超越 CNC：什么是电火花加工？

当今的许多涡轮叶片、支架和光学镜面精加工部件都是使用 EDM 工艺制造的。以下是您需要了解的关于将您的材料从其原始形式中解脱出来的知识。

是电动的。这很迷人。它正在对制造业产生真正的影响。 Zion Market Research 预计 2017 年电火花加工行业的价值约为 46 亿美元，预计到 2024 年将增长到近 80 亿美元。

越来越多的 CNC 车削和铣削车间正在使用 EDM 来创建原本无法加工的零件特征。这些组件主要用于航空航天和医疗行业。当今的汽车行业通常不使用 EDM，除非在某些工具应用中。

EDM 确实意味着采用新的加工方法。它不是“传统的”数控机械。有石墨和铜电极需要了解和管理，需要适当的工件夹持和专用软件。

做起来都不是特别难，但就像任何新技术一样，它需要一些初始投资以及开放的心态。对于加工车间来说，好消息是 EDM 打开了原本可能一直关闭的大门。

什么是电火花加工及其工作原理？

电火花加工使用电能“腐蚀”工件材料。它在导电工件和由铜、黄铜、石墨或钨及其合金制成的电极之间产生一系列高频火花。

当火花从电极跳到工件时，它会带走微小的材料碎片，然后被介电流体冲走。流体通常是去离子水或专门的非导电油。可以实现极精细的表面处理，以及以微米为单位的最佳精度。

有三种不同类型的 EDM：线 EDM，也称为“WEDM”、EDM 钻孔和传统的或“沉降片”EDM。它们都依赖于相同的高能腐蚀原理，并且都可提供多达五个运动轴，但您可以通过旋转附件获得更多轴。

只要材料是导电的，这三者都能加工从铝到碳化物的所有东西。然而，一个关键的区别是电极，它可以被认为是一种切割工具。

WEDM 使用铜或黄铜合金线的线轴连续送入工件。把它想象成一个高度精确的带锯。

典型的线径范围从 0.004 英寸到 0.012 英寸，但也可以使用低至 0.0006 英寸的线。线切割机床广泛用于工具和模具行业，用于切割医疗部件中的小槽和类似的困难特征。

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EDM 钻孔或“钻孔机”依赖于管状电极，介电流体从其中心流过并返回，类似于冷却液供给的钻头。

正如 Sodick Inc. 的添加剂和 HSM 业务经理 Evan Syverson 所指出的，EDM 钻孔是在喷气发动机叶片和叶片细节上制造扩散器孔的主要方法。

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用于电火花放电加工的电极（通常是石墨或铜）通常加工成工件形状的镜像或反向图像，但也使用圆形、方形和其他形状。与 EDM 钻孔一样，电极可以旋转、绕行或插入和退出工件，从而提高金属去除率，同时产生各种独特的几何形状。

无论采用何种技术，GF Machining Solutions 的 EDM 产品经理 Eric Ostini 等专家和他的同行都很快指出了 EDM 最重要的三件事：冲洗、冲洗和冲洗。这是因为，如果没有有效的冲洗，就会发生短路，进而导致生产率下降、零件质量差，并可能损坏电极。

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您可以在哪里使用 EDM？ Makino Inc. 的 EDM 产品线经理 Brian Pfluger 表示，随着工件材料越来越难以通过传统方式加工，EDM 工艺变得更具吸引力和生产力。例子包括增加长径比和任何需要极小刀具的地方。

与铣削和车削相比，EDM 具有一些优势。由于电火花加工是一种非接触式工艺，因此可以加工极小、薄壁、蜂窝状或高大的工件，而无需担心变形。

EDM 没有毛刺。半径低至 0.001 英寸的尖锐内角是可能的。可以加工昂贵的材料，例如金或铂，而切屑几乎没有材料损失。使用 EDM 保持“十分之一”相对来说是轻而易举的事，即使是在令人讨厌的高镍合金中，例如 Rene 41 和 L-605，几乎不需要担心刀具快速磨损。

航空航天制造商使用 EDM 在涡轮叶片中生产异形孔。医疗公司用它来切割支架、剪断夹子并在小鳄鱼夹上加工牙齿。齿轮制造商使用它来生产一次性链轮。光学元件制造商用它制造镜面饰面。

名单还在继续。

尽管具有广泛的功能，EDM 并不比任何其他 CNC 机床更难操作。 EDM 机床具有相同的 X、Y 和 Z 轴。许多 EDM 系统具有类似于车床和加工中心的对话式控制，而其他系统则支持使用 G 代码、固定循环和离线编程软件。

用于夹持工件的虎钳和夹具也与车间其他地方使用的类似，但它们通常由 400 系列不锈钢制成，而不是工具钢和铸铁。

然而，EDM 加工工艺有很大不同，重点放在冲洗、轨道策略、段塞保留和脱脂走刀次数上。但没有什么是任何熟练的机械师都无法快速将他或她的大脑包裹起来的。

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