【Prozess】Was ist EDM?

Das Prinzip der Funkenerosion basiert auf dem Elektrokorrosionsphänomen während der gepulsten Funkenentladung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück (positive und negative Elektroden), um überschüssiges Metall zu entfernen und die vorgegebenen Bearbeitungsanforderungen hinsichtlich Größe, Form und Oberflächenqualität des Werkstücks zu erfüllen.

Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, sind die Werkstück- und Werkzeugelektroden jeweils an zwei Elektroden mit unterschiedlicher Polarität der Impulsstromversorgung angeschlossen.

Werkzeugelektroden bestehen in der Regel aus elektrokorrosionsbeständigen Materialien mit guter Leitfähigkeit, hohem Schmelzpunkt und einfacher Verarbeitung, wie zum Beispiel Kupfer, Graphit, Kupfer-Wolfram-Legierung und Molybdän. Während des Bearbeitungsprozesses erleidet die Werkzeugelektrode ebenfalls Verluste, diese sind jedoch geringer als die Erosionsmenge des Werkstückmetalls und es kommt sogar nahezu zu keinen Verlusten.

Als Austragsmedium übernimmt das Arbeitsmedium auch die Rolle der Kühlung und Spanabfuhr während des Bearbeitungsprozesses. Häufig verwendete Arbeitsflüssigkeiten sind Medien mit niedriger Viskosität, hohem Flammpunkt und stabiler Leistung, wie z. B. Kerosin, entionisiertes Wasser und Emulsion.

Bild

Wenn die Impulsspannung zwischen den beiden Elektroden angelegt wird und ein ordnungsgemäßer Spalt zwischen dem Werkstück und den Elektroden aufrechterhalten wird, wird das Arbeitsmedium zwischen dem Werkstück und den Werkzeugelektroden zersetzt, um einen Entladungskanal zu bilden.

Im Austrittskanal entsteht augenblicklich eine hohe Temperatur, die das Material auf der Werkstückoberfläche schmilzt oder sogar verdampft. Gleichzeitig verdampft es auch das Arbeitsmedium, dehnt sich im Entladungsspalt thermisch schnell aus und explodiert, und ein kleiner Teil des Materials auf der Oberfläche des Werkstücks wird erodiert und herausgeschleudert, wodurch winzige elektrische Löcher entstehen.

Nachdem die Impulsentladung beendet ist, ist das Arbeitsmedium nach einer gewissen Zeit wieder isoliert. Die Impulsspannung wird wiederholt an das Werkstück und die Werkzeugelektrode angelegt, der obige Vorgang wiederholt sich kontinuierlich und das Werkstückmaterial wird nach und nach weggeätzt.

Das Servosystem passt die relative Position der Werkzeugelektrode und des Werkstücks ständig an und führt automatisch einen Vorschub durch, um den normalen Fortschritt der Impulsentladung sicherzustellen, bis die erforderlichen Teile bearbeitet sind.

1. EDM

Bei der Werkzeugelektrode handelt es sich in der Regel um eine kupfer- oder graphitförmige Elektrode, die jede herstellbare Form haben kann, und die bearbeitete Form ist der entsprechende Hohlraum.

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2. Drahterodieren

WEDM wird in langsames Drahtschneiden und schnelles Drahtschneiden unterteilt. Im Allgemeinen werden Drahtelektroden mit einem Durchmesser von 0,1 mm bis 0,3 mm zur Bearbeitung von Teilen mit geregelter Oberfläche verwendet, bei denen es sich um Stanzteile oder Matrizenlöcher handeln kann.

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Beim Erodieren wird nicht nur die Oberfläche des Werkstücks verändert, sondern auch dessen Untergrund. Die Oberflächenstruktur des bearbeiteten Werkstücks ist in drei Schichten unterteilt (Abbildung 1-3).

Die Aufprallschicht auf der Oberfläche des EDM entsteht durch den Aufprall des geschmolzenen Metalls und einer kleinen Menge Elektrodenpartikel. Diese Schicht lässt sich leicht entfernen.

Die nächste Schicht ist die Hartschicht (Oxidschicht). EDM verändert die metallurgische Struktur und die Eigenschaften der Hartschicht erheblich. Unter der Wirkung des Mediums Öl kühlt die Metallschmelze schnell ab und die nicht ausgeschleuste Metallschmelze erstarrt im Hohlraum zu einer harten Schicht. Diese harte und spröde Oxidschicht entwickelt mikroskopisch kleine Risse. Wenn diese Schicht zu dick ist oder nicht durch Polieren verdünnt oder entfernt werden kann, kann es unter bestimmten Einsatzbedingungen zu einem vorzeitigen Ausfall des Teils kommen.

Die letzte Schicht ist die erhitzte oder getemperte Schicht. Es erwärmt sich nur, es schmilzt nicht. Die Dicke der Hartschicht und der Heizschicht wird durch die Wärmeableitungsfähigkeit des Werkstückmaterials und die Bearbeitungsenergie bestimmt. In jedem Fall hat die veränderte Metallschicht Auswirkungen auf die ursprünglichen Eigenschaften der Werkstückoberfläche.

Der automatische Endbearbeitungskreislauf der CNC-Erodiermaschine kann die Bildung der harten Schicht wirksam reduzieren, die ausgeglühte Schicht jedoch nicht beseitigen.