Электроэрозионная обработка (ЭЭО) – это высокоточный нетрадиционный метод обработки. Он широко используется для изготовления механических деталей. Он обладает уникальными преимуществами по сравнению с традиционными методами резания при обработке некоторых деталей. При определенных условиях электроэрозионная обработка позволяет получать детали с высоким качеством поверхности. Кроме того, она хорошо соответствует требованиям конструкторских чертежей и обеспечивает определённую точность обработки. Поэтому ЭЭО получает всё большее распространение в различных отраслях промышленности. В следующей части статьи мы рассмотрим, что такое чистота поверхности после ЭЭО и какие факторы на неё влияют. Затем мы рассмотрим методы измерения чистоты поверхности. Наконец, мы обсудим, как улучшить качество поверхности после ЭЭО, а также области применения ЭЭО.
Что такое качество обработки поверхности электроэрозионной резкой?
Чистота поверхности, полученная электроэрозионной обработкой, определяется измеряемой шероховатостью, оставленной электроэрозионной обработкой на токопроводящей заготовке. Обычно она определяется параметрами шероховатости, такими как Ra и Rz, а также стандартами измерений и настройками (например, длиной отсечки и оценочной длиной).
- Ра: Среднеарифметическая шероховатость, измеряемая в микрометрах (мкм), является наиболее распространенным параметром отпечатков.
- Рз: Представляет собой поведение пика-впадины на определенных длинах выборки и более чувствительно к изолированным провалам или пикам.
“Хорошая” электроэрозионная обработка поверхности — это не только внешний вид. Она должна отвечать функциональным требованиям, таким как герметичность, скольжение, усталостная прочность и качество покрытия.
Как электроэрозионная обработка создает текстуру поверхности
Электроэрозионная обработка создаёт текстуру поверхности посредством многократных разрядов, которые расплавляют и испаряют мельчайшие объёмы материала, оставляя перекрывающиеся микрократеры. В отличие от фрезерования или шлифования, электроэрозионная обработка не создаёт направленного “слоя”, поскольку режущая кромка не перемещается по поверхности.
После каждого разряда часть расплавленного материала застывает на поверхности, образуя восстановленный (белый) слой. Этот слой, наряду с геометрией кратера, делает поверхность однородной, но при этом “шероховатой” при измерении профилометром.
Если уровень энергии слишком высок или промывка нестабильна, разряды могут переходить в дуговые разряды. Это часто приводит к появлению хаотичных углублений, текстуре “апельсиновой корки” и неравномерной шероховатости на разных участках.
Ключевые параметры, контролирующие качество поверхности электроэрозионной обработки
Качество поверхности, обработанной электроэрозионной резкой, зависит от энергии, передаваемой каждой искрой, и стабильности зазора. Более низкая энергия разряда и более высокая стабильность процесса, как правило, улучшают шероховатость поверхности, даже при снижении скорости резания. Ниже приведены ключевые параметры, влияющие на Ra и Rz:
- Пиковый ток (Ip):Пиковый ток определяет энергию разряда и размер кратера. Более высокий Ip увеличивает скорость удаления материала, но оставляет более шероховатую поверхность. Более низкий Ip лучше подходит для финишной обработки, поскольку уменьшает глубину кратера, хотя замедляет резку и требует более тщательной промывки.
- Время включения импульса (тонн) : Длительность импульса контролирует длительность подачи энергии в течение каждого разряда. Более длинный тон увеличивает размер кратера и шероховатость, особенно при высоком токе. Более короткий тон способствует более тонкой отделке, ограничивая объём расплава и уменьшая термические повреждения.
- Время выключения импульса (Toff) : Длительность импульса позволяет деионизировать и удалить шлам. Если время Toff слишком короткое, ионизация сохраняется, что приводит к нестабильности и повышению шероховатости. Более длительное время Toff улучшает стабильность и однородность поверхности, но снижает производительность.
- Управление зазором/сервоприводом: Регулировка зазора обеспечивает стабильное искрообразование, предотвращая образование дуги или короткое замыкание. Стабильный отклик сервопривода создаёт равномерные кратеры, улучшая повторяемость Ra. Недостаточная регулировка зазора часто приводит к образованию прижогов, раковин и полос, что увеличивает Rz.
- Промывка и состояние диэлектрика: Промывка удаляет загрязнения и охлаждает зону резки, а диэлектрическая жидкость контролирует ионизацию. Недостаточная промывка приводит к повторному осаждению, вторичным разрядам и точечным выкрашиваниям. Стабильная промывка часто является самым быстрым способом улучшить качество поверхности.
- Количество проходов (черновых + обезжиренных) : Многократные проходы — наиболее эффективный способ улучшить качество поверхности без ущерба для стабильности. Грубая резка удаляет большую часть материала, в то время как проходы для чистовой обработки требуют меньше энергии для очистки поверхности. Большее количество проходов для чистовой обработки снижает Ra, но возврат уменьшается после определённой точки.
| Стратегия | Какие изменения | Типичный результат финиша |
|---|---|---|
| Только черновой монтаж | Более высокая энергия, более быстрое удаление | Более высокий Ra, больше вариаций текстуры |
| Грубый + 1–2 обезжиренных реза | Более низкая энергетическая очистка | Более низкое значение Ra, более однородная поверхность |
| Черновой + 3+ чистовых варианта | Очень низкая энергия, стабильный зазор | Лучшая повторяемость, меньшие приросты прироста |
Как измерить и определить качество поверхности электроэрозионной обработки?
Для правильного определения качества поверхности электроэрозионной обработки сопоставьте Ra/Rz со стандартом и параметрами измерения. Если длина отсечки и длина оценки не совпадают у разных производителей, для одной и той же поверхности могут быть получены разные результаты.
К распространённым стандартам относятся ISO 4287, ASME B46.1 и JIS B0601. Выберите один из них, запишите его на чертеже или плане контроля и следите за его соблюдением на всех этапах входного, промежуточного и окончательного контроля.
- Профилометр со щупом: Щуповой профилометр отслеживает поверхность и преобразует вертикальное движение в значения шероховатости. Он работает быстро и хорошо подходит для большинства металлов, используемых для электроэрозионной обработки. Запишите длину отрезки, длину оценки и настройки фильтра. Избегайте контактных измерений на мягких поверхностях или хрупких элементах, если существует вероятность повреждения.
- Оптика/интерферометрия: Оптические методы позволяют измерять топографию поверхности бесконтактно. Они полезны, когда поверхности очень мелкие или поверхность невозможно ощутить. Обычно они охватывают небольшую площадь и могут быть чувствительны к вибрации и отражению. Их используют, когда доступ к щупу ограничен или требуется бесконтактный метод.
- Сравнительные образцы: Сравнительные образцы обеспечивают быструю визуальную/тактильную проверку. Они полезны для некритичных деталей или неформальных проверок технологического процесса. Они субъективны и не должны использоваться в качестве метода приёмки при высоких требованиях к качеству отделки.
- Основы отчетности: Поверхности электроэрозионной обработки часто имеют слабо направленную структуру, но геометрия и промывка всё же могут создавать локальные узоры. Задокументируйте место проведения измерений и использованную траекторию. При наличии раковин или следов прижога укажите как Ra, так и Rz. Только Ra может скрыть отдельные дефекты, имеющие значение для герметизации или износа.
Практические способы улучшения качества обработки поверхности электроэрозионной резкой
Улучшение качества поверхности электроэрозионной обработки включает снижение энергии разряда, стабилизацию зазора и использование чистовых проходов для уменьшения количества повторных литьёв и высоты пика. Ниже приведены пошаговые рекомендации:
- Используйте обезжиренные куски: Чистовые проходы повторно обрабатывают поверхность, оставшуюся после черновой обработки, уменьшая толщину слоя повторного литья и обеспечивая более равномерное значение Ra. Для герметизации или скользящих поверхностей добавьте чистовые проходы, но прекратите, когда измерения покажут снижение эффективности.
- Более низкая энергия разряда: Уменьшите Ip, сократите Ton и стабилизируйте Toff, чтобы уменьшить размер кратера. Вносите изменения по одному и подтверждайте улучшения измерениями. Избегайте сверхнизкой энергии, если она дестабилизирует зазор.
- Стабилизация промывки: Улучшите положение сопла, расход и удаление мусора. Многие проблемы с шероховатостью, такие как язвины или следы пригара, возникают из-за плохой промывки. Устранение этой проблемы часто стабилизирует Ra и снижает Rz.
- Состояние контрольного провода/электрода: Изношенная проволока, слабое натяжение или нестабильная подача могут вызывать вибрацию и нестабильность искрообразования, что приводит к некачественному результату. Для электроэрозионной обработки с прошивкой необходимо обеспечить стабильный износ и качество электрода.
- Варианты после завершения: Если одной электроэрозионной обработки недостаточно для достижения заданных значений Ra, используйте вторичные процессы, такие как полировка или шлифовка. Тщательно контролируйте повторное литье и микротрещины в изделиях, критичных к усталости или герметичности.
Типичные цели по применению
“Достаточно гладкая” означает, что поверхность отвечает функциональным требованиям без лишних затрат времени и средств. Устанавливайте требуемую шероховатость, исходя из требований к работе, а не только из внешнего вида.
Полости пресс-форм
Поверхности пресс-форм часто требуют контролируемого переноса текстуры и надёжного извлечения из формы. Слишком шероховатые поверхности могут привести к дефектам печати, а слишком гладкие — к риску прилипания некоторых материалов.
Электроэрозионная обработка с контролируемой полировкой широко применяется в случаях, когда отделка полости напрямую влияет на внешний вид детали и ее выпуск.
Уплотнительные/скользящие поверхности
Уплотнительные и скользящие поверхности чувствительны к пикам и дефектам. Rz может быть столь же важен, как и Ra, когда утечка или износ вызваны изолированными углублениями или пиками.
Снятие верхнего слоя и стабильная промывка обычно являются наиболее экономически эффективными способами улучшения отделки. По возможности подтвердите это функциональными испытаниями.
Авиакосмическая промышленность / Медицина
В этих приложениях часто особое внимание уделяется повторяемости и контролю термически обработанных слоев. Локальные дефекты могут стать инициаторами трещин или ускорителями износа.
Используйте стабильные настройки отделки, контролируйте метод измерения и блокируйте окно процесса, чтобы отделка оставалась одинаковой от партии к партии.
Заключение
Достижение наилучшего качества поверхности при электроэрозионной обработке имеет важнейшее значение. Оптимизация параметров электроэрозионной обработки и методов постобработки позволяет повысить качество поверхности деталей. Благодаря постоянному развитию технологий, цеха электроэрозионной обработки проволоки играют ключевую роль в предоставлении решений для прецизионной обработки, способствуя более широкому применению электроэрозионной обработки в различных отраслях. Если у вас остались вопросы о технологии электроэрозионной обработки, свяжитесь с нами. Кроме того, если у вас есть проекты и потребности в электроэрозионной обработке, пожалуйста, свяжитесь с нами. Мы будем рады предоставить вам первоклассные услуги электроэрозионной обработки проволокой. Ждём вашего звонка!
Часто задаваемые вопросы
Можно ли с помощью электроэрозионной обработки получить зеркальную поверхность?
Да, но обычно требуется низкоэнергетическая финишная обработка и несколько проходов. Стабильное искрообразование, чистый диэлектрик и качественная промывка — вот основа.
Почему Ra выглядит нормально, но деталь все равно протекает или быстро изнашивается?
Ra — средний показатель, который может пропускать отдельные дефекты. Проверьте Rz и осмотрите на наличие раковин, следов прожогов и дуговых повреждений.
Какое самое быстрое изменение в цехе позволит улучшить качество обработки поверхности электроэрозионной обработкой?
Сначала добавьте обезжиренные фракции и откорректируйте промывку. Эти два изменения часто быстро улучшают как стабильность Ra, так и уровень дефектности.
Влияет ли состояние диэлектрика на качество поверхности при электроэрозионной обработке?
Да. Загрязнённый или нестабильный диэлектрик увеличивает частоту неравномерных разрядов и повышает вероятность образования раковин и шероховатостей.
Как уменьшить количество прижогов и случайных ямок?
Улучшите отвод мусора и стабилизируйте зазор (поведение сервопривода и достаточное время отключения), затем уменьшите энергию разряда. Следы прожогов обычно связаны с дугообразованием, вызванным скопившимся мусором или нестабильным состоянием зазора.
