放電加工的原理

2021-01-20 曉伐曉達

寫在最前,本文來自Sodick沙迪克中文官網,小達覺得寫的很好,所以直接搬運過來了,望雅俗共享。


簡單介紹一下Sodick,該品牌在放電加工設備(慢走絲工具機)中目前市佔率是最高的。與大部分成功的日企一樣,始於創始人夜以繼日的研究創新熱忱。1994年已在蘇州建廠,所以目前國內大部分的Sodick工具機是在蘇州組裝的。


這是一臺慢走絲工具機的大概樣子及主要運行、控制技術要點



現在開啟正文搬運:

放電加工的原理和電極零損耗的電路

產品製造離不開模具。

所謂模具,是在大批量生產產品時使用的金屬製造的模具設備的總稱。根據產品的製造方法,模具可以細分為衝壓模具、鍛造模具、鑄造模具、壓鑄模具、塑料模具等。

想要以穩定的品質高效地生產汽車和智能收集等產品中使用的零部件,就少不了模具的幫忙。


用來加工模具的金屬有哪些?

使用的是比普通的鐵更堅硬的金屬。

根據不同的產品,模具的製造會用到多種多樣的材料,但最常用的還是比經過淬火加工的普通的鐵更堅硬的金屬,和比之更勝一籌的硬質合金等。所謂硬質合金,是指硬度僅次於金剛石的金屬,被用來製造非常堅固的模具。


放電加工機是能夠以1微米為單位對這些堅硬的金屬進行加工的設備。


什麼是放電加工技術?放電加工是利用電能將柔軟的金屬變得如刀具般鋒利,以加工超堅硬金屬的技術。

在水或者石油等液體中,通過電力使相對的金屬之間產生火花,利用這一火花的熱量來熔化金屬以進行加工。在液體中產生火花後,熔化的金屬部分會被液體迅速冷卻並散去。剩下的部分則會出現孔洞般的凹陷,就像月球表面的環形山那樣。像這樣通過間斷地產生火花、重複金屬熔化、冷卻、飛散的過程以加工金屬的方法稱為放電加工。


到底在什麼情況下對什麼產品才需要採用放電加工呢?

例如在需要大批量生產「熊寶寶頭像」時,製作生產用的模具。

模具的材質是堅硬的金屬,因此要將其加工成複雜的形狀非常困難。這時就輪到放電加工出馬了。

首先,製作熊寶寶形狀的電極,在該電極與堅硬的金屬間施加電壓,通過放電產生火花,從而正確地加工出熊寶寶的形狀。



要怎樣才能夠加工出需要的形狀?

進行放電加工時,主要使用「雕模放電加工機」和「線切割放電加工機」。


「雕模放電加工機」
電極與金屬之間每秒鐘會間斷地產生1000~10萬次火花,在金屬上雕刻出電極的形狀。此時,電極與加工物不直接接觸,因此被稱為非接觸加工。

令人不可思議的是,電極並不會熔化,只有加工對象金屬被雕刻出形狀!


雕模放電加工機用的是什麼電極?電極的形狀與需要加工的形狀相反,主要採用主Graphite(石墨、碳)等容易導電的材料。上述材料都是柔軟的金屬,可以使用普通的鑽頭輕鬆地進行加工。


「線切割放電加工機」

用非常細的鋼絲電線作為電極,使其產生火花,利用其熱量,以一邊熔化金屬一邊進行切割的方式進行加工。


通過電力產生火花來熔化金屬以進行加工的話,電極不是也會熔化嗎?

電極當然也會逐漸熔化。
雕模放電加工時使用的電極會因為加工所用的火花而受損、熔化。這一損傷被稱為「損耗」。1964年以前,電極的損耗非常嚴重,甚至會打穿加工物的底部,因此只能用於「貫通加工」。為了減少電極的損耗,眾多研究人員嘗試了各種電極材料和放電電路。
終於放電加工技術的革命電極零損耗電路發明(1965年)

Sodick的創始人古川利彥發明了進行放電加工時不會損耗電極的電極零損耗電路!

在對放電加工日復一日的研究過程中,某一天,古川先生錯誤地連接了電極與加工物的正負極之後進行加工,當他發現電極沒有損耗而加工物上出現了開孔的反常現象後,這一發明開始逐漸成形。儘管這一發現是偶然發生的奇蹟,但以此為基礎而發明的電極零損耗電路則是對放電加工技術的重大革新。




好了,搬運到這裡就結束了。以小達目前觀察到的金屬加工行業來說,放電加工簡直就是行業源動力。有了這個技術,才可以不停地追求更高的精度、光潔度、效率。精益求精!


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寫在最後,如有錯誤,歡迎指正。




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