محتوى آلة EDM ومبدأها
Oct 19, 2024| آلة التفريغ الكهربائي، يشار إليها بـ EDM، هي عبارة عن معدات معالجة ميكانيكية تستخدم بشكل رئيسي في معالجة التفريغ الكهربائي. يستخدم على نطاق واسع في تصنيع القوالب المعدنية المختلفة والمعدات الميكانيكية. آلة التفريغ الكهربائي هي طريقة معالجة خاصة تستخدم تأثير التآكل الكهربائي الناتج عن تفريغ النبض بين قطبين مغمورين في سائل العمل لتآكل المواد الموصلة. وتسمى أيضًا معالجة التفريغ أو معالجة التآكل الكهربائي، ويشار إليها باسم EDM باللغة الإنجليزية.
مبدأ
أثناء معالجة التفريغ الكهربائي، يتم توصيل قطب الأداة وقطعة العمل بقطبي مصدر طاقة النبض على التوالي ويتم غمرهما في سائل العمل، أو يتم ملء سائل العمل في فجوة التفريغ. يتم تغذية قطب الأداة إلى قطعة العمل من خلال نظام التحكم الآلي في الفجوة. عندما تصل الفجوة بين القطبين إلى مسافة معينة، فإن جهد النبض المطبق على القطبين يكسر سائل العمل ويولد تفريغ شرارة.
تتركز كمية كبيرة من الطاقة الحرارية على الفور في قناة التفريغ الدقيقة، ويمكن أن تصل درجة الحرارة إلى أكثر من 10,000 درجة مئوية، ويتغير الضغط أيضًا بشكل حاد، بحيث تتقلص كمية التتبع المحلية من المعدن يتم إذابة وتبخير المواد الموجودة على سطح العمل هذا على الفور، ويتم رشها في سائل العمل بشكل متفجر، ويتم تكثيفها بسرعة لتكوين جزيئات معدنية صلبة، والتي يتم أخذها بعيدًا بواسطة سائل العمل. في هذا الوقت، يتم ترك علامة حفرة صغيرة على سطح قطعة العمل، ويتم إيقاف التفريغ لفترة وجيزة، ويعود سائل العمل بين القطبين إلى حالة العزل.
بعد ذلك مباشرة، ينهار جهد النبض التالي عند نقطة أخرى حيث يكون القطبان قريبان نسبيًا، مما يولد تفريغ شرارة، وتكرر العملية المذكورة أعلاه. بهذه الطريقة، على الرغم من أن كمية المعدن التي تتم إزالتها بواسطة كل تفريغ نبضي صغيرة جدًا، نظرًا لوجود آلاف من تفريغات النبض في الثانية، إلا أنه يمكن إزالة المزيد من المعدن، ولها إنتاجية معينة.
في حالة الحفاظ على فجوة تفريغ ثابتة بين قطب الأداة وقطعة الشغل، أثناء إزالة معدن قطعة العمل، يتم تغذية قطب الأداة بشكل مستمر إلى قطعة العمل، وأخيرًا تتم معالجة الشكل المطابق لشكل قطب الأداة. لذلك، طالما تم تغيير شكل قطب الأداة والحركة النسبية بين قطب الأداة وقطعة العمل، يمكن معالجة الأسطح المعقدة المختلفة. غالبًا ما تكون أقطاب الأدوات الكهربائية مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل الكهربائي مع موصلية جيدة ونقطة انصهار عالية وسهولة المعالجة، مثل النحاس والجرافيت وسبائك النحاس والتنغستن والموليبدينوم. أثناء عملية المعالجة، يكون للقطب الكهربائي للأداة أيضًا خسارة، لكنه أقل من كمية المعدن الذي تمت إزالته من قطعة العمل، بل إنه قريب من عدم الخسارة.
باعتباره وسيلة تفريغ، يلعب مائع التشغيل أيضًا دورًا في التبريد وإزالة الرقائق أثناء المعالجة. سوائل العمل شائعة الاستخدام هي الوسائط ذات اللزوجة المنخفضة ونقطة الوميض العالية والأداء المستقر، مثل الكيروسين والماء منزوع الأيونات والمستحلب. آلة EDM عبارة عن تفريغ ذاتي الإثارة يتميز بالخصائص التالية: يوجد جهد عالي بين قطبي تفريغ الشرارة قبل التفريغ. عندما يكون القطبان متقاربين، ينكسر الوسط بينهما، ومن ثم يحدث تفريغ الشرارة. مع عملية الانهيار، تنخفض المقاومة بين القطبين بشكل حاد، كما ينخفض الجهد بين القطبين بشكل حاد. يجب أن تنطفئ قناة الشرارة في الوقت المناسب بعد فترة زمنية قصيرة (عادةً 10-7-10-3 s) للحفاظ على خصائص "القطب البارد" لتفريغ الشرارة (أي أن الطاقة الحرارية المحولة بواسطة طاقة القناة لا يمكن أن تنتقل إلى عمق القطب في الوقت المناسب)، بحيث تعمل طاقة القناة على نطاق صغير جدًا. يمكن أن يسبب تأثير طاقة القناة تآكلًا محليًا للقطب الكهربائي. تسمى طريقة استخدام ظاهرة التآكل المتولدة أثناء تفريغ الشرارة لمعالجة حجم المادة بتصنيع EDM.