Электроэрозионный проволочно-вырезной станок — принцип работы, устройство, характеристики, назначение, возможности, отличия от других типов ЭЭС

Новое тысячелетие начинается со множества новинок

В 2001 году выпущены новые топ-модели. Проволочно-вырезные станки Charmilles Robofil 2050 TW и 6050 TW
оснащены двойным проволочным трактом, это позволяет автоматически выполнять обработку двумя типами
проволоки в одной программе. Аналогичной технологией появилась у Agie в станках Vertex.

В 2003 году проволочно-вырезной станок Progress ставит мировой рекорд производительности —
500 мм2 / мин.

Новые модели копировально-прошивных станков FORM 2000 и Hyperspark оснащены технологиями iQ,
которые практически исключают износ электрода.

50-е. зажигание. старт

В 1952 году убедившись в перспективе промышленного использования, команда инженеров-энтузиастов
из «Ateliers des Charmilles» приступила к разработке электроэрозионного станка. В 1954
году женевская компания представила прошивной станок Eleroda D1 удивленной публике на выставке
EMO в Милане.

В том же году в Базеле была основана Agie (Акционерное общество промышленной электроники)
для разработки и сборки электроэрозионных станков в лаборатории в Муральто в кантоне
Тичино. Вскоре компания представила прошивной электроэрозионный станок с пневматическим
сервоприводом оси Z.

Используя в разработках новые технические решения, компания Charmilles выпустила в 1959 году
свой первый полностью транзисторный генератор электрических импульсов (ELP)

Так началась история успеха

90-е годы — все о производительности

В 1993 году искусственный интеллект с нечеткой логикой(fuzzy control) пришел в управление
процессом эрозии прошивных станков. Система применяла гибкие правила и, таким образом,
оптимизировала режимы обработки.

Charmilles представляет первый в мире промышленный электроэрозионный обрабатывающий центр QCR.
Автоматическая загрузка и выгрузка заготовок и электродов резко увеличивает производительность
станка.

История развития

Пионеры прокладывают новые пути, строят мосты, расчищают препятствия и верят в свои силы. Так
ответил на вопрос об инновациях швейцарский инженер-механик GF AgieCharmilles. Компании,
которая может с гордостью оглянуться на длинный ряд технических поисков и свершений и продолжить
свой путь в будущее.

Как выбрать

Для выбора необходимо учитывать особенности производства, характеристики деталей, загруженность станка. Электроэрозионные станки выбирают по основным критериям.

Наличие системы ЧПУ для управления с:

• понятным интерфейсом и удобство программирования;

• наличием внутренней памяти и сохранение данных о работе после отключения электричества;

• автоматическое сохранение всех настроек при аварийном отключении изделия.

Геометрические размеры: толщина станины, вес, габаритные размеры.

Производительность. Зависит от:

• параметры импульсов разрядного тока;

• используемого диэлектрика и его качества;

• материала, из которого изготовлен электрод.

Точность обработки. Обусловлена:

• режим детального позиционирования;

• перемена траекторий;

• динамическими параметрами приводов;

• деформациями при тепловом расширении;

• профилированием скоростей;

• режимом работы генератора;

• стабильность ЧПУ.

Достигаемая шероховатость. Зависит от: энергии разряда, силы тока, материала электрода.

Также нужно учесть стоимость расходных материалов, срок службы, наличие сервисного обслуживания.

Компания metal master – надёжный поставщик востребованного металлообрабатывающего оборудования!

Чтобы избежать каких-либо сложностей при выборе поставщика следует учитывать трудовой стаж компании, а также квалификацию сотрудников. Поэтому необходимо избегать сотрудничества с фирмами-однодневками.

Мы уже более 22-х лет занимаемся поставками надёжного оборудования для металлообработки. За это время было получено значительное количество положительных отзывов, что указывает на отличное решение поставленных задач. Поможем подобрать технику, как для небольшого ремонтного цеха, так и для крупного промышленного участка.

Регулярно проходят акции позволяющие купить нужный станок по выгодной цене. Скидки до 20%. Просто следите за новостями, так вы сможете не упустить выгодное предложение.

Наличие демо-зала. Оцените станок в работе перед его покупкой. Так вы сможете принять взвешенное и правильное решение, исключив вероятностные риски.

Собственный сервисный центр. Быстрое, а главное качественное гарантийное, а также постгарантийное обслуживание.

Быстрая доставка. В любой город РФ. Отгрузка оборудования в ТК выполняется в тот же день, когда средства поступят на счёт нашей компании.

Если после изучения представленной информации у вас остались вопросы, то смело задавайте их нашему менеджеру. Для этого позвоните по номеру, который указан на сайте или закажите обратный звонок. Опытный специалист внимательно выслушает ваши требования и поможет подобрать оптимальный вариант оборудования.

Конструктивные особенности и преимущества:

• Интуитивно-понятная система управления. Оптимизированный интерфейс позволяет значительно ускорить работу. Сенсорный экран значительных размеров;
• Эргономичность. Простая и удобная регулировка таких параметров, как величина давления, скорость и других. После того, как установка требуемых значений была выполнена работа выполняется в полностью автоматизированном режиме;
• Высокая жёсткость конструкции, что делает её достаточно стабильной. Возникающее негативное воздействие производственных операций не оказывает влияния на точность решения поставленных задач;
• Низкая себестоимость процесса обработки позволяет рассматриваемому оборудованию стать превосходной заменой штамповочному производству;
• Кроме основной работы данная техника позволяет выполнять финальную доводку деталей, отрезание, объёмное копирование.

Купить электроэрозионные станки с доставкой по всей россии

Назначение и классификация

Все модели электроэрозионных станков погружного типа, что позволяет эффективно обрабатывать контуры в деталях полых труб, выполнять контурную резку многослойных плит с пустотами между слоями.

В электроэрозионный станок с ЧПУ встроены:

• функции автоматического позиционирования;

• автоматического поиска кромки и центральной точки зоны обработки;

• библиотека технологических режимов обработки.

Большим преимуществом является легкая и быстрая перенастройка, которая занимает около 15 минут.

По назначению электроэрозионные станки подразделяются на 3 вида.

1. Прошивные станки. Производят обработку электродами. Позволяют получать профильные углубления любой сложной формы. Предназначен для обработки внутренних и наружных элементов сферических деталей. Наиболее эффективен при изготовлении формообразующих элементов деталей. Используют для изготовления штампов, пресс-форм, матрицы для пробивки и маркировки деталей, обработки фасонных полостей и отверстий (в том числе резьбовых). Заготовка может обрабатываться одновременно по различным направлениям.

2. Проволочные станки. Роль электрода выполняет проволока. Создают детали, инструменты, оборудование со сложной геометрической формой: токарные кулачки, резцы, копиры, задействованы в условиях серийного производства. Затраты на расходный материал проволочного станка невысокие, проволока используется несколько раз.

3. Электроэрозионные супердрели. Станок для прошивки сверхтонких отверстий диаметром от 0,01 мм глубиной до 600 мм. Сверлит отверстия в труднодоступных местах, на сферических и скошенных поверхностях. Используется трубчатый электрод.

Наши преимущества

ООО «Перитон Инжиниринг» специализируется на поставках современного промышленного станочного металлообрабатывающего оборудования. Мы поставляем электроэрозионные станки на промышленные предприятия России и СНГ.

Для каждого заказчика мы осуществляем:

• подбор и поставку оборудования;

• проводим наладку и ввод в эксплуатацию;

• делаем комплексное обслуживание;

• выполняем диагностику станков в течении всего срока их службы;

• обучаем персонал предприятия;

• поставляем запасные части и расходные материалы;

• создаем и налаживаем программы ЧПУ;

• предоставляем гарантийный и послегарантийный сервис.

Новаторские достижения
продолжаются по сегодняшний день

Новая стратегия орбитальной обработки прошивных станков позволяет достигать шероховатости поверхности с 26 нанометрами
(Ra 0,026 мкм).

Еще в 2022 году AgieCharmilles демонстрировала свой Integrated Vision Unit (IVU), оптический
измерительный модуль, встроенный в проволочно-вырезной станок, который измерять детали
непосредственно на станке. Он может не только измерить обработанный профиль и сравнить
его с моделью, но и внести изменения в управляющую программу для получения лучших
результатов.

Новаторские достижения, которые пронизывают всю историю GF Agie-Charmilles, в большей степени
соответствуют девизу компании «Достигни больше».

Подача электрода-проволоки

Простая система транспортировки проволоки в ЭЭС состоит из приводного вала с двигателем, переметывающего ЭИ на установленной скорости вне зависимости от степени натяжения. Помимо вала в неё входят износостойкие направляющие, системы шкивов. ЭИ, как правило, используется многократно, он закольцован и в процессе работы движется «по кругу». Система подачи электрод-инструмента снабжается также датчиком обрыва проволоки.

Латунная проволока для ЭЭС

Замена проволоки необходима при её разрыве либо перед началом большого объёма работ. При условии, что ГТТ может выдать достаточную мощность для резания, толщина проволоки напрямую влияет на возможную достижимую скорость обработки. Тем не менее использование толстой проволоки ускоряет засорение фильтрующих элементов системы очистки охлаждающей жидкости, а также негативно сказывается на точности обработки.

Особую важность имеет стабильное натяжение и равномерная подача проволочного ЭИ, особенно если речь идёт о ведении контактных измерений или подчистке. Рывки при подаче проволоки – главная причина неточностей в контактных измерениях, способная привести к серьёзным ошибкам в базировании.

Полезные видео по теме:

Электроэрозионные проволочно-вырезные станки DK77 струйного типа на многоразовой молибденовой проволоке: 

Намотка проволоки на барабан станка: 

Электроэрозионный станок в сравнении с фрезерным:

Постоянные улучшения характеризуют
70-е годы

В 1973 году генераторы второго поколения позволили Agie и Charmilles добавить 3D в
проволочно-вырезную обработку.

Стало возможным получать не только цилиндрические, но и конические формы, и это
благодаря коаксиальной промывке, которая следовала за направлением и наклоном проволоки, таким
образом обеспечивая оптимальное удаление материала.

Угловая обработка происходила за счет наклона головы. Проволока не изгибалась на направляющих
и можно было использовать жесткую проволоку в диапазоне углов ± 30°.

Коаксиальная промывка позволяла заправлять проволоку в наклонные стартовые отверстия. Такая
конструкция требовала филигранного исполнения. Самое время вспомнить качество швейцарской механики.

В прошивной электроэрозии в 1974 году также была мировая премьера —
планетарно-круговыми движения, которые формировали острые внутренние края и поднутрения.

Усовершенствования, революционные в то время, теперь используются в каждом
копировально-прошивном электроэрозионном станке.

Прогресс не останавливается
в 80-х

Практически стандартный в наше время, используемый большинством производителей, метод термической
обрезки проволоки был предложен Charmilles в 1985 году.

Цены на медь росли, поэтому использование другого материала электродов для прошивных станков было
вопросом времени. Решение было найдено в 1987 году путем создания новых технологий, которые
позволяли использовать графитовые электроды. При этом выросла производительность и улучшилось
качество поверхности.

Установка на копировальной-прошивные станки автоматических сменщиков электродов открыла путь к автоматизации
в 1980-х годах.

В 1983 году Charmilles переходит в промышленную группу Georg Fischer (GF). В 1989 году GF
приобрела контрольный пакет акций AGIE, и две компании образуют группу GF AgieCharmilles
(GFAC) в рамках промышленной группы GF Machining Solutions, мирового лидера в производстве
электроэрозионных станков.

Прошивка получает собрата в 60-х.

Важным событием 60-х стало появление генератора Isopulse. Это первый шаг в направлении уменьшения
износа электродов и, таким образом, снижения производственных затрат. Абсолютно первым в мире
в этом десятилетии стал электроэрозионный проволочно-вырезной станок с ЧПУ.

В 1969 году AGIE вывела на рынок Agiecut DEM 15. Первоначальный ход по осям был 150×150 мм
на этом этапе никто не предполагал, что кто-то захочет обрабатывать большие детали на таком
станке[6].

Если в разработке генератора AGIE накопила к тому времени достаточный опыт, то система
управление была для неё значительной проблемой. В этой области у AGIE не было ни опыта,
ни разработчиков.

Числовое управление было в зачаточном состоянии и не было готовых решений которые можно
было бы использовать. NC-блок разрабатывался при поддержке технического университета Ганновера
(Германия). Команде Герберта Руссбюльта (Herbert Russbült) и Фолькера Сура (Volker Suhr)
удалось создать контролер заложивший основы программного управления проволочно-вырезных станков.

Первым оператором был Готлиб Веттштайн (Gottlieb Wettstein) — сервис-инженер, приглашенный для
проведения первых испытаний.

Появление на рынке проволочно-вырезного станка с ЧПУ стало революцией, заставив других
производителей переосмыслить способы использования электроэрозионных станков. Отрыв AGIE был столь
значительным, что конкуренты смогли выпустить проволочно-вырезной станок с ЧПУ только спустя годы.

Вместе копировально-прошивные и проволочно-вырезные эрозионные станки начали триумфальное
продвижение в производственные цеха.

Тепловая модель

Модель процесса электроэрозионной обработки с точки зрения теплообмена, разработана в конце
80-х и начале 90-х годов в Техасском университете (Texas A&M University) при
поддержке AGIE. Результатом стали три научные работы: первые две представляют тепловую модель удаления
материала на катоде и аноде[2][3], а третья описывает формирования плазменного канала при
прохождении тока через диэлектрическую жидкость[4].
Валидация этих моделей подтверждается экспериментальными данными, предоставленными AGIE.

Численное решение модели дает радиус, температуру, давление и массу плазмы как функцию времени
импульса для фиксированного тока, зазора электрода и доли мощности, остающейся в плазме.
Умеренно высокие температуры (~ 5000 К) и давления (~ 4 бар) сохраняются даже после
длительных импульсов (до ~ 500 мкс).

Основные принципы тепловой модели электроэрозии:

• Для генерации искрового разряда между электродом и заготовкой разница потенциалов между ними
  должна быть не ниже, чем напряжение пробоя межэлектродного зазора. На напряжение пробоя
  влияют следующие факторы: 
  • расстояние между электродом-инструментом и обрабатываемой заготовкой;
  • электрическое сопротивление рабочей жидкости;
  • степень загрязнения зазора;
• В начале процесса создается сильное электрическое поле, в результате чего в точке
  кратчайшего расстояния между электродом-инструментом и обрабатываемой заготовкой возникает
  максимальная концентрация положительных и отрицательных ионов.
• Под действием электрического поля электроны и свободные положительные ионы ускоряются и формируют
  ионизованный канал, проводящий электричество.
• Mежду «электродами» (инструментом и заготовкой) возникает искровой разряд,
  вызывающий бесконечное число столкновений между частицами. Формируется зона плазмы, с температурой
  8 000º — 12 000º C, что обуславливает мгновенное локальное расплавление некоторого
  количества материала с поверхности обоих электродов. Одновременно, газообразные продукты
  пиролиза рабочей жидкости образуют пузырь, давление внутри которого возрастает до очень высоких
  значений.
  При отсечке тока, резкое понижение температуры ведет к схлопыванию пузыря и образованию
  динамических сил, под действием которых расплавленный материал выбрасывается из воронки.

Термоэлектрическая модель

В электроэрозионной обработке плавление основная причина удаления металла. Однако для импульсов
длительностью менее 5 мкс тепловая модель перестаёт работать. При коротких импульсах металл не получает
достаточно энергии для адекватного нагрева и плавления не происходит.

Главным фактором удалении металла в этом случае становится электростатическая сила, действующая на поверхность
электродов. Однако её влияние сходит на нет при увеличении длины импульсов до 100 мкс .

Термоэлектрическая модель удаления материала при электроэрозионной обработке предложена в 1999 году
A. Сингхом и А. Гхошом[5]. В предложенной
модели оценены электростатическая сила, действующая на поверхность металла и распределение
напряжений внутри металла, вызванное этой электростатической силой. Также было обнаружено изменение
предела текучести с глубиной внутри металла и рассчитана «глубина кратера».

Требования к проволочно-вырезным ээс

К работе ЭЭС проволочного типа предъявляется ряд требований, которым станок должен соответствовать:

• безопасность использования;
• низкая энергозатратность;
• экологичность (отсутствие выброса в окружающую среду вредных веществ);
• простота в обращении, долговечность, надёжность.

В процессе резки электроэрозионист обязан соблюдать точность размеров детали, шероховатость поверхности, отслеживать и корректировать при необходимости скорость обработки. В ходе работы специалист также может выполнять дополнительные функции (н-р проводить прецизионные измерения для корректного базирования).

Электроэрозионный станок Accutex HG-40

Факторы, влияющие на скорость обработки заготовки проволочным ээс

Скорость резания электрод-инструментом заготовки зависит от следующих факторов:

• температура плавления материала заготовки;
• теплопроводность;
• электропроводность;
• интенсивность промывки межэлектродного зазора.

Разумеется, силу имеет и ряд других, менее значимых факторов. Скорость обработки примерно пропорциональна мощности, возникающей в зазоре, однако чем она выше, тем меньше точность обработки и тем более шероховатой получается обрабатываемая поверхность.

Вырезание пуансона из нержавеющей стали

Функции и принцип работы генератора технологического тока (гтт)

Основная задача генератора – обеспечить пробой и протекание токовых импульсов, производящих обработку. Чтобы ЭЭО была продуктивной, требуется значительная мгновенная мощность импульса, подача которой осложняется ограничениями ввиду возможности разрыва проволоки.

После возникновения пробоя характеристики зазора ощутимо изменяются: сопротивление после возникновения плазменного канала падает, напряжение также быстро снижается, а генератор, по сути, начинает работать на коротком замыкании. Непосредственно после пробоя материалам необходимо некоторое время на обновление среды – в противном случае в этом же участке пробои могут возникнуть снова, что не лучшим образом скажется на состоянии электрод-инструмента.

Пауза в работе обычно составляет несколько микросекунд при сравнительно высокой скорости подачи электрода-инструмента. При этом важно обеспечить оперативный вывод эрозионных продуктов из рабочей зоны.

Существует три распространённых причины интенсивного разрушения и разрыва проволоки при работе:

1. Снижение прочности за счёт нагрева. При работе с толстыми заготовками температура ЭИ в зазоре вырастает до нескольких сот градусов. В таком случае важно дать электрод-инструменту интенсивное охлаждение.
2. Термический обрыв. Происходит в результате уменьшения поперечного сечения под воздействием эрозии. Для снижения количества термических обрывов следует повысить скорость перемотки и интенсивность подачи ОЖ.
3. Возникновение короткозамыкающих мостиков вследствие неоднородности зазора. Короткие замыкания, возникают чаще всего в узких и сильно загрязнённых в процессе ЭЭО зазорах. Устранить проблему поможет улучшение промывки и моментальное понижение мощности ГТТ при выявлении признаков короткого замыкания.

Ээс проволочного и прошивного типа: устройство, отличия, особенности используемых эи

Станки проволочно-вырезного типа часто противопоставляются прошивным агрегатам. Главное различие между ними заключается в том, что у проволочных ЭЭС производительность измеряется площадью реза на единицу времени, а не объёмом выплавляемого за определённый временной промежуток материала.

Однозначно судить о том, какой тип станка обеспечивает лучшее качество обработки, невозможно. Точность размеров готовой детали зависит как от самого устройства, так и от параметров заготовки и свойств электрод-инструмента.

Процесс вырезания: 1 – заготовка, 2 – прокладка, 3 – копир, 4 – стол для закрепления заготовки.

Процесс ЭЭО на проволочно-вырезном станке не был бы возможен без постоянного обновления рабочего участка проволочного материала. В процессе работы проволочный ЭИ перематывается на скорости от 5 до 11,5 м в минуту. При этом важно, чтобы ЭИ оставался под определённым натяжением и был точно зафиксирован в промежутке рабочего участка при помощи направляющих.

В большинстве станков направляющие, контакты токоподводов и трубки, подающие струи охлаждающей жидкости, объединяются в единую систему. Токоподводы чаще всего изготавливаются из твердосплавных материалов и располагаются за рабочим участком, в непосредственной близости от направляющих.

Охлаждающая жидкость при работе станка должна омывать не только эрозионный зазор, но и всю поверхность проволоки, находящуюся между перемещающимися контактами. Это необходимо, чтобы предотвратить нагрев проволоки вследствие протекания по ней больших импульсных напряжений.

Одна из важнейших рабочих систем ЭЭС – система его питания. Она отвечает за выработку и коммутацию напряжений нужного значения, обеспечивает корректный порядок запуска и выключения ЭЭС, диагностирует и отслеживает состояние сети, обеспечивает корректную работу ЧПУ при кратковременных непредвиденных отключениях питания.

Заключение

Качественные показатели работы электроэрозионного станка проволочно-вырезного типа зависят от исправности его основных систем. Ошибки при производстве деталей чаще всего вытекают из ошибок установки, базирования и позиционирования.

Качество электроэрозионной обработки заготовок в огромной степени зависит от характеристик используемого электрод-инструмента и доступной мощности генератора. В процессе работы станка проволока неизбежно подвергается эрозионному воздействию и со временем обрывается.

Первостепенный фактор, влияющий на производительность станка – мощность, частота и длительность используемых импульсов тока. Кроме того, на этот параметр влияет толщина используемой проволоки, скорость её перемотки и стабильность натяжения. При работе на ЭЭС проволочного типа электроэрозионисту важно поддерживать оптимальные значения параметров эрозионного промежутка, регулируя скорость подачи ЭИ и мощность генератора технологического тока.