การตัดด้วยลวด EDM สำหรับเหล็กกล้าเครื่องมือ: ชั้นหลอมใหม่ การคลายความเค้น และการตัดเก็บผิว

สิ่งที่ EDM ทิ้งไว้เบื้องหลัง

การตัดด้วยลวด EDM กัดกร่อนโลหะด้วยประกายไฟ และประกายไฟแต่ละครั้งหลอมหลุมจุลภาค พื้นผิวที่แข็งตัวใหม่ — ชั้นหลอมใหม่ มักเรียกว่า ชั้นสีขาว เพราะมันกัดกรดแล้วขาวไร้ลักษณะ — โดยทั่วไปหนาในระดับ ไม่กี่ไมโครเมตรถึงไม่กี่สิบไมโครเมตร ขึ้นอยู่กับพลังงานของการตัด คุณสมบัติของมันแตกต่างจากเหล็กแม่ข่ายอย่างชัดเจน:

• มันเป็น มาร์เทนไซต์ที่เปราะและไม่ผ่านการอบคืนตัว มักแข็งกว่าส่วน bulk และมักมีรอยแตกจุลภาค
• ข้างใต้มันมีบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนตื้น ๆ ซึ่งการอบคืนตัวของมันถูกเปลี่ยนแปลง

บนคมพันช์หรือแม่พิมพ์ ชั้นหลอมใหม่คือจุดที่การบิ่นและรอยแตกจากความล้าเริ่มก่อนกำหนด บนชิ้นส่วนงานเบาอาจยอมรับได้ในสภาพตัดเสร็จ บนคมเครื่องมือที่ทำงาน มันถูกจัดการอย่างจงใจ

การตัดเก็บผิว: วิธีแก้ไขมาตรฐาน

งานแม่พิมพ์ในการผลิตไม่ค่อยใช้การตัดเพียงครั้งเดียว ลำดับปกติคือ:

1. การ ตัดหยาบ หนึ่งครั้งที่พลังงานสูงเพื่อความเร็ว — ชั้นหลอมใหม่หนา พื้นผิวหยาบ (มัก Ra 1.6 µm หรือหยาบกว่า)
2. การ ตัดเก็บผิว (trim) สองถึงสี่ครั้งที่พลังงานการปล่อยประจุลดลงเรื่อย ๆ แต่ละครั้งกำจัดออกเพียงไม่กี่ร้อยละของมิลลิเมตรหรือน้อยกว่า การตัดเก็บผิวแต่ละครั้งกำจัดความเสียหายของชั้นก่อนหน้า และทิ้งชั้นของตัวเองที่บางกว่าและแตกร้าวน้อยกว่าไว้

ด้วยการตัดเก็บผิวหลายครั้ง ชั้นหลอมใหม่สุดท้ายสามารถลดลงเหลือราว 1–2 µm หรือน้อยกว่า ผิวสำเร็จดีขึ้นไปสู่ Ra 0.2–0.4 µm และความแม่นยำเชิงมิติแน่นขึ้นเพราะการตัดพลังงานต่ำทำให้ลวดเบี่ยงเบนน้อยลง ต้นทุนคือเวลาเครื่องจักร ซึ่งเป็นเหตุผลที่จำนวนการตัดเก็บผิวถูกกำหนดตามระดับชิ้นส่วน — แม่พิมพ์ตัดและเครื่องมือตัดแผ่นละเอียดอยู่ที่ด้านเผื่อมาก งานระยะห่างหยาบอยู่ที่ด้านประหยัด

หลังการตัด การขัดด้วยหินหรือการขัดเงาเบา ๆ ที่คมสำคัญจะกำจัดชั้นหลอมใหม่สุดท้ายออกเชิงกล บนพันช์ที่สำคัญต่อความล้า ขั้นตอนนี้ไม่ใช่เรื่องความสวยงาม

การคลายความเค้นและการบิดงอ

เหล็กกล้าเครื่องมือที่ชุบแข็งมีความเค้นตกค้างจากการชุบแข็ง และการตัดด้วยลวด EDM กำจัดวัสดุโดยไม่เพิ่มความเค้นเชิงกล — แต่การแยกบล็อกออกทำให้ความเค้นที่มีอยู่กระจายตัวใหม่ และชิ้นส่วนเคลื่อนตัว อาการคลาสสิก: แผ่นที่ผ่าแล้วหุบเข้าหาหรือดีดออกจากลวด และชิ้นส่วนยาวโก่งหลังส่วนกลางถูกนำออก

มาตรการรับมือมาตรฐาน:

• คลายความเค้นก่อน EDM ในกรณีที่การอบคืนตัวของเหล็กอนุญาต — การอบคืนตัวราว 25–30 °C ต่ำกว่าอุณหภูมิการอบคืนตัวสุดท้าย หลังการกลึงหยาบ ช่วยทำให้ชิ้นงานเปล่าเสถียรสำหรับงานเก็บสำเร็จ
• กลยุทธ์การตัด: ทิ้งแถบเชื่อม/สะพานไว้เพื่อให้ชิ้นที่ตัดออกและโครงยังคงเชื่อมต่อกันจนถึงตอนจบ กัดเปิดช่องขนาดใหญ่ก่อน จากนั้นจึงเก็บสำเร็จ หลีกเลี่ยงการตัดชิ้นงานเปล่าที่ชุบแข็งให้เป็นส่วนที่ยาว บาง และไม่มีตัวรองรับในการผ่านครั้งเดียว
• กลึงหยาบให้ใหญ่กว่าขนาด คลายความเค้น จากนั้น EDM เก็บสำเร็จจนได้ขนาด — ลำดับที่ใช้สำหรับแผ่นแม่พิมพ์ความแม่นยำ

หมายเหตุเกี่ยวกับลวดและกระบวนการ

ลวดทองเหลืองเป็นมาตรฐานทั่วไป ลวดเคลือบและลวดละเอียดใช้สำหรับรัศมีแคบและงานเรียว เนื่องจาก EDM ไม่สนใจความแข็ง มันจึงเป็นวิธีเดียวกันสำหรับ การซ่อมแซมและดัดแปลงแม่พิมพ์ที่เสร็จแล้ว — โดยใช้ระเบียบวินัยด้านชั้นหลอมใหม่เดียวกันกับคมที่ซ่อมแซมเช่นเดียวกับคมใหม่