Broušení a EDM
Frézování a soustružení zvládnou 90 % obráběných dílů. Když ale potřebujete tolerance těsnější než ±0.01mm, kvalitu povrchu lepší než Ra 0.8μm nebo obrábíte materiál tvrdší než 50 HRC, konvenční obrábění narazí na zeď. Tehdy přichází na řadu broušení a elektroerozivní obrábění (EDM). Ani jedno není levné a ani jedno není rychlé — obojí ale dokáže věci, které žádná fréza nedokáže. Tato stránka vám pomůže rozhodnout, které skutečně potřebujete, a vyhnout se placení za schopnosti, které nevyužijete.
CNC obrábění vs. broušení vs. EDM — kdy který proces použít
Začněte zde. Tabulka níže přiřazuje požadavky na váš díl ke správnému procesu. Většina dílů, které skončí na brusce nebo na EDM stroji, se tam dostane proto, že někdo zadal toleranci nebo materiál, které frézování nezvládne. Vědět předem, který proces poptat, šetří čas, peníze i dohadování, které zabíjí rychlost poptávky.
| Co váš díl vyžaduje | Použijte | Proč | Nákladový faktor |
|---|---|---|---|
| Standardní tolerance (±0.025–0.05mm), Ra 1.6–3.2μm, materiál <40 HRC | CNC frézování / soustružení | Nejrychlejší, nejlevnější, nejuniverzálnější. Zvládne 80 %+ všech obráběných dílů. Není důvod hledat dál. | 1.0x (základ) |
| Úzká tolerance (±0.005–0.01mm), Ra 0.4–0.8μm, rovinná nebo válcová geometrie | Broušení | Brusný kotouč odebírá materiál po malých přírůstcích. Dosahuje rozměrové přesnosti a kvality povrchu, kterou řezné nástroje nedokážou. Nejvhodnější pro rovinné plochy, válcové otvory a průměry a přesné drážky. | 2.0–4.0x |
| Velmi tvrdý materiál (>50 HRC), tepelně zpracovaná nástrojová ocel, karbid | Broušení nebo drátová EDM | Broušení řeže tvrdé materiály abrazivem. Drátová EDM je eroduje jiskrami. Obojí funguje na plně zakaleném materiálu — u EDM není nutné obrábět před tepelným zpracováním. | 2.0–5.0x |
| Ostré vnitřní rohy (nulový nebo téměř nulový poloměr) | Drátová EDM | Žádný řezný nástroj nemá ostrý roh. Elektroda drátové EDM má průměr 0.1–0.33mm — dokáže vyříznout vnitřní rohy, kam žádná stopková fréza nedosáhne. Drát sleduje libovolnou 2D dráhu. | 3.0–6.0x |
| Slepé dutiny, složité 3D vnitřní prvky, jádra forem | Hloubková EDM | Zakázková elektroda vypálí do obrobku negativní tvar. Dokáže vytvořit dutiny, žebra, text i organické 3D tvary, kam se žádný rotující nástroj nedostane. | 4.0–8.0x |
| Tenké stěny, jemné prvky v tvrdém materiálu, nulová řezná síla | Drátová EDM | EDM je bezkontaktní proces — řezná síla je nulová. Drát se dílu nikdy nedotkne. To znamená žádný průhyb, žádné chvění a žádnou deformaci tenkých stěn. | 3.0–6.0x |
| Ultra přesné otvory (startovací otvory pro drátovou EDM, chladicí otvory v lopatkách turbín) | EDM vrtání otvorů | Dutá elektrodová trubice vhání chladicí kapalinu a jiskry skrz materiál. Vrtá otvory od průměru 0.3mm rychlostí 30–60mm/min v zakalené oceli. | 5.0–10.0x |
| Velké rovinné plochy s požadavkem Ra 0.1–0.4μm a rovinností <0.01mm | Rovinné broušení | Magnetický upínač drží díl rovně. Brusný kotouč seškrabuje povrch v přesných průchodech. Dosahuje rovinnosti a rovnoběžnosti, kterou frézování nedokáže. | 1.5–3.0x |
Typy broušení v kostce
Broušení není jeden proces. Typ brusky, který potřebujete, závisí na geometrii, které se snažíte dosáhnout. Zde je rychlé srovnání čtyř hlavních typů broušení používaných v přesném obrábění.
| Typ broušení | Co dělá | Dosažitelná tolerance | Dosažitelná Ra | Typický nákladový faktor |
|---|---|---|---|---|
| Rovinné broušení | Rovinné plochy — tahoun dílny. Díl leží na magnetickém upínači, kotouč přejíždí tam a zpět. Používá se pro desky nástrojů, základny přípravků, přesné rovinné plochy, těsnicí čela. | ±0.005 mm | 0.1–0.4 μm | 1.5–2.5x |
| Válcové broušení | Kulaté díly — vnější i vnitřní průměr. Obrobek se otáčí mezi hroty (vnější průměr) nebo ve sklíčidle (vnitřní průměr). Používá se pro čepy hřídelí, ložiskové plochy, přesné otvory, vyhazovací kolíky. | ±0.003 mm | 0.1–0.4 μm | 2.0–3.5x |
| Souřadnicové broušení | Přesné otvory a obrysy. Jako vertikální frézka, ale s malým brusným kotoučem na vysokootáčkovém vřetenu. Používá se pro střižné sestavy, přesné polohy otvorů, kuželové otvory. | ±0.002 mm | 0.05–0.2 μm | 3.5–6.0x |
| Creep-feed broušení | Hluboký úběr materiálu při jediném průchodu. Kotouč odebírá hluboký záběr (až 10–20mm) při pomalém posuvu. Používá se pro patní tvary lopatek turbín, broušení drážek v tvrdých materiálech, profily. | ±0.01 mm | 0.4–1.6 μm | 2.0–4.0x |
Typy EDM v kostce
EDM odebírá materiál pomocí elektrických jisker — dílu se nedotkne žádný řezný nástroj. Právě proto je nepostradatelné u tvrdých materiálů, ostrých rohů, tenkých stěn a jakékoli geometrie, kde by řezná síla působila problémy. Existují tři hlavní typy.
| Typ EDM | Co dělá | Dosažitelná tolerance | Dosažitelná Ra | Rychlost | Nákladový faktor |
|---|---|---|---|---|---|
| Drátová EDM | Prořezává díl jako pásová pila, ale drátovou elektrodou. Sleduje libovolnou 2D dráhu. Používá se pro profily střižníků a matric, ostré vnitřní rohy, tenké stěny, zuby ozubených kol, vytlačovací matrice. | ±0.005 mm | 0.2–0.8 μm | 20–300 mm²/min (závisí na tloušťce a materiálu) | 3.0–6.0x |
| Hloubková EDM | Zakázková elektroda se noří do obrobku a vypaluje dutinu. Elektroda je negativem požadovaného tvaru. Používá se pro dutiny vstřikovacích forem, zápustky, otisky lisovacích forem, texturované povrchy. | ±0.005–0.01 mm | 0.4–1.6 μm | 5–50 mm³/min (závisí na velikosti elektrody a ploše) | 4.0–8.0x |
| EDM vrtání otvorů | Dutá trubicová elektroda prořezává materiál. Používá se pro startovací otvory pro drátovou EDM, chladicí otvory v lopatkách turbín, olejové kanály v zakalených hřídelích. | ±0.05 mm (poloha), ±0.02 mm (průměr) | 1.6–3.2 μm | 30–60 mm/min hloubkové rychlosti | 5.0–10.0x |
Rovinné broušení podrobně
Rovinné broušení je nejběžnější dokončovací operace v nástrojárně. Vytváří rovinné plochy s úzkou rozměrovou kontrolou a vynikající kvalitou povrchu. Pokud má váš díl dvě rovnoběžné plochy, které musí být rovinné v rozmezí 0.01mm a dostatečně hladké pro těsnění, je odpovědí rovinné broušení.
Kdy je rovinné broušení nutné
- Těsnicí plochy — čela drážek pro O-kroužky, dosedací plochy hydraulických rozdělovačů, čela přírub
- Desky nástrojů a základny přípravků — kde záleží na rovinnosti a rovnoběžnosti
- Koncové měrky a základní desky — referenční plochy pro kontrolu
- Dosedací plochy přesných sestav — kde Ra musí být ≤0.4μm
- Díly po tepelném zpracování — k vyčištění deformace a dosažení konečných rozměrů
- Plochy lisovacích forem — kde rovinnost přímo ovlivňuje kvalitu dílu
Dosažitelné výsledky
| Parametr | Hrubé broušení | Standardní přesnost | Ultra přesnost (třída lapování) |
|---|---|---|---|
| Kvalita povrchu (Ra) | 0.4–0.8 μm | 0.2–0.4 μm | 0.05–0.1 μm |
| Rozměrová tolerance | ±0.01 mm | ±0.005 mm | ±0.002 mm |
| Rovinnost | 0.01 mm / 100mm | 0.005 mm / 100mm | 0.002 mm / 100mm |
| Rovnoběžnost | 0.01 mm / 100mm | 0.005 mm / 100mm | 0.002 mm / 100mm |
| Rychlost úběru materiálu | 5–20 mm³/min/mm šířky kotouče | 1–5 mm³/min/mm | 0.1–0.5 mm³/min/mm |
| Náklady na hodinu | $40–60 | $60–90 | $90–150 |
Omezení materiálů
Rovinné broušení funguje na prakticky jakýkoli kov — ocel, nerez, litinu, hliník, titan, karbid. Je tu ale několik praktických okolností:
- Hliník a měď: měkké materiály zanášejí brusný kotouč (abrazivní částice se zarývají do materiálu). Vyžaduje to otevřenou strukturu kotouče a časté orování. Zvyšuje náklady.
- Nemagnetické materiály: hliník, měď, titan a austenitická nerez nedrží na magnetickém upínači. Potřebují speciální upnutí (vakuový upínač, mechanické svěrky nebo lepené upnutí). Více času na seřízení.
- Tenké díly: díly tenčí než 3mm se mohou vlivem tepla při broušení zkroutit. Používejte lehké záběry, chlazení a před broušením odstraňte zbytkové pnutí.
- Velmi velké díly: rovinné brusky jsou omezeny velikostí upínače. Většina dílen má kapacitu 300–600mm x 1000–2000mm. Větší díly potřebují brusku Blanchard nebo brusku na vedení.
Drátová EDM podrobně
Drátová EDM je první volbou, když potřebujete vyřezat profily v tvrdém materiálu s nulovou řeznou silou, s ostrými vnitřními rohy nebo s extrémně tenkými stěnami. Drát (obvykle mosazný nebo povlakovaný mosazný, průměr 0.1–0.33mm) je plynule protahován dílem, zatímco elektrické jiskry erodují materiál. Výsledkem je řezaný profil s přesností, kterou žádný mechanický nástroj nedosáhne, v materiálu, který by žádný nástroj nepřežil.
Kdy je drátová EDM nutná
- Tvrdé materiály: tepelně zpracovaná nástrojová ocel (>50 HRC), karbid, zakalená ložisková ocel — materiál, který by stopkové frézy zničil
- Ostré vnitřní rohy: skutečné poloměry vnitřních rohů až po poloměr drátu + iskrovou mezeru (obvykle R0.08–0.18mm). Žádná stopková fréza to nedokáže.
- Tenké stěny a jemné prvky: nulová řezná síla znamená žádný průhyb. Stěny tenké 0.3mm v zakalené oceli jsou dosažitelné.
- Vysoké a úzké drážky: drátová EDM dokáže vyříznout drážky s poměrem hloubky k šířce 50:1 a více. Frézování končí kolem 4:1.
- Profily střižníků a matric: tradiční použití. Nejprve se vyřízne střižník, poté matrice s posunem, aby vznikla požadovaná vůle.
- Zuby ozubených kol a drážkování: vnější i vnitřní ozubení v tvrdém materiálu, kde musí být profil zubu přesný.
- Vytlačovací a lisovací matrice: složité 2D profily s úzkými tolerancemi a hladkým povrchem.
Přesnost a možnosti
| Parametr | Standardní řez | Dokončovací řez (skim cut) | Více dokončovacích průchodů |
|---|---|---|---|
| Polohová přesnost | ±0.01–0.015 mm | ±0.005 mm | ±0.003 mm |
| Rozměrová přesnost | ±0.01–0.02 mm | ±0.005–0.008 mm | ±0.003–0.005 mm |
| Kvalita povrchu (Ra) | 0.8–1.6 μm | 0.4–0.8 μm | 0.2–0.4 μm |
| Poloměr rohu (min.) | Poloměr drátu + iskrová mezera (~R0.15–0.20mm) | Stejný | Stejný |
| Možnost úkosu | až 15–30° | až 15–30° | až 15–30° |
| Max. výška obrobku | 300–500mm (většina strojů) | 300–500mm | 300–500mm |
Rychlost vs. tloušťka
Rychlost drátové EDM se měří v ploše za minutu (mm²/min). Čím je obrobek tlustší, tím je řez pomalejší, protože drát má více materiálu k erozi a proplach (dielektrické chladicí médium) je ve větších hloubkách méně účinný.
| Tloušťka obrobku | Typická řezná rychlost | Poznámky |
|---|---|---|
| ≤ 20mm | 150–300 mm²/min | Rychlé. Dobrý proplach. Standardní aplikace. |
| 20–50mm | 80–150 mm²/min | Běžný rozsah pro lisovací matrice a profily střižníků. |
| 50–100mm | 40–80 mm²/min | Pomalejší. Proplach se stává kritickým. Mohou být potřeba speciální trysky. |
| 100–200mm | 20–40 mm²/min | Pomalé. Vyžaduje zkušeného operátora, aby nedošlo k přetržení drátu. |
| 200–400mm | 10–20 mm²/min | Velmi pomalé. Speciální vybavení. Často cenově neúnosné proti alternativám. |
Typy drátů
| Typ drátu | Průměr | Nejvhodnější pro | Cena |
|---|---|---|---|
| Mosaz (standard) | 0.25mm nejběžnější | Univerzální použití. Dobrý poměr rychlosti, přesnosti a ceny. Výchozí volba. | 1.0x |
| Mosaz s pokovením zinkem | 0.25mm | Rychlejší řezání. Zinkový povlak zlepšuje tvorbu jisker. O 20–30 % rychlejší než holá mosaz. | 1.2–1.5x |
| Difuzně žíhaný drát | 0.25mm | Nejlepší přesnost pro dokončovací řezy. Vícevrstvý povlak pro přesnou a stálou iskrovou mezeru. Používá se pro dokončovací průchody u přesných dílů. | 2.0–3.0x |
| Jemný drát | 0.10–0.15mm | Velmi malé vnitřní poloměry. Když je požadováno R0.10mm nebo méně. Pomalejší řezání, křehčí. | 3.0–5.0x |
| Molybden | 0.10–0.18mm | Řezání za vysokých teplot a velmi tlusté obrobky. Molybdenový drát se neprodlužuje jako mosaz. | 2.0–3.0x |
Hloubková EDM podrobně
Hloubková EDM (označovaná také jako dutinová nebo propadávací EDM) používá zakázkově vyrobenou elektrodu, která je zrcadlovým obrazem požadované dutiny. Elektroda se noří do obrobku a elektrické jiskry erodují materiál mezi nimi. Zatímco drátová EDM řeže 2D profily, hloubková EDM vytváří 3D dutiny — je to jediný praktický způsob, jak v tvrdých materiálech vytvořit složité vnitřní tvary.
Kdy je hloubková EDM nutná
- Dutiny vstřikovacích forem: složité 3D tvary s podříznutími, žebry a texturovanými povrchy — klasické použití hloubkové EDM
- Otisky zápustek: hluboké dutiny v zakalené nástrojové oceli, které nelze frézovat
- Slepé prvky: kapsy, drážky a dutiny, které neprocházejí skrz díl — drátová EDM se k nim nedostane
- Text a loga: gravírování čísel dílů, log nebo textur do povrchu forem
- Ostré vnitřní rohy u 3D prvků: kde se drátová EDM nedostane (žádná přímá viditelnost skrz díl)
- Složité patní tvary lopatek turbín: stromkové a rybinové drážky v niklových superslitinách
Materiály elektrod
| Materiál elektrody | Poměr opotřebení (elektroda:obrobek) | Nejvhodnější pro | Cena |
|---|---|---|---|
| Měď-wolfram | 1:1 až 1:3 (nízké opotřebení) | Přesné dutiny, jemné detaily, dlouhé série, kde musí být opotřebení elektrody minimální. Prémiová volba. | 3.0–5.0x |
| Grafit | 1:3 až 1:8 (vyšší opotřebení) | Velké dutiny, hrubovací operace, základy forem. Rychlý úběr materiálu. Snadno se obrábí. Nejběžnější volba. | 1.0x |
| Měď | 1:1 až 1:2 (nízké opotřebení) | Jemné detaily, malé prvky, dokončovací elektrody. Dobrá kvalita povrchu. Obtížněji se obrábí než grafit. | 1.5–2.5x |
| Mosaz | 1:1 (velmi nízké opotřebení) | Malé otvory, trubice pro jemné detaily. Omezeno na jednoduché tvary, protože mosaz se obtížně obrábí do složitých 3D forem. | 1.2–1.8x |
Přesnost a možnosti
| Parametr | Hrubování | Polodokončování | Dokončování |
|---|---|---|---|
| Rozměrová tolerance | ±0.02–0.05 mm | ±0.01–0.02 mm | ±0.005–0.01 mm |
| Kvalita povrchu (Ra) | 3.2–6.3 μm | 1.6–3.2 μm | 0.4–1.6 μm |
| Rychlost úběru materiálu | 10–50 mm³/min | 2–10 mm³/min | 0.5–2 mm³/min |
| Opotřebení elektrody | Vysoké | Střední | Nízké |
| Iskrová mezera | 0.05–0.15 mm | 0.02–0.05 mm | 0.01–0.02 mm |
Srovnání nákladů
Všechny náklady jsou orientační a liší se podle regionu, dílny a složitosti dílu. Berte je jako relativní srovnávací hodnoty pro volbu procesu, ne jako cenové nabídky.
| Proces | Hodinová sazba (přibl.) | Dosažitelná tolerance | Dosažitelná Ra | Rychlost úběru materiálu | Nejvhodnější velikost dávky |
|---|---|---|---|---|---|
| CNC frézování (3osé) | $40–80 | ±0.025 mm | 1.6–3.2 μm | 50–500 cm³/min | 1–10,000+ |
| CNC soustružení | $40–70 | ±0.025 mm | 0.8–3.2 μm | 30–300 cm³/min | 1–10,000+ |
| Rovinné broušení | $50–100 | ±0.005 mm | 0.1–0.4 μm | 5–20 cm³/min | 1–1,000 |
| Válcové broušení | $60–120 | ±0.003 mm | 0.1–0.4 μm | 2–10 cm³/min | 1–500 |
| Souřadnicové broušení | $80–150 | ±0.002 mm | 0.05–0.2 μm | 0.5–3 cm³/min | 1–100 |
| Drátová EDM | $60–120 | ±0.005 mm | 0.2–0.8 μm | 20–300 mm²/min | 1–500 |
| Hloubková EDM | $60–130 (+ náklady na elektrody) | ±0.005–0.01 mm | 0.4–1.6 μm | 5–50 mm³/min | 1–100 |
| EDM vrtání otvorů | $80–150 | ±0.05 mm | 1.6–3.2 μm | 30–60 mm/min hloubky | 1–10,000+ |
Časté chyby
| Chyba | Důsledek | Řešení |
|---|---|---|
| Předepsání Ra 0.4μm na všech plochách | Každá plocha se brousí. Doba cyklu exploduje. Cena se zdvojnásobí nebo ztrojnásobí bez funkčního přínosu. | Ra 1.6 pro nekritické plochy. Ra 0.8 pro dosedací plochy. Ra 0.4 jen pro těsnění, ložiska a viditelné estetické plochy. Konkrétní plochy s jemným povrchem vypište. |
| Předepsání ±0.005mm na prvcích, které frézování udrží na ±0.025mm | Celý díl se ocení sazbou pro broušení. Prvky, které by šly vyfrézovat za $5, nyní stojí $20, protože dílna předpokládá, že se vše brousí. | Úzké tolerance uplatněte pomocí GD&T jen u konkrétních prvků. Vše ostatní nechte na všeobecné toleranci. |
| Poptání drátové EDM na jednoduchý vnější profil v měkkém hliníku | Drátová EDM trvá 5–10x déle než frézování stejného řezu. Díl stojí 3–5x více, než by měl. | Drátová EDM je pro tvrdý materiál, ostré rohy a tenké stěny. Pokud je materiálem hliník a profil má standardní poloměry rohů, použijte frézování. |
| Neuvedení startovacího otvoru pro vnitřní profily drátové EDM | Dílna musí přidat operaci EDM vrtání otvorů ($50–150) nebo vrtání, než může drátová EDM začít. Přidá čas a náklady, které nebyly v původní poptávce. | Na výkrese uveďte „zajistit startovací otvor“ nebo „vyvrtat startovací otvor“. Nebo navrhněte díl tak, aby drát mohl začít z vnější hrany. |
| Předepsání ostrých vnitřních rohů (R0) u frézovaného dílu | Se standardními nástroji nemožné. Dílna musí přidat drátovou EDM ($100–500+) nebo vám sdělit, že to nejde. V obou případech zdržení a překročení nákladů. | Poloměr vnitřního rohu = poloměr stopkové frézy. Minimum R0.5mm, lépe R1.5–R3mm. R0 zadávejte jen tehdy, když jste připraveni zaplatit EDM. |
| Nedostatečný přídavek na broušení (pod 0.05mm na stranu) | Po tepelném zpracování není dost materiálu na vyčištění povrchu. Díl je pod rozměrem nebo má plochy, které se nebrousily. Zmetek nebo přepracování. | U rovinného broušení nechte 0.1–0.3mm na stranu. U válcového broušení 0.2–0.5mm na průměr. Počítejte s deformací po tepelném zpracování. |
| Příliš velký přídavek na broušení (nad 0.5mm na stranu) | Bruska hodiny odebírá materiál, který měla sebrat frézka. Opotřebení kotouče roste. Náklady dramaticky rostou. | Frézujte na 0.1–0.3mm od konečného rozměru. Broušení je dokončovací operace, ne hrubovací. |
| Opomenutí přetavené vrstvy po EDM | EDM vytváří na řezané ploše tenkou (0.01–0.05mm) přetavenou vrstvu. Tato vrstva je tvrdá a křehká. Pokud je plocha ložiskové sedlo nebo je kritická z hlediska únavy, může v provozu prasknout. | U kritických ploch zadejte „odstranit přetavenou vrstvu“ — obvykle broušením nebo leštěním po EDM. Přidá navazující operaci, ale zabrání poruchám v provozu. |
| Nezohlednění opotřebení elektrody u hloubkové EDM | Rozměry dutiny se s opotřebením elektrody posouvají. První dutina je rozměrově správná, další jsou postupně menší. U vícedutinových forem je to vážný problém. | Zadejte materiál elektrody a očekávaný počet dutin. U vícedutinových forem použijte měď-wolfram (nízké opotřebení) a plánujte výměnu elektrod. |
| Zadání hloubkové EDM pro jednoduchou otevřenou kapsu, kterou zvládne frézování | Hloubková EDM je 4–8x dražší než frézování stejného prvku. Jen elektroda může stát stovky dolarů a její výroba trvá dny. | Hloubkovou EDM používejte jen pro slepé dutiny, podříznutí nebo prvky v materiálu příliš tvrdém na frézování. Otevřené kapsy se mají vždy frézovat. |
| Neuvedení základen GD&T pro broušené plochy | Brusič neví, které plochy jsou kritické. Broušení provede u všeho se stejnou přesností, což zvýší náklady u nekritických ploch. Nebo hůř: nejprve zabrousí špatné plochy a ztratí základnu. | Na výkrese označte základny (A, B, C). Zadejte, které plochy se mají brousit a které jsou „po obrábění“. Brusič bude vycházet ze základen. |
| Poptání broušení u dílu z nemagnetického materiálu bez zmínky o upnutí | Dílna zjistí, že díl na magnetickém upínači neudrží. Musí vyrobit zakázkový přípravek nebo použít vakuové upínání. Přidá $100–500 a zdrží zakázku. | Pokud je díl z hliníku, mědi, titanu nebo austenitické nerez oceli, poznamenejte na výkres „nemagnetické — vyžaduje vakuový upínač nebo mechanické upnutí“. |
Potřebuji broušení nebo EDM, nebo stačí CNC obrábění?
Většina dílů z CNC stroje nikdy neodejde. Standardní tolerance ±0.025–0.05mm, povrch Ra 1.6–3.2 µm a materiál pod 40 HRC zvládne frézování nebo soustružení na základu 1.0x, které pokryje 80 %+ všech obráběných dílů. Přecházejte výš jen tam, kde to geometrie vynutí: tolerance ±0.005–0.01mm u rovinného nebo válcového prvku znamená broušení za 2.0–4.0x, ostrý vnitřní roh znamená drátovou EDM za 3.0–6.0x, slepá dutina hloubkovou EDM za 4.0–8.0x a materiál nad 50 HRC broušení nebo drátovou EDM za 2.0–5.0x.
Kolik materiálu mám nechat na broušení?
Broušení je dokončovací operace, ne hrubovací. Vyfrézujte nebo vysoustružte na 0.1–0.5mm od konečného rozměru, případně tepelně zpracujte a poté brouste. U rovinného broušení nechte 0.1–0.3mm na stranu, u válcového 0.2–0.5mm na průměr. Při příliš malém přídavku nevyčistíte deformaci po tepelném zpracování 0.05–0.2mm a díl vyjde pod rozměrem; při příliš velkém platíte brusce za odebírání materiálu, který měla sebrat frézka.
Jaký typ broušení potřebuji?
Brusku přiřaďte podle geometrie. Rovinné broušení zvládne rovinné plochy na ±0.005mm a Ra 0.1–0.4 µm za nákladový faktor 1.5–2.5x; válcové broušení zvládne kulaté vnější i vnitřní průměry na ±0.003mm za 2.0–3.5x; souřadnicové broušení dává přesné otvory a obrysy na ±0.002mm a Ra 0.05–0.2 µm za 3.5–6.0x. Creep-feed broušení odebírá hluboký jediný záběr až 10–20mm při pomalém posuvu pro patní tvary lopatek turbín a broušení drážek, s udržením ±0.01mm a Ra 0.4–1.6 µm.
Drátová EDM, nebo hloubková EDM — kterou můj prvek potřebuje?
Tvar řezu přiřaďte procesu. Drátová EDM sleduje libovolnou 2D dráhu při ±0.005mm, Ra 0.2–0.8 µm a 20–300 mm²/min, ale nemůže začít od hrany plného bloku, takže vnitřní profil potřebuje startovací otvor, který v EDM vrtání otvorů stojí $50–150. Hloubková EDM noří zakázkovou elektrodu do obrobku pro slepé dutiny, podříznutí a 3D tvary při ±0.005–0.01mm, Ra 0.4–1.6 µm a 4.0–8.0x ceně frézování. Elektroda obvykle tvoří 30–50 % celkových nákladů EDM: grafit se opotřebovává 1:3 až 1:8, měď-wolfram 1:1 až 1:3.
Jak rychle drátová EDM řeže a jak tloušťka obrobku mění rychlost?
Rychlost drátové EDM se měří v ploše za minutu a s tloušťkou prudce klesá. Při ≤ 20mm můžete čekat 150–300 mm²/min; při 20–50mm to je 80–150 mm²/min; při 50–100mm 40–80 mm²/min; při 100–200mm 20–40 mm²/min; a při 200–400mm klesne na 10–20 mm²/min, což je často cenově neúnosné. Volba drátu také hýbe cenou: standardní mosaz 0.25mm je výchozí, mosaz s pokovením zinkem řeže o 20–30 % rychleji a jemný drát 0.10–0.15mm je potřeba pro vnitřní poloměry R0.10mm a menší.
Kdy je EDM vlastně levnější než frézování tvrdého dílu?
EDM je slepé k materiálu: zakalená nástrojová ocel nad 60 HRC, slinutý karbid, titan i Inconel se erodují zhruba stejnou rychlostí, takže hotový díl můžete obrobit EDM místo hrubování před tepelným zpracováním a dokončování po něm. Celkové náklady EDM se dělí zhruba na 30–50 % elektrody a 50–70 % strojní čas a drátová EDM za $100/hod po 4 hodiny ($400) může porazit frézování za $60/hod po 10 hodin plus cyklus tepelného zpracování. Dvě věci je třeba zadat: na řezané ploše vzniká přetavená vrstva 0.01–0.05mm, takže kritické plochy ji musí mít odstraněnou, a u vícedutinových forem použijte měď-wolfram, protože dutina se s opotřebením elektrody posouvá.