Luôn có tiếng nói trong ngành khuôn mẫu rằng phay tốc độ cao sẽ thay thế EDM. Trên thực tế, hai công nghệ này đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng, tùy theo nhu cầu xử lý của mình mà lựa chọn thiết bị phù hợp.
1. Liệu sự phát triển của máy phay tốc độ cao có thể thay thế EDM?
Có thể nói EDM và phay tốc độ cao là hai động lực chính của công nghệ xử lý tạo hình khuôn và chúng đều có những ưu điểm riêng. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ phay tốc độ cao, liệu xu hướng phát triển của nó có thể thay thế EDM?
Khách quan mà nói, công nghệ phay tốc độ cao không phải là toàn năng. Nó bắt nguồn từ việc bổ sung những điểm yếu của quy trình phay và EDM truyền thống. Sự phát triển trưởng thành của nó đã dần dần mở rộng lĩnh vực ứng dụng, nhưng do những hạn chế về đặc tính của phương pháp phay nên không thể thay thế EDM trong xử lý khuôn.
2. Ưu điểm và ứng dụng của EDM
Nhìn chung, ưu điểm của EDM chủ yếu thể hiện ở việc xử lý các rãnh sâu và khe hẹp, xử lý các góc rõ ràng bên trong, xử lý các cạnh rõ ràng, xử lý các chi tiết tinh tế, phức tạp, chính xác và xử lý các khoang sâu, cũng như việc xử lý các vật liệu siêu cứng, tất cả đều là những thiếu sót của khả năng xử lý phay tốc độ cao. Có thể thấy, trong việc chế tạo các khuôn mẫu chính xác có hình dạng tinh tế và phức tạp, EDM có ưu thế tuyệt đối.
Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ phay tốc độ cao, nhu cầu về các loại gia công thô và trung bình của EDM đã giảm đáng kể. Tuy nhiên, trước những thách thức, EDM đã tích hợp công nghệ CNC tiên tiến. Sự tiến bộ của công nghệ đã cho phép các chỉ báo quy trình khác nhau đạt đến mức cao và có thể thu được các khoang vi mô với các cạnh và góc có độ chính xác cao, đồng thời có thể đạt được hiệu ứng xử lý phản chiếu với giá trị Ra nhỏ hơn 0.1 micron. Ngoài ra, các công nghệ như phay CNC EDM và gia công tinh bột hỗn hợp EDM trên diện rộng cũng đã mở rộng phạm vi ứng dụng của EDM.
Để xử lý các khoang nhỏ có độ chính xác, khe hẹp, rãnh và góc, EDM nên là lựa chọn quy trình đầu tiên; để xử lý các hình dạng phức tạp, đặc biệt khi dụng cụ khó tiếp cận bề mặt phức tạp, EDM có ý nghĩa quan trọng; khi cần cắt sâu và khi tỷ lệ khung hình đặc biệt cao, nên tránh phay tốc độ cao một cách rõ ràng hơn; để xử lý các bộ phận công nghệ cao, thời gian lập trình của điện cực xử lý chung ngắn hơn thời gian của phôi phay tốc độ cao và sự khác biệt này trở nên rõ ràng hơn trong các ứng dụng xử lý phức tạp hơn; nơi yêu cầu hoàn thiện EDM, EDM được sử dụng để cung cấp bề mặt mô hình tia lửa.
Điều đáng nói là về mặt lý thuyết, có nhiều tình huống xử lý có thể được hoàn thành bằng phay tốc độ cao. Nhưng trên thực tế, do chi phí của các dụng cụ tinh xảo cao và rủi ro khi phay các bộ phận bằng thép có độ cứng cao nên EDM có nhiều khả năng đạt được hiệu quả như mong đợi hơn.
3. Ưu điểm và ứng dụng của phay tốc độ cao
Phay tốc độ cao sử dụng dao phay có đường kính nhỏ, tốc độ cao và cấp liệu chu kỳ nhỏ, giúp cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất và độ chính xác xử lý. Đồng thời, do lực phay thấp, biến dạng nhiệt của phôi giảm, tốc độ tiến dao nhanh do độ sâu phay nhỏ nên độ nhám bề mặt khi gia công rất nhỏ.
Phay tốc độ cao phù hợp để gia công hầu hết các khuôn. Trong gia công khuôn, phay tốc độ cao có thể gia công các bộ phận bằng thép cứng 60HRC. Do đó, phay tốc độ cao cho phép cắt sau khi xử lý nhiệt, giúp đơn giản hóa đáng kể quy trình sản xuất khuôn. Các bước xử lý truyền thống là: gia công thô hình dạng → phay thô khoang → xử lý nhiệt → hoàn thiện hình dạng → gia công EDM khoang → mài và đánh bóng khoang → xử lý tăng cường bề mặt. Quá trình sau khi gia công tốc độ cao là: gia công thô hình dạng → xử lý nhiệt → hoàn thiện hình dạng → phay khoang tốc độ cao → xử lý tăng cường bề mặt, có thể tiết kiệm gia công điện (nói một cách tương đối) và quá trình mài thủ công, rút ngắn thời gian lộ trình xử lý và cải thiện đáng kể năng suất xử lý.
Nói chung, nên sử dụng phay tốc độ cao càng nhiều càng tốt để thay thế EDM cho quá trình xử lý loại bỏ lớn. Khi dao dễ dàng tiếp cận phôi, hình dạng của bộ phận gia công mở và tỷ lệ khung hình nhỏ, phù hợp cho phay tốc độ cao.
Trên thực tế, phay tốc độ cao rất phù hợp để chế tạo điện cực. Các điện cực của phay truyền thống cần được đánh bóng thủ công, độ đồng nhất kém sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của EDM. Các điện cực được xử lý bằng phương pháp phay tốc độ cao hầu như không cần đánh bóng thủ công và các điện cực gia công thô và hoàn thiện có thể đạt được độ đồng nhất gần như hoàn hảo. Đồng thời, phay tốc độ cao có thể gia công các điện cực có thành mỏng và phức tạp hơn.
Tuy nhiên, cho dù phay tốc độ cao có phát triển đến đâu thì nó cũng bị hạn chế bởi cơ chế của nó. Ngay cả khi sử dụng gia công năm trục bằng dụng cụ quay, nó vẫn không thể tạo ra hình dạng góc rõ ràng. Đối với các khoang sâu và rãnh hẹp, hiệu quả không lý tưởng do độ cứng của dụng cụ không đủ.
4. Sự tích hợp và phát triển của EDM và phay tốc độ cao
Trong sự phát triển nhanh chóng của phay tốc độ cao ngày nay, không gian phát triển của EDM đã bị thu hẹp ở một mức độ nhất định. Đồng thời, phay tốc độ cao cũng mang lại tiến bộ công nghệ lớn hơn cho EDM. Ví dụ, việc sử dụng phương pháp phay tốc độ cao để sản xuất điện cực giúp giảm đáng kể số lượng thiết kế điện cực do thực hiện xử lý diện tích hẹp và tạo ra kết quả bề mặt chất lượng cao. Ngoài ra, sử dụng phay tốc độ cao để chế tạo điện cực cũng có thể nâng hiệu quả sản xuất lên một tầm cao mới và đảm bảo độ chính xác cao của điện cực, từ đó cũng cải thiện độ chính xác của EDM. Nếu hầu hết quá trình xử lý khoang được hoàn thành bằng phay tốc độ cao thì EDM chỉ được sử dụng như một phương tiện phụ trợ để làm sạch các góc và cắt cạnh để dung sai đồng đều hơn và ít hơn.
Sự phát triển của EDM và phay tốc độ cao là hài hòa và bổ sung cho nhau. Sự phát triển của công nghệ phay tốc độ cao đã thúc đẩy sự phát triển của công nghệ EDM và cũng tạo cho nó động lực phát triển mới. Họ có những vai trò không thể thay thế và cả hai nên phát huy điểm mạnh và tránh điểm yếu của mình. Sự kết hợp của hai công nghệ này có thể cung cấp một giải pháp xử lý hoàn hảo để sản xuất các khuôn có độ phức tạp cao và độ chính xác cao.
