Эрозионная обработка металла - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Эрозионная обработка металла

Электроэрозионная обработка металла

Электроэрозионную обработку металла достаточно широко применяют для изменения размеров металлических деталей, не нарушая их физических свойств. Такой процесс осуществляется при помощи специального оборудования и требует хорошего знания необходимых технологий.

Кроме того, такая обработка дает возможность получить отверстия нужной формы и конфигурации, при необходимости – сделать фасонные полости, и изготовить профильные пазы и канавки на заготовках, созданных на основе твердых сплавов.

Такое электроэрозионное воздействие делает различные инструменты гораздо прочнее, обеспечивает производство качественного электропечатания, высокоточного шлифования, осуществлять резку деталей и многое другое. Выполняется обработка при полном соблюдении всех необходимых правил техники безопасности.

Принцип работы

Перед тем как приступить к выполнению этого вида обработки, необходимо вначале правильно собрать все требуемые элементы в единую цепь и предварительно подготовить детали, которые понадобятся для работы. На сегодняшний день промышленные предприятия используют разные виды электроэрозионного воздействия.

Нужно отметить, что важнейшим элементом в схеме, необходимой для выполнения электроэрозионной обработки, является электрод, который должен иметь достаточную эрозионную стойкость. В этом случае в качестве электрода можно использовать такие металлы, как:

С точки зрения химии, такой метод термического воздействия на металл способствует разрушению его кристаллической решетки, благодаря чему высвобождаются некоторые категории ионов.

Довольно часто, чтобы обработать металл, применяют электроискровой и электроимпульсный методы. Также встречаются электроконтактный и анодно-механический способы.

Если для деталей из металла потребуется черновая обработка, то обычно применяют электроимпульсную схему. При этом во время работ температура вырабатываемых импульсов может достигать 5 000 градусов. Это увеличивает такой параметр, как производительность.

Если требуется обработать заготовки с небольшими размерами и габаритами, то в основном используется электроискровой способ.

Электроконтактная обработка применяется при работе со сплавами, осуществляемой в жидкой среде. Необходимо отметить, что приобретенные свойства металла после такого воздействия могут по-разному отразиться на эксплуатационных характеристиках деталей.

Практически всегда из-за воздействия токов и высоких температур у обрабатываемых деталей очень сильно повышается прочность, а в самой структуре сохраняется мягкость.

Виды используемого оборудования

Известно, что существуют разнообразные способы и методы обработки поверхностей металлов, и такой вид считается более эффективным, чем механический. В основном это связано с тем, что применяемый для проведения механической обработки инструмент стоит значительно дороже, чем проволока, используемая при электроэрозионной обработке.

Промышленные предприятия для электроэрозионной обработки металла применяют специальное оборудование, такое как:

  • проволочно- электроэрозионное;
  • копировально-прошивочное.

Если возникает необходимость изготовить детали со сложной формой и пресс-формы, а также для производства некоторых материалов с высокой точностью обработки, применяют проволочно- электроэрозионные агрегаты. Чаще всего такое оборудование используется для изготовления различных деталей для электроники, самолетов, и даже космической сферы.

Копировально-прошивочные агрегаты в основном применяются для серийного и массового производства деталей. Благодаря таким станкам получаются довольно точные сквозные контуры и мелкие отверстия, что с успехом используется при изготовлении сеток и штампов в инструментальной промышленной сфере. Такое оборудование подбирают, ориентируясь на поставленные цели и финансовую окупаемость. Электроэрозионная обработка металла считается сложным и довольно трудоемким рабочим процессом.

Такие работы невозможно выполнить в домашних условиях. Выполнять работы на станках для обработки деталей имеют право только аттестованные и квалифицированные специалисты, имеющие достаточный опыт работы в этой сфере.

Выполняя электроэрозионную обработку, не стоит забывать о технике безопасности и использовании спецодежды.

Преимущества электроэрозионной обработки

Такие работы должны осуществляться только на специальном оборудовании под обязательным присмотром квалифицированного специалиста, имеющего соответствующий допуск. Хотя такой способ делает заготовку более точной и качественной, промышленные предприятия предпочитают применять механическую обработку металла.

Поэтому необходимо отметить основные достоинства электроэрозионного воздействия на разнообразные виды заготовок.

Используя такой метод, практически всегда удается добиться самого высокого качества поверхности металла, в результате чего она становится максимально точной и однородной. При этом полностью исключается необходимость проведения финишной обработки. Также этот метод гарантирует получение на выходе поверхности разнообразной структуры.

Также к достоинствам электроэрозионной обработки металла относят возможность осуществлять работу с поверхностью любой твердости.

Электроэрозионное воздействие полностью исключает возникновение деформации поверхности у деталей, имеющих небольшую толщину. Это возможно из-за того, что при таком методе не возникает никакой механической нагрузки, а рабочий анод имеет минимальный износ. Кроме того, электроэрозионная обработка способствует получению поверхности разнообразных геометрических форм и конфигураций при минимальных усилиях.

Также к преимуществам такого процесса относят полное отсутствие шума при работе на специальном оборудовании.

Конечно, есть и недостатки при электроэрозионном воздействии на деталь из металла, но на ее эксплуатационных свойствах сказываются они несущественно.

Технология обработки

Чтобы до конца выяснить все преимущества электроэрозионной обработки и понять принцип воздействия на металлическую заготовку, следует более подробно рассмотреть следующий пример.

Итак, простая электроэрозионная схема должна обязательно состоять из следующих элементов:

  • электрод;
  • конденсатор;
  • емкость для рабочей среды;
  • реостат;
  • источник, обеспечивающий электропитание.

Питание этой схемы обеспечивается напряжением импульсного типа, которое должно иметь разную полярность. Благодаря этому можно получить электроискровый и электроимпульсный режимы, которые требуются для работы.

Во время подачи напряжения осуществляется зарядка конденсата, от которого на электрод поступает разрядный ток. Этот электрод заранее опускают в емкость с заготовкой и рабочим составом. Как только на конденсаторе напряжение достигнет нужного потенциала, происходит пробой жидкости. Она начинает очень быстро нагреваться до температуры кипения, а также в ней возникает пузырь из газов, который способствует локальному нагреву заготовки. В свою очередь, у заготовки происходит плавление самых верхних слоев, что обеспечивает получение необходимой формы.

Заключение

Современные станки для электроэрозионной обработки призваны выполнять как массовые, так и единичные задачи эстетического (декорирование, шлифовка и т. п.) и практического (формирование пазов, перфорация сквозных и глухих отверстий, заточка режущего инструмента) характера. Себестоимость обработки на таком оборудовании значительно ниже аналогичного показателя, который характерен для металлорежущих станков.

Технология электроэрозионной обработки металла

Электроэрозионная обработка используется в случаях, когда необходимо изготовление сложных по контуру деталей небольшого размера с высокой точностью кромок.

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

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.

Читайте также:  Технология механизированной сварки под флюсом

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.

Проволочно-вырезные станки

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

  • 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

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.

Публикации

Описание технологии электроэрозионной обработки

В настоящее время широкое развитие получили 3 типа электроэрозионной обработки:

  1. Вырезание проволокой
  2. Прошивка электродом
  3. Сверление тонких глубоких отверстий

Все эти операции показаны ниже на видео.


DK 7732 в г.Тольятти. Точность станка оказалась 7 мкм, при паспортной 12. Отчет, согласованный с Заказчиком здесь.

Смотрите еще примеры изделий, полученных электроэрозионной обработкой.

Электроэрозионная обработка основана на вырывании частиц материала с поверхности импульсом электрического разряда. Если задано напряжение (расстояние) между электродами, погруженными в жидкий диэлектрик, то при их сближении (увеличении напряжения) происходит пробой диэлектрика — возникает электрический разряд, в канале которого образуется плазма с высокой температурой.

Так как длительность используемых в данном методе обработки электрических импульсов не превышает 10 —2 сек, выделяющееся тепло не успевает распространиться в глубь материала и даже незначительной энергии оказывается достаточно, чтобы разогреть, расплавить и испарить небольшое количество вещества. Кроме того, давление, развиваемое частицами плазмы при ударе об электрод, способствует выбросу (эрозии) не только расплавленного, но и просто разогретого вещества. Поскольку электрический пробой, как правило, происходит по кратчайшему пути, то прежде всего разрушаются наиболее близко расположенные участки электродов. Таким образом, при приближении одного электрода заданной формы (инструмента) к другому (заготовке) поверхность последнего примет форму поверхности первого (рис. 1). Производительность процесса, качество получаемой поверхности в основном определяются параметрами электрических импульсов — их длительностью, частотой следования, энергией в импульсе. Электроэрозионный метод обработки объединил электроискровой и электроимпульсный методы.

Электроэрозионные методы особенно эффективны при обработке твёрдых материалов и сложных фасонных изделий. При обработке твёрдых материалов механическими способами большое значение приобретает износ инструмента. Преимущество электроэрозионных методов, как и вообще всех электрофизических и электрохимических методы обработки, состоит в том, что для изготовления инструмента используются более дешёвые, легко обрабатываемые материалы. Часто при этом износ инструментов незначителен.

Например, при изготовлении некоторых типов штампов механическими способами более 50% технологической стоимости обработки составляет стоимость используемого инструмента. При обработке этих же штампов электроэрозионными методами стоимость инструмента не превышает 3,5%. Условно технологические приёмы электроэрозионной обработки можно разделить на прошивание и копирование. Прошиванием удаётся получать отверстия диаметром менее 0,3 мм,что невозможно сделать механическими методами. В этом случае инструментом служит тонкая проволочка. Этот приём на 20—70% сократил затраты на изготовление отверстий в фильерах, в том числе алмазных. Более того, электроэрозионные методы позволяют изготовлять спиральные отверстия. При копировании получила распространение обработка ленточным электродом. Лента, перематываясь с катушки на катушку, огибает копир, повторяющий форму зуба. На грубых режимах лента «прорезает» заготовку на требуемую глубину, после чего вращением заготовки щель расширяется на нужную ширину. Более распространена обработка проволочным электродом, то есть лента заменяется проволокой. Этим способом, например, можно получать из единого куска материала одновременно пуансон и матрицу штампа, причём их соответствие практически идеально.

Разрушение поверхностных слоев материала под влиянием внешнего воздействия электрических разрядов называется электрической эрозией. На этом явлении основан принцип электроэрозионной обработки.

Электроэрозионная обработка заключается в изменении формы, размеров, шероховатости и свойств поверхности заготовки под воздействием электрических разрядов в результате электрической эрозии.

Под воздействием высоких температур в зоне разряда происходят нагрев, расплавление, и частичное испарение металла. Для получения высоких температур в зоне разряда необходима большая концентрация энергии. Для достижения этой цели используется генератор импульсов. Процесс электроэрозионной обработки происходит в рабочей жидкости, которая заполняет пространство между электродами; при этом один из электродов — заготовка, а другой — электрод-инструмент.

Под действием сил, возникающих в канале разряда, жидкий и парообразный материал выбрасывается из зоны разряда в рабочую жидкость, окружающую его, и застывает в ней с образованием отдельных частиц. В месте действия импульса тока на поверхности электродов появляются лунки. Таким образом осуществляется электрическая эрозия токопроводящего материала, показанная на примере действия одного импульса тока, и образование одной эрозионной лунки.

Читайте также:  Технология аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом

Материалы, из которых изготавливается электрод-инструмент, должны иметь высокую эрозионную стойкость. Наилучшие показатели в отношении эрозионной стойкости электродов-инструментов и обеспечения стабильности протекания электроэрозионного процесса имеют медь, латунь, вольфрам, алюминий, графит и графитовые материалы.

Общая характеристика процесса электроэрозионной обработки

Типовой технологический процесс электроэрозионной обработки на копировально-прошивочных станках заключается в следующем:

  • Заготовку фиксируют и жестко крепят на столе станка или в приспособлении. Тяжелые установки (весом выше 100 кг) устанавливают без крепления. Устанавливают и крепят в электродержателе электрод-инструмент. Положение электрода-инструмента относительно обрабатываемой заготовки выверяют по установочным рискам с помощью микроскопа или по базовым штифтам. Затем ванну стакана поднимают и заполняют рабочей жидкостью выше поверхности обрабатываемой заготовки.
  • Устанавливают требуемый электрический режим обработки на генераторе импульсов, настраивают глубинометр и регулятор подачи. В случае необходимости включают вибратор и подкачку рабочей жидкости.
  • В целях повышения производительности и обеспечения заданной шероховатости поверхности обработку производят в три перехода: предварительный режим — черновым электродом-инструментом и окончательный — чистовым и доводочным.
    4.1 Типовые операции электроэрозионной обработки

Прошивание отверстий

При электроэрозионной обработке прошивают отверстия на глубину до 20 диаметров с использованием стержневого электрода-инструмента и до 40 диаметров — трубчатого электрода-инструмента. Глубина прошиваемого отверстия может быть значительно увеличена, если вращать электрод-инструмент, или обрабатываемую поверхность, или и то и другое с одновременной прокачкой рабочей жидкости через электрод-инструмент или с отсосом ее из зоны обработки. Скорость электроэрозионного прошивания достигает 2-4 мм/мин.

Маркирование

Маркирование выполняется нанесением на изделие цифр, букв, фирменных знаков и др. Электроэрозионное маркирование обеспечивает высокое качество, не вызывает деформации металла и не создает зоны концентрации внутреннего напряжения, которое возникает при маркировании ударными клеймами. Глубина нанесения знаков может колебаться в пределах от 0,1 до 1 мм.

Операция может выполняться одним электродом-инструментом и по многоэлектродной схеме. Изготавливаются электроды-инструменты из графита, меди, латуни, алюминия.

Производительность составляет около 3-8 мм/с. Глубина знаков зависит от скорости движения электрода. При скорости движения электрода более 6 мм/с четкость знаков ухудшается. В среднем на знак высотой 5 мм затрачивается около 4.

Вырезание

В основном производстве электроэрозионное вырезание применяют при изготовлении деталей электро-вакуумной и электронной техники, ювелирных изделий и т.д. в инструментальном производстве, при изготовлении матриц, пуансонов, пуансонодержателей и других деталей, а также вырубных штампов, копиров, шаблонов, цанг, лекал, фасонных резцов и др.

Шлифование

Процесс электроэрозионного шлифования применяют для чистовой обработки труднообрабатываемых материалов, магнитных и твердых сплавов.

Отклонение размеров профиля после электроэрозионного шлифования находится в пределах от 0,005 до 0,05 мм, шероховатость Ra = 2,50,25, производительность — 260 мм2/мин.

С появлением электрических способов обработки оказалось в принципе возможным осуществление методами электротехнологии всего комплекса операций, необходимых для превращения заго­товки в готовую деталь, включая и ее термическую обработку.

Электроэрозионная или гидроабразивная обработка металла: какую выбрать?

Для высокоточной обработки металлов используют электроэрозионную или гидроабразивную технологии. Они позволяют изготавливать сложные детали из металлов повышенной твердости, которые нельзя обрабатывать традиционным механическим способом.

Особенности электроэрозионной и гидроабразивной технологии

В основе электроэрозионной технологии, разработанной в 1953 году российскими учеными, лежит явление переноса вещества, осуществляемого за счет искрового разряда от катода к аноду. Катодом или анодом может быть как заготовка, требующая обработки, так и инструмент. Характеристики импульсов настраивают так, чтобы происходила принудительная эрозия обрабатываемого материала. Инструментом, как правило, служит проволока.

Гидроабразивный станок работает по совершенно другому принципу, придуманному в 1980 году. Здесь роль инструмента играет струя воды, подаваемой под высоким давлением и смешанной с абразивом — гранатовым песком. Сила струи настолько велика, что она с легкостью прорезает инструментальную сталь.

Плюсы и минусы обработки металла на электроэрозионном и гидроабразивном станке

Достоинства электроэрозионной технологии:

  • – Возможность обработки твердых металлов. Подходит для инструментального производства.
  • – Достаточно хорошее качество получаемой поверхности. За четыре прохода можно добиться шероховатости Ra 0,28 мкм, однако стоит учитывать удорожание готовой детали.
  • – Получение деталей сложной формы. Гарантировано соблюдение высокой точности заданных размеров элемента.
  • – Качественная обработка тонколистовых заготовок. Механическая деформация отсутствует.
  • – Незначительный износ основного инструмента, что позволяет сокращать расходы на его замену.

Недостатки электроэрозионной технологии:

  • – Низкая производительность. Максимальная скорость реза достигает не более 1 см в секунду.
  • – Ограниченное применение. Технология предназначена исключительно для обработки электропроводящих материалов, что может создать сложности при расширении ассортимента.
  • – Повышенное энергопотребление. В зависимости от модели станка энергопотребление составляет 60–170 кВт.
  • – Опасность для оператора и окружающей среды. При работе с высоким напряжением существует риск ударов током. В процессе эрозии могут образовываться взрывчатые газы или пары, либо токсичные вещества, вызывающие аллергические реакции и отравления.
  • – Вероятность возникновения помех в электросетях и работе другого электрооборудования.

Достоинства гидроабразивной технологии:

  • – Широкая область применения. На гидроабразивном станке можно резать не только металлы, но и композиты, пластики, древесину, стекло, керамику. Переустановка режима занимает минимум времени.
  • – Отсутствие механических и термических деформаций. Струя воздействует на материал с силой 1–100Н. Температура в зоне реза не превышает 90 градусов. Края не оплавляются и не пригорают. Резать можно даже пожаро- и взрывоопасные материалы.
  • – 100% безопасность. Нет вредных испарений, отходы резания уносятся водой в ванну под рабочим столом. Процесс взрыво- и пожаробезопасен.
  • – Точная резка сложных контуров, в том числе, при изготовлении объемных деталей.
  • – Высокое качество кромок. Их поверхность не нуждается в дополнительной обработке. Шероховатость может быть приближена к 0,5–1,5 мкм.
  • – Высокая скорость. Для нержавеющей стали толщиной 5 мм — 120 см/мин, для алюминия 5 мм — 280 см/мин.

Недостатки гидроабразивной технологии:

  • – Эксплуатационные расходы. В бюджет необходимо заложить затраты на покупку абразива, регулярную замену сопел, уплотнителей, смесительных трубок.
  • – Повышенный шум при работе станка. Водоабразивная струя подается с высокой скоростью, поэтому оператор должен носить противошумные наушники.

Объективно гидроабразивный метод не только более современный, но и более производительный, универсальный и безопасный. Выбирайте станок, оптимально подходящий для вашего производства с учетом возможного расширения услуг.

Электроэрозионная обработка металлов

Автор: Александр Гуща, специально для EquipNet.ru
Фотографии с сайтов p-p-k.narod.ru, antifabrika.ru

Согласно статистике: 90% отечественного производства все еще базируется на механических методах обработки – шлифовании и полировании, фрезеровании и расточке. И вопрос тут даже не в качестве и прецизионности процесса, а в количестве отходов в виде стружки и угара. В некоторых случаях проблема металлического мусора решается штамповкой и использованием порошковой проволоки, но это лишь способ временно уйти от проблемы. Настоящим решением стала электрофизическая обработка, включающая в себя помимо ультразвуковой и электроннолучевой технологии еще и электроэрозионную.

Электроэрозионная обработка

По сути, электроэрозионная обработка является своего рода победой над природой. Ни для кого не секрет, насколько разрушительной бывает атмосферное электричество. Именно молния натолкнула ученых на серию экспериментов, доказавших, что электрический разряд при особых условиях способен, словно инструмент скульптора, создавать детали повышенной сложности.

Рабочим инструментом в большинстве случаев служит латунная тонкая проволока, способная многократно изгибаться под нужным углом. Мягкий материал находится под высоким напряжением, показатели которого выбираются таким образом, чтобы нагрев из-за собственного сопротивления не расплавил проволоку. При съемке на высокоскоростную камеру легко заметить многочисленные искры, появляющиеся в месте контакта проволоки и металла заготовки. Даже при очень высоком квалитете шероховатости соприкосновение будет неполным: образуются проводящие мосты субмикронного сечения, нагревающиеся из-за наличия сопротивления. Разогрев до 10000 градусов происходит мгновенно, поэтому некоторые металлы не просто испаряются, а сублимируют. С точки зрения физической химии высокое термическое воздействие разрушает кристаллическую решетку, и ионы металла отрываются от поверхности. Визуально же кажется, что латунная проволока «разъедает» основной металл, словно кислота. Это и дало название методу, ведь с латинского «разъедание» звучит, как «эрозия». Т.о. проволока медленно погружается в заготовку, отверстие в которой в точности повторяет контур латунного инструмента.

Читайте также:  Параметры сварки полиэтиленовых труб встык таблица

В некоторых случаях в электроэрозионной обработке используются источники тока импульсного типа с частотой от 50 герц до сотен килогерц, при этом каждый импульс удаляет некоторое приблизительно одинаковое количество ионов. Увеличение частоты означает снижение мощности и, как следствие, меньшую скорость обработки в обмен на повышающийся квалитет шероховатости обработанной поверхности. Выбор латуни обусловлен высоким уровнем теплопроводности (в некоторых случаях используются более дорогие эрозионные материалы из тугоплавких металлов и сплавов). Длительность разряда выбирается минимальной, чтобы испаренные ионы не осаждались обратно. Получить кратковременный разряд можно посредством подачи импульсов, но это накладывает определенные ограничения на источники питания, поэтому обычно используется скоростное изменение положения инструмента, инициирующее образование новых проводящих мостов. Для гарантированного охлаждения испаряемого металла и его удаления из зоны контакта используются диэлектрические жидкости – керосин или машинное масло – в которые и погружается заготовка. Жидкий диэлектрик влияет на расстояние пробоя, снижая его до 150 мкм и меньше, чем ограничивает зону контакта.

Станки для электроэрозионной обработки

Очевидно, что использовать для снижения длительности разряда импульсные источники тока выходит дороже, нежели спроектировать автоматизированный модуль перемещения эрозионного инструмента относительно заготовки. Устройство перемещения снабжается дополнительной системой мониторинга расстояния между проволокой и металлом заготовки: при большом расстоянии, когда не происходит образования достаточного количество проводящих мостов, инструмент приближается. Если же расстояние пробоя слишком низкое – резко возрастает вероятность активного распределения разряда, что влечет за собой слабый нагрев и, как следствие, неэффективность метода.

Для некоторых электроэрозионных техпроцессов используется не латунная и тугоплавкая проволока, а толстый стержень, объем которого позволяет получать оттиски на металле заготовки, или диск, вращение которого позволяет прорезать глубокие щели или обрабатывать чрезмерно прочные материалы. Электроэрозионные станки отечественного производства отличаются широким модельным рядом и рассчитаны на обработку деталей различного размера.

Катод-анодная и анодно-механическая системы

Электроэрозионная технология включает в себя несколько методов, одни из которых позволяют выполнять сложнофасонные прожиги и вырезать отверстия, другие – разделять заготовки, выполненные из жаропрочных аустенитных сталей или титановых соединений.

В основе метода электроискровой обработки лежит образование катод-анодной системы, где заготовка заряжается положительно, а эрозионный инструмент – отрицательно. При этом в месте контакта возникает дуговой разряд короткой продолжительности. Температура в середине дуги минимально достигает 8 тысяч градусов. Поскольку расстояние пробоя достаточно низкое, разница в температуре поверхности металла в зоне контакта и в центре дуги небольшая.

Другой разновидностью электроэрозионной обработки в системе катод-анод является анодно-механическая технология, когда отрицательно заряжена не проволока, а диск или замкнутая лента. Диэлектрическая пленка в местах контакта вращающегося инструмента временно разрушается. В местах же открытия чистого металла образуются дуговые разряды, испаряющие тонкий поверхностный слой.

При электроимпульсной обработке сменяется полярность системы катод-анод. Образуемые дуговые разряды прерываются перемещением инструмента и отключением тока. Средняя температура разряда достигает 5000 градусов.

Электроэрозионные станки на практике

Электроэрозионная технология применяется, как правило, когда обработка на традиционных механических станках затруднена или нерентабельна из-за отходов, повышенной твердости материала основы.

После изобретения электроэрозионной технологии она сразу же получила широкое распространение, как экономичная и производительная, но вскоре из-за сложности автоматизации техпроцесса популярность метода упала, уступив место механической обработке на ЧПУ. Сегодня, когда производственники ощутили, что отечественная промышленность не может себе позволить массово проектировать высокопрецизионные техпроцессы с использованием современных плазменных или лазерных технологий, многие снова обратились к электроэрозионным станкам. Несмотря на возраст технологии, она до сих пор зачастую оказывается более удобной для создания объемных деталей сложной формы, например лопастей турбин, валов или пресс-форм, поскольку стоимость электроэрозионного станка намного ниже. Кроме того, установки лазерной и плазменной обработки, как правило, рассчитаны на заготовки небольших размером, что резко ограничивает их применение к тяжелой промышленности. Т.о. возрождение электроэрозионной обработки стало своего рода ответом отечественной промышленности зарубежным технологиям. Часть I

Электроэрозионные станки

Не так давно электроэрозия считалась нестандартным и достаточно затратным способом обработки, что не способствовало ее широкому применению. Однако, благодаря многократно возросшей скорости обработки, значительному снижению затрат и применению средств автоматизации, технология электроэрозионной обработки (ЭЭО), на сегодняшний день, встала в один ряд с фрезерованием, точением и шлифованием.

Для сохранения конкурентоспособности любому современному производственнику необходимо понимать и применять все преимущества электроэрозионных станков. Высокотехнологичные электроэрозионные станки с ЧПУ позволяют вывести производство на новый уровень. Их основное применение в инструментальных производствах (штампы, литьевые формы для пластиков и металлов), в медицинской промышленности, часовой, аэрокосмической и т.д. Сильной стороной технологии является обработка нестандартных и труднообрабатываемых электропроводных материалов (твердый сплав, ПКД, кубический нитрид бора, углеситаллы и многие другие.)

Наиболее распространены три типа станков: проволочно-вырезные, копировально-прошивные, супердрели.

Все электроэрозионные станки

Что такое проволочно-вырезной станок

Это станок, обрабатывающий токопроводящие материалы проволочным электродом.

Базовый принцип работы проволочно-вырезных станков

В проволочно-вырезных станках обработка происходит электрическим разрядом, возникающим между проволокой-электродом и заготовкой. За счет полярного эффекта материал заготовки эродирует в большей степени, чем проволоки. Разряд в зазоре формирует генератор. Удаление продуктов эрозии в искровом зазоре происходит с помощью прокачки диэлектрика под высоким давлением в зоне резания.

Суперсовременные технологии Mitsubishi Electric, используемые в проволочно-вырезных станках, позволяют: достигать микронной точности, отличной шероховатости, контролировать эксплуатационные затраты (станок подсчитывает расходы на запчасти и электроэнергию). Современная система ЧПУ обеспечивает синхронизированную работу 7-ми осей. Все эти факторы в сочетании c феноменальной надежностью дадут Вам неоспоримое преимущество перед конкурентами.

Купить электроэрозионный станок с ЧПУ под любые задачи позволяет широта модельного ряда проволочно-вырезных станков.

«Абамет» предлагает проволочно-вырезные станки Mitsubishi Electric с зоной обработки от 300x400x215 (XYZ) — MV1200 до 1300x1000x410 (XYZ) — FA50 и максимальной высотой обработки до 670 мм (610 мм в погружном состоянии).

Что такое копировально-прошивной станок

Копировально-прошивные станки в основном используются для обработки глухих форм и каналов сложной конфигурации. Основное применение в инструментальном производстве и авиадвигателестроении. Для обработки деталей используется электрод, копирующий обрабатываемую форму. Основным материалом служит медь или специализированный графит. Электрод и деталь погружены в масляный диэлектрик, генератор формирует электрические импульсы между деталью и электродом. Когда подаётся ток, канал в диэлектрике ионизируется и контролируемые разряды расплавляют материал детали. Диэлектрик охлаждает деталь и электрод, а также удаляет шлам из зоны обработки. Система фильтрации очищает диэлектрик от шлама, а система охлаждения термостабилизирует.

Современные копировально-прошивные станки Mitsubishi Electric имеют продвинутую сервосистему, систему ЧПУ с FUZZY логикой и синхронизацией работ по 6-ти осям. Для автоматизации обработки применяется сменщик инструментов и автоматическая система пожаротушения.

«Абамет» предлагает копировально-прошивные станки MitsubishiElectric с зоной обработки от 300х250х250 (XYZ) — EA8S до 1000х470х450 (XYZ) — EA28LS).

Что такое супердрель

Электроэрозионная супердрель так же известна как электроэрозионный станок для сверления стартовых отверстий. Благодаря тому, что цена на компоненты снизилась, а скорость сверления возросла до 50 мм в мин, эти станки стали широко популярны.

Принцип работы супердрели во многом схож с копировально-прошивными станками. Разряд между электродом и деталью формируется генератором, шлам вымывается диэлектриком под давлением. Сервосистема контролирует искровой зазор. Основным преимуществом является соотношение диаметра электрода к глубине сверления: 1 к 200.

Для большей продуктивности современные электроэрозионные супердрели оснащаются автоматическим сменщиком электродов.

Основные задачи для супердрелей: сверление стартовых отверстий для проволочно-вырезных станков, сверление отверстий в турбинных лопатках, инжекторах всех видов, каналов охлаждения пресс-форм, а так же множества других операций.

«Абамет» предлагает супердрели с зоной обработки от 400х250х370 (XYZ) — AD24 до 600х400х340 (XYZ) — ASD6040NC.

Почему «Абамет»

Потому что мы являемся эксклюзивным поставщиком станков Mitsubishi Electric на территории России и Беларуси.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector