Phụ kiện cắt khuôn dập chính xác

Nghiên cứu tình huống này trình bày chi tiết về dự án gia công EDM dây chậm siêu chính xác cho hạt dao cắt khuôn dập có độ chính xác cao cấp. Mảnh dao được chế tạo từ cacbua xi măng KD20 (cacbua vonfram), có độ cứng vật liệu HRA 90–92; nó đại diện cho một ví dụ điển hình về thành phần khuôn siêu chính xác có độ cứng cao, độ giòn cao. Hình dạng của sản phẩm kết hợp các biên dạng vi mô phức tạp, các cạnh cắt thẳng không côn và các cấu trúc côn chính xác phức tạp. Những phần chèn này được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khuôn kết nối, khuôn IC và chất bán dẫn, phần cứng chính xác cho các ứng dụng năng lượng mới và khuôn dập điện tử cao cấp.

Thông số gia công

Yêu cầu quy trình gia công cốt lõi

Cấu hình bên ngoài được xử lý bằng cách sử dụng chiến lược cắt và mài kết hợp để đảm bảo rằng kích thước chuẩn được thiết lập chính xác trong một thao tác duy nhất, từ đó nâng cao độ chính xác của tổ hợp tổng thể và tính nhất quán của chuẩn.

Khoang bên trong có dung sai gia công một mặt là +0,005 mm. Thông qua nhiều lần hoàn thiện, các kích thước dần dần được tiếp cận để giảm thiểu hiệu ứng nhiệt và độ lệch kích thước.

Lưỡi cắt thẳng bên trong, cao 2 mm, được kiểm soát chặt chẽ để duy trì độ côn 0° (không), đảm bảo chất lượng bề mặt cắt dập vượt trội và độ đồng nhất của lưỡi cắt.

Phần dưới của lưỡi cắt có độ côn 0,5° toàn chu vi (góc giảm) để tăng cường độ ổn định của việc phóng phế liệu trong các hoạt động dập liên tục.

Mọi phôi đều được kiểm tra toàn chiều bằng hệ thống đo hình ảnh hoàn toàn tự động Keyence IM-1220, thiết lập hệ thống điều khiển vòng kín giữa gia công và kiểm tra.

AP250L + Dây 0,05 mm + 1 Kiểm soát quá trình cắt thô / 8 cắt hoàn thiện

Gia công được thực hiện bằng dây đồng siêu mịn 0,05 mm, đặt ra yêu cầu cực kỳ cao về độ ổn định của thiết bị, kiểm soát phóng điện và kiểm soát độ căng của dây.

Trong quá trình gia công, chiến lược giảm dần năng lượng phóng điện với mỗi lần gia công tinh được sử dụng. Điều này bao gồm một đường cắt thô, sau đó là tám đường hoàn thiện tiêu tốn năng lượng cực thấp để giảm dần ứng suất dư bên trong vật liệu cacbua vonfram KD20.  Nhiều lần hoàn thiện có hiệu quả làm giảm độ dày của lớp bị ảnh hưởng bởi phóng điện, cải thiện tính toàn vẹn cấu trúc của lưỡi cắt và kéo dài khả năng chống mài mòn và tuổi thọ của lưỡi dao.

Kiểm soát bù đường năng lượng thấp được áp dụng cho các vùng có quy mô vi mô để giảm thiểu nguy cơ cắt quá mức ở các góc nhỏ và hư hỏng nhiệt đối với các đặc điểm cấu trúc tinh tế.

Trong quá trình gia công kéo dài, ưu tiên hàng đầu là duy trì độ ổn định của độ căng dây và tính đồng nhất của phóng điện để giảm thiểu rủi ro đứt dây, sứt mẻ góc và lệch kích thước.

Sau tám lần hoàn thiện, lưỡi cắt đạt được độ hoàn thiện không có gờ, không bị xẹp và có độ bóng cao như gương.

Những thách thức trong gia công cấu trúc vi mô

Phụ kiện cắt khuôn dập chính xác đại diện cho một ví dụ điển hình về cấu trúc hình học phức tạp, quy mô vi mô và siêu chính xác. Phôi có các góc bên trong siêu nhỏ, lưỡi cắt cực nhỏ, khe siêu hẹp và hình học cắt côn phức tạp, với các đặc điểm cấu trúc đẹp nhất có kích thước khoảng 0,1329 mm. Được chế tạo từ cacbua vonfram KD20—một vật liệu có đặc điểm là độ cứng cao và độ giòn vốn có—phôi đặt ra các yêu cầu cực kỳ nghiêm ngặt về kiểm soát năng lượng phóng điện, độ ổn định nhiệt, bù đường đi và kiểm soát cắt côn đồng bộ. Điều này đặc biệt quan trọng khi sử dụng dây đồng siêu mịn 0,05 mm, trong đó ngay cả sự dao động nhỏ nhất về độ căng của dây cũng có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của lưỡi cắt và độ ổn định kích thước của bộ phận.

Môi trường gia công nhiệt độ không đổi được kiểm soát

Trong quy trình EDM cắt dây tốc độ chậm cực kỳ chính xác, môi trường xưởng được duy trì ở nhiệt độ không đổi. Bằng cách kiểm soát chặt chẽ sự dao động của nhiệt độ môi trường, các lỗi giãn nở nhiệt và độ lệch kích thước—thường xảy ra trong các hoạt động gia công kéo dài—được giảm thiểu một cách hiệu quả. Điều này đảm bảo độ ổn định kích thước nhất quán trong suốt nhiều lần gia công tinh, nhờ đó đáp ứng các yêu cầu gia công siêu chính xác với dung sai ±0,001 mm.

Kiểm soát và kiểm tra chất lượng bằng IM-1220

Hệ thống đo hình ảnh hoàn toàn tự động Keyence IM-1220 được sử dụng để thực hiện kiểm tra quét tự động ở cấp độ micron, nhờ đó loại bỏ hiệu quả các lỗi tiềm ẩn liên quan đến phép đo thủ công.

Các thông số kiểm tra chính bao gồm: kích thước của đường viền bên trong và bên ngoài, dung sai gia công một mặt, độ vuông góc của phần lưỡi cắt 2 mm, góc côn 0,5° và độ hoàn thiện bề mặt của lưỡi cắt.

Hệ thống kiểm tra có khả năng phân giải dung sai xuống tới ±0,001 mm một cách đáng tin cậy và tự động tạo báo cáo kiểm tra chất lượng được số hóa.

Bằng cách sử dụng phản hồi thu được từ dữ liệu kiểm tra, các thông số gia công và giá trị bù có thể được tối ưu hóa hơn nữa, từ đó thiết lập một hệ thống điều khiển vòng kín tích hợp liền mạch các quy trình gia công và kiểm tra.

Kiểm soát chất lượng tiên tiến

Trải qua nhiều giai đoạn hoàn thiện với độ chính xác sử dụng năng lượng cực thấp, lưỡi cắt cuối cùng vẫn sắc nét, không có gờ, không bị xẹp cạnh và không có vết cháy. Đồng thời, quá trình này giảm thiểu một cách hiệu quả nguy cơ tích tụ kết cấu phóng điện và các vết nứt cạnh cực nhỏ, từ đó nâng cao chất lượng của mặt cắt được dập và kéo dài tuổi thọ sử dụng liên tục của Phụ kiện cắt khuôn dập chính xác.

Các trường áp dụng

• Khuôn dập chính xác

• Khuôn kết nối

• Khuôn bán dẫn IC

• Linh kiện y tế chính xác

• Khuôn dập điện tử chính xác

• Phần cứng chính xác cho các ứng dụng năng lượng mới