تهران میدان ولیعصر، ابتدای خیابان کریمخان، ساختمان ۳۱۴، طبقه ۳، واحد ۶
که زمانی یک روش ماشینکاری “غیر متعارف” در نظر گرفته می شد، اکنون چهارمین روش ماشین کاری محبوب است.
سه مورد اول فرزکاری، تراشکاری و سمباده زدن می باشد. یکی از دلایل اصلی جهش امروز ، افزایش چشمگیر سرعت برش ماشین های EDM میباشد.
در دنیای بسیار رقابتی امروزی، درک فرآیندهای ماشین کاری تخلیه الکتریکی (EDM) ضروری است. هر سازنده ای باید مزایای بسیاری از EDM را بیاموزد و درک کند. ما سه فرآیند اصلی EDM را بررسی خواهیم کرد: سیم EDM، ram EDM، و سوراخ کاری EDM
سه روش ماشین کاری تخلیه الکتریکی عبارتند از: سیم، رم/سینکر و سوراخ کاری کوچک EDM که همه بر اساس اصل فرسایش جرقه کار می کنند. همانطور که از نام آن مشخص است، مواد به وسیله تخلیه الکتریکی که جرقه ایجاد می کند از قطعه کار خورده می شوند.
در سیم EDM، جرقه از الکترود سیم به قطعه کار انتقال میابد و فلز را هم از الکترود سیم و هم از قطعه کار فرسایش می دهد. همانطور که در شکل نشان داده شده است، سیم EDM در درجه اول برای ماشینکاری از طریق سوراخ استفاده می شود.
Ram EDM، همچنین به عنوان EDM معمولی، سینکر EDM، سینکر قالب، EDM عمودی، و EDM غوطهور شناخته میشود، معمولاً برای ایجاد حفرههای کور استفاده میشود، همانطور که در شکل نشان داده شده است. در ram EDM جرقه ها از الکترود به قطعه کار بر خورد میکنند. این باعث حذف مواد از قطعه کار می شود.
حفاری حفره کوچکEDM که به نامهای حفاری EDM سوراخ سریع، حفاری سوراخدار و سوراخ راهاندازی EDM نیز شناخته میشود، از یک الکترود توخالی هدایتشده برای سوراخکردن سوراخها با استفاده از ماشینکاری تخلیه الکتریکی با فرسایش مواد از قطعه کار استفاده میکند، همانطور که در شکل نشان داده شده است.
هر ماده ای که رسانای الکتریسیته باشد می تواند EDM شود، چه سخت و چه نرم. برای برخی از موادی که می توان EDM کرد، شکل زیر را مشاهده فرمایید.
Inconel | Aluminium | Vasconal 300 |
Tool Steels: 01, A2, D2, S7 | Aluminum Bronze | PCD Diamond |
Carbide | Copper | Nitronic |
Ferro-Tic | Brass | Beryllium Copper |
CPM 10V | Cold Roll Steel | Hastalloy |
4130 | Hot Rolled Steel | Stellite |
Graphite | Stainless Steels | Titanium |
در اوایل دهه 1970، یک دستگاه EDM سیم معمولی 2 اینچ مربع در ساعت برش میداد، اما امروزه این دستگاهها تا 20 برابر سریعتر برش میدهند و پوششهای زیر میکرونی تولید میکنند. برای بسیاری از کاربردها، از ساخت ابزار و قالب، ابزار پزشکی، ابزار دندانپزشکی، تولید میدان نفتی و کاربردهای فضایی، سیم EDM یک روش ماشین کاری بسیار مقرون به صرفه است.
هدف از این کتاب آموزش مهندسان، طراحان، سازندگان ابزار و قالب، سازندگان قالب، صاحبان مشاغل و کسانی است که تصمیم به ماشینکاری میگیرند تا روشهای منحصربهفرد ماشینکاری تخلیه الکتریکی را درک کرده و از آنها استفاده کنند و در نتیجه شرکتهای خود را سودآورتر کنند.
ماشین های اولیه EDM، به ویژه ram EDM، ساده بودند. اما با ظهور CAD/CAM (طراحی به کمک کامپیوتر/ ماشینکاری به کمک کامپیوتر)، انقلاب دیگری رخ داد. برنامه های رایانه ای را می توانست در یک ماشین بارگذاری کرد و عملیات به طور خودکار ادامه پیدا میکرد. استفاده از این ماشین ها بهره وری را به طور چشمگیری افزایش داد. با اضافه شدن کامپیوترهای پرسرعت، این ماشین ها به زمان پردازش سریع تری دست یافتند.
سپس منطق فازی، هم برای سیم EDM و هم برای ram EDM معرفی شد. برخلاف منطق دوسطحی که بیان میکند یک عبارت درست یا نادرست است، منطق فازی اجازه میدهد که یک گزاره تا حدی درست یا نادرست باشد. ماشینهای مجهز به منطق فازی به تغییرات جزئی در شرایط ماشینکاری «فکر میکنند» و به سرعت پاسخ میدهند. سپس می توانند تنظیمات برق را با توجه به سیگنال های دریافتی کاهش یا افزایش دهند.
برخی از ماشین های EDM به جای درایوهای چرخشی با موتور و بال اسکرو به درایوهای خطی مجهز می شوند. یک موتور و بال اسکرو باید عمل چرخشی انجام دهند و آن را به حرکت خطی تبدیل کنند. موتورهای خطی یا موتورهای تخت در یک حرکت مستقیم حرکت می کنند بنابراین نیازی به تبدیل نیست.
نوآوریهای دیگر عبارتند از تعویض ابزار خودکار، رباتها، تعویضکنندههای قطعه کار و پالت، تکمیل با سرعت بالا و هوش مصنوعی که ماشینها را قادر میسازد تا بسیاری از مراحل ماشینکاری پیچیده را انجام دهند.
یکی از ویژگی های شگفت انگیز فرآیند EDM سرعت و دقت قابل حفظ است. در فصل بعد، به جزئیات بیشتری در مورد دقت خواهیم پرداخت، اما اکنون میخواهیم مطمئن شویم که همه دقت را درک میکنند. یکی از بزرگترین مشکلات در تجارت ماشینکاری، تعیین دقت قطعات مورد نیاز است. برخی مشاغل نیاز به دامنه تغییرات بسیار نزدیک دارند. اما تلرانسهای بیش از حد نزدیک اغلب غیر ضروری هستند و هزینههای قابل توجهی را به فرآیندهای ماشینکاری اضافه میکنند. درک تلورانس ها یک دارایی مهم در کاهش هزینه های ماشینکاری است.
برای درک بهتر دقت، برخی از ماشینهای EDM میتوانند تا +/-.0001 اینچ (0.0025 میلیمتر) و نزدیکتر برش دهند. ضخامت متوسط یک موی انسان کمی بیشتر از 0.0025 (0.0635 میلیمتر) است. این دستگاهها میتوانند تا یک دهم ضخامت موی سرانسان برش دهند.
بسیاری از تولید کنندگان اندازه گیری های نزدیک را اشتباه درک می کنند. آنها روی چاپهای +/- 0.0005 اینچ (0.0127 میلیمتر) قرار میدهند، خواه اندازه آن 2 اینچ (51 میلیمتر) باشد یا 10 اینچ (254 میلیمتر). +/- 0.0005 اینچ (0.0127 میلی متر) برای سوراخ هایی با فاصله حدود 15 اینچ (381 میلی متر). تلورانس های نزدیک نیاز به برش های متعدد و پرهزینه دارند.
ضریب انبساط فولاد 6.3 میلیونیم (0.0000063.) در هر اینچ (.00016 میلی متر) بر درجه فارنهایت (.56 C) است. اگر دمای یک قطعه فولادی 10 اینچی (254 میلیمتر) فقط 10 درجه فارنهایت (5.6 درجه سانتیگراد) افزایش یابد، 00063.000 (0.016 میلیمتر) منبسط میشود. اگر یک قطعه 10 اینچی دقیقاً بر اساس اندازه با +/-.0005 اینچ (0.0127 میلی متر) ماشین کاری شود، فقط از ده درجه گرمای اعمال شده توسط فولاد از طریق انبساط حرارتی، تلورانس آن خارج می شود.
در اینجا مثالی وجود دارد که در آن فرد ممکن است از تخیل خود برای رقابتی تر شدن استفاده کند – با استفاده از سلول های تولید خودکار. امروزه روباتهایی در دسترس هستند که میتوانند ماشینهای مختلف مانند ماشین فرز، سیم EDM و ram EDM را تغذیه کنند. با چنین تولید ماشینی، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، ماشین ها می توانند 24 ساعت و هفت روز هفته کار کنند.
با توجه به پیشرفت های سریع تکنولوژی، بسیاری از روش های سنتی ماشین کاری امروزی با فرآیند EDM انجام می شود. تولیدکنندگان به نتایج چشمگیری در دستیابی به پرداخت عالی، دقت بالا، کاهش هزینه و زمان تحویل بسیار کوتاه تر پی برده اند.