инженер поможет — Электроэрозионный прошивной станок

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.

Геометрические параметры

Для того чтобы выбрать прошивной станок, который в свою очередь создает размерный ряд, нужно для начала просмотреть массу и габаритные размеры.

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.

Mitsubishi

Проволочно-вырезной станок Mitsubishi MV1200S при стоимости около 7 млн. рублей позволяет выполнять сложнейшие операции по электроэрозионной обработке деталей любой формы, выполненных из самых различным токопроводящих материалов.

При интенсивном использовании этого станочного оборудования в современном производстве затраты на его покупку окупаются в короткие сроки.

Оборудование для электроэрозионной обработки Agie изготавливается в Швейцарии и с успехом конкурирует с другими моделями этой станочной группы.

При малых габаритных размерах на станке Agie можно в автоматическом режиме выполнять сложнейшие работы по обработке твёрдосплавных изделий самого широкого назначения.

Как видно из статьи, оборудования для электроэрозионной обработки деталей на современном рынке предостаточно. Его изготавливают почти все ведущие промышленные страны мира под различными брэндами и по разной цене. Выбрать же из этого предложения именно то, что нужно нашему отечественному производителю, не просто.

Высокоточная обработка металлических предметов производится с применением нетрадиционных технологий и методик. К таковым можно отнести шлифовку, резку, а также закрепление посредством электроэрозионного влияния. Электроэрозионные станки появились довольно давно, однако, широкую популярность они получили лишь за последние 10−20 лет.

Sodick

На рынке современного оборудования хорошо известна компания Sodick, производящая проволочно-вырезные электроэрозионные станки.

Влияние электроэрозионных станков на производительность:

• параметры импульсов разрядного тока;

• условия подвода рабочей жидкости и характеристики ее потока;

• материал и качество электрод-инструмента;

• способ защиты проволоки от обрывов.

Возможности и сфера применения

Широкое распространение электроэрозионный метод в металлообработке получил во времена СССР как альтернатива механической резке. В сравнении с последней, ЭЭО имеет следующие преимущества:

• более высокая точность;
• ниже уровень энергозатрат и меньшее количество отходов;
• возможность создавать детали сложной конфигурации;
• повышенная производительность на современных станках с ЧПУ;
• возможность работать с заготовками из материалов, трудно поддающихся механическим воздействиям.

В настоящее время электроэрозионное оборудование используется фактически во всех отраслях приборо- и машиностроения для производства деталей и запчастей различной конфигурации.

Детали, изготовленные на электроэрозионном станке

Возможности электроэрозионного станка

После того, как были обговорены все тонкости процесса обработки на электроэрозионном станке, можно упомянуть о возможностях этого очень полезного устройства, со столь внушительным функционалом.

Электроэрозионный станок:

• 
  способен производить обработку деталей из практически любого токопроводящего материала;

• довольно прост в использовании, что заключается в том, что требуемый режим работы станка может быть выбран из длинного списка имеющихся предустановленных режимов, путём выбора ввода его порядкового номера;
• очень прост в изменении режима обработки. Это является очень серьёзным достоинством электроэрозионного станка, так как режим обработки можно менять даже в процессе обработки;
• предоставляет возможность осуществлять быструю обработку, а также обработку с высокой точностью;
• позволяет сэкономить средства. Может это покажется и незначительным преимуществом таких станков, но не сказать о нём нельзя. Дело в том, что электроэрозионные станки используют в качестве диэлектрической жидкости дистиллированную воду, что значительно понижает стоимость эксплуатации станков такого типа. Так что, в отличие от других устройств, которые используют другие жидкости, электроэрозионные станки могут помочь своим пользователям экономить свои средства;
• предоставляет возможность обработки заготовок различных форм и размеров. Предполагается также обработка самых сложных заготовок различных конфигураций: спиралевидных, полых, сферических и так далее;
• обладает функцией памяти. Она заключается в том, что даже при внезапном отключении станка, не произойдёт сброс важных параметров режима и координат, так что после включения электроэрозионного станка можно будет спокойно продолжить работу.

Выбор технических характеристик станка

          Проанализируем, при каких «критериях» выбираются электроэрозионные станки.

Далее рассмотрим из каких элементов (рис.3) состоит данный вид станков:

1)    Станок;

2)    Рабочая ванна;

3)    Стол;

4)    Электрод-изделие;

5)    Регулятор подачи;

6)    Источник питания (генератор импульсов);

7)    Система снабжения;

8)    Электрод-инструмент.

Рис. 3 – Основные элементы электроэрозионного прошивного станка

Для обработки деталей важно достигнуть определенной шероховатости. факторы, которые влияют на шероховатость детали:

1. Энергия разряда;

2. Сила тока;

3. Материал электрода-инструмента.

Для примера на рисунке 1 приведена таблица технических характеристик трех электроэрозионных станков.

Рис.1 —  Технические характеристики ЭЭП станков

Дополнительные опции

Покупатель станка с электроэрозией может дооснастить оборудование представленными опциями:

• Контролируемое положение оси C. Чаще требуется для фрезерной обработки цилиндрических заготовок.
• Револьверная головка с дополнительными степенями свободы инструмента. При помощи такой модели получают геометрически сложные детали.
• Стол может иметь дополнительные оси. Такой вариант используется при обработке корпусных изделий или нескольких заготовок за один цикл.

В стандартную комплектацию включают системы очистки рабочей жидкости, позволяющие проводить фильтрацию с качеством до 3 мкм. Загрязнившиеся картриджи имеют стандартные размеры и меняются довольно быстро.

Изготовление искрового генеротора

Для изготовления искрового генератора детали можно найти везде (в старых телевизорах, мониторах блоков питания и т. д. ). Принцип его работы таков:

1. 
   Диодный мост переменный ток преобразует в постоянный. Напряжение домашней сети составляет 220 В (можно использовать и 380 В).

2. Лампа накаливания, входящая в схему, предназначена для ограничения тока во время короткого замыкания. Тем самым она защищает диодный мост от пробоя. Также она сигнализирует о зарядке конденсатора. Лампа берется соответствующего напряжения и мощностью не менее 120 Вт.
3. Конденсатор должен быть рассчитан на подаваемое напряжение. Самым оптимальным будет напряжение в 400 В. Емкость у конденсатора должна быть не менее 1000 мкФ. Чтобы произвести прожиг на домашнем станке, достаточно 20 000 мкФ.
4. После полной зарядки конденсатора лампа тухнет. Затем происходит его разрядка через электрод. Цепь разрывается.
5. Повторяется цикл зарядки. Его скорость напрямую зависит от емкости конденсатора. При минимальных значениях на зарядку уходит чуть меньше одной секунды.
6. Для защиты от перегрузки конструкцию оснащают автоматом 2−6 А.

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.

Компоновка станка

           Для работы на электроэрозионном станке и для обработки, нужно специальное оборудование, которое связано с операцией прошивки. К специальным относят: транзисторный генератор, тиристорный генератор, электрошкаф. К дополнительной комплектации относят теплообменники.

            Компоновка прошивных станков – вертикальная. Такая компоновка является выгодным вариантом, так как происходит удаление ненужных «отходов» при обработке детали. Позволяет эффективно защитить оборудование от пыли и грязи и экономно расходовать рабочий ресурс оборудования.

            В настоящее время компоновка осталась такой же, как и раньше, но внешне дизайн стал лучше, что и можно пронаблюдать на рисунке 2.

Рис. 2 – Общий вид прошивочного станка

Конструкция электроэрозионного станка

Станки такого типа состоят из следующих узлов:

1. Защитный щиток барабана.
2. Барабан проволочный.
3. Подвижный стол проволочного барабана.
4. Концевики-ограничители для настройки использования намотанной проволоки на барабане, а также кнопки для переключения направления вращения.
5. Регулировка подачи СОЖ снизу и сверху.
6. Панель, предназначенная для управления устройством.
7. Шкаф электрооборудования устройства.
8. Конические опоры станка, настраиваемые по высоте.
9. Литая станина коробчатого типа, отлитая из чугуна.
10. Проушины монтажные.
11. Колесо, предназначенное для вертикальной подачи верхнего рукава.
12. Колонна.
13. Осветительная лампа.
14. Механизм, позволяющий осуществлять наклон проволоки.
15. Нижний рукав, состоящий из двух направляющих роликов и одного твердосплавного электрода.
16. Рабочий стол.
17. Кожух рабочего стола, защищающий от брызг.
18. Верхний рукав, состоящий из трёх направляющих роликов и двух твердосплавных электродов.
19. Колёса для подачи рабочего стола.

Далее будут рассмотрены более подробно несколько отдельных частей механизма электроэрозионных станков.

Критерии от которых зависит точность:

— жесткость;

— точность и повторяемость позиционирования по различным осям;

— динамические характеристики приводов;

— уровень температурных деформаций;

— стабильность параметров импульсов генератора;

— устойчивость устройства ЧПУ к помехам.

Модели современных станков

Современный станок электроэрозионной обработки металлов состоит из следующих узлов:

• электродвигатели, действующие независимо друг от друга;
• устройство подачи проволоки в зону эрозии;
• рабочую ванну с охлаждающей жидкостью;
• рабочий стол для расположения заготовки в процессе обработки;
• блок управления станком.

Производителями станков этого типа являются как азиатские, так и европейские государства. Имея одно и то же назначение, станки разных производителей сильно отличаются по своей функциональности и цене. Если китайское и южнокорейское оборудование стоит значительно дешевле европейского, то последнее выполняется производителями на более высоком уровне с большей степенью автоматизации рабочих процессов.

Российскими производителями выпускается прецизионное оборудование АРТА для электроэрозионной обработки металлов.

Научно-промышленная корпорация «Дельта-Тест» сегодня является лидером в России по изготовлению оборудования этого типа. Изготавливая новые станки, предприятие занимается и модернизацией оборудования более ранних сроков производства.

Назначение электроэрозионных станков

Электроэрозионные станки применяются для вырезания различных заготовок, имеющих самую разную форму и размеры. Обработка происходит либо под прямым углом, либо под углом от 1 до 30 градусов. Угол, под которым производится обработка заготовок, зависит прежде всего от комплектации станка. Начало реза может происходить от кромки заготовки, а также и изнутри её через отверстие, которые предварительно просверлено. Электроэрозионные станки предназначаются для производства деталей с точностью до 0,015 миллиметра.

Основным предназначением электроэрозионных станков считается замена штамповки. Станки такого типа могут вырезать сразу несколько заготовок, благодаря возможности пакетной обработки. При этом не требуется последующая фрезеровка детали, так как при обработке не происходит поверхностной деформации обрабатываемой заготовки.

Также станок позволяет производить различные матрицы и шаблоны. Одним из его больших преимуществ является то, что он может быть легко и быстро перенастроен. В принципе, вся перенастройка электроэрозионного станка заключается в выполнении нескольких операций: сначала нужно загрузить из AUTOCAD требуемый чертёж, затем произвести несколько действий уже на компьютере, после чего настроить генератор и уже после этого можно начинать обработку следующей заготовки. Опытные операторы тратят на настройку устройства в среднем всего 15 минут.

Направляющие станка

           Направляющие служат для перемещения по станине подвижных узлов станка, обеспечивая правильность траектории движения заготовки или детали и для восприятия внешних сил. Во всех металлорежущих станках применяются направляющие: скольжения, качения, комбинированные, жидкостного трения, аэростатические.

                Предъявляющие требования: первоначальная точность изготовления, долговечность, высокая жесткость, высокие демпфирующие свойства, малые силы трения, простота конструкции, возможность обеспечения, регулирования зазора-натяга.

                В зависимости от расположения направляющие делятся также на горизонтальные, вертикальные, наклонные.

Несущая система станка

             Станина ЭЭП станков выполнена в виде коробки, которая придает конструкции устойчивость и повышенную жесткость. Каретка барабана, крепления колонны, направляющие стола, являются ответственными частями станины, которые подвергаются шабрению и полированию.

             Для того, чтобы изготовить станину нужно использовать материалы, которые будут обладать высокой прочностью и иметь небольшой коэффициент теплового расширения. Для изготовления станины ЭЭП станка применялся особый вид чугуна — высокопрочный.

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».

Особенности прошивного станка:

• Программа со вспомогательными иконками для более легкой работы

• Встроенная память, жесткий диск и поддержка интернет или программа RS232 передачи данных

• Оснащен высокоточным линейным энкодером Heidenhain (1мкм)

• Расширенный линейный ход для круговой обработки и перемещения

• Прецизионная ШВП для точной передачи

• Двойная система фильтрации отделяет углеродный остаток более эффективно

• Многоточечная противопожарная система обнаружения

• Память до 1000 установок параметров обработки, 20 искровых данных в установке

• Векторные и угловые функции EDM

• Возможность редактирования программ

• GM код и диалоговая функция редактирования

• 48 режимов обработки

• Авто память на 60 установок рабочих координат

• Автоматическая запись времени обработки и расхода материала

• Доступное оборудование — АТС (4 инструмента / 6 инструментов/ 20 инструментов)

Рис. 7 – Электроэрозионный прошивной ZNC-50

Параметры, которые влияют на скорость и точность обработки

Для того чтобы ещё лучше разобраться в работе электроэрозионных станков и влиять на её качество, можно указать несколько важных параметров, которые напрямую влияют на точность и скорость процесса обработки:

• материал заготовки;
• материал, из которого изготовлен электрод-инструмент (медь или латунь);
• сопротивление диэлектрической жидкости;
• режимы обработки, а если быть точнее, то режимы работы генератора электрических импульсов станка;
• диаметр используемого трубчатого электрода, используемого как электрод-инструмент.

Кроме вышеназванных параметров можно назвать ещё один, который также может оказывать большое влияние на процесс электроэрозионной обработки. Этим параметром является положение универсального патрона для крепления электродов, а именно прямолинейность его нахождения относительно оси Х. Поэтому пользователю станка настоятельно рекомендуется осуществлять поверку патрона на регулярной основе.

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.

Привод главного движения в станке

           Привод подачи электрода-инструмента является самым главным исполнительным механизмом в прошивных станках. Передача движения от электродвигателя к ЭИ может осуществляться реечной передачей, винтовой передачей или дифференциальной передачей.

Приводы подач станка

           Электроэрозионное разрушение осуществляется в рабочей среде, которая подаётся в МЭП. Поэтому каждый ЭЭП станок оснащен системой подачи рабочей жидкости, что представлено на рисунке 5. Так как в процессе обработки происходит загрязнение рабочей жидкости, то в компоновку станка входит и система регенерации рабочей жидкости. В ЭЭП станках обычно эти две системы объединены.

Рис. 5 — Система подачи и регенерации РЖ      

1. Емкость

2. Гидроносос

3. Манометр

4. Система фильтрации

5. Гидрораспределитель

6. Вентиль

7. Гидроприемник

8. Ротаметр

9. Кран

10.  Кран

11.  ЭИ

12.  Деталь

13.  Рабочая ванна

14.  Слив

           Рабочая жидкость из емкости >> гидронасос. Регулирование подачи рабочей жидкости — манометром. Поток рабочей жидкости >> систему фильтрации >>  гидрораспределитель. При превышении требуемого давления открывается вентиль и часть рабочей жидкости >>  гидроприемник >> либо через кран 10 в рабочую ванну, либо через кран 9 через полый ЭИ.

Принцип работы электроэрозионного станка

После того как выше были рассмотрены конструктивные аспекты существующих электроэрозионных станков, следует разобраться в принципе их работы. Нельзя не упомянуть, что процедуры обработки деталей, которые применяются на устройствах такого типа, позволяют достигать просто поразительных результатов.

Для начала пару слов о том, что такое электрическая эрозия, ведь как мог уже догадаться читатель из названия станка, именно эта реакция стоит в основе работы таких устройств.

Разрушение верхнего слоя поверхности материала под влиянием внешнего воздействия, осуществляемого электрическими разрядами, называется электрической эрозией. Именно этот процесс и стал основой для обработки различных материалов и деталей, который называется электроэрозионным.

Сама электроэрозионная обработка осуществляется путём изменения размеров, формы, шероховатости и свойств поверхности обрабатываемой заготовки под влиянием электрических разрядов в результате электрической эрозии, воздействующих на заготовку при обработке.

Из-за того, что в зоне разряда действуют весьма высокие температуры (8000 — 12000 градусов по Цельсию), металл подвергается следующим изменениям: нагрев, затем последующее расплавление и даже частичное испарение. Для того чтобы получить такие высокие температуры в зоне разряда, создаётся большая концентрация энергии, которая достигается благодаря генератору электрических импульсов.

Сам процесс электроэрозионной обработки происходит в рабочей жидкости, а именно в дистиллированной воде. Она заполняет пространство между имеющимися электродами. Одним из этих электродов является сама заготовка, а вторым — электрод-инструмент (электрод трубчатый).

Под действием сил, которые возникают в канале разряда, а также благодаря тому, что электрод быстро вращается, происходит выброс уже жидкого и парообразного металла из зоны разряда в окружающую его рабочую жидкость, а затем его застывание в ней с образованием отдельных мелких частей.

Следует заметить, что электрод-инструмент обязательно должен быть изготовлен из материала с высокой эрозионной стойкостью. Такими материалами, которые обладают таким важным качеством и которые способны обеспечить стабильность протекания процесса электроэрозии, являются: вольфрам, графит, алюминий, латунь, медь и графитовые материалы. Обычно в таких станках используются медные или латунные трубчатые электроды.

Проволочно-вырезной станок

Это станочное оборудование используется в целях контурной обработки изделий с высокими точностными показателями и низкой шероховатостью поверхности. Воздействие на обрабатываемую деталь происходит электродом в виде проволоки из молибдена диаметром 0,18 мм.

Затраты на работу этого оборудования довольно низкие, так как сама проволока используется много раз. Традиционный электроэрозионный проволочно-вырезной станок, который не может использовать проволоку многократно, существенно проигрывает в себестоимости аналогичных рабочих операций.

Проволочный конвейер

Данная часть станка состоит из проволочного барабана, а также системы роликовых направляющих, которые размещены в нижнем и верхнем рукавах.

Управляющий компьютер и генератор могут быть размещены либо в стойке, либо в рабочем столе с тумбой. Отличия лишь в стоимости устройства, монолитности компоновки, а также в дизайне всего оборудования.

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.

Рабочий стол станка

Это очень важная составляющая электроэрозионного станка. Состоит рабочий стол из двух плит, которые установлены на шарико-роликовые направляющие. Плиты устанавливают друг над другом.

Если существует потребность в перемещении стола, то нужно задействовать два шаговых двигателя. Делается это при помощи двух шарико-винтовых пар. Также можно менять положение рабочего стола вручную, при этом используя колесо подачи, которые закреплены всё на тех же валах шарико-винтовых пар.

Рассмотрим два вида привода подач и сравним какой их них является более предпочтительным:

1)    Электромеханический привод: ходовой винт получает вращательное движение через редуктор от электрического двигателя постоянного тока. Вращение ходового винта 1 происходит в гайке, которая закрепляется в шпинделе. Шпиндель получает возвратно-поступательное движение тем самым, выполняя подвод ЭИ, а после окончания обработки отвод ЭИ. Опорами для шпинделя служат подшипники.

2)    Электрогидравлический привод: для того чтобы поршень двигался в режиме колебаний соленоид с обмотками включается в сеть переменного тока. Соленоид управляет движением поршневого золотника. Золотник реагирует на изменение межэлектродного пространства между ЭИ и обрабатываемой деталью, когда получает сигнал на обмотке соленоида сигнал, золотник перемещается, и поршень связанный с золотником перемещается в цилиндре.

          После просмотра принципа работы приводов, стало понятно, что с точки зрения быстродействия системы и стабильности подач электрогидравлический привод оказался предпочтительнее. С помощью такого привода можно создавать достаточно большие усилия при обработке.

Но если смотреть, с другой стороны, со стороны точности обработки, то электромеханический привод уступает электрогидравлическому. Объясняется это устранением люфта. Однако электрический гидропривод имеет большие размеры и вес, да и то стоимость этого привода высокая.

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».

Технологический процесс

Технология электроэрозионной обработки металлов выполняется разными методами.

Комбинированный способ. Характеризуется объединением нескольких методов обработки – электроэрозионный с механическим. Такое объединение позволяет уменьшить влияние недостатков обработки и повысить эффективность.

Схема электроэрозионной обработки металлов

Электроэрозионно-химическое шлифование. Суть метода состоит в сочетании способа подачи электричества и электролита. Что позволяет изменять формы детали и улучшать качества поверхности.

Абразивная обработка с воздействием электрического разряда. Данный метод позволяет менять степень шероховатости металла. От пескоструйной очистки отличается более точными результатами.

Анодно-механический способ обработки металла. Операция выполняется в жидкости. Образованная в результате плёнка на детали счищается механически.

Упрочнение. Метод позволяет создать более прочную поверхность металла.

Объёмное копирование. Электрод выполняется в форме уменьшенной копии требуемой конфигурации.

Прошивание – метод создания отверстий установленной конфигурации.

Маркировка, изготовленная электроэрозионным способом более долговечна и легко выполнима.

Электроэрозионная резка. Электрод бесконтактным способом прожигает металл. Контуры детали отличаются высоким качеством.

Шлифование предназначено для производства матриц вырубных штампов из твердосплавных металлов, магнитов. Метод позволяет снимать большой слой металла без деформации заготовок, исключается вероятность замыкания при изготовлении электромагнитов.

Электроэрозионная резка металла

Типичные представители

             В процессе подготовки реферата были разобраны несколько современных представителей станков электроэрозионного прошивного типа, оснащенных системой числового программного управления.  Были представлены такие станки как, CNC-C90 и ZNC-50. Их основные технические характеристики и особенности приведены ниже.

Рис. 6 – Электроэрозионный прошивной CNC-C90

Шпиндельные узлы

В качестве шпинделя у ЭЭП станков служит прошивочная головка (рис. 5). Прошивочная головка придает ЭИ рабочие движения. Шпиндель 2 станка размещается в корпусе 8. Шпиндель приводится в движение редуктором 6 с электродвигателем. Для того чтобы шпиндель 2 начал осуществлять рабочее движение задействуется гидроцилиндр 3.

Опорами для шпинделя 2 служат гидростатические направляющие 1. Стяжка 9 соединяет корпус 8 и переходную плиту 10. Стяжка 9 предохраняет шпиндель 2 от поворота. Сквозь полый шпиндель 2 проходит вал 4. После того как обработка окончена, шпиндель 2 тормозится.

Рисунок 5 – Конструкция прошивочной головки ЭЭ станка

Выводы

Наиболее распространены электроимпульсный и электроискровой методы. Для черновой металлообработки больше подходит электроимпульсный способ. От рабочего инструмента с отрицательным зарядом идёт электрический разряд, который направляет поток частиц в заготовку. Температура импульсов достигает 5 тыс. °C, что помогает повысить производительность.

Электроискровой метод чаще используется для деталей малых размеров и более точной спецобработки. Сквозь жидкую среду с диэлектрическими свойствами происходит пробой искрами. По этой схеме обрабатываемая деталь является анодом с положительным зарядом, притягивающим поток ионов.