ماشینکاری مدرن قطعات فلزی به روش تخلیه الکتریکی (EDM)

یکی از واحد های فعال شرکت پتک شیراز واحد قالبسازیست که علاوه بر استفاده از انواع دستگاههای تراش و فرز و دریل های متنوع از بخش اسپارک نیز بهره مند میباشد . در این مقاله روش کار دستگاه اسپارک و استفاده از روش تخلیه الکتریکی برای قالبسازی توضیح داده شده است

ماشین کاری با روش تخلیه الکتریکی (EDM) یکی از روش های تولید مخصوص است که کاربرد وسیعی یافته است. در این روش برای براده برداری هیچگونه تماس مستقیمی بین قطعه کار و الکترود بر قرار نمی‌شود و در نتیجه نیروی فیزیکی نخواهیم داشت. آهنگ جداشدن فلز یا براده برداری به رسانایی الکتریکی قطعه کار بستگی دارد نه سختی آن.

  اساس این روش:

این روش برای ماشین کاری کلیه مواد هادی جریان به کار می رود با هر مقدار سختی که داشته باشند و از چهار بخش تشکیل می شود:

1- الکترود

2- قطعه کار

3- سیال دی الکتریک

4- منبع تامین جریان

هدف از استفاده از دی الکتریک (آب یا نفت سفید) کاهش دما در منطقه ماشینکاری و انتقال ذرات ماشین کاری شده از منطقه ماشین کاری می‌باشد تا جرقه ها مناسب زده شوند و اصطلاحا پدیده آرک (Arc) اتفاق نیافتد.

چنانچه بین دو الکترود (قطعه کار و الکترود) اختلاف پتانسیلی اعمال شود در اثر برخورد شدید الکترون ها به دی الکتریک بین دو الکترود مولکولهای دی الکتریک یونیزه می شوند و کانالی از یون بین دو الکترود به وجود می آید که به آن کانال پلاسما گویند.(پلاسما حالت چهارم ماده است). و در اثر بر خورد شدید یونها به قطعه کار باربرداری صورت می گیرد.

با زدن جرقه از یک سو و پیشروی ابزار به سمت قطعه کار از سوی دیگر (به صورت ارتعاش رفت و برگشتی با فرکانس بالا) به مرور زمان شکل ابزار در قطعه کار براده برداری می شود. هر جرقه درجه حراتی بین 8000 تا 12000 درجه سانتیگراد تولید می کند . اندازه چاله ای که هر جرقه از قطعه بار برمی دارد به میزان انرژی جرقه بستگی دارد که مهمترین عامل موثر منبع تامین جریان است عمق چاله به وجود آمده از چندین میکرون تا 1 میلیمتر متفاوت است.

 فرآیند EDM شش مرحله دارد:

1- الکترود به قطعه کار نزدیک شده، هر دو باردار می‌شوند (معمولا قطعه کار مثبت و الکترود منفی)

2- چون سطح الکترود و قطعه کار هر دو در اشل میکرونی دارای پستی و بلندی می‌باشند بنابراین بین دو نقطه که نزدیکترین فاصله را نسبت به جاهای دیگر با هم دارند جرقه الکترونی شکل می‌گیرد.

3- کانال پلاسما شکل می‌گیرد.

4- در اثر تمرکز بالای کانال پلاسما چاله ای از قطعه کار ذوب می‌شود.

5- فشار کانال پلاسما بسیار بالا است، با قطع شدن جرقه و درپی آن قطع شدن کانال پلاسما چون مذاب در آن دما و فشار نمی‌تواند دوام داشته باشد، به یکباره با حالت انفجاری به اطراف پراکنده می‌شود.

6- دی الکتریک با شستشوی خود ذرات پراکنده شده را جمع آوری می‌کند.

 صافی سطح و سرعت ماشیکاری:

 صافی سطح به ابعاد جرقه تولیدی بستگی دارد. هر چه جرقه قوی تر باشد سطح خشن تر ولی سرعت ماشین کاری خیلی بیشتر خواهد بود. با این روش به صافی Ra 0.10 می توان رسید، سطحی که مثل آینه عمل می‌کند. صافی سطح‌های استاندارد معادل Ra 0.8/1 (N5 - N6) می‌باشد. بسته به انرژی جرقه سرعت بار برداری از 1 تا چند صد میلیمتر مکعب بر دقیقه می‌باشد.

اضافه می‌شود که جرقه حداقل باید 5 سانتیمتر زیر دی الکتریک زده شود تا خطراشتعال را در پی نداشته باشد چون انرژی جرقه بسیار بالا است.

از دستگاه‌های متداول می‌توان به اسپارک و وایرکات اشاره کرد .

کارایی این سیستم با آهنگ براده‌برداری بر حسب میلیمتر مکعب یا اینچ مکعب بر دقیقه سنجیده می‌شود و توسط سیستم‌های کنترل عددی کنترل می‌شود.

الکترود این فرایند معمولا از جنس مس (در اسپارک) و مس یا تنگستن (در وایر کات) می‌باشد.