Особенности электроэрозионной обработке металлических изделий

Физические и химические основы электроэрозии

Электроэрозионная обработка (ЭЭО) — это технология, которая позволяет разрушать поверхность металлических изделий с помощью электрических разрядов. Явление электрической эрозии основано на разрушении электродов под действием электрического тока, пропускаемого через электроды. Технология была изобретена советскими инженерами и учеными Б. Лазаренко и Н. Лазаренко в 1943 году.

Технология электроэрозии позволяет изменить размеры, форму металлических деталей — ее можно использовать для создания отверстий, для шлифовки, для обработки фасонных полостей, для создания углублений и так далее. Технология является очень точной и надежной, что позволяет использовать для высокоточной обработки металлов.

На физическом уровне ЭЭО выглядит так:

1. Для электрической эрозии применяются станки, которые имеет приблизительно одинаковую конструкцию. Главным их элементом является обрабатывающий инструмент-электрод, который выступает в роли резака. Вторым важным элементом является сама обрабатываемая деталь. Третий элемент — источник постоянного тока, к которому подключаются электрод и обрабатываемая деталь.
2. Чтобы избежать перегрева деталей, обработка выполняется в жидкой среде. В качестве жидкости выступают диэлектрики, которые плохо проводят ток (керосин, минеральное масло). Для удобства работы станок может оборудоваться дополнительными деталями (реостаты, конденсаторы и другие). Большинство современных станков также оборудованы электронной панелью управления.
3. Установка может работать в двух режимах — электроискровой и электроимпульсный. В случае электроискрового режима ток подается таким образом, что электрод выступает в роли минус-катода, а сама деталь — плюс-анода. Во время работы электрод генерирует электрическую дугу, которая ионизирует поверхность металлической заготовки. Ионы имеют очень высокую температуру, что приводит к расплавлению металла с образованием небольшой лунки. Чтобы не расплавить электрод-катод, электричество подается короткими импульсами. Длительность подачи электричества для генерации 1 импульса — 0,001 секунд. Во время электроискровой обработки срезается небольшое количество металла, поэтому эту технологию используют для финальной обработки заготовки.
4. В случае электроимпульсного режима работы меняется электрическая полярность. На электрод подается положительный ток, а на деталь — отрицательный. Это также приводит к образованию ионизированной плазмы, которая прожигает металл с образованием лунки-углубления. Однако из-за особенностей кристаллической решетки металлов генерируется более мощный поток ионов, поэтому электроимпульсный режим мощнее электроискрового в 10-11 раз. Чтобы защитить электрод от расплавления, ток подается небольшими порциями, где длительность подачи 1 импульса составляет 0,001 секунд. Электроимпульсный режим из-за повышенной мощности используется для черновой обработки, а также для резки сверхпрочных металлических сплавов.

Частички металла, которые срезаются ионным потоком, попадают в жидкость-диэлектрик. Они не растворяются, а находятся в диэлектрике в виде мелкой взвеси. Сперва частички обладают очень высокой температурой, однако при контакте с жидкостью они быстро остывают, достигая температуры окружающей среды.

Что такое электроэрозионный станок?

§5 реализация станка

Детали для искрового генератора не дефицитны, их можно купить в специализированном магазине или взять на ближайшей помойке. Конденсаторы Вы найдете в любом выброшенном телевизоре или мониторе или в блоке питания от компьютера. Там же найдете и диодный мост.

Напряжения указанное на конденсаторе должно быть не менее 320 В. Емкость конденсатора может быть любой, сумма всех ёмкостей конденсаторов должна быть не менее 1000 мкФ (все конденсаторы соединяются параллельно). Чем больше будет ёмкость, тем мощнее будет удар.

Все это надо собрать в прочном изоляционном корпусе.

Как я уже говорил для монтажа надо использовать толстые медные провода (6..10мм2), которые должны идти от конденсаторов к электродам. Провода от конденсаторов к диодным мостам и к лампе могут быть 0,5мм2.

Лампу установить в фарфоровый патрон и прочно закрепите его на подставке, чтобы лампа не упала и не разбилась, желательно здесь же установить автомат защиты на 2..6 А. с его помощью можно будет включать схему. Для электродов нужно сделать надежные зажимы.

Для минусового провода большой крокодил или винтовой зажим.

На плюсовом проводе надо сделать зажим для медного электрода и штатив с направляющей для электрода.

Рис.2 Устройство станка

Описание:
• электрод;
• винт зажима электрода;
• винт зажима плюсового провода;
• направляющая втулка;
• фторопластовый корпус;
• отверстие для подачи масла;
• штатив;

Корпус 6 вытачивается из фторопласта. В качестве направляющей втулки 4 для электрода 1 использован заземляющий штырь 3-х фазной евророзетки.

Он был просверлен вдоль оси для установки в него электрода и сделано два отверстия с резьбой для закрепления электрода и провода. По мере испарения электрода его подают вперед, ослабив винт 2.

Вся конструкция крепится на надёжный штатив, который позволяет менять высоту. В отверстие 6 вставляется трубочка с маслом. Направляющая втулка 4 как шприц подает масло вдоль электрода.

Рис.3 Фотография станка

Для привода электрода был использован отечественный пускатель с катушкой на 220в, шток которого имеет ход 10 мм (он определяет максимальную глубину отверстия). Обмотка пускателя подключается параллельно лампе Н1, поэтому пока конденсаторы заряжаются (лампа горит) шток пускателя втянут.

Технические характеристики станка ар4300:

Стол:

Рабочая зона:

Резка:

Точность:

Система ЧПУ:

Габариты и масса:

1. Примечание: описание технологии на примере электроэрозионного станка АР4300.
2. карта сайта
3. agie электроэрозионный станок арта вырезные
   виды жидкость для электроэрозионных станков
   инструкция модели оснастка проволока 0.25 латунная
   для электроэрозионных станков проволочные с чпу
   цена резки 4г721м agiecut схема станка
   фильтры для электроэрозионных станков электроды
   обработка станки прошивочные сверлильные принцип
   характеристика цена бу генератор купить
   электроэрозионный станок принцип работы программы

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

Ультрапрецизионные проволочно-вырезные станки станки

Электроэрозионные станки с ЧПУ швейцарской фирмы AgieCharmilles созданы для изготовление в автоматическом режиме прецизионных деталей в приборостроительной, часовой, медицинской промышленностях. Это предполагает работу проволочно-вырезного станка в составе роботизированных линий 24/7 и всё необходимое для этого предусмотрено в конструкции станков.

В основе конструкции этих проволочно-вырезных электроэрозионных станков кроме технических решений реализованных в Progress VP, лежит целый ряд уникальных особенностей: Модуль IWC добавляет второй тракт проволоки и автоматический сменщик. Можно на выбор или использовать проволоку разных типов в одной программе обработки, или две катушки по 25 кг позволят станку работать автономно более 170 часов.

Область применения накладывает дополнительные требования к точности обрабатываемых деталей. За результат в 1 мкм отвечает интегрированная оптическая измерительная система IVU. Кроме контроля размеров и циклов привязки ей дано право вносить изменения в управляющую программу, чтобы профиль полученных деталей был максимально близок к заданному.

Электроэрозионные проволочно-вырезные станки AgieCharmilles серии OilTEch в качестве рабочей среды используют не традиционную воду, а углеводородный диэлектрик как и в прошивных станках. Такое решение продиктовано той областью применения на которую они рассчитаны.

• обработка материалов с высокой коррозионной активностью;
• требование к шероховатости поверхности выше, чем Ra 0,05 мкм;
• изготовление твердосплавного инструмента;

Если с первыми двумя пунктами всё более-менее ясно, то последний пункт требует расшифровки. Производители электроэрозионных проволочно-вырезных станков умалчивают о том, что при обработке твердого сплава в водном диэлектрике вымывается кобальтовая связка.

Прогресс в этой области значителен, но стойкость твердосплавного инструмента обработанного на традиционном проволочно-вырезом станке ниже, чем стойкость такого же инструмента обработанного, например, методом шлифовки. Использование углеводородного (масленого) диэлектрика решает эту проблему и стойкость инструмента обработанного на проволочно-вырезном станке не уступает инструменту полученному с помощью других технологий. При этом шероховатость поверхности достигает Ra 0.3 мкм.

Электроэрозионный станок: виды, схемы получения электрического разряда, оборудование своими руками

Про генератор писать. Мне видятся два типа генератора:

1. С трансформатором обратноходовой, он КЗ не будет бояться.

Минус: сложно регулировать одновременно и длительность импульса и напряжение импульса.

2. С накопительной ёмкостью подключаемой к рабочему промежутку.

Я выбираю вариант 2.

Можно и длительность импульса отрегулировать и напряжение (для зарядки ёмкости бустеп на 1 полевике) и длительность импульса. Полевики нынче сотни ампер через себя качают без вопросов, резать с ёмкостями под 200мкф на напряжении вольт 120 я не собираюсь, слишком грубо, ёмкость максимум 20мкф, а это значит разрядные токи около 200 ампер, значиит справятся транзисторы вроде

IXFN360N15T2

. Можно на тиристоре залепить разрядку, вроде такого:

P0515WC04C

Всё это под управлением банальной ATmega8, что бы рабочий цикл контролировать заряд/разряд отмерять длительности, измерять напряжения на рабочем промежутке и если упало то отводить электрод, а поднялось так подводить. На контроллере и PID регулятор организовать, что бы можно было отстроиться от инерционности механики и заложить в алгоритм переодическое «побалтывание» электродом, что бы вымыть продукты эрозии.

А вот механика, это более тонкий момент.

Если подача шаговиком, а промежуток держать магнитом, то это значительное усложнение с сомнительными бонусами.

Если подача и удержание промежутка магнитом управляемым ШИМ-ом, то становиться всё проще, но подачу 25мм не устроить, придётся переодически подходить и руками винтик подачи подкручивать. Не весело но терпимо для хоббийных целей и редкого использования.

Наконец на шаговике всё сделать, это более профессионально, но тянет за собой тот факт, что шаговик будет постоянно болтаться удерживая промежуток, а это как минимум шумно.

Отправлено спустя 3 минуты 52 секунды:

T-Duke писал(а):Источник цитаты

Хотя соленоид и представляет собой подобие линейного привода, но он слишком примитивен без адаптивного управления им.

Так думаю если только соленоид, то и управление с обратными связами. Как минимум в двумя: по напряжению на промежутке и по положению электрода на какой ни будь банальной оптике в виде фотодиода, светодиода и фигурной шторки. Естественно током не в тупую рулить, резисторами переменными, а ШИМ.

Коллеги посоветуйте электронную начинку для электроэрозионного станочка.То есть нужен генератор. Здесь немного обсуждалось, но думаю в этом разделе буду обсуждать механику. А тут электронику.

В общем хочу просто оценить. Реально это или нет. Идея следующая, почитал книги, там еще старые принципы, если бы нарыть схему современного источника тока, было бы неплохо.

Вот что я думаю, взять обыкновенную AVRу и мощный источник тока (есть два трансформатора от старого лампового телевизора, на каждом трансформаторе две катушки по 6,3В 6А. Перемотать и получить 6,3В 24А.). Выпрямить ток. Поставить какой-то мощный IGBT, MOFSET ключ, и попробовать пилить.

На микроконтроллере поставить гальваническую развязку. Написать прогу для МК, которая регулирует ширину импульсов и частоту. Что-то типа ШИМ. Если ошибаюсь – поправьте.

У некоторых домашних мастеров возникает идея изготовить электроэрозионный станок своими руками для собственной мастерской.

Желание объясняется тем, что иногда приходится обрабатывать детали с высокой твердостью. Производить отжиг для понижения прочности нельзя.

Возможна деформация детали и будут нарушены требования, предъявляемые к качеству обработанной поверхности или иные характеристики.

В результате искровой эрозии производится прожиг сквозных отверстий или нанесение маркировки. Возможна обработка поверхности сложной формы, задаваемой электродом.

Эрозионные станки

» Электроэрозионная обработка » Эрозионные станкиВсемирная локализация производственных процессов привела к расширению номенклатурных позиций для всех ведущих производителей технических средств, осуществляющих механическую обработку металлов. Наш концерн Knuth, находящийся в г.

Технологическая схема электроэрозионной проволочно-вырезной обработки, которую предлагает наша компания, гарантирует повышенные качественные характеристики конечного продукта. Одновременно работа наших станков и оборудования сопровождается чрезвычайно низкими затратами на их эксплуатацию, высокой надежностью, полнейшей автоматизацией, экономящей время пользователей.

Расширенный ассортиментный ряд массогабаритных показателей, технического оснащения, классов точности, и, как следствие, диапазонов стоимости привлекает все больше предприятий, заинтересованных в нашей продукции. Клиентская база концерна Knuth неуклонно расширяется, номенклатура растет соответственно спросу. Нашими постоянными заказчиками есть как небольшие частные предприятия, так и промышленные гиганты мирового значения.

Раздел «Эрозионные станки» в настоящее время представляют три наиболее популярные позиции:

1. Электроэрозионные проволочно-вырезные станки.

2. Электроэрозионные сверлильные станки (Супердрель).

3. Электроэрозионные копировально-прошивные станки.

Ниже предлагается подробное описание каждой позиции.

Сферы использования

Данная группа станков предназначена для пространственной обработки металла с соблюдением высокой точности. Машина осуществляет контурную обработку узлов, деталей, механизмов, изготовленных из электропроводящих материалов. Это могут быть: алюминиевые, медные, стальные заготовки любой твердости, твердые сплавы, цветные металлы.

Электроэрозионные проволочно-вырезные станки применяются для производства деталей, инструментов, оборудования со сложной геометрической формой: токарные кулачки, фасонные резцы, копиры, пуансоны, матрицы, постоянно задействованные в условиях серийного и мелкосерийного производства.

Станки оборудованы точными датчиками линейного перемещения. Это позволяет получать самую высокую степень точности при изготовлении ответственных деталей. Постоянный контроль с помощью высокоточных датчиков полностью исключает износ механики станка. Протяжка проволоки осуществляется через алмазные направляющие, имеющие чрезвычайно высокие прочностные характеристики.

Принцип работы

Электроэрозионные проволочно-вырезные станки производятся компанией Knuth с наличием числового программного управления. Система включает в себя:

• режим детального позиционирования от пункта к пункту;
• винтовую, круговую, линейную, сферическую интерполяции;
• профилирование скоростей;
• электронную синхронизацию;
• перемены траекторий;
• высокоскоростные входы и выходы.

Связь между приводами и контроллером осуществляется по интерфейсу с коммерческой доступностью. Цифровой токопроводящий контур обеспечивает высокую управляемость и устойчивость для всей системы. Программное обеспечение данной группы станков позволяет осуществлять обработку деталей, выполняя файлы-задания.

Информеры состоят из чертежей, характеристик для технологических процессов обработки, необходимых генератору с движущей системой. ПО способно выполнять функции самодиагностики для всей системы в процессе работы. Станки с успехом могут получать задание для обработки деталей, введенное в виде управляющих чертежей формата .dxf из любых САПР.

Группы, виды станков

Компания Knuth изготавливает и реализует электроэрозионные проволочно-вырезные станки близко 20 конструктивных исполнений. Это агрегаты общим весом от 800 кг до 14000 кг. Станки выполнены в различных функциональных категориях:

• однопроходные;
• многопроходные;
• станки с ЧПУ.

Размеры столов для каждой машины различные. Основные типоразмеры рабочих станин варьируются от 380х490 мм до 2600х1680 мм. Мощность генераторной установки находится в пределах от <1 кВт до 4,5 кВА. Минимальные габаритные размеры станка 1200х900х1300 мм, максимальные 5300х4800х3000 мм.

Особенности выбора

Для правильного выбора электроэрозионного станка со всей массы предложений, необходимо четко представлять себе особенности собственного производства, характеристики обрабатываемых деталей, ежедневную, месячную, годичную загруженность станков.

Остановив свой выбор на оборудовании концерна Knuth, каждый потребитель имеет возможность гарантированно выбрать станок необходимого типа и результативности. Поставка с центрального склада в Германии занимает всего от 2 до 8 недель, начиная от даты заявки.

Применяемость

Основная производственная задача оборудования, принадлежащего к большой группе, называемой электроэрозионные сверлильные станки (Супердрель), заключается в получении глубоких отверстий сечением 0,2 – 3,0 мм. Отверстия такого диаметра необходимы в материалах, проводящих электрический ток. Вещества могут быть любой твердости, толщины. Также различная геометрическая форма их поверхности.

Благодаря высокой степени универсальности, станки супердрель получили широкое распространение во многих сферах промышленности. Их используют в машиностроении при нарезании шлицевых, шпоночных пазов, выполнении отверстий в труднодоступных местах. Штампы, элементы прессформ также изготовлены на данном оборудовании. Оно применяется при обработке медицинских изделий, высокоточных деталей аэрокосмических механизмов, лазерной техники.

Устройство

Повышенная степень надежности, долговечность агрегатов позволяет их успешно использовать в процессах выпуска крупносерийной и мелкосерийной продукции. Супердрели работают на повышенных рабочих скоростях. По сравнению с обычными, привычными для нас дрелями, электроэрозионные сверлильные станки (Супердрель) имеют существенные принципиальные различия по ряду характеристик:

• конструкция;
• принцип работы;
• сечение обрабатываемых поверхностей.

Простые, но вместе с тем надежные механизмы позволяют быстро добиваться успеха в местах, труднодоступных и сложновыполнимых при использовании традиционных механических способов обработки. Единственное обязательное условие гарантированного успешного сверления нашим станком – хорошая проводимость электрического тока используемым материалом.

Супердрель электроэрозионного принципа действия состоит из двух электродов. Один из них представляет режущий инструмент. Это углеродный контакт, выдерживающий большую силу тока. Он помещается в одну из оправок, набор которых входит в базовую комплектацию станка.

Принцип действия

Настроив углеродный контакт на сверление отверстий необходимого сечения, зажав заготовку в специальном кондукторе, оператор включает подачу электрического напряжения к исполнительным механизмам. За счет разницы потенциалов, на электроде возникает режущая сила. Параметры сверления заданы заранее электронной программой.

Электроэрозионные сверлильные станки (Супердрель) быстро, аккуратно, надежно справляются со всеми поставленными задачами. Исходя из высоких скоростей резания, агрегаты могут выполнять повышенные объемы обработки на любых участках обработки металлов.

Виды станков

Компания Knuth производит и реализует следующие виды станков типа супердрель:

Выбор

При необходимости покупки и эксплуатации высокотехнологичных станков моделей супердрель, изготовленных концерном Knuth, каждый потребитель должен сначала определиться с уровнем собственного производства, программой выпуска тех или иных деталей.

Наше оборудование, работая в условиях крупносерийного и мелкосерийного изготовления продукции, приносит значительную экономию времени, трудовых ресурсов, денежных средств. Работать с электроэрозионными сверлильными станками выгодно, экономично, целесообразно.

Принцип действия

Процесс электрической эрозии заключается в разрушении поверхностного слоя металлического изделия в результате воздействия на него электрического разряда. На данном принципе построена большая группа металлообрабатывающих станков немецкого концерна Knuth. Технологию работы с электрической эрозией разработали советские ученые-технологи Лазаренко Б. Р. и Лазаренко Н. И.

В настоящее время электроэрозионная обработка – ЭЭО, массово используется при изменении параметров металлических заготовок, проводящих электрический ток. Благодаря данной методике, получают отверстия различных сечений и конфигураций, фасонные полости, профильные канавки, пазы в деталях из твердосплавных материалов.

Наиболее популярной продукцией компании Knuth являются малогабаритные электроэрозионные копировально-прошивные станки модели D7120. Для различных производственных нужд предприятие производит станки различной мощности, исполнения, габаритных размеров. Оборудование имеет разные размеры станин, они различные по массе и выполняемым операциям.

Группы станков

Немецкая фирма Knuth производит и реализует по всей территории Российской Федерации уникальные высокоэффективные станки для электроэрозионной обработки металлов и сплавов. Самые компактные станки имеют массу от 1000 кг, наиболее металлоемкие выпускаются весом до 5500. Габаритные размеры выпускаемого оборудования: от 1200х1000х1800 мм до 2200х3600х2920 мм.

Электроэрозионные копировально-прошивные станки производятся с различной мощностью генераторной установки: от 2 кВт до 10 кВт. Предприятие изготавливает 14 моделей копировально-прошивных станков, предназначенных для выполнения самых разнообразных операций по обработке металлических заготовок по всему технологическому циклу. При этом используются различные размеры станин: от 200х160 мм до 1250х800 мм.

Устройство

Основные технологические функции предлагаемого оборудования будут рассмотрены на примере однокоординатного прошивного станка. Данный тип станков имеет только одну управляемую ось Z. Это вертикальная функция, которая определяет глубину электроэрозионного прожига. Перемещение по осям X, Y производится либо вручную, путем вращения рукояток, либо с помощью автоматики.

Когда на данном типе станка обрабатывается заготовка, оси X и Y должны оставаться неподвижными. С этой целью в районе рукояток установлены зажимы для фиксации. Они не позволяют ШВП проворачиваться. На все три оси станков: X, Y, Z, помещены оптические линейки с дискретностью 0,005 мм.

Выполняемые операции

Станки подобного типа с ЧПУ оснащены двумя системами координат. Осуществляя операции по обработке заготовок, одну из них удобно будет принять за абсолютную, вторую – за относительную. Данное обстоятельство, а также то, что полученное значение координат можно разделить на 2, позволяет легко базироваться, прожигать многоместные формы, измерять геометрические характеристики деталей, точно находить центры отверстий, более совершенно работать над производством и совершенствованием каждой отдельной детали.

Эксплуатируя электроэрозионные копировально-прошивные станки, операции эффективного прожига металла можно разбить на несколько этапов. Это усовершенствование позволит в процессе изготовления деталей обходиться одним электродом. Доглаживание обрабатываемой поверхности осуществляется на последнем этапе пониженными токами.

Данная хитрость позволяет значительно уменьшить износ электрода. На начальном этапе обработки ток прожига будет соблюдаться меньший. Постепенно увеличивая ток и глубину прожига, площадь обрабатываемой поверхности, добиваемся поставленной цели и экономим на расходе используемых электродов.