Электроэрозионный станок проволочный принцип работы

This server could not verify that you are authorized to access the document requested. Either you supplied the wrong credentials (e.g., bad password), or your browser doesn’t understand how to supply the credentials required.

Additionally, a 401 Authorization Required error was encountered while trying to use an ErrorDocument to handle the request.

Обработка металлов различного уровня твердости с высокой точностью возможна при использовании нетрадиционных способов. К ним относится и резка, шлифовка и укрепление поверхности электроэрозионными воздействиями. Электроэрозионный станок придуман достаточно давно, но получил распространение только в последние десятилетия.

Первый станок промышленного уровня был создан компанией CHARMILLES TECHNOLOGIES в 1952 году, а электроэрозионный станок с ЧПУ появился в 1969 году. По сравнению с традиционными способами обработки металлов — ковкой, литьем, шлифованием, фрезеровкой, электроискровой способ можно считать инновационным. Первым упоминаниям о кованых и литых изделиях несколько тысяч лет.

Границы применения электроэрозионной обработки

Все металлы относятся к токопроводящим веществам, поэтому электроэрозионная обработка применима ко всем видам сплавов. С ее помощью можно выполнять широкий спектр работ, начиная от обычной резки и сверления и заканчивая:

  • тонким шлифованием;
  • наращиванием поверхности и восстановлением конфигурации;
  • упрочнением;
  • копированием;
  • прошивкой;
  • гравировкой;
  • напылением.

Электроэрозионное оборудование базируется на принципе возникновения кратковременной электрической дуги, которая приводит к потере вещества катодом и анодом. При кратковременном импульсе вещество удаляется с анода, при более длительном — с катода. Современные электроэрозионные станки используют в работе оба вида импульсов. К положительному или отрицательному полюсу могут подсоединяться и рабочий инструмент и обрабатываемая деталь.

Единственное условие, которое соблюдается во всех видах станков — используется только постоянный ток. Уровень напряжения и сила тока зависят исключительно от параметров обрабатываемого металла. Частота возникновения импульсов определяется механическим сближением и отдалением электрода и рабочей поверхности — пробой возникает только на определенном расстоянии между контактными поверхностями.

Электроимпульсная обработка металлов направленная на разрушение обрабатываемой детали (резание или сверление) производится в диэлектрической среде, представляющей собой специальную жидкость. Чаще всего используются масло, керосин или дистиллированная вода. Операции по наращиванию поверхности, укреплению или напылению выполняются в воздухе или вакууме.

Электроэрозионная резка металла

Этот вид обработки используется в случаях, когда необходимо изготовление сложных по контуру деталей небольшого размера с высокой точностью кромок, изготовление деталей из особо твердых сплавов, в ювелирном деле. Ограничения по размерам заготовок и толщине обрабатываемого материала определяются только конструкцией конкретного станка. В большинстве случаев, электроэрозионная обработка резкой применяется на промышленных предприятиях, ориентированных на крупносерийное производство деталей высокой точности, не требующих дальнейшей обработки.

Но без особого труда можно построить электроэрозионный станок своими руками, если обладать некоторыми слесарными навыками и определенными знаниями электроники и электротехники. Схема самодельного электроэрозионного станка для резки несложная и реализовать ее можно даже в домашних условиях, не говоря уже о металлообрабатывающей мастерской или цехе небольшого предприятия.

Но следует учесть, что в самодельных станках очень сложно реализовать главные преимущества электроэрозионной обработки — высокую точность и универсальность. Тугоплавкие металлы и сплавы режутся очень медленно и требуют большого расхода электроэнергии.

При резке металла заготовка подключается к положительному полюсу источника тока, рабочий электрод — к отрицательному. Потеря вещества на аноде — не что иное, как эрозия, разрез, толщина которого зависит от геометрии катода. Большую роль играет и вид диэлектрика, с которым работает определенный вид электроэрозионных станков.

Для промышленного производства применяются два основных вида оборудования — электроэрозионный проволочный станок (вырезной) и электроэрозионный прошивной станок. Первый вид используется при обработке габаритных деталей из толстостенного металла, второй — для более точной работы по копированию деталей из высокопрочных материалов или строгих требованиях к их форме.

Читайте также:  Как пользоваться стуслом потолочные плинтуса видео

Проволочно-вырезные станки

Электроэрозионный промышленный проволочно-вырезной станок работает по бесконтактному принципу взаимодействия токопроводящей проволоки (молибден, вольфрам или иной тугоплавкий металл) диаметром 0,1-0,2 мм и заготовки. Обрабатывать можно металл любого уровня тугоплавкости в различной толщине детали. К проволоке, намотанной на вращающиеся барабаны, которая движется в двух направлениях — по вертикали и в сторону обрабатываемой детали, подсоединен положительный полюс, к заготовке — отрицательный.

По мере движения линии проволоки возникает разряд, который прожигает в детали линии требуемой конфигурации. По сути, электроэрозионная обработка на проволочном станке выполняет операции фрезеровочного, но на металлах особой прочности и с точностью, недостижимой при механической обработке. Это включает:

  • сверхмалые углы;
  • закругления микродиаметров;
  • сохранение параллельности линий на всей глубине;
  • высокую точность поверхности кромок.

Точность обработки достигает 0,110-0,012 мм.

Электроэрозионные прошивные станки

Электроконтактная прошивочная обработка металлов заключается в воздействии точечного электрода с заданной формой поперечного сечения, от которого зависит форма эрозионного углубления в заготовке. Применяются они для обработки:

  • нержавеющих сталей;
  • инструментальных сплавов;
  • титана;
  • закаленной стали.

Но работать могут со всеми видами токопроводящих материалов, когда требуется изготовление отверстий или углублений большой глубины с минимальным диаметром и точной геометрией сечения.

Одной из самых сложных операций прошивочного станка является изготовление резьбовых отверстий в тугоплавких материалах высокой прочности. В этом случае используются только станки с ЧПУ. Электрод из тонкой проволоки заводится внутрь отверстия и перемещается в продольном и поперечном направлении (по осям X,Y, с одновременным перемещением по оси Z). Получается отверстие со сложной конфигурацией стенки, резьбовой или иного профиля.

Электроконтактная обработка позволяет получать высокоточные оттиски штампов, пресс-форм или иных малогабаритных деталей. В этом случае электрод является миниатюрной копией требуемого изделия, изготовленной из меди или графита. В зависимости от полярности соединения на заготовке получаются четкие углубления или не менее четкие выступы. Такие электроэрозионные станки производятся как в стационарном, так и в настольном исполнении (например, G11 ARAMIS (Чехия)).

Самодельные электроэрозионные станки

Самодельный электроэрозионный станок целесообразно собирать в том случае, если высокоточные работы с металлом выполняются часто и в относительно больших объемах. Это сложное в изготовлении оборудование, которое редко используется в быту. Он оправдан в металлообрабатывающих цехах и мастерских в качестве финишного инструмента обработки заготовок после фрезерного или токарного станков или изготовления мелких деталей сложной конфигурации.

Принцип работы электроэрозионного станка требует изготовления как электронной схемы, генерирующей импульсный ток высокой силы, так и сложной механической части, обеспечивающей движение электрода (проволочного или штучного). Основная сложность — сделать генератор, который может за короткое время накопить достаточный для пробоя заряд, выбросить его за доли секунды и за столь же короткий промежуток восстановить его. При недостаточной плотности тока электроэрозионная обработка невозможна даже на тонких деталях из мягких металлов.

Основные части самодельного проволочного электроэрозионного станка:

  • станина — чугун или сталь;
  • рабочий стол — прочный пластик или нержавейка;
  • ванна для диэлектрика, служащая рабочей зоной;
  • система подачи проволоки (две катушки, электродвигатель, привод, направляющие);
  • система управления электродом (для прошивочных);
  • система запуска и остановки;
  • блок прокачки диэлектрика — насос, фильтры, трубопроводы;
  • генератор;
  • система управления.

Последний пункт — один из самых сложных, необходимо синхронизировать подачу проволоки по скорости и направлению, частоту импульса и подачу диэлектрической жидкости. Следует учесть, что в процессе работы жидкость ионизируется, и свойства ее значительно изменяются.

В зависимости от схемы генератора станка, в нем используются весьма опасные токи величиной 1-30А при напряжении 220 В. Изоляция всех токопроводящих частей должна быть исключительно надежной. Как работает самодельный станок можно посмотреть на видео, или здесь.

После анализа различной информации из интернета, можно сделать вывод, что по-настоящему работоспособными являются только промышленные станки. Самоделки пригодны для гравировки, нанесения надписей, пиления тонких листов металла, с которым справиться может качественный профессиональный электролобзик.

Ряд металлических изделий требуется изменить, придать им другую форму, но при этом не изменить физические и химические качества вещества. В статье мы расскажем про электроэрозионный метод обработки металлов, что это, а также принципы и основы способа.

Сущность оборудования и виды

Электроэрозия предназначена для целенаправленного разрушения верхнего слоя детали под воздействием электрического воздействия. Термин зашифровывается аббревиатурой ЭЭО. Назначение станков на данной технологии – это образование отверстий и полостей, канавок, пазов, а также шлифовка, устранение изъянов на плоскости.

Читайте также:  Клей герметик для резины и металла

Разновидность подхода в основном зависит от используемого материала проводника. Это может быть графит, медь, вольфрам, алюминий или латунь. Они имеют высокую стойкость от эрозии, то есть от разрушения поверхности.

Принцип работы

При любом виде воздействия, когда на металл направлена высокая температура, то его химическая решетка может потерять ряд ионов. Это не всегда негативно сказывается на результате, но по возможности этого можно избежать. Обычно значительно увеличивается прочность стали, что очень выгодно при производственных целях. Схема и сущность электроэрозионной обработки включает в себя:

  • конденсатор – он заряжает напряжение;
  • электрод, который является проводников одного из зарядов и создает разрядный промежуток между собой и поверхностью;
  • жидкость с низкой диэлектрической проницаемостью;
  • сам обрабатываемый элемент.

Деталь помещается в резервуар с влагой. При работе конденсатора происходит пробой жидкого материала, он нагревается и закипает, образуя газовую сферу из паров, где более интенсивно происходит нагревание. Металл плавится в определенных местах, куда направлено воздействие, продукты распада постепенно стекают, оставляя чистый след.

Основы технологии

Метод основан на следующем процессе. Напряжение на электродах создает электрическое поле. При их сближении происходит разряд. Он сильнее, если проводники будут находиться в керосине или минеральном масле. Мостики (связи) возникают не на всем протяжении контактов, а только там, где на них есть небольшие неровности, то есть в максимально приближенных друг к другу точках. По этим мостам проходит ток, он нагревает жидкость и способствует ее испарению, в результате чего высвобождаются газы. Они скапливаются в пузырь, внутри которого может возникнуть самый мощный разряд. Это приводит к максимальной, критической температуре при электрохимической эрозионной обработке металла – материал плавится, устраняя при этом дефекты. Результаты распада остаются в резервуаре с влажной средой в виде небольших шариков, их легко можно убрать, они моментально остывают.

Классификация методов

  • Электроконтактный. Отличается тем, что импульс генерируется с помощью перемещения электродов. Вместо воды с антикоррозийными составами может быть воздух, что облегчает процедуру. Тогда применяется процесс распыления, так влага достигает межэлектродного промежутка.
  • Легирование. Так становится прочнее поверхность детали. Применяется при изготовлении изделий типа ножей, режущих частей, которые не должны быстро тупиться. Основная особенность – это изменение полярности, что приводит к иному температурному воздействию, более медленному. Накаливание происходит постепенно, что объясняет увеличенную прочность материала.

Технология электроэрозионной обработки в машиностроении при создании формы

ЭЭО применяется в разных сферах производства, но чаще всего для штамповки деталей различных машин. Формообразование происходит одним из следующих образов:

  • Копирование, второе название прошивание. Заключается в том, чтобы расположить проводники в точной последовательности, как и нужный элемент. Накладывать электроды можно сверху или снизу под заготовкой. Наиболее распространенный и активно применяемый способ.
  • Взаимное перемещение частей станка. Изменение размеров происходит более уникально, можно вырезать трудные части. Обычно делается процедура не вручную, а на оборудовании с ЧПУ, то есть после проектирования на компьютере в трехмерном объеме.

Технология электроэрозионной обработки в машиностроении при создании формы

Для работы можно использовать абсолютно любой тип сплава, потому что каждый из них проводит ток, это основное условие. Процессы, которые можно проводить:

  • разрез на две и более части;
  • образование небольших отверстий различной глубины, то есть сверление;
  • мельчайшая шлифовка поверхности;
  • при наличии нежелательной полости можно нарастить материал;
  • упрочнение, закалка;
  • воссоздание аналогичной конфигурации;
  • гравировка, художественная резка; /li>
  • напыление.

Параметры электроэрозионной обработки могут меняться – импульс может идти попеременно с катода или анода, изменяется напряжение, становится сильнее или слабее сила тока. Но остается обязательное условие – нельзя применять переменный, только постоянный заряд. Также варьируется частота подачи импульсных разрядов, они зависят от того, как далеко друг от друга или от металла находится электроды (контактные поверхности с противоположными полюсами).

При срезе, разрезе, сверлении или ином отсечении части элемента применяется диэлектрик. В качестве жидкой среды могут применяться: керосин, дистиллированная вода, масло. Обратный процесс, то есть наращение или укрепление, необходимо проводить в воздухе или вакуумной атмосфере.

Читайте также:  Полярность красного и черного проводов

Используемое оборудование: виды электроэрозионной обработки металлов проволокой и другими проводниками

Одним из наиболее качественных методов шлифовки является механический, но он длительный, затратный, а также сильнее зависит от человеческого фактора. При ЭЭО используется чаще всего два типа станков, на основе технологий:

Первые дают более точную степень изготовления. Такие агрегаты стоят на заводах для космонавтики и авиастроения, а также там, где нужны маленькие микросхемы и доскональность в малых размерах. Вторые больше применяются для серий – происходит штамповка по одному образцу. Это также достаточно продуктивно, хотя и не имеет такой уникальности.

Все оборудование для ЭЭО стоит очень дорого, а также оно придирчиво в обслуживании. Это трудоемкий процесс, который нельзя повторить дома. Работать с аппаратурой этого класса могут только дипломированные специалисты.

Преимущества электроэрозионной прошивочной обработки – высокая производительность и качество

Достоинства способа перед механическим:

  • Однородная поверхность без шероховатостей и изменения физической структуры вещества.
  • Нет нужды проводить дополнительную финишную шлифовку.
  • Выбор структуры среза.
  • Можно работать с любыми металлическими материалами вне зависимости от твердости.
  • Нет никаких деформаций, даже если это тонколистовой металл, который обычно гнется по краю при резке.
  • Достигаются любые сложные задачи, геометрические пространственные фигуры.
  • В цехах нет шума, вибраций и той атмосферы, которая часто присутствует на металлургических заводах.

Резка с помощью способа ЭЭО

Разрез на таком оборудовании необходим в ювелирных мастерских или при иных условиях миниатюрных размеров и ценных заготовок, когда шлифовка уже не нужна. Также могут разрезаться очень твердые материалы. Но нужно учесть, что тугоплавкие вещества разъединяются очень долго, поэтому на это понадобится много времени и электроэнергии. Решите заранее, насколько это целесообразно и не легче ли использовать механические станки, а затем финишную шлифовку. Режим резки при электроэрозионной обработке работает на основе отрицательного полюса у электрода и положительного у контактной поверхности.

Можно выделить два подвида такого обрудования:

  • Проволочный, или вырезной – для толстых стенок изделий и прочных металлических сплавов.
  • Прошивной – скорее для штамповки тонкостенных листов.

Проволочно-вырезные станки

Проволока с диаметром сечения 0,1 – 0,2 мм не касается области резки, это бесконтактный способ. Заголовка под минусовым импульсом, а проводник вместе с катушкой под «плюсом». В основном подходит для фрезеровки, но с особенной точностью.

Электроэрозионные прошивные

Электрические проводники воздействуют не линейно с помощью вращающейся болванки, как в предыдущем варианте, а точечно. Форм поперечного сечения задана до мельчайших подробностей, чтобы прорезь, отверстие или иное углубление получились нужного формата.

Электроэрозионная (эрозийная) обработка поверхностного слоя происходит под температурой электрода от 100 до 400 градусов цельсия, какая является достаточной для плавления даже таких прочных сплавов, как:

Обычно устанавливаются станки с ЧПУ, на них можно изготавливать штампы, резьбу пр. отверстия без самых незначительных отклонений.

Самодельное оборудование ЭЭО

Это сложная схема и конструкция. Для работе на таких машинах нужен диплом с допуском и опыт. В домашних условиях очень трудно достигнуть норм безопасности. В быту используется редко. В основном применяется в цехах, где нужно серийное производство. На обслуживание уходит много энергии. При самостоятельном изготовлении нужно:

  • создать точную электрическую схему;
  • сделать генератор, который может давать бесперебойный ток высокой силы;
  • разработать механику движения электрода с управлением до доли миллиметра;
  • синхронизировать подачу проволоки, чтобы она направлялась в нужном количестве и в правильный промежуток времени.

Также следует позаботиться об электроизоляции, потому что при работе применяются серьезные напряжения и импульсы, они могут привести к ожогам и даже смерти при несоблюдении техники безопасности.

Недостатки

К отрицательным сторонам технологии можно отнести:

  • Дороговизну обслуживания из-за высокого потребления энергии.
  • Массивность станка.
  • Сложность в обращении – обязательно нужен навык и опыт.
  • Опасность при соприкосновении с неизолированными проводами, а также при вдыхании попадающих в воздух газов. Следует обязательно надевать защитный костюм.

Заключение

В статье мы рассказали про теорию электроэрозионной обработки и нормирование деталей на оборудовании ЭЭО. Это очень продуктивный способ для крупного производства или небольшого завода по металлообработке, если в работе постоянно одинаковые серии изделий.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector