Для чего используется токарно-прошивной станок PNC EDM?

А PNC EDM вырубная машина используется для эрозии точных полостей, сложных профилей и мелких деталей поверхности в закаленных металлических заготовках с помощью контролируемого электрического разряда - без какого-либо физического режущего контакта. В первую очередь он используется при изготовлении пресс-форм, штампов и инструментов, где обычная механическая обработка не может обеспечить требуемую геометрию, качество поверхности или твердость материала. От автомобильной и аэрокосмической промышленности до производства медицинского оборудования и бытовой электроники полагаются на электроэрозионную обработку для производства литьевых форм, ковочных штампов, штамповочных инструментов и прецизионных компонентов со столь же жесткими допусками, как и ±0,002 мм .

Как работает токарно-прошивной станок PNC EDM

Электроэрозионная обработка штампов работает по принципу электроэрозионной обработки: фасонный электрод, обычно изготовленный из графита или меди, подносится близко к поверхности заготовки в ванне с диэлектрической жидкостью. Управляемая электрическая искра проходит через зазор между электродом и заготовкой, разрушая микроскопические количества материала с обеих поверхностей с каждым импульсом разряда. Повторяя этот процесс на частотах От 1000 до более 500 000 импульсов в секунду Форма электрода постепенно переносится на заготовку с предельной точностью.

Термин «PNC» относится к системе позиционирования и числового управления, которая управляет движением электрода по нескольким осям. Управление PNC позволяет станку поддерживать точный серворегулируемый зазор между электродом и заготовкой на протяжении всего процесса эрозии, автоматически компенсируя износ электрода и глубину удаления материала в режиме реального времени.

Ключевые компоненты процесса

• Электрод (инструмент) - обработаны до формы, обратной желаемой полости; графит предпочтителен для изделий сложной геометрии, медь — для идеальной обработки поверхности.
• Диэлектрическая жидкость — обычно углеводородное масло или деионизированная вода; смывает эродированные частицы, охлаждает рабочую зону и контролирует условия разгрузки.
• Искровой генератор — подает точно синхронизированные электрические импульсы; настройки генератора определяют скорость съема материала, качество поверхности и степень износа электродов.
• Сервосистема PNC — автоматически поддерживает разрядный промежуток и выполняет запрограммированные перемещения электродов с повторяемостью на микронном уровне

Первичное промышленное применение

Определяющей силой электроэрозионной обработки является ее способность обрабатывать любой электропроводящий материал, независимо от его твердости, в формы, которых было бы невозможно или непрактично достичь с помощью обычной резки. Это делает Высокоточная электроэрозионно-прошивная машина имеет важное значение в нескольких основных секторах производства.

Производство литьевых форм

Пластиковые литьевые формы требуют глубоких, узких полостей с полированными внутренними поверхностями, до которых невозможно добраться фрезами. Электроэрозионный станок с ЧПУ для изготовления форм погружает электрод в закаленную инструментальную сталь P20 или H13, чтобы создать полости после термообработки, устраняя деформацию, которая могла бы возникнуть, если бы механическая обработка выполнялась до закалки. Типичная достигаемая шероховатость поверхности полости находится в диапазоне от Ra от 0,1 до Ra 1,6 мкм в зависимости от настроек генератора.

Производство ковочно-штамповочных штампов

Ковочные штампы должны выдерживать экстремальные ударные нагрузки, сохраняя при этом точные размерные профили. Прошивка штампов электроэрозионной обработки позволяет создавать сложные трехмерные полости в полностью закаленной штамповой стали (обычно от 55 до 62 HRC) без риска растрескивания или деформации, связанных с процессами термообработки после механической обработки.

Аerospace and Medical Component Tooling

Матрицы турбинных лопаток, формы для ортопедических имплантатов и инструменты для хирургических инструментов требуют допусков, не оставляющих права на ошибку. Высокоточный электроэрозионный штамповочный станок обеспечивает повторяемую точность при обработке суперсплавов, титана и закаленных нержавеющих сталей — материалов, которые быстро изнашиваются обычными режущими инструментами, но постоянно подвергаются эрозии под действием электрического разряда.

Рисунок 1. Доля использования электроэрозионных станков в основных отраслях промышленности (данные отраслевого исследования)

PNC против CNC EDM: понимание разницы в управлении

И PNC, и CNC относятся к системам числового программного управления, которые автоматизируют движение осей, но они представляют разные уровни возможностей и архитектуры программирования.

Для многих задач инструментального цеха — в частности, ремонта однополостных пресс-форм, изготовления штампов прототипов и мелкосерийного производства — электроэрозионный станок PNC EDM обеспечивает достаточную точность при более доступном уровне эксплуатационной сложности, чем полноценная система с ЧПУ.

Электроэрозионный электроэрозионный станок для небольших мастерских: практические возможности

Представление о том, что электроэрозионная обработка штампов является исключительно крупномасштабной технологией, устарело. А Die Sinker EDM для небольших мастерских представляет собой компактную автономную машину, которая обеспечивает ту же физику эрозии в инструментальном цехе или цехе, занимая при этом площадь всего лишь 1,2 м × 1,0 м и требования к однофазному питанию во многих моделях начального уровня.

Небольшие штамповочные грузила для мастерских особенно ценны для:

• Ремонт и модификация пресс-форм — добавление текстур, углубление полостей или исправление ошибок размеров в существующих закаленных формах без полной повторной механической обработки.
• Прототип инструмента — производство единичных штампов для разработки продукции без затрат времени и затрат на аутсорсинг полномасштабного электроэрозионного предприятия.
• Сломанный метчик и удаление сверла — удаление застрявших инструментов из заготовок без повреждения окружающего материала — обычная задача технического обслуживания в мастерских.
• Нанесение надписей и текстур — обработка логотипов, номеров деталей и текстур поверхности непосредственно на закаленных поверхностях пресс-формы.
• Работа с глубокими узкими пазами и глухими полостями — геометрии, к которым не может получить доступ ни одна концевая фреза из-за ограничений соотношения длины и диаметра инструмента.

Аchievable Tolerances and Surface Finish Parameters

Одной из основных причин, по которой производители выбирают высокоточные электроэрозионные штамповочные станки, является сочетание точности размеров и качества поверхности, достижимое только за счет выбора параметров генератора — без изменения настройки электрода или заготовки.

Рисунок 2. Зависимость между настройками тока электроэрозионного генератора, скоростью съема материала (мм³/мин) и достижимой шероховатостью поверхности (Ra мкм).

А single electrode can progress through roughing, semi-finishing, and finishing passes in an automated cycle by adjusting generator parameters between stages — a key productivity advantage of the CNC EDM Mold Making Machine in production environments.

Материалы электродов и их влияние на результаты

Выбор электрода напрямую определяет эффективность обработки, качество поверхности и общую стоимость расхода электрода. Двумя доминирующими материалами электродов при электроэрозионной обработке являются графит и медь, каждый из которых имеет свои преимущества для различных применений.

• Графитовые электроды — обрабатываются быстрее, легче и их проще производить фрезерованием, а также хорошо работают при черновой и получистовой обработке. Мелкозернистые марки графита (размер зерен ISO от 4 до 8 мкм) могут достигать значений Ra ниже 1,0 мкм. Коэффициент износа выше, чем у меди, но общее время цикла обычно ниже.
• Медные электроды — предлагают более низкие коэффициенты износа (всего 0,1% в условиях отсутствия износа), что делает их идеальным выбором для чистовых проходов, где точность размеров имеет решающее значение. Лучше подходит для небольших и сложных деталей, где важно поддерживать геометрию электрода на протяжении всего цикла.
• Медные вольфрамовые электроды — используется в тех случаях, когда требуется чрезвычайная износостойкость, особенно при обработке твердого сплава или при обработке очень глубоких и узких деталей, где замена электрода в середине цикла нецелесообразна.

Часто задаваемые вопросы