้านหนึ่ง จำเป็นต้องมีแผนงานเฉพาะสำหรับแบบวาดแต่ละฉบับ ต้องระบุให้ชัดเจนว่าสามารถเข้าถึงได้หรือไม่ การเคลื่อนที่ที่รองรับได้ และการป้องกันหรือการตกแต่งเพิ่มเติมใดๆ ที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์ที่เสนอ

เงื่อนไขการเจาะรูลึก

สำหรับรูที่มีความลึกมากหรือรูที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์แบบอีเจกเตอร์ ต้องระบุขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ความลึก ความหนาของผนัง และเงื่อนไขที่จุดเข้าและจุดออกพร้อมกัน การนำทางการเข้าถึง ความยาวของอิเล็กโทรดที่ไม่มีการรองรับ การจัดแนว และการระบายเศษวัสดุ อาจจำกัดเส้นทางที่ใช้งานได้จริง อัตราส่วนความลึกค่าหนึ่งค่าไม่ได้เป็นการรับประกันความสามารถในการผลิต

แรงตัดแบบดั้งเดิมที่ลดลงไม่ได้ทำให้การเบี่ยงเบนของอิเล็กโทรด การสั่นคลอน หรือความเบี่ยงเบนของรูหายไปอย่างสมบูรณ์ โปรดตรวจสอบแกนกลางที่ต้องการและลักษณะของพื้นผิวที่จุดเข้าและจุดออกซึ่งสามารถเข้าถึงได้ โดยใช้วิธีที่ตกลงร่วมกันแล้ว ทบทวนวิธีการประเมินบริเวณที่ลึกกว่าเมื่อสภาพของบริเวณนั้นมีความสำคัญ

ทบทวนวัสดุชิ้นงานจริง

เหล็กกล้าและโลหะผสมที่ผ่านการชุบแข็งแล้วและนำไฟฟ้าได้

ระบุเกรดของโลหะผสม สภาวะการอบร้อน และการเคลือบใด ๆ ก่อนวางแผนรูสำหรับแม่พิมพ์ การนำไฟฟ้าจำเป็นสำหรับกระบวนการ EDM มาตรฐาน แต่เพียงความแข็งแรงอย่างเดียวไม่สามารถทำนายเวลาไซเคิล ปริมาณการสึกหรอของอิเล็กโทรด หรือคุณภาพพื้นผิวของชิ้นงานที่เสร็จสิ้นได้

สำหรับแม่พิมพ์โลหะผสมที่มีส่วนประกอบแบบแทรกลงไป ต้องตกลงกันให้ชัดเจนว่าการเจาะรูจะทำก่อนหรือหลังการอบความร้อน และพื้นผิวใดบ้างที่ต้องคงสภาพเดิมไว้ ควรประเมินลำดับขั้นตอนจริงและข้อกำหนดในการยอมรับอย่างละเอียด แทนที่จะสมมุติว่ากระบวนการ EDM จะรักษาคุณสมบัติของวัสดุทุกประการไว้ได้ หรือสามารถสร้างช่องทางภายในที่เข้าถึงไม่ได้

ความเหมาะสมของเซรามิกและคอมโพสิต

การใช้คำว่าเซรามิกและคอมโพสิตไม่ได้หมายความว่าวัสดุเหล่านั้นเหมาะสำหรับการตัดด้วย EDM โดยอัตโนมัติ จำเป็นต้องตรวจสอบเกรดเฉพาะ ลักษณะเส้นทางการนำไฟฟ้า วัสดุเสริมแรงและสารยึดเกาะ รวมทั้งรูปทรงเรขาคณิตของชิ้นงานอย่างรอบคอบ ห้ามสมมุติว่าส่วนประกอบที่นำไฟฟ้าได้จะทำให้ชิ้นงานทั้งชิ้นสามารถตัดด้วย EDM ได้อย่างสม่ำเสมอ

ควรทดลองตัดวัสดุที่เสนอไว้ โดยตรวจสอบขอบและผนังรูที่เกี่ยวข้องอย่างละเอียด การปล่อยประจุแบบไม่สัมผัสไม่ได้รับประกันว่าจะไม่มีรอยแตกร้าว รอยกระเทาะ รอยแยกชั้น หรือการเปลี่ยนแปลงจากความร้อนเกิดขึ้น นอกจากนี้ อิเล็กโทรดยังสึกหรอระหว่างกระบวนการ ดังนั้นกระบวนการนี้จึงไม่ใช่กระบวนการที่ไม่มีการสึกหรอเลย

บันทึกกระบวนการและตรวจสอบคุณลักษณะให้แน่ชัด

การเลือกและปรับแต่งพารามิเตอร์

ใช้คู่มือที่ผู้ผลิตเครื่องจักรรับรองเพื่อกำหนดค่าพารามิเตอร์สำหรับวัสดุ ขั้วไฟฟ้า และรูเจาะ บันทึกสภาวะทางไฟฟ้าและของเหลวที่ใช้จริง รวมถึงรายละเอียดของตัวนำทางและอุปกรณ์ยึดจับ หลีกเลี่ยงการใช้กระแสไฟฟ้า แรงดัน ขั้วไฟฟ้า หรือสูตรของเหลวแบบทั่วไป

แยกการควบคุมการป้อนขั้วไฟฟ้าออกจากตำแหน่งแบบซีเอ็นซี การชดเชยการสึกหรอ และการปรับพารามิเตอร์แบบปรับตัวได้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าฟังก์ชันที่ระบุไว้ในเอกสารนั้นมีให้ใช้งานจริง และตรวจสอบวิธีการกู้คืนรูเจาะที่ถูกขัดจังหวะ ป้ายกำกับของตัวควบคุมไม่ได้หมายความว่าสามารถป้องกันข้อบกพร่องโดยอัตโนมัติ หรือรับประกันคุณภาพของชุดงานที่ทำซ้ำได้

การประกันคุณภาพและการวัดค่า

ระบุจุดอ้างอิง เส้นผ่านศูนย์กลาง ตำแหน่ง รูปร่าง และวิธีการตรวจสอบอย่างชัดเจน การตั้งค่าเครื่องวัดพิกัด (CMM) หรือระบบวัดด้วยแสงต้องเหมาะสมกับลักษณะของชิ้นงานที่ต้องการวัด แต่ทั้งสองวิธีนี้ไม่สามารถตรวจสอบความหยาบของผนังลึก ชั้นโลหะที่หลอมใหม่ (recast layer) หรือแรงดันตกค้างได้โดยอัตโนมัติ โปรดเลือกการประเมินเหล่านี้แยกต่างหากตามความจำเป็น

สำหรับรูที่เจาะซ้ำบนแม่พิมพ์ ต้องตกลงกันล่วงหน้าว่าตัวอย่างและตำแหน่งใดบ้างที่จะตรวจสอบ และจะจัดการกับรูที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดอย่างไร ต้องแยกแยะการสังเกตการปล่อยประจุที่บันทึกไว้ ออกจากคุณภาพของรูที่วัดได้จริง การตรวจสอบแบบต่อเนื่องไม่สามารถแทนข้อกำหนดการตรวจสอบที่ระบุไว้ในแบบแปลนได้

เปรียบเทียบต้นทุนสำหรับงานแม่พิมพ์หรือแม่พิมพ์จริง

การพิจารณาต้นทุนการดำเนินงาน

รวมอิเล็กโทรด ไกด์ ของเหลวทำงาน ระบบกรองไฟฟ้า ค่าไฟฟ้า ค่าบำรุงรักษา และภาระงานของผู้ปฏิบัติงานไว้ในการประมาณการงาน รวมถึงอุปกรณ์ยึดชิ้นงาน การจัดตำแหน่งรู การตรวจสอบ และการตกแต่งเพิ่มเติมหลังจากนั้น เปรียบเทียบเส้นทางการผลิตสำหรับวัสดุในสภาพเดียวกันและคุณลักษณะที่ยอมรับได้

การเจาะด้วย EDM ไม่ได้ทำให้เลิกใช้ของเหลวทำงาน หรือลดการสึกหรอของวัสดุสิ้นเปลือง หรือตัดขั้นตอนการผลิตรองลงได้ การเปรียบเทียบพลังงานและของเสียจำเป็นต้องใช้ขอบเขตการผลิตที่สอดคล้องกันและการสังเกตการณ์จริง การที่กลไกการกำจัดวัสดุต่างกัน ไม่ใช่หลักฐานว่ามีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมหรือต้นทุนต่ำกว่า

ประเมินการลงทุนจากบันทึกการทำงาน

สำหรับภาระงานด้านแม่พิมพ์ที่เสนอไว้ ให้บันทึกขั้นตอนการตั้งค่า การกลึง การหยุดชะงักระหว่างกระบวนการ และจำนวนรูที่ผ่านเกณฑ์ที่ยอมรับได้ นำข้อมูลสังเกตนี้ไปใช้ร่วมกับค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์ การผสานระบบ และค่าใช้จ่ายที่เกิดซ้ำอย่างต่อเนื่อง ห้ามคำนวณระยะเวลาคืนทุนที่เอื้อประโยชน์โดยสมมุติว่าจะลดของเสียลง หรือเพิ่มกำลังการผลิตโดยไม่มีหลักฐานยืนยัน

หากมีการเสนอระบบอัตโนมัติ ให้ระบุขั้นตอนที่ผู้ปฏิบัติงานต้องทำซึ่งถูกแทนที่โดยระบบดังกล่าว รวมทั้งงานเตรียมการ งานบริการ และงานฟื้นฟูที่ระบบเพิ่มเข้ามา ให้คงสมมุติฐานเกี่ยวกับการตรวจสอบคุณภาพและการรับประกันตามข้อกำหนดจริงที่มีอยู่ การเพิ่มระดับความอัตโนมัติขึ้นไม่ได้หมายความโดยอัตโนมัติว่าจะลดขอบเขตการตรวจสอบ หรือลดจำนวนบุคลากรลง

ยืนยันหน้าที่ของอุปกรณ์และการจัดการของเหลว

การบูรณาการเทคโนโลยี

การปรับแต่งด้วยปัญญาประดิษฐ์ (AI) การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ การเปลี่ยนขั้วไฟฟ้าอัตโนมัติ และการผสานเข้ากับระบบโรงงาน ยังไม่ได้รับการยืนยันในบทความฉบับนี้ โปรดขอรายละเอียดเฉพาะเกี่ยวกับการตั้งค่า การเชื่อมต่อ และคำแนะนำการใช้งานก่อนนำฟังก์ชันดังกล่าวไปใช้ในการวางแผนการผลิตแม่พิมพ์

เมื่อต้องการบันทึกข้อมูลการผลิต ให้ระบุช่องข้อมูลที่จำเป็นและผู้รับผิดชอบในการบันทึกข้อมูลนั้น การเชื่อมต่อเครือข่ายเพียงอย่างเดียวไม่สามารถให้ความสามารถในการติดตามย้อนกลับ หรือการผสานรวมกับระบบวางแผนการผลิต หรือผลการตรวจสอบได้ ดังนั้นอาจยังคงจำเป็นต้องบันทึกข้อมูลด้วยมือตามกระบวนการทำงานที่ตกลงกันไว้

พิจารณาเกี่ยวกับของเหลวที่ใช้ในการทำงานและของเสีย

ใช้ของเหลวฉนวนไฟฟ้าที่ผู้ผลิตเครื่องกำหนดไว้ พร้อมปฏิบัติตามคำแนะนำในการบำรุงรักษาอย่างเคร่งครัด บันทึกสภาพของของเหลว ประสิทธิภาพการกรอง และการเปลี่ยนของเหลวเป็นระยะ ห้ามนำการตั้งค่าของเหลวจากแพลตฟอร์มอื่นมาใช้กับอุปกรณ์ที่เสนอ

ปฏิบัติตามคำแนะนำด้านการจัดการของเหลวจากผู้จัดจำหน่ายของเหลว และปฏิบัติตามข้อตกลงการจัดการของเสียที่สถานที่นั้นกำหนดไว้ การรีไซเคิลหรือฉลากที่ระบุว่าย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ไม่ได้หมายความโดยอัตโนมัติว่ามีผลกระทบโดยรวมต่ำลง ประสิทธิภาพการกลึงไม่เปลี่ยนแปลง หรือสอดคล้องตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ ดังนั้นการอ้างอิงด้านสิ่งแวดล้อมควรทำได้เฉพาะเมื่อมีหลักฐานที่เกี่ยวข้องเท่านั้น

คำถามที่พบบ่อย

เครื่องเจาะแบบ EDM สามารถประมวลผลวัสดุชนิดใดได้บ้าง

การกัดด้วยกระแสไฟฟ้าแบบมาตรฐาน (EDM) ต้องใช้วัสดุชิ้นงานที่นำไฟฟ้าได้ โปรดยืนยันเกรด สถานะพื้นผิว สารเคลือบ และข้อกำหนดเกี่ยวกับรูอย่างแท้จริง โดยเฉพาะสำหรับวัสดุคาร์ไบด์ เซรามิก และคอมโพสิต ทั้งความนำไฟฟ้าและค่าความแข็งเพียงอย่างเดียวไม่สามารถรับประกันผลลัพธ์สุดท้ายที่เหมาะสมได้

ความแม่นยำของรูที่ได้จากการเจาะด้วย EDM เปรียบเทียบกับการเจาะแบบทั่วไปเป็นอย่างไร

ไม่มีข้อได้เปรียบด้านความแม่นยำที่ใช้ได้กับทุกรูโดยทั่วไป ให้เปรียบเทียบทั้งสองวิธีบนพื้นฐานของแบบแปลน วัสดุ และวิธีการวัดเดียวกัน ความผิดพลาดของเส้นผ่านศูนย์กลาง ตำแหน่ง รูปร่าง และความสมบูรณ์ของพื้นผิว ถือเป็นผลลัพธ์ที่แยกจากกัน ห้ามแทนค่าความคลาดเคลื่อนของแกนหรือค่าความคลาดเคลื่อนทั่วไปแทน

ปัจจัยใดบ้างที่ส่งผลต่อต้นทุนการดำเนินงานของเครื่องเจาะด้วย EDM

ปัจจัยหลักประกอบด้วยวัสดุสิ้นเปลือง พลังงาน ค่าเตรียมเครื่อง ค่าแรงงาน การตรวจสอบ และการตกแต่งหรือการปรับปรุงใหม่ (ถ้ามี) ควรประเมินต้นทุนต่อคุณลักษณะที่ผ่านการยอมรับแล้ว สำหรับงานจริงนั้น ๆ โดยไม่สรุปเองว่าการเลี่ยงการใช้สว่านแบบทั่วไปจะทำให้ต้นทุนรวมต่ำลงเสมอไป

เครื่องเจาะด้วย EDM สามารถสร้างรูที่มีเรขาคณิตซับซ้อนได้หรือไม่

การขึ้นรูปชิ้นงานพิเศษจำเป็นต้องใช้กระบวนการ ระบบเคลื่อนที่ และอุปกรณ์ที่เหมาะสม การมีขั้วไฟฟ้าที่ขึ้นรูปแล้วเพียงอย่างเดียวไม่ได้หมายความว่าเครื่องเจาะรูแบบท่อสามารถเจาะรูสี่เหลี่ยมจัตุรัสตามต้องการ รูที่ตัดผ่านกัน หรือช่องทางภายในที่โค้งได้

เอกสารอ้างอิงทางเทคนิคทั่วไป

Makino's เอกสารเกี่ยวกับการเลือกเทคโนโลยีการเจาะรู อธิบายกระบวนการเฉพาะสำหรับแต่ละแพลตฟอร์ม รวมถึงข้อพิจารณาด้านเรขาคณิตและพื้นผิว เป็นบริบททางเทคนิคทั่วไป ไม่ใช่ข้อกำหนดเฉพาะของ HarsMarg หรือรายงานผลการทดสอบ

ข้อมูลเกี่ยวกับขั้วไฟฟ้าแบบท่อจาก Sodick และ คำแนะนำด้านขั้วไฟฟ้าจาก GF ช่วยแยกแยะกลุ่มขั้วไฟฟ้าออกจากกัน แคตาล็อกของผู้ผลิตเหล่านี้ไม่ได้ระบุขอบเขตของขั้วไฟฟ้าที่ HarsMarg ให้บริการ ตัวเลือกที่จัดจำหน่าย หรือผลลัพธ์จากการกลึง