Замена электроэрозионного производства фрезерным станком с ЧПУ для повышения эффективности

Читать эту статью на немецком языке:Deutsch (немецкий)

Многие различные производственные процессы Используется для изготовления оснастки для изготовления пресс-форм. В большинстве случаев изготовление пресс-форм включает фрезерование с ЧПУ или субтрактивную обработку материала. Помимо фрезерования используются и другие операции, в том числе аддитивное производство и электроэрозионная обработка.

Сегодня производители вынуждены создавать детали быстрее, чем когда-либо прежде. Хотя во многих случаях электроэрозионное производство допустимо, важно выяснить, можно ли заменить некоторые случаи более быстрыми методами, такими как обработка на станках с ЧПУ.

Что такое EDM?

Электроэрозионная обработка (электроэрозионная обработка), иногда называемая «искровой обработкой» или «электроэрозионной обработкой». Это когда электрический ток проходит через электрод в диэлектрической среде. Электрод выполнен в форме материала, который необходимо удалить из пресс-формы. Искра разрушает материал, придавая ему желаемую окончательную форму. Братья Лазаренко разработали процесс электроэрозионной обработки в тогдашнем Советском Союзе во время Второй мировой войны.

Электроды обычно изготавливаются из угольного графита. Однако в качестве электрода можно использовать медь, латунь, медные сплавы и другие материалы. Обычно электроды необходимо изготовить, прежде чем их можно будет использовать в электроэрозионном станке.

Случаи использования для EDM

Использование электроэрозионной обработки уже давно дает очевидные преимущества, в том числе:

Острые внутренние углы
Это одно из самых больших преимуществ электроэрозионного производства:создание острых внутренних углов, для которых в противном случае потребовались бы инструменты с ЧПУ малого диаметра или просто было бы невозможно на фрезерном станке с ЧПУ.

Глубокие участки формы
Процессы электроэрозионной обработки часто использовались вместо фрезерования на станках с ЧПУ, потому что невозможно было установить режущие инструменты достаточно глубоко для фрезерования правильной формы.

Очень сложная геометрия
Принято считать, что сложные формы легче получить с помощью электроэрозионного производства.

Обработка ребер
Ребра в формах обычно тонкие и могут быть довольно глубокими. Операции EDM часто являются обычным явлением в этих конкретных областях.

Автоматические операции
В прошлом магазины были более склонны использовать без присмотра станок для электроэрозионной обработки, а не фрезерный станок с ЧПУ.

Где указано качество поверхности EDM
Финишная обработка после операций электроэрозионной обработки однородна, без гребешков или завихрений. Иногда эта отделка указывается как часть детали.

Недостатки использования EDM

Место, где вы не можете использовать EDM, находится в зонах HAZ или зонах термического влияния. Это зоны, возможно, области сварки, где тепло от операций электроэрозионной обработки может вызвать больше проблем, чем решить.

Из-за допусков на расположение электродов и держателей, а также незнания точного размера электрической искры области, требующие высокой точности, часто не подходят для электроэрозионной обработки. .

EDM работает медленно

Самым большим недостатком использования EDM является то, что это длительный процесс. Во-первых, вам нужно использовать фрезерный станок с ЧПУ для фрезерования электрода. Часто вам нужно будет фрезеровать несколько электродов для одной операции электроэрозионной обработки, потому что они тоже подвергаются эрозии, и для электроэрозионной обработки одной области может потребоваться несколько электродов. Затем у вас есть процесс электроэрозионной обработки, при котором скорость съема металла ниже, чем при фрезеровании.

Процесс электроэрозионной обработки не только медленнее, но вам по-прежнему необходимо использовать станок с ЧПУ для фрезерования одного или нескольких электродов, прежде чем вы сможете использовать станок для электроэрозионной обработки. Кроме того, при фрезеровании графитовых электродов образуется много пыли. Без специального фрезерного станка с ЧПУ с высокотехнологичной вакуумной системой для графитовой пыли у вас будет простой станка каждый раз, когда вы переключаетесь с фрезерования металла на углерод только для очистки.

Если электроэрозионная обработка является частью вашего производственного процесса и вы хотите увеличить производительность, чтобы оставаться конкурентоспособным, замена такой части электроэрозионной обработки на обработку с ЧПУ — один из способов сделать это. .

Хотя фрезерование с ЧПУ не так много может сделать внутри острых углов, существуют более новые аппаратные и программные технологии, которые сводят на нет другие преимущества электроэрозионной обработки. .

Фрезерование глубоких областей

Использование электродов и процесса электроэрозионной обработки было обычным явлением для глубоких областей пресс-формы, но распространение 5-осевых фрезерных станков с ЧПУ в сообществе производителей пресс-форм изменило эту ситуацию. парадигма. Во время изготовления пресс-форм большинство 5-осевых станков работают в режиме 3+2 осей, а не в режиме полной одновременной 5-осевой обработки.

Операторы и программисты могут меняться ось инструмента на что-то другое, чем прямо вверх по Z, и обрабатывать глубокие области без необходимости операций электроэрозионной обработки. К счастью, современное программное обеспечение CAD/CAM, такое как Fusion 360, улучшило и упростило возможности многоосевой обработки, так же как и сами станки. Использование Fusion 360 может сократить время выполнения заказов и помочь вам быстрее доставить детали к двери.

Успешное фрезерование глубоких поверхностей с помощью 3+2 или 5-осевой обработки требует предотвращения столкновений и имитации инструмента и держателя инструмента, шпинделя и других частей инструмента. машина, которая потенциально может столкнуться с фрезеруемой деталью. Этот шаг обычно выполняется в системе CAM, такой как Fusion 360, или с помощью стороннего программного пакета для моделирования и проверки, такого как CAMplete.

Обработка ребер

Фрезерование ребер в пресс-форме может быть затруднено, так как для этого требуется инструмент с большим отношением LD (длины к диаметру). Эти инструменты более склонны к отклонению, вибрации или поломке. Кроме того, важным фактором становится эвакуация стружки внутри ребра.

Несмотря на трудности, фрезерование ребер может быть значительно быстрее, чем их создание с помощью электроэрозионной обработки. Специализированные CAM-системы, включающие функции, специально предназначенные для обработки ребер, облегчают их программирование. Эти программы могут перемещаться по оси инструмента, трансформироваться или повторять контуры ребра. В любом случае небольшая осевая глубина резания позволяет безопасно фрезеровать ребра.

С точки зрения того, что необходимо на стороне ЧПУ, инструмент обычно использует термоусадочные держатели для жесткости, а используемая фреза обеспечивает хороший вывод стружки с сильный поток или воздух, чтобы помочь в удалении стружки.

Сложная геометрия

Сложная геометрия когда-то широко использовалась в процессах электроэрозионной обработки, но многие из них можно заменить механической обработкой. Это связано с улучшениями во всех областях обработки с ЧПУ:

• Держатели инструментов с термозажимом и другие технологии обеспечивают большую жесткость.
• Фрезерные станки работают более плавно благодаря встроенным возможностям высокоскоростной обработки и операциям сглаживания.
• ПО для программирования CAM, такое как Fusion 360, имеет больше параметров и методов программирования, включая автоматическую остаточную обработку для фрезерования сложных форм.

Автоматическая обработка

Хотя запуск дорогого 5-осевого станка без присмотра кажется пугающим, многие передовые мастерские именно так и поступают, чтобы повысить эффективность и сократить время безотказной работы стана. Конечно, чем больше работает машина времени, тем быстрее детали доставляются за дверь и тем больше вы можете выиграть.

Вышеупомянутое программное обеспечение для моделирования многоосевой обработки также может проверять, что программы не имеют столкновений и могут выполняться без участия оператора. Алгоритмы могут автоматически переключать режущие инструменты на новые после определенного периода использования, что позволяет увеличить время работы без присмотра. Это особенно полезно для больших деталей.

Контроль также является ключевой частью автоматической обработки. Fusion 360 включает в себя интегрированные операции контроля в процессе, поэтому ключевые элементы могут быть проверены на предмет размера, чтобы последующие детали оставались в допуске даже по мере износа инструмента. Другие операции останавливают станок, если обнаруживается, что элемент находится за пределами допуска по размеру или положению. Это предотвращает катастрофические ошибки, которые могут нарушить работу.

Переход на фрезерование с ЧПУ

Фрезерные операции при изготовлении пресс-форм обеспечивают более высокую скорость съема, чем операции электроэрозионной обработки. Переход от процессов EDM может помочь вам сократить время доставки и увеличить производительность. Достижения в области крепления инструмента, 5-осевых станков и программного обеспечения для программирования CAM, такого как Fusion 360, позволили заменить многие операции электроэрозионной обработки фрезерной операцией с ЧПУ.

Готовы ли вы перейти от электроэрозионного производства к фрезерованию с ЧПУ? Узнайте больше о том, как максимально эффективно использовать свои компьютеры с помощью Fusion 360.