Меню

Резка металла проволокой под напряжением



Публикации

Описание технологии электроэрозионной обработки

Описание технологии электроэрозионной обработки

В настоящее время широкое развитие получили 3 типа электроэрозионной обработки:

  1. Вырезание проволокой
  2. Прошивка электродом
  3. Прошивка (прожиг, сверление) тонких глубоких отверстий

Все эти операции показаны ниже.
Смотрите все наши работы, полученных электроэрозионной обработкой.

Вырезание проволокой



Описание технологии электроэрозионной обработки

Описание технологии электроэрозионной обработкиФото 1. Лопатка, вырезанная на проволочном станке, для проведения испытаний на прочность.

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

Описание технологии электроэрозионной обработкиНадпись на части кольца подшипника. Вырезано проволокой 0,18 мм. Фото повернуто.

Смотрите еще примеры изделий, полученных электроэрозионной обработкой.

Прошивка (прожиг, сверление) тонких глубоких отверстий

Прожиг охлаждающих отверстий в лопатках газовой турбиныПрожиг охлаждающих отверстий в лопатках газовой турбины

В настоящее время на электростанциях и газоперекачивающих станциях парк газовых турбин импортного производства, в первую очередь производства «Simens» и «General Electric», исчисляется сотнями и вопрос уменьшения затрат при ремонтах для собственников оборудования приобретает особое значение.
Исчерпавшие моторесурс рабочие лопатки, снимаются с ротора турбины, закупается новый комплект рабочих лопаток и устанавливается на место старых.
Между тем, в 80 % случаев технологии ремонта позволяют проводить ремонт и восстановление направляющих (сопловых) рабочих лопаток и назначать им новый гарантированный ресурс равный первоначальному. Такое восстановление лопаток можно проводить 3-4 раза. То есть, вместо назначенного изготовителем рабочих лопаток рабочего ресурса до их замены в 35-40 тысяч часов, жизнь лопаток может быть продлена до 90-120 тысяч. Стоимость восстановленных лопаток с гарантированным ресурсом, таким же, какой имеют вновь изготовленные лопатки, на 35-50 % ниже. Таким образом, потребитель получает комплект лопаток, соответствующий по своим свойствам новым лопаткам, за цену вдвое меньшую.

Прожиг охлаждающих отверстий в лопатках газовой турбиныПрожиг охлаждающих отверстий в лопатках газовой турбины

Смотрите еще примеры изделий, полученных электроэрозионной обработкой.

Прошивка электродом.

Описание технологии электроэрозионной обработки

Описание технологии электроэрозионной обработки

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.

Описание технологии электроэрозионной обработки

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:  Не работает стабилизатор напряжения voto

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.

Источник

Электроэрозия в металлообработке – принцип работы, плюсы и минусы метода | Обзор электроэрозионных приборов – экстракторов и супердрели

Содержание:

В статье мы рассмотрим именно прожигание электроэрозией металлов для удаления инструмента и «сверления» глубоких отверстий малого диаметра. Это не такой простой процесс, как кажется, в электроэрозионной обработке много особенностей. Попробуем рассмотреть эту тему подробнее.

Что такое электроэрозионная обработка металлов

Электроэрозионная обработка

Электроэрозионная обработка (ЭЭО) – воздействие на металлы электрическими разрядами, которые возникают между электродом и поверхностью заготовки, вследствие чего материал меняет форму, размер, шероховатость и другие свойства.

Немного истории. Впервые об электроэрозии заговорили в 1938 году, когда советский ученый Л. А. Юткин выявил, что серия электроискровых разрядов вызывает формообразующие гидравлические толчки. Эта инженерная находка дала старт электроискровой штамповке металлов и послужила следующей ступенью для развития методов формообразования электроразрядами.

Датой рождения ЭЭО считают 10 мая 1943 года, когда советские ученые Б. Р. Лазаренко и Н. И. Лазаренко в результате практических опытов выявили, что если поместить электроды в жидкий диэлектрик и размыкать электрическую цепь, то жидкость сразу мутнеет, в ней начинают плавать микроскопические металлические шарики. К слову, именно Б. Р.Лазаренко существенно повлиял на освоение Китаем электроэрозионных технологий.

А уже в 1969 году в Швейцарии компания AGIE презентовала первый электроэрозионный станок для импульсной обработки непрофилированным электродом с ЧПУ.

Применение электроэрозии сегодня

ЭЭО на практике сегодня – это изменение размеров изделий из металла, создание отверстий различного диаметра и формы, нанесение маркировки, извлечение сломанного инструмента и крепежа из узлов, деталей, шлифовка, резка, а также получение фасонных полостей, канавок и пазов в деталях, упрочнение поверхности и т.д.

Электроэрозия позволяет с минимальными усилиями решать различные задачи, где применение других технологий невозможно или нецелесообразно, в том числе экономически.

Преимущества и недостатки технологии

Обработка металлов электроэрозией отличается от химической обработки.

Читайте также:  Компенсационный регулируемый стабилизатор напряжения

Электроэрозионная обработка металловПлюсы и минусы ЭЭО по сравнению с «химией»:

  • Анодное растворение быстрее, чем электроэрозия, однако точность последней намного выше. К тому же зону, которую не нужно обрабатывать, необходимо каким-то образом защитить от химического раствора. Поэтому при химическом растворении о правильной форме отверстия, острых кромках и углах говорить не приходится.
  • При электрохимической обработке металлов дефектный слой отсутствует. Однако при ЭЭО дефекты незначительны – от нескольких микрон до сотых, зависит от режимов обработки.
  • При химической обработке необходимо соблюдать температурные режимы, при электроэрозии – не обязательно. Риск возникновения трещин материала отсутствует.
  • Износ электрода при ЭЭИ. Да, при химической обработке такой проблемы нет, но есть другая – необходимость пассивации поверхности.

Основные преимущества электроэрозионной обработки металлов:

  1. Обработке поддаются любые токопроводящие материалы, в том числе твердые, прочные, или наоборот, вязкие и хрупкие.
  2. В качестве расходников используются электроды-инструменты (ЭИ) − например, латунные, медные, вольфрамовые и алюминиевые стержни. При этом износ у них относительно небольшой. Это позволяет экономить режущий инструмент из стали, твердых сплавов, абразивный инструмент.
  3. Возможность использования электродов нужной формы и размера – цилиндр, шестигранник, плоский профиль и т.п.
  4. Можно разрезать дорогие сплавы и материалы по двум координатам, с минимальной шириной среза.
  5. Становится возможной обработка глубоких отверстий, щелей (даже с переменным сечением по оси), расположенных, в том числе в труднодоступных местах.
  6. Извлечение сломанных инструментов или крепежей происходит без нарушения резьбы, чаще всего не требуется демонтаж узла, детали, установка их на станину и т.д. Магнитная головка с закрепленным электродом позволяет совершать нужные манипуляции на месте. Особенно важно это при работе с крупногабаритными деталями, конструкциями.
  7. Автоматическая и полуавтоматическая работа электроэрозионного оборудования позволяет сэкономить рабочие ресурсы.
  8. Так как нет силового воздействия на материал, можно без опасений обрабатывать тонкостенные и нежесткие конструкции.
  9. Как правило, электроэрозионные станки и приборы имеют широкий диапазон работы, что обеспечивает необходимую мощность, производительность, точность и т.д. Также в ряде случаев возможна не только черновая, но и чистовая обработка.

Какие же недостатки ЭЭО?

  1. При чистовой обработке низкая производительность, при этом расход электроэнергии стандартный.
  2. В процессе работы нужна вода-диэлектрик, а это в некоторых случаях делает невозможным применение электроэрозионного прибора либо усложняет его использование.
  3. На точность ЭЭО и шероховатость обработанной поверхности влияют несколько факторов, которые не всегда можно контролировать.
  4. До сих пор нельзя с высокой точностью спрогнозировать степень износа и общий расход электродов.
  5. Электроэрозионные станки, в том числе настольные портативные – недешевые. Их применение целесообразно, если задачи, которые решаются с их помощью, требуют частого решения. Либо если производство связано с дорогостоящими деталями, материалами, когда невозможно полностью заменить узел, деталь и т.п. Например, необходимо извлекать сломанные метчики из дорогостоящего узла или в автомастерской нужно регулярно удалять сломанные болты ступицы и т.п. Тогда покупка электроэрозионного прибора быстро окупает себя.

Выжигание обломков метчиков

Одно из направлений, где электроэрозия нашла широкое применение – извлечение обломков инструмента из деталей, узлов и т. д. Выжиганием можно безопасно и быстро удалять сломанные метчики, болты, сверла и другой инструмент. Этот способ оправдан, когда нельзя повредить отверстие, из которого извлекаются обломки, когда изготавливаемая деталь достаточно дорогая, чтобы ее списать в брак.

Стоимость электроэрозионных экстракторов отличается у разных производителей, разброс цен довольно существенный.

Однако радует то, что в Поднебесной уже давно и успешно изготавливают электроэрозионные приборы для извлечения сломанных инструментов и портативные супердрели – высокого качества по очень конкурентоспособной цене.

Например, портативные экстракторы EDM-8C и SFX-4000B, также компактная супердрель электроэрозионная MB-2000C от китайского бренда XINCHENG. Переходите по ссылкам в карточки товара нашего интернет-магазина, чтобы почитать подробнее о приборах, посмотреть видео-обзоры и узнать их актуальную стоимость с учетом НДС.

Электроэрозионные экстракторы

Обзор и принцип работы электроэрозионных экстракторов

ЭЭО технология нашла свое применение в металлообработке и других сферах – для извлечения обломков метчиков и другого резьбонарезного инструмента, обломков сверл, болтов и другого инструмента.

Для этой цели были созданы приборы разной степени компактности – электроэрозионные экстракторы. Они отличаются друг от друга мощностью (что влияет на скорость обработки), диаметрами электродов, диапазоном обработки и другими параметрами. Электроэрозионным экстракторам под силу прожиг даже твердых сплавов.

Принцип работы экстрактора:

  1. К извлекаемому инструменту перпендикулярно подводится электрод. Как правило, у головки прибора имеется магнитное основание, что облегчает позиционирование электрода и позволяет не демонтировать узел, деталь.
  2. На зону выжигания подключается подача диэлектрика.
  3. Выбираете нужный режим, нужную мощность и приступаете к работе.
  4. Искры, возникающие при контакте электрода и металла, постепенно разрушают материал. Обычно на это требуется несколько минут.
  5. Вода не только охлаждает электрод и деталь, но и вымывает продукты разрушенного металла.
  6. После разрушения обломка или при выжигании отверстия на достаточную глубину (для извлечения инструмента выкручиванием), обработку останавливают. Либо прибор сам автоматически завершает работу, достигнув задачи. Зависит от функциональности прибора.
  7. Далее удаляют обломки инструмента или применяют отвертки, ключи-шестигранники для выкручивания.
Читайте также:  Какое напряжение выдержит транзистор

Резьба остается целой и невредимой! Как и деталь, узел или конструкция – без повреждений. Зачастую не требуется предварительный демонтаж изделия. И это главные достоинства электроэрозионного экстрактора.

Рекомендации по удалению/выжиганию сломанных метчиков, сверл, болтов:

  1. Инструмент малого диаметра от 2 мм (до М10) можно безопасно извлечь, разрушив его среднюю часть. Обломки позже легко удаляются.
  2. Инструмент диаметром побольше (М14-М18) можно извлечь, прожигая плоское отверстие под отвертку и т.п.
  3. Метчики с размером резьбы М20-М30 можно легко удалить, прожигая в двух местах режущие кромки инструмента.
  4. Для болтов М6-М16 оптимально использовать прожиг плоским электродом, чтобы также его безопасно выкрутить.
  5. В болтах М16-М30 и безканавочных метчиках размером более М10 необходимо выжечь отверстие электродом в виде шестигранника. Для выкручивания обломка применяется соответствующий ключ-шестигранник.

Интересно, а какая максимальная длина и минимальный диаметр электродов применяется в экстракторах? Зависит от модели, но в большинстве случаев портативные приборы имеют такие данные: минимальный диаметр электрода 0.8-1.0 мм, максимальный 12-13 мм. Максимальный ход по оси 70-300 мм.

Такие приборы, как электроэрозионные супердрели могут похвастаться более тонкими электродами (от 0.1 мм), но у них и задачи другие. Рассмотрим, для чего нужна супердрель.

Обзор супердрели: принцип работы, плюсы и минусы приборов

Супердрель – компактный электроэрозионный станок для прошивки (сверления) сверхтонких отверстий в металле методом электроэрозии. Бывают также массивные прошивные станки с ЧПУ.

Диаметр электродов супердрели начинается от 0.1 мм, при этом ход станка позволяет прошивать тонкие отверстия глубиной вплоть до 600 мм. Точность прошивных станков с ЧПУ достигает 0,003 мм.

Одна из моделей компактной супердрели MB-2000C по демократичной цене представлена в нашем интернет-магазине.

Электроэрозионная супердрельКак работает электроэрозионная супердрель

  1. Прожигание отверстий электрическим током осуществляется вращающимся полым электродом (латунь, вольфрам, медь, алюминий).
  2. Через отверстия в электроде подается вода, а образующиеся пузырьки пара вокруг стержня увеличивают воздействие тока на металл.
  3. Жидкость охлаждает рабочую зону, вымывает частички сожженного металла и облегчает вращение электрода.
  4. Металлическая заготовка, деталь – это анод токопроводящей системы прибора. Катод – полый стрежень, он минимально разрушается. А под воздействием электрического тока материал заготовки, анод легко разрушается.
  5. Электрический ток при такой прошивке минимальный, а обороты электрода достигают всего 100 об./мин, но этого достаточно.
  6. Механическое сопротивление материала и биение отсутствует, поэтому отверстия получаются идеально ровными, цилиндрической формы.
  7. Специальная направляющая втулка удерживает стержень строго перпендикулярно к обрабатываемой заготовке, детали, тем самым обеспечивая необходимую точность обработки. Высочайшая точность обработки достигается также применением технологий с ЧПУ на электроэрозионных станках.

Преимущества и недостатки электроэрозионной супердрели

Плюсы приборов:

  • Получение сверхтонких и при этом высокоточных отверстий в металле – диаметром от 0.2 до 3-6 мм и глубиной до 600 мм.
  • Соотношение диаметра стержня к глубине отверстия до 1:200, 1:300 в зависимости от модели. Ни одна технология стандартного сверления не может достичь таких результатов.
  • Обработке подвергаются любые токопроводящие металлы и сплавы: сталь, в том числе нержавеющая и углеродистая, чугун, алюминий, медь, титан, различные инструментальные сплавы, твердый сплав.
  • Стенки отверстия не перегреваются, деформация структуры металла отсутствует, визуально обработанный металл ничем не отличается от необработанного.
  • Универсальность приборов: получение отверстий очень маленького диаметра, стартовых отверстий, сверление отверстий в труднообрабатываемых поверхностях (круглые, наклонные, изогнутые), создание отверстий в двигателях, фильтрах, металлорежущем инструменте для подвода СОЖ и пр. Возможно также выжигание обломков инструментов малого диаметра – 2 мм и менее.
  • Широкое применение приборов: металлообрабатывающая, инструментальная, электронная промышленность, машиностроение и авиационный рынок, медицина и т.д.

Минусы супердрели:

  • В главный недостаток прошивных станков так и просится их высокая цена. Но уникальный функционал, устройство приборов, станков более чем соответствует стоимости. Особенно доступны по цене китайские экземпляры. Поэтому стоимость приборов мы не будем включать в недостатки.
  • При длительной обработке нужно защитить деталь/заготовку от коррозии.
  • Нельзя использовать гнутые электроды, стержень должен быть идеально ровным.
  • Технология хоть и простая, требует от оператора станка знаний электроэрозионной обработки относительно того, на каких материалах какой используется стержень, как добиться точности обработки, выбор диэлектрика, импульсного режима и прочие нюансы.

Компактные супердрели – это лишь малая часть электроэрозионной обработки. Популярны на рынке также копировально-прошивные станки, проволочно-вырезные станки.

И напоследок рекомендации по выбору материала электрода для различных металлов:

Электроды электроэрозия

Обрабатываемый материал

Рекомендуемый электрод

Примечания

Углеродистые, легированные коррозионностойкие стали и магнитные сплавы

Сплав меди и вольфрама, латунь

Высокая стоимость, высокая эрозионная стойкость, отличная теплопроводность

Латунь, сплав меди и вольфрама

Низкая стоимость, малый износ

Латунь, сплав меди и вольфрама, медь, графит

Предварительная обработка отверстий, низкая эрозионная стойкость

Медь, латунь, графит

Мы затронули лишь малую часть сферы электроэрозионной обработки металлов. Эта интересная тема, сложная и простая одновременно.

Будем рады подобрать для вас портативный ЭЭ экстрактор для выжигания сломанного инструмента, крепежей или компактную ЭЭ супердрель. Интернет-магазин CNCMagazine − официальный дистрибьютор компании XINCHENG (Китай) в России.

Звоните: 8 (800) 555-41-16 (бесплатно по России)

Источник