Как электроэрозионный станок с ЧПУ повышает точность пресс-формы на 50 %?

Прямой ответ: а. Прошивной станок с ЧПУ для электроэрозионной обработки обеспечивает повышение точности пресс-формы до 50 % за счет устранения механических сил резания, обеспечения субмикронного позиционирования электродов и поддержания настолько жестких допусков на размеры, насколько это возможно. ±0,002 мм — уровни, которых просто невозможно достичь при обычном фрезеровании закаленной инструментальной стали. Для производителей, производящих сложные формы для литья под давлением, штампы для литья под давлением или инструменты для прецизионной штамповки, это означает меньшее количество циклов доработки, более жесткие допуски на детали и значительно более длительный срок службы пресс-форм.

В этой статье подробно объясняется, как достигается такой прирост точности, какие параметры процесса имеют наибольшее значение и на что следует обращать внимание при выборе высокоточная электроэрозионная машина для штамповки для вашей производственной среды.

Основной механизм: как электроэрозионная штамповка удаляет материал

В отличие от обычной резки, Станок для изготовления пресс-форм с ЧПУ EDM удаляет материал посредством контролируемого электрического разряда — по сути, точно рассчитанных искр между фигурным электродом и заготовкой, погруженной в диэлектрическую жидкость. Каждый разряд разрушает микроскопическое количество материала как с электрода, так и с поверхности заготовки без физического контакта и, следовательно, без сил резания.

Этот бесконтактный процесс имеет три непосредственных преимущества точности:

• Отсутствие отклонения инструмента — электрод никогда не прогибается под режущей нагрузкой, поэтому геометрия полости точно воспроизводится независимо от глубины
• Отсутствие образования заусенцев — процесс термической эрозии обеспечивает получение чистых кромок без механических надрывов, которые создают заусенцы на фрезерованных поверхностях.
• Работает на полностью закаленной стали. — твердость до 70 HRC не влияет на электроэрозионную обработку, исключая искажения, вызванные постзакаленной обработкой

На практике магазины, использующие электроэрозионная электроэрозионная обработка для прецизионных форм сообщают, что их уровень принятия первой статьи о сложных полостях улучшается по сравнению с типичным 60–70% (при обычной механической обработке) до более чем 90–95% — прямое следствие присущей процессу стабильности размеров.

Как система ЧПУ повышает точность за пределами ручной электроэрозионной обработки

Элемент «ЧПУ» превращает базовый электроэрозионный станок в высокоточный инструмент промышленного уровня. Ручная электроэрозионная обработка требовала от квалифицированных операторов установки параметров зазора, регулировки скорости подачи сервопривода и управления промывкой вручную, что приводило к человеческому вмешательству на каждом этапе. Современный Прошивной станок с ЧПУ для электроэрозионной обработки автоматизирует все эти переменные посредством цифрового управления с обратной связью.

Адаптивное сервоуправление

Сервосистема постоянно контролирует разрядный зазор, обычно поддерживаемый на уровне 0,01–0,05 мм — и регулирует подачу электродов в реальном времени, чтобы предотвратить короткие замыкания и поддерживать оптимальные условия искры. Это означает, что станок самокорректируется тысячи раз в секунду, обеспечивая постоянную скорость съема материала независимо от сложности геометрии заготовки.

Автоматизированная орбита и планетарное движение

Система ЧПУ обеспечивает орбитальное движение электрода — по круговой, спиральной или планетарной траектории — что равномерно распределяет износ по электроду и улучшает прямолинейность стенок полости. Сама по себе эта технология может улучшить точность боковой стенки за счет 15–25% по сравнению с электроэрозионным электроэрозионным станком с прямым погружением, поэтому он входит в стандартную комплектацию любого высокоточная электроэрозионная машина для штамповки используется для изготовления пресс-форм.

Многоэтапные последовательности отделки

Современные электроэрозионные системы с ЧПУ автоматически выполняют черновые, получистовые и чистовые проходы, каждый из которых имеет все более точные настройки энергии разряда. Для чистового прохода обычно используются энергии разряда ниже 1 мкДж , достигая значений шероховатости поверхности Ra 0,1–0,4 мкм — поверхности зеркального качества без ручной полировки при многих применениях в пресс-формах.

Ключевые параметры, определяющие точность пресс-формы при электроэрозионной обработке

Понимание того, какие параметры процесса влияют на точность результатов, поможет вам сконфигурировать Станок для изготовления пресс-форм с ЧПУ EDM правильно и диагностировать проблемы, связанные с отклонением допусков. Ниже приведены наиболее влиятельные переменные:

Из них контроль межэлектродного зазора является наиболее прямым фактором точности размеров. Изменение зазора всего в 0,005 мм напрямую приводит к ошибке размера полости. Именно поэтому в системах ЧПУ премиум-класса используются линейные энкодеры высокого разрешения с Разрешение обратной связи 0,1 мкм для поддержания стабильности зазора на протяжении всего цикла обработки.

Повышение точности по сравнению с традиционной обработкой пресс-форм

Заявление об улучшении точности на 50 % не является теоретическим — оно постоянно документируется в различных отраслях с использованием электроэрозионная электроэрозионная обработка для прецизионных форм . Вот как цифры сравниваются по критическим показателям изготовления пресс-форм:

Преимущество углового радиуса особенно важно для тонкостенных литьевых форм и многоместных штампов, где острые внутренние углы функционально необходимы, но их невозможно достичь с помощью вращающихся режущих инструментов.

Конструкция электродов и выбор материала приводят к результатам

Электрод сам по себе является прецизионным инструментом: точность его размеров напрямую определяет точность полости. Для электроэрозионная электроэрозионная обработка для прецизионных форм , качество электродов не подлежит обсуждению.

Графитовые электроды

Графит является доминирующим материалом электродов в современных литейных цехах, его предпочитают Коэффициент износа в 3–5 раз ниже по сравнению с медью при черновой обработке, обрабатываемость на высокоскоростных фрезерных станках с ЧПУ и термическая стабильность при высоких энергиях разряда. Мелкозернистые марки графита (размер зерна менее 5 мкм) применяются для отделочных работ, где требуются значения Ra менее 0,4 мкм.

Медные электроды

Медные электроды по-прежнему предпочтительны для сверхтонкой чистовой обработки и операций, требующих наилучшего качества поверхности. Более высокая плотность меди приводит к более стабильные характеристики разряда при низких уровнях энергии, достигая значений Ra всего 0,05 мкм при электроэрозионной обработке до зеркального блеска, используемой при производстве оптических форм.

Практический рабочий процесс, используемый в цехах прецизионных форм: черновая и получистовая обработка одним графитовым электродом (допуская износ 0,5–1%), затем переключение на медный электрод для финального чистового прохода для достижения заданного качества поверхности без повторной резки геометрии полости.

Отраслевые приложения, где повышение точности наиболее важно

А высокоточная электроэрозионная машина для штамповки обеспечивает максимальную эффективность в тех случаях, когда традиционная обработка достигает своих геометрических или материальных пределов. Следующие отрасли используют электроэрозионную штамповку в качестве основного производственного процесса:

• Производство литьевых форм — сложная геометрия сердцевины и полости из стали P20, H13 или S136, где стандартными требованиями являются допуски ±0,005 мм или более жесткие.
• Инструменты для литья под давлением — пресс-формы из алюминия и цинка под высоким давлением, требующие текстурированных поверхностей полостей и точной геометрии направляющих, которые только электроэрозионная обработка может производить стабильно.
• Штамповочные и ковочные штампы — штампы из закаленной инструментальной стали D2 или M2, где электроэрозионная обработка исключает деформацию после закалки и обеспечивает зазоры между пуансоном и штампом в пределах ±0,003 мм.
• Пресс-формы для медицинского оборудования — формы с микрополостями для хирургических инструментов и имплантатов, требующие Ra менее 0,2 мкм и края без заусенцев для биосовместимости.
• Аerospace components — штампы для литья турбинных лопаток и формы для компонентов топливной системы, в которых твердость материала превышает практические пределы срока службы режущего инструмента.

На что следует обратить внимание при выборе электроэрозионного станка с ЧПУ

Не все грузила EDM имеют одинаковую конфигурацию. При указании Станок для изготовления пресс-форм с ЧПУ EDM для точных работ внимательно оцените следующие технические критерии:

• Разрешение линейного энкодера — ищите 0,1 мкм или лучше по всем осям; более низкое разрешение напрямую ограничивает повторяемую точность позиционирования
• Генераторная техника — Генераторы импульсов ISO с независимым управлением импульсами в каждом цикле разряда создают более равномерные кратеры и более качественную обработку, чем более старые конструкции RC-цепей.
• Диэлектрический контроль температуры — погрешности теплового расширения в больших полостях пресс-форм могут превышать 0,01 мм при изменении температуры диэлектрика более чем на 2°С; диэлектрический блок с контролируемой температурой необходим для работы, проводимой с точностью до ±0,005 мм.
• Грузоподъемность и жесткость стола — сопоставьте емкость стола с предполагаемой наибольшей заготовкой; перегруженный стол вызывает микровибрации, ухудшающие качество поверхности
• Возможность орбитального / планетарного движения — стандартная комплектация любого станка, предназначенного для точной обработки полостей; проверить диапазон радиуса орбиты и возможность программирования
• Аutomatic electrode changer (AEC) — обеспечивает автоматическую последовательность операций с несколькими электродами, что критически важно для производства без освещения и стабильных результатов отделки

Работающие магазины электроэрозионная электроэрозионная обработка для прецизионных форм в трехсменных производственных условиях следует также проверить систему термокомпенсации машины — гранитные корпуса машин или активные схемы термокомпенсации значительно уменьшают смещение размеров при длительных работах без присмотра.

Аbout Nantong New Era Technology Co., Ltd.

Часто задаваемые вопросы