Was ist EDM?
Anwendung von EDM im Formenbau
Funkenerodieren (EDM) und Drahterodieren (EDM) sind zwei der am weitesten verbreiteten Spezialbearbeitungsverfahren in der Formteilbearbeitung. In diesem Abschnitt wird nur ein kurzer Überblick über diese beiden Methoden gegeben.
Die elektrische Entladungsbearbeitung (EDM) ist ein Prozess, bei dem die hohe Temperatur, die durch gepulste Entladung zwischen einer Werkzeugelektrode und einer Werkstückelektrode in einem bestimmten Medium erzeugt wird, zur Elektroerosion genutzt wird und das Werkstück so bearbeitet wird, dass bestimmte Formen, Abmessungen und Anforderungen an die Oberflächenrauheit erreicht werden. EDM kann verschiedene Metallmaterialien mit hohem Schmelzpunkt, hoher Härte, hoher Festigkeit, hoher Reinheit, hoher Zähigkeit und hoher Sprödigkeit verarbeiten. Es wird häufig zur Bearbeitung von Hohlräumen, Löchern (runde Löcher, quadratische Löcher, unregelmäßige Löcher), gebogenen Löchern (gebogene Löcher, Gewindelöcher) sowie schmalen Schlitzen, kleinen Löchern und Mikrolöchern in verschiedenen Stanzformen, Warmschmiedeformen, Druckgussformen, Extrusionsformen, Kunststoffformen und Gummiformen verwendet.
Die elektrische Entladungsbearbeitung kann je nach Anwendungsbereich in elektrische Entladungsbearbeitung (allgemein als EDM bezeichnet) und Drahterodierbearbeitung (allgemein als Drahterodieren bezeichnet) unterteilt werden.
Die elektrische Entladungsbearbeitung (EDM) wird hauptsächlich für die Bearbeitung komplex geformter Hohlräume und Kernnuten verwendet, die von der Form nicht durchdrungen werden können, sowie für die Bearbeitung scharfer Ecken und schmaler Nuten, die nicht durch Schneiden fertiggestellt werden können (sie wird auch für die Perforationsbearbeitung verwendet, bei der die Anforderungen an die Maßhaltigkeit nicht hoch sind).
Geräte und Beispiele zum Drahtschneiden mit elektrischer Entladung
Elektroerosions-Drahtschneidemaschinen werden in zwei Typen unterteilt: langsames Drahtschneiden und schnelles Drahtschneiden. Abbildung 1-27 zeigt ein schematisches Diagramm des Aufbaus einer CNC-Schnelldrahtschneidemaschine. Der Hauptkörper der CNC-Schnelldrahtschneidemaschine besteht aus einem Bett, einem Drahtrahmen, einem Arbeitstisch, einem Drahtvorschubmechanismus, einer Kegelvorrichtung, einem Arbeitsflüssigkeitszirkulationssystem usw.
1-Draht-Speicherrohr; 2-Draht-Halter; 3-Taper-Gerät; 4-Elektrodendraht; 5-Arbeitstisch;
6-Arbeitsflüssigkeitstank; 7-Bett; 8-Steuerkasten; 9-Schaltschrank
Bei der Drahterosion (EDM) erfolgt der Vorschub des Werkstücks durch die Relativbewegung von Arbeitstisch und Elektrodendraht. Der Arbeitstisch kann sich linear in zwei Koordinatenrichtungen bewegen, wodurch sich der Elektrodendraht relativ zum Werkstück in verschiedenen planaren Kurvenbahnen bewegen kann.
Der grundlegende Prozess des Drahterodierens ist in Abbildung 1-28 dargestellt. Der Elektrodendraht beginnt am Drahteinfädelloch und führt eine elektrische Entladungsbearbeitung entlang der gestrichelten Flugbahn durch, bis die gesamte Bearbeitungskontur fertiggestellt ist.
Abbildung 1-29 zeigt einige Teile, die durch Drahterodieren bearbeitet wurden. Abbildung 1-29(a) zeigt ein Hexaeder mit einem Drahtgewindeloch am Rand. Der Elektrodendraht beginnt dann am Drahtgewindeloch und bearbeitet sich entlang der Kontur, um schließlich ein Teil mit einer gekrümmten Oberflächenkontur zu erhalten, ähnlich der Drahterodierbearbeitung eines Stempels. Abbildung 1-29(b) zeigt auch ein Hexaeder mit einem Loch zum Durchfädeln des Drahtes in der Mitte. Der Elektrodendraht beginnt dann am Drahteinfädelloch und bearbeitet sich entlang der Kontur, um schließlich ein Teil mit einer sechseckigen Außenseite und einer gekrümmten Oberflächenkontur im Inneren zu erhalten, ähnlich wie bei der Drahterodierbearbeitung einer Matrize.
Abbildung 1-29(c) zeigt eine schmale Nut, die in ein Scheibenteil eingearbeitet wurde. Abbildung 1-29(d) zeigt einen kleinen Kerneinsatz, der durch Drahterodieren bearbeitet wurde.
Ausrüstung und Beispiele für die elektrische Entladungsbearbeitung
Die Elektroerosionsmaschine (EDM) besteht hauptsächlich aus einem Bett, einem Spindelkopf, einer Säule, einem Arbeitstisch, einem Arbeitsflüssigkeitstank und einem Schaltschrank, wie in Abbildung 1-30 dargestellt.
Der Arbeitstisch ist im Allgemeinen in der Lage, sich in Längs- und Querrichtung zu bewegen, also sowohl in X- als auch in Y-Richtung, um die erforderliche relative Position zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück zu erreichen. Der Arbeitstisch ist außerdem mit einem Arbeitsflüssigkeitstank ausgestattet, der die Werkzeugelektrode und das darin befindliche Werkstück eintaucht und so zur Kühlung und Späneentfernung dient.
Der Schaltschrank besteht im Wesentlichen aus einer Impulsstromversorgung und einem automatischen Vorschubanpassungssystem. Das Impulsnetzteil wandelt den Industriefrequenz-Wechselstrom in einen unidirektionalen Impulsstrom einer bestimmten Frequenz um, um die für die Funkenerosion erforderliche Entladungsenergie bereitzustellen. Durch die Anpassung der elektrischen Parameter können unterschiedliche Anforderungen beim Schruppen, Zwischenschleifen und Schlichten erfüllt werden. Das automatische Vorschubanpassungssystem sorgt durch ein eigenes automatisches Steuerungssystem dafür, dass während des gesamten Bearbeitungsprozesses ein bestimmter Entladungsspalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück eingehalten wird, und gewährleistet so die Stabilität des EDM-Prozesses.
Abbildung 1-31 zeigt Teile, die durch EDM bearbeitet wurden. Abbildung 1-31(a) zeigt ein quadratisches Senkloch, das mit einer quadratischen Elektrode in ein Werkstück eingearbeitet wurde. Abbildung 1-31(b) zeigt ein Teil mit mehreren Kavitäten, das mit einer einzigen Werkzeugelektrode durch die Translation des Arbeitstisches bearbeitet wurde. Abbildung 1-31(c) zeigt eine Methode zur gleichzeitigen Bearbeitung von zwei Hohlräumen mit einer einzigen Elektrode. Durch Drehen des Spindelkopfs der Werkzeugmaschine kann die Bearbeitung mehrerer Kavitäten erreicht werden. Da sich die Elektroden während der Bearbeitung abnutzen, ist es unmöglich, den Bearbeitungsprozess bei der eigentlichen Bearbeitung mit nur einer Werkzeugelektrode abzuschließen. Es ist häufig erforderlich, mehrere Elektroden vorzubereiten, um das Schruppen und Schlichten der Funkenerosion getrennt durchzuführen.
