EDM smulkių skylių gręžimas injekcinio liejimo formos elementams
Kas yra EDM smulkių skylių gręžimas injekcinėms formoms?
Terminologijos pastaba: pajėgumas, aprašytas čia, pramoniniame įrankių gamyboje žinomas kaip EDM smulkių skylių gręžimas, greitasis EDM gręžimas arba pradžios skylės erozija. Frazė „tūrinio perforacijos erozija" nėra standartinė pramonės terminologija; ji tiksliai atitinka šį procesą – tikslių perforacijų kūrimą kietose formos plieno tūriuose valdoma kibirkščių erozija.
EDM smulkių skylių gręžimas gamina švarias, tikslias skyles grūdintame injekcinio liejimo formos pliene naudodamas elektros iškrovos eroziją, o ne mechaninį pjovimą. Besisukantis vamzdinis elektrodas – paprastai žalvaris ar varis, Ø0,3 mm iki Ø6 mm – tiekiamas prie ruošinio, kai impulsinė aukšta įtampa teka tarp elektrodo ir plieno, erozuodama medžiagą galiuke kartotinių kibirkščių įvykiais. Rezultatas – tiksli, be atsigręžimo skylė, kurią galima išgręžti visiškai grūdintame įrankio pliene be įtrūkimų, deformacijos ar pjovimo jėgos.
Nordmould įtraukia EDM smulkių skylių gręžimą į savo formos partnerių tinklą aušinimo kanalų darbui, išstūmiklio kaiščio skylių paruošimui, vėdinimui ir pradžios skylių gręžimui tiek pradinio formos statybos, tiek vėlesnių modifikacijų metu.
Kaip veikia procesas?
Elektrodas nuolat sukasi, kol juda į ruošinį. Dielektrinis skystis – paprastai dejonizuotas vanduo – siurbiamas aukštu slėgiu per tuščiavidurį elektrodo centrą tiesiogiai į apdirbimo zoną. Skystis atlieka dvi funkcijas: jis plauna erodavusius nuosėdus iš skylės, kad išvengti antrinių lankų, ir aušina elektrodą bei ruošinį.
Kiekvienas elektrinis iškrova trunka mikrosekundes. Kibirkštis pasiekia keletą tūkstančių laipsnių Celsijaus lokalizuotą temperatūrą, ištirpdydama ir išgarindama mažą plieno tūrį elektrodo galiuke. Milijonai šių valdamų įvykių nuosekliai formuoja skylę. Kadangi tarp elektrodo ir ruošinio nėra mechaninio kontakto, procesas neįveda pjovimo jėgų, darbo sukietėjimo ir mikroįtrūkimų – visos kritinės savybės dirbant grūdintame formos pliene, jau esančiame galutiniame kietume.
Kokie formos elementai gaminami EDM smulkių skylių gręžimu?
| Elementas | Tipinis skersmens diapazonas | Kodėl naudojamas EDM gręžimas |
|---|---|---|
| Aušinimo kanalai | Ø1,0 mm – Ø6 mm | Grūdintas plienas; gilūs ir kampiški kanalai; konforminiai išdėstymai |
| Išstūmiklio kaiščio skylės | Ø1,0 mm – Ø6 mm | Tikslus skersmuo ir pozicija; jokios aplinkinio plieno deformacijos |
| Vėdinimo angos | Ø0,3 mm – Ø1,5 mm | Sub-milimetriniai vėdinimo angos, kurių tradiciniai grąžtai negali patikimai gaminti |
| Pradžios skylės vielos pjovimo EDM | Ø0,3 mm – Ø2 mm | Vielos pjovimas reikia iš anksto išgręžto įėjimo taško; EDM gręžimas sukuria jį grūdintame pliene |
| Jutiklio ir zondo kišenės | Ø1 mm – Ø6 mm | Temperatūros ar slėgio jutikliai įmontuoti prie ertmės sienos |
| Konforminiai aušinimo įėjimai/išėjimai | Ø2 mm – Ø6 mm | Įėjimo ir išėjimo taškai sudėtingoms aušinimo grandinių sistemoms |
Kodėl tai svarbu injekcinio liejimo kokybei?
Trys ertmės lygio problemos injekciniame liejime tiesiogiai išsprendžiamos ar užkertamos tiksliais smulkių skylių elementais:
1. Aušinimo vienodumas. Temperatūros pasiskirstymas ertmės paviršiuje lemia matmenų stabilumą, ciklo laiką ir deformaciją. Aušinimo kanalai, išgręžti arti ertmės sienos – ir gylyje bei kampais, pasiekiamais tik EDM gręžimu grūdintame pliene – šalina šilumą tolygiau nei kanalai, supjaustyti prieš grūdinimą, kurie turi sekti tiesias, kompromisines trajektorijas.
2. Įstrigęs oras. Polimero lydalas, judantis ertme, suspaudžia orą priekyje. Jei tas oras negali pabėgti, sukuria neužpildytą vietą (detalė neužpildys), degimo žymę (suslėgtos dujos dega) arba paviršiaus defektą. Vėdinimo angos Ø0,5–1,0 mm evakuoja dujas, kai skersmuo yra per mažas lydalo priėmimui injekcijos slėgyje, todėl blyksnio negaminamas.
3. Išstūmiklio kaiščio tikslumas. Išstūmiklio kaiščiai turi laisvai slinkti savo skylėse, siekiant pašalinti gatavą detalę nuo šerdies, tačiau laisvė turi būti pakankamai maža, kad išvengti blyksnio tarp kaiščio ir gręžinio. EDM gręžimas gamina gręžinį su nuolatiniu skersmeniu, apvalumu ir pozicija net grūdintame H13 ar D2 pliene, kur tradicinis grąžtas nukryptų ar sutrūkintų.
EDM smulkių skylių gręžimas prieš tradicinį gręžimą grūdintame pliene
| Veiksnys | EDM smulkių skylių gręžimas | Tradicinis sukamasis gręžimas |
|---|---|---|
| Veikia visiškai grūdintame pliene | Taip | Ne – grąžtas lūžta ar nukrypsta |
| Minimalus patikimas skersmuo | ~Ø0,3 mm | ~Ø1,5–2 mm aukštyje |
| Gylio ir skersmens santykis | Iki 300:1 pasiekiamas | Paprastai 3–10:1 prieš grąžto nukrypimą |
| Pjovimo jėga ant ruošinio | Nėra | Didelė – rizikuoja mikroįtrūkimais grūdintame pliene |
| Nuosėdos išėjime | Nėra | Yra – reikia šalinimo |
| Poveikis kietumui | Nėra | Lokalaus darbo sukietėjimo rizika |
Tradicinis gręžimas išlieka tinkamas minkštam iš anksto grūdintam plienui didesniuose skersmenyse. EDM gręžimas nurodomas, kai plienas yra galutinio kietumo, skersmuo yra mažas, gylis yra žymus arba padėties tolerancija yra tikslesnė, nei grąžtas gali patikimai išlaikyti.
Kaip EDM smulkių skylių gręžimas integruojamas į formos statybos procesą?
Tipinės Nordmould Production lygio formos statyboje EDM smulkių skylių gręžimas taikomas dviem etapais:
Formos statybos metu: aušinimo kanalai, vėdinimo angos ir išstūmiklio kaiščio gręžiniai išgręžiami grūdintuose ertmės intarpe ir šerdies blokuose po terminio apdorojimo. Gręžimas po grūdinimo pašalina matmenų poslinkį, atsirandantį grūdinimo proceso metu, todėl kanalų pozicijos ir vėdinimo vietos yra tikslios galutinės ertmės geometrijos atžvilgiu.
Modifikacijos ir remonto metu: jei detalė deformuojasi, aušinimo grandinė gali būti pratęsta ar perorientuota pridedant naujus kanalus su EDM gręžimu – netrukdant likusiam įrankiui. Jei vėdinimo anga yra netinkamoje pozicijoje, ji gali būti užvirinta (per mikro TIG suvirinimą) ir pataisyta vėdinimo anga išgręžiama tinkamoje vietoje. Mikro TIG suvirinimo ir EDM smulkių skylių gręžimo derinys yra ypač veiksmingas formos modifikavimo ciklams.
Kokias medžiagas galima gręžti EDM?
EDM smulkių skylių gręžimas veikia bet kokioje elektrai laidžioje medžiagoje. Injekcinio liejimo formos įrankiuose tai apima:
- P20 (iš anksto grūdintas) ir P20 HH – bendras formos plienas
- H13 – karštojo darbo įrankio plienas, naudojamas šerdyse ir išstūmiklio sistemose
- S7 ir D2 – aukšto kietumo klasės aukšto dilimo formoms
- Nerūdijantis formos plienas – medicinos, maisto kontakto ir korozinių medžiagų pritaikymams
- Berilio-vario – naudojamas intarpose, reikalaujančiose pagreitinto šilumos pašalinimo
- Karbido intarpai – ypač didelio dilimo pritaikymams
Aliuminio formos (Nordmould Bridge lygis) paprastai gręžiamos tradiciškai; EDM gręžimas naudojamas pirmiausia grūdintam plienui Production lygio formoms, kur tradicinis gręžimas yra ribotas.
Dažnai užduodami klausimai
Kas yra EDM smulkių skylių gręžimas ir kodėl jis naudojamas formų gamyboje? EDM smulkių skylių gręžimas naudoja besisukantį vamzdinį elektrodą ir valdomas elektrines iškrovas tikslių skylių erozijuoti grūdintame formos pliene. Jis naudojamas formų gamyboje, nes veikia visiškai grūdintame įrankio pliene be mechaninės jėgos, gaminant švarias, be atsigręžimo skyles vėdinimui, išstūmiklio kaiščiams, aušinimo kanalams ir pradžios skylėms vielos pjovimo EDM.
Kokius skylių skersmenis ir gylius gali pasiekti EDM smulkių skylių gręžimas? Procesas apima skyles nuo maždaug Ø0,3 mm iki Ø6 mm, gylio iki 200 mm ar daugiau – gylio ir skersmens santykiai, kurių joks tradicinis grąžtas negali patikimai pasiekti grūdintame pliene. Tikslūs pasiekiami santykiai patvirtinami projekto peržiūros metu.
Ar EDM gręžimas gali būti taikomas ant jau grūdintų formos intarpų? Taip. Tai yra vienas iš jo pagrindinių pranašumų prieš tradicinį gręžimą. EDM šalina medžiagą kibirkščių erozijos būdu – nėra pjovimo jėgos – todėl visiškai grūdinti H13, P20 ar karbido intarpai apdirbami be įtrūkimų, darbo sukietėjimo ar deformacijos.
Koks skirtumas tarp EDM smulkių skylių gręžimo ir elektroerozijos (sinker EDM)? Elektroerozija naudoja forminį grafito ar vario elektrodą, nuleidžiamą į ruošinį ertmei deginti – ji kuria sudėtingas 3D formas. Smulkių skylių EDM naudoja besisukantį vamzdinį elektrodą tikslių cilindrinių skylių gręžimui aukštu greičiu. Abu naudoja kibirkščių erozija; jų geometrija ir paskirtis skiriasi.
Kaip EDM smulkių skylių gręžimas sukuria aušinimo kanalus formoje? Tiesūs aušinimo kanalai gręžiami nuo formos bloko galo ar šono, arti ertmės sienos. Konforminėse aušinimo sistemose – kur kanalai seka detalės kontūrą – EDM gręžimas pasiekia gylius ir kampus, kurių tradicinis grąžtas negali naviguoti be lūžio grūdintame pliene.
Kokia yra EDM smulkių skylių gręžimo funkcija formos vėdinimo sistemoje? Įstrigęs oras ir dujos ertmėje sukelia neužpildytas vietas, degimo žymes ir prastą paviršiaus kokybę. EDM gręžimas sukuria vėdinimo angas iki Ø0,3 mm ertmės sienelėje – pakankamai mažas dujoms vėdinti be žymės ant detalės ir be blyksnio rizikos nuo lydalo slėgio.
Ar Nordmould siūlo EDM smulkių skylių gręžimą kaip formos paslaugos dalį? Taip. Nordmould ES partnerių tinklas apima EDM smulkių skylių gręžimo pajėgumus, naudojamus formos statybos, modifikacijos ir remonto metu. Jis kotiruojamas kaip bendros formos apimties dalis – klientai jo neieško atskirai.
Kokia pastaba dėl 'tūrinio perforacijos erozijos' šiame puslapyje? Frazė „tūrinio perforacijos erozija" nėra standartinis pramonės terminas. Ji tiksliai apibūdina EDM smulkių skylių gręžimo ir kibirkščių erozijos procesą, aptariamą čia – procesą, kuriame sukuriamos tikslios perforacijos kietose formos plieno tūriuose valdoma elektros iškrovų erozija.