Mașinile EDM funcționează pe principiul efectului sarcinilor electrice pe suprafața piesei de prelucrat într-un mediu conductiv electric.

Din acest motiv, eroziunea electrică are loc într-o direcție dată, ceea ce face posibilă obținerea unei forme sau dimensiuni specifice a piesei.

1 PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE

Tăierea EDM are loc în timpul apariției unui impuls de descărcare electrică de gaz, care are un efect direcțional. Schema este de așa natură încât, în acest caz, are loc distrugerea și îndepărtarea unei părți a materialului din zona de impact.

Sub influența temperaturii ridicate în zona de apariție a descărcărilor, metalul se topește(sârmă de alamă sau de cupru) cu evaporarea sa parțială. Pentru a obține temperatura necesară, circuitul folosește un generator de impulsuri pentru a se concentra un numar mare de energie.

Electrozii între care se produce descărcarea sunt piesa în sine, pe de o parte, și unealta, pe de altă parte. Spațiul dintre ele este umplut cu un fluid de lucru, care este furnizat constant în timpul funcționării mașinii printr-un tub de alimentare (alama sau cupru), dacă prelucrarea nu are loc într-o baie specială.

Mașinile EDM, care utilizează descărcări electrice de diferite tipuri și metode pentru producerea lor, pot produce mai multe tipuri de prelucrare a metalelor EDM:

• circuit electrospark;
• schema de electrocontact;
• circuit de impuls electric;
• anod-mecanic (circuit combinat).

Când lucrați cu diverse materiale, un electroeroziv piercing Mașina CNC are o limitare Trebuie să aibă o conductivitate electrică bună. Dacă materialul nu are această proprietate, atunci mașina de piercing nu va putea funcționa.

1.1 Procesul mașinii EDM (video)

2 Principalele tipuri de prelucrare cu descărcare electrică

Mașina de tăiat sârmă electroerozivă este utilizată pentru următoarele tipuri prelucrarea electroerozivă a pieselor metalice:

• cusături;
• copiere în vrac;
• tăierea/tăierea;
• măcinare;
• reglaj fin;
• marcare;
• întărire.

Procesare electrocontact posibilă in timp ce faci:

• tăiere;
• lucrul cu corpurile revoluției;
• prelucrarea cavităților interne;
• suprafețele angrenajului;
• prelucrarea suprafețelor plane și conice;
• întărire.

2.1 Mașini Sodick

Compania de producție japoneză Sodick Co LTD, care și-a început activitatea în 1976, este astăzi lider mondial în producția și vânzările de mașini EDM.

Reprezentanțe ale Sodick sunt situate în Asia, SUA, Europa, iar produsele sale sunt binemeritate populare cu întreprinderile industriale care se ocupă cu prelucrarea materialelor precum titanul și oțelul pentru scule.

Sodick este singurul producător din lume care produce o mașină de perforat CNC EDM cu motoare liniare și o zonă de lucru din ceramică. Specialiști în sodic a dezvoltat o tehnologie revoluționară de lustruire a oglinzilor electrospark material prelucrat.

Schema echipamentului Sodick funcționează pe principiul acțiunii directe a energiei termice pe suprafața metalică tratată. În același timp, nu există niciun efect de forță asupra materialului, ceea ce îmbunătățește semnificativ calitatea muncii efectuate.

Piesele realizate pe mașinile Sodick EDM primesc rezistență suplimentară și rezistență la coroziune convențională, deoarece suferă o schimbare în cursul lucrărilor asupra lor. caracteristici fizice metal.

2.2 Mașină de cusut cu copiere 4l721f1

Mașina de perforat 4l721f1 are un CNC adaptiv și este utilizată la prelucrarea găurilor și cavităților din piesele de prelucrat din metal greu de prelucrat. Cu el, puteți realiza și matrițe, matrițe, matrițe etc.

Generatorul de impulsuri ShGI-80-440M2, unitatea de mare viteză, dispozitivul de afișare digitală, dispozitivele de eliberare rapidă instalate în mașina de perforat 4l721f1 fac posibilă creșterea semnificativă a productivității și a calității procesării.

Mașina 4l721f1 nu necesită o fundație deosebit de puternică în spatii industrialeîntrucât este instalat pe suporturi rezistente la vibrații.

Pe mașina 4l721f1, este posibilă prelucrarea pieselor care au dimensiuni maxime în lungime, lățime și înălțime - 280 × 250x120 mm.

2.3 Mașini P&G (dk7732, dk7740, dk7725)

Mașinile dk7732, dk7740, dk7725 sunt proiectate pentru fabricație instrumente de măsurare, scule, piese pentru mașini și mecanisme (dintate, roți dințate etc.).

Pentru tăietoare de sârmă dk7732, dk7740, dk7725 există mai multe caracteristici:

• atunci când se lucrează, se folosește sârmă de molibden, ceea ce îi permite să fie utilizat în mod repetat. Pentru funcționarea mașinii în timpul săptămânii sunt suficienți 200 de metri;
• mașinile sunt echipate cu un CNC convenabil. Este suficient să faceți un desen al piesei în programul CAD și să îl încărcați în CNC-ul mașinii folosind suporturi detașabile;
• au productivitate ridicată - procesează până la 160 mp. mm suprafață pe minut.

2.4 Mașină de făcut singur

O mașină EDM de casă poate fi asamblată cu un generator de scântei. Acesta este cel mai complex element din proiectarea unui instrument de tip bricolaj. Într-o perioadă scurtă de timp, trebuie colectată suficientă energie electrică pentru eliberarea sa instantanee.

Multe componente pentru mașina EDM pe care intenționați să le faceți cu propriile mâini pot fi găsite într-un televizor vechi. De exemplu, un condensator de 1000uF. Toate piesele necesare sunt așezate într-o cutie din PTFE, care trebuie să fie complet izolată. Manșonul de ghidare al electrodului poate fi realizat din știftul de împământare al unei prize de tip european.

Electrodul este un fir de molibden, care, pe măsură ce se evaporă, este avansat cu ajutorul unei cleme cu șurub. Manșonul trebuie să aibă un orificiu pentru trecerea lichidului de răcireși în același timp mediu de lucru de-a lungul axei care coincide cu locația electrodului.

Este necesar să conectați o unitate la electrod (un demaror care are o bobină de 230 V). Elementul de perforare este reglat în funcție de adâncimea găurii cu valoarea cursei tijei.

Când condensatorii se încarcă, lampa este aprinsă, iar tija de pornire este înăuntru. De îndată ce condensatorii sunt încărcați, lampa se stinge, tija se deplasează în jos spre piesa de prelucrat și, la contactul cu aceasta, are loc o descărcare de scânteie. Impactul asupra piesei de prelucrat (piesă) are loc ciclic, iar frecvența ciclurilor depinde de puterea lămpii de iluminat.

Componentele principale care alcătuiesc o mașină EDM de tip „do-it-yourself”:

• electrod;
• șurub pentru fixarea electrodului;
• clemă de contact pozitivă;
• manșon de ghidare;
• carcasă fluoroplastică;
• locaș pentru fluxul de fluid de lucru (ulei)%;
• trepied.

Diagrama mașinii EDM

Consultați pagina 154 pentru mai multe informații despre dispozitiv și informații despre evaluările componentelor electrice.

2.5 Consumabile

Pentru a efectua lucrări de înaltă calitate la fabricarea pieselor din metal deosebit de durabil, sunt necesare următoarele consumabile pentru mașini electroerozive:

• sârmă de alamă pentru mașini electroerozive (opțiune cu acoperire cu zinc), sârmă de alamă cu diametrul de 0,1, 0,2, 0,25 mm;
• sârmă de molibden cu secțiunea transversală de 0,14 mm (furnizată în bobine de 200 m fiecare, cu o greutate de 32 kg);
• tub de alamă sau cupru (electrod) cu o secțiune transversală de 0,5 până la 6 mm și o lungime de 30 până la 40 cm.Alama poate avea de la una până la trei orificii;
• țevi modulare de lichid de răcire, care sunt fabricate din polimeri de înaltă calitate.

1. Esența și scopul prelucrării electroerozive

electroeroziune- aceasta este distrugerea suprafeței produsului sub acțiunea unei descărcări electrice. Fondatorii tehnologiei sunt tehnologii sovietici B.R. Lazarenko și N.I. Lazarenko.

Prelucrarea cu descărcare electrică (EDM) este utilizată pe scară largă pentru a modifica dimensiunea produselor metalice - pentru a obține găuri de diverse forme, cavități modelate, caneluri și caneluri de profil în piese din aliaj dur, pentru a întări scule, pentru electroimprimare, șlefuire, tăiere etc.

Orez. 1.9. 1 - electrod sculă, 2 - piesa de prelucrat, 3 - mediu în care se efectuează descărcarea, 4 - condensator, 5 - reostat, 6 - sursă de alimentare, 1p - modul de procesare a scânteii electrice, 2p - modul de procesare a impulsului electric

Schema de prelucrare electroerozivă a materialelor este prezentată în fig. 1.9. Circuitul este alimentat de o tensiune pulsată de polaritate diferită, care corespunde modului de scânteie electrică (1p) și modului de impuls electric (2p). Tensiunea de alimentare încarcă condensatorul (4), paralel cu care se află decalajul de descărcare dintre instrumentul-electrod (1) și piesa de prelucrat (2), care sunt plasate într-un lichid cu o constantă dielectrică scăzută. Când tensiunea de pe condensator depășește potențialul de aprindere al descărcării, are loc defalcarea lichidului. Lichidul este încălzit până la punctul de fierbere și din vaporii lichidului se formează o bulă de gaz. În plus, se dezvoltă o descărcare electrică într-un mediu gazos, ceea ce duce la încălzirea locală intensă a piesei, straturile apropiate de suprafață ale materialului topiți și produsele topite sub formă de bile se solidifică în lichidul care curge și sunt îndepărtate din procesare. zona.

2. Etapele prelucrării electroerozive Mod de prelucrare Electrospark

Piesa de prelucrat este un anod (+), adică, în acest caz, piesa de prelucrat este procesată printr-un flux de electroni, adică streamerul electronic funcționează, topind volumul piesei anodului sub forma unei găuri. Pentru ca fluxul de ioni să nu distrugă electrodul sculei, se folosesc impulsuri de tensiune cu o durată de cel mult 10 -3 s. Modul de scânteie electrică este utilizat pentru finisare, prelucrare precisă, deoarece îndepărtarea metalului în acest caz este mică.

Modul de procesare cu electropuls

Piesa de prelucrat este un catod, adică i se aplică un impuls negativ cu o durată mai mare de 10 -3 s. În timpul procesării electropulse, o descărcare de arc este aprinsă între electrozi, iar prelucrarea pieselor este efectuată de un curent de ioni. Acest mod se caracterizează printr-o rată mare de îndepărtare a metalului, care depășește productivitatea modului electrospark de 8-10 ori, dar curățenia procesării este mult mai proastă. În ambele moduri, kerosenul sau uleiurile izolante sunt de obicei folosite ca fluid de lucru.

3. Fizica EDM

Fenomenele care apar în intercalarea interelectrodului sunt foarte complexe și fac obiectul unor studii speciale. Aici, va fi luată în considerare cea mai simplă schemă de îndepărtare a metalului din zona de prelucrare prin eroziune electrică.

După cum se arată în fig. 1.10, se aplică o tensiune electrozilor 1, care creează un câmp electric în spațiul interelectrod. Când electrozii se apropie de o distanță critică, apare o descărcare electrică sub forma unui canal conductiv. Pentru a crește intensitatea descărcării, electrozii sunt scufundați într-un lichid dielectric 2 (kerosen, ulei mineral etc.) Pe suprafața electrozilor există microrugozități de diferite dimensiuni. Intensitatea câmpului electric va fi cea mai mare între cele două proeminențe cele mai apropiate una de cealaltă pe suprafața electrozilor; prin urmare, aici apar punți conductoare de la particulele de lichid impur. Curentul prin punți încălzește lichidul până la evaporare și se formează o bulă de gaz (4) în interiorul căreia se dezvoltă o scânteie puternică sau o descărcare de arc, însoțită de o undă de șoc. Există fluxuri de electroni și ioni (streamere pozitive și negative) care bombardează electrozii. Se formează un canal de descărcare a plasmei. Datorită concentrației mari de energie în zona de descărcare, temperatura ajunge la mii și zeci de mii de grade. Metalul de pe suprafața electrodului se topește și se evaporă. Picăturile de metal topit ca urmare a mișcării fluxului de lichid în zona de lucru sunt aruncate din electrozi și se solidifică în lichidul din jurul electrozilor sub formă de particule sferice mici (5).

Din interacțiunea lichidului cu secțiuni de electrozi încălzite la o temperatură de 100-400 0C, are loc piroliza lichidului dielectric la limitele canalului de plasmă al descărcării. Ca rezultat, în lichid se formează gaze, precum și substanțe asfaltice rășinoase. Carbonul este eliberat din mediul gazos, depus pe suprafețele încălzite ale electrozilor sub forma unei pelicule subțiri de grafit cristalin. La locul de acțiune al impulsului curent, pe suprafețele electrozilor rămân mici depresiuni - găuri formate ca urmare a îndepărtării unei anumite cantități de metal de către descărcare.

În tabel. 1.2 arată dependența eroziunii electrodului de oțel de energia și durata unui singur impuls.

Tabelul 1.2

Dependența valorii de eroziune a electrodului de oțel (anod) de energia și durata unui singur impuls

Orez. 1.10. 1 - electrozi, 2 - lichid, 3 - puțuri, 4 - bule de gaz, 5 - produse de eroziune

După descărcare, pentru o perioadă de timp, coloana canalului se răcește și substanța plasmatică din spațiul interelectrod se deionizează. Se restabilește rezistența electrică a spațiului interelectrod. Timpul de deionizare al dielectricului lichid este de 10 6 -10 -2 s. Următoarea descărcare are loc de obicei deja într-un loc nou, între celelalte două puncte cele mai apropiate ale electrozilor.

Durata intervalelor dintre impulsuri ar trebui să fie suficientă pentru a elimina produsele de eroziune din zona de descărcare, precum și o bula de gaz, care este principalul obstacol în calea următoarei descărcari. În acest sens, frecvența descărcărilor scade odată cu creșterea energiei.

Acest lucru se întâmplă până când descărcările îndepărtează de pe suprafața electrozilor toate părțile metalului care se află la o distanță de defalcare la magnitudinea tensiunii aplicate. Când distanța dintre electrozi depășește distanța de defalcare, electrozii trebuie apropiați pentru a relua descărcările. De obicei, electrozii sunt adunați împreună pe toată durata tratamentului pentru ca descărcările electrice să nu se oprească.

Parametrii impulsurilor de lucru bufnițe. Parametrii principali ai impulsurilor electrice aplicate intervalului interelectrod sunt frecvența de repetare, durata, amplitudinea și ciclul de lucru, precum și forma, care determină puterea și energia maximă. Forma și parametrii impulsurilor au un impact semnificativ asupra uzurii electrodului sculei, asupra productivității și rugozității suprafeței prelucrate.

Să notăm rata de repetare a pulsului, adică numărul lor pe secundă, prin f. Atunci T = 1/f va fi o perioadă. Determină intervalul de timp după care urmează următorul impuls.

Pulsul este caracterizat de valoarea amplitudinii (sau amplitudinea) tensiunii și curentului Um și Im. Acestea sunt valorile maxime pe care tensiunea și curentul le dobândesc în timpul impulsului. În timpul prelucrării electroerozive, amplitudinea tensiunii variază de la câțiva volți la câteva sute de volți, iar amplitudinea curentului variază de la o fracțiune de amper la zeci de mii de amperi. Gama de cicluri de lucru ale impulsului în timpul prelucrării electroerozive este în intervalul de la 1 la 30.

Efectul polar și polaritatea pulsului. Temperatura ridicată din canalul de descărcare și procesele dinamice în curs provoacă eroziunea ambilor electrozi. Creșterea eroziunii unui electrod în comparație cu celălalt electrod se numește efect polar. Efectul polar este determinat de materialul electrozilor, de energia și durata impulsurilor și de semnul potențialului aplicat electrodului.

Procesele de modificare a tensiunii și curentului au un caracter oscilator față de valoarea lor zero. În prelucrarea electroerozivă, se obișnuiește să se considere că polaritatea de lucru sau directă a impulsului este acea parte a acestuia care provoacă cel mai mare efect de eroziune a piesei de prelucrat, iar inversul este partea din impuls care provoacă o eroziune crescută a electrodul sculei. Piesa de prelucrat este atașată de acel stâlp, al cărui efect de eroziune este mai mare în condiții date. Un electrod-uneltă este atașat la polul opus. De exemplu, cu impulsuri scurte de procesare electrospark, energia este furnizată în mod predominant anodului, care ar trebui folosit aici ca piesă de prelucrat (polaritate dreaptă). Odată cu creșterea duratei impulsurilor, are loc o redistribuire a fluxului de căldură pe electrozi. Acest lucru duce la faptul că, în anumite moduri de procesare cu electropuls, eroziunea anodică devine mai mică decât eroziunea catodică. În acest caz, trebuie utilizată polaritatea inversă, folosind piesa de prelucrat ca catod.

Prelucrabilitate prin descărcare electrică. Efectul eroziunii diferitelor metale și aliaje, produs de impulsuri electrice cu aceiași parametri, este diferit. Dependența intensității eroziunii de proprietățile metalelor se numește prelucrabilitate electroerozivă.

Influenţa diferită a descărcărilor pulsate asupra metalelor şi aliajelor depinde de constantele lor termofizice: - punctele de topire şi de fierbere, conductivitate termică, capacitatea termică. Dacă luăm ca unitate prelucrabilitatea prin descărcare electrică a oțelului, atunci prelucrabilitatea prin descărcare electrică a altor metale (în aceleași condiții) poate fi reprezentată în următoarele unități relative: wolfram - 0,3; aliaj dur - 0,5; titan - 0,6; nichel - 0,8; cupru - 1,1; alamă - 1,6; aluminiu - 4; magneziu - 6 (datele indicate sunt valabile doar in conditii specifice: energie puls 0,125 J, durata 1,4-10 -5 s, frecventa 1200 1/s, amplitudine curent 250 A).

Spațiul de lucru. Majoritatea operațiunilor de electroeroziune sunt efectuate într-un lichid. Oferă condițiile necesare pentru îndepărtarea produselor de eroziune din spațiul interelectrod, stabilizează procesul și afectează rezistența dielectrică a spațiului interelectrod. Lichidele potrivite pentru prelucrarea cu electrospark trebuie să aibă vâscozitatea corespunzătoare, proprietăți de izolare electrică și rezistență chimică la acțiunea descărcărilor.

Odată cu creșterea frecvenței pulsului și scăderea curentului de funcționare, stabilitatea procesului de lucru se deteriorează. Acest lucru face necesară creșterea ciclului de lucru al impulsurilor. Utilizarea impulsurilor dreptunghiulare îmbunătățește semnificativ performanța.

Productivitatea procesării poate fi crescută dacă se aplică îndepărtarea forțată a produselor de eroziune din spațiul interelectrod. Pentru a face acest lucru, lichidul este injectat în spațiul interelectrod sub presiune (Fig. 1.11).

Orez. 1.11.

Rezultate bune se obțin prin aplicarea vibrațiilor electrodului sculei, precum și prin rotirea unuia sau ambilor electrozi. Presiunea lichidului depinde de adâncimea găurii și de dimensiunea spațiului interelectrod. Vibrațiile sunt necesare în special pentru prelucrarea electrospark a găurilor adânci cu diametru mic și fante înguste. Majoritatea mașinilor EDM sunt echipate cu un cap vibrant special.

Calitatea suprafeței și precizia prelucrarii. Metalul electrozilor este supus unui efect electrotermic local, de scurtă durată, dar foarte intens. Temperatura cea mai ridicată există pe suprafața tratată și scade rapid la o anumită distanță de suprafață. Cea mai mare parte a metalului topit și a vaporilor acestuia sunt îndepărtate din zona de descărcare, dar unele rămân în gaură (Fig. 1.12). Când metalul se solidifică, pe suprafața găurii se formează o peliculă, care diferă în proprietățile sale de metalul de bază.

Orez. 1.12. 1 - spațiul rămas după topirea metalului; 2 - strat alb; 3 - rolă în jurul găurii; 4 - piesa prelucrata; BL, NL - diametrul și adâncimea găurii

Stratul de suprafață în starea topit intră activ în interacțiune chimică cu vaporii și produșii de descompunere ai fluidului de lucru formați în zona de temperatură înaltă. Rezultatul acestei interacțiuni este saturarea intensă a metalului cu componentele conținute în mediul lichid, precum și cu substanțele care alcătuiesc electrodul sculei. Astfel, în stratul de suprafață pot fi introduse titan, crom, wolfram etc.. La prelucrarea electroerozivă a țaglelor de oțel într-un mediu format din hidrocarburi lichide (kerosen, ulei), stratul de suprafață este saturat cu carbon, adică carburi de fier. sunt formate. Prin urmare, în timpul prelucrării electroerozive, suprafața piesei este întărită.

Îndepărtarea intensivă a căldurii din zona de descărcare prin masele de metal rece adiacente acesteia și fluidul de lucru creează condiții pentru o întărire super-rapidă, care concomitent cu carburarea duce la formarea unui strat foarte dur. Stratul de suprafață întărit al oțelului are o rezistență crescută la abraziune și un coeficient de frecare mai mic decât cel al oțelului netratat termic. Structura stratului de suprafață diferă semnificativ de structura metalului de bază și este similară cu structura stratului răcit care apare pe suprafața unor fonte. Prin urmare, acest strat se numește „stratul alb”. Adâncimea stratului alb depinde de energia impulsurilor, de durata acestora și de proprietățile termofizice ale materialului prelucrat. Cu impulsuri de curent lungi de energie mare, adâncimea stratului alb este egală cu zecimi de milimetru, iar pentru impulsuri scurte - sutimi de milimetru și microni.

Întărirea stratului superficial al metalelor (aliere electroerozivă). Unul dintre avantajele metodei electrospark de prelucrare a materialelor este că, în anumite condiții, proprietățile de rezistență ale suprafeței piesei de prelucrat cresc brusc: duritatea, rezistența la uzură, rezistența la căldură și rezistența la eroziune. Această caracteristică este utilizată pentru a crește rezistența la uzură a sculelor de tăiere, matrițelor, matrițelor și pieselor de mașini, prin întărirea suprafețelor metalice folosind metoda electrospark.

În aliajul cu electrospark, se utilizează polaritatea inversă (piesa de prelucrat este catodul, unealta este anodul); prelucrarea se realizează de obicei în aer și, de regulă, cu vibrația electrodului. Echipamentul cu care se realizează procesul de călire este de dimensiuni reduse și foarte ușor de operat. Principalele avantaje ale metodei de acoperire cu electrospark sunt următoarele: acoperirile au o rezistență mare de aderență cu materialul de bază; suprafețele de acoperit nu necesită pregătire prealabilă; este posibil să se aplice nu numai metale și aliajele acestora, ci și compozițiile acestora. Procesele care au loc în timpul întăririi prin electrospark sunt complexe și fac obiectul unor cercetări amănunțite. Esența întăririi este că, în timpul unei descărcări electrice de scânteie în aer, are loc un transfer polar al materialului electrodului către piesa de prelucrat. Materialul electrodului transferat aliere metalul piesei de prelucrat și, combinându-se chimic cu azotul din aer atomic disociat, carbonul și materialul piesei de prelucrat, formează un strat întărit rezistent la uzură. În acest caz, în strat apar compuși chimici complecși, nitruri și carbonitruri foarte rezistente, precum și structuri de stingere. Potrivit experților, în timpul întăririi cu electrospark în stratul de suprafață, de exemplu, oțel, au loc procesele enumerate în tabelul 1. 1.3.

Tabelul 1.3

În timpul întăririi prin electrospark, microduritatea stratului alb intră oteluri carbon poate fi crescută la 230 MPa, înălțimea microrugozității suprafeței tratate este de până la 2,5 microni. Grosimea stratului de acoperire obtinut la unele instalatii este de 0,003-0,2 mm.

4. Tehnologii de bază de prelucrare electroerozivă a metalelor

Tehnologii pentru prelucrarea dimensională a pieselor metalice.

Fasonarea pieselor prin metoda electroerozivă poate fi realizată conform următoarelor scheme.

1. Copierea formei electrodului sau a secțiunii acestuia. În acest caz, elementul prelucrat al piesei de prelucrat în formă este o reflectare inversă a suprafeței de lucru a sculei. Această operație se numește cusătură. Există metode de copiere directă și inversă. La copierea directă, unealta se află deasupra piesei de prelucrat, iar la copierea inversă, se află sub aceasta. Metoda de cusătură este simplă de realizat și utilizată pe scară largă în industrie. Pe fig. 1.13 prezintă o diagramă a prelucrării cu descărcare electrică prin copierea formei electrod-uneltă. În cursul prelucrării electroerozive, electrodul (1) este introdus în piesă, asigurând copierea electrodului.

2. Mișcarea reciprocă a piesei de prelucrat și a electrodului-uneltă. Cu această schemă, sunt posibile operațiunile de tăiere a pieselor de profil complexe și tăierea semifabricatelor cu electrozi, șlefuirea electroerozivă și găurirea pieselor.

Orez. 1.13. : 1 - electrod-uneltă, 2 - piesa de prelucrat, 3 - lichid, 4 - vas

Coaserea ferestrelor, crăpăturilor și găurilor. Această operațiune se efectuează pe mașini universale. Fantele cu o lățime de (2,5-10) mm și o adâncime de până la 100 mm sunt cusute prin metoda electroerozivă. Pentru a asigura îndepărtarea produselor de eroziune din spațiul interelectrod, instrumentul-electrod este realizat în formă de T sau grosimea părții cozii este redusă în comparație cu piesa de lucru cu câteva zecimi de milimetru. Viteza de clipire a fantelor este (0,5-0,8) mm/min, rugozitatea suprafetei tratate este de pana la 2,5 microni.

Prelucrarea pieselor precum plase și site. Au fost create mașini EDM care permit prelucrarea pieselor din plasă cu până la câteva mii de găuri. Mașinile pot prelucra simultan mai mult de 800 de găuri cu un diametru de (0,2-2) mm în foi de oțel rezistent la coroziune, alamă și alte materiale de până la 2 mm grosime. Capacitate de procesare de până la 10.000 de găuri pe oră.

Slefuire electroerozivă. Aceasta este una dintre varietățile de prelucrare cu descărcare electrică, care este utilizată pentru prelucrarea pieselor de înaltă rezistență din oțel și aliaje dure. Îndepărtarea metalului în acest caz are loc sub influența descărcărilor pulsate între instrumentul-electrod rotativ și piesa de prelucrat, și nu ca rezultat al acțiunii mecanice, ca în șlefuirea abrazivă.

Metodele de copiere directă și inversă au un dezavantaj semnificativ, care constă în necesitatea utilizării electrozilor de sculă cu formă complexă. Uzura electrozilor afectează precizia fabricării pieselor, prin urmare, cu un singur electrod-instrument, este posibil să se producă nu mai mult de 5-10 piese.

Metoda scânteii electrice de tăiere a firului de contur complex se compară favorabil cu metodele de copiere, deoarece aici instrumentul este un fir subțire din cupru, alamă sau wolfram cu un diametru de câțiva microni până la 0,5 mm, care este inclus în circuitul electric ca catod. (vezi Fig. 1.14).

Orez. 1.14. : 1 - sârmă, 2 - piesa de prelucrat, 3 - role de ghidare, 4 - dispozitiv pentru reglarea vitezei de trefilare a sârmei

Pentru a elimina influența uzurii firului asupra preciziei prelucrării, firul este rebobinat de la o bobină la alta, ceea ce permite tuturor elementelor noi să participe la lucru. La derulare, există o ușoară tensiune. În apropierea piesei de prelucrat, sunt instalate role care orientează firul în raport cu piesa de prelucrat. Tăierea cu sârmă de contur complex este utilizată pentru tăierea cu precizie a pieselor de prelucrat, tăierea fantelor precise, tăierea materialelor semiconductoare, prelucrarea suprafețelor exterioare și interioare cilindrice, conice.

Principalele avantaje ale prelucrării cu descărcare electrică cu o unealtă cu electrod de sârmă includ precizia ridicată și posibilitatea unei automatizări extinse a procesului.

Metoda de prelucrare prin electrocontact. Prelucrarea prin electrocontact a materialelor este un fel de prelucrare electroerozivă. Diferența sa constă în faptul că impulsurile de energie electrică sunt generate ca urmare a mișcării reciproce a electrozilor sau a întreruperii descărcării electrice la pomparea lichidului sub presiune. Prelucrarea prin electrocontact poate fi efectuată în curent continuu și alternativ, în aer sau lichid (apă cu aditivi anticorozivi). În timpul procesării, instrumentul cu electrod și piesa de prelucrat sunt complet scufundate într-un lichid sau lichidul este pulverizat în spațiul interelectrod. Prelucrarea se efectuează la curenți semnificativi (până la 5000 A) și tensiuni în circuit deschis ale sursei de alimentare 18-40 V. Strunjirea semifinisată a corpurilor de revoluție, tăierea fină, decuparea găurilor cilindrice, formate și a cavităților volumetrice, frezare , slefuirea se realizeaza prin metoda contactului electric. Metoda de electrocontact este eficientă în special în prelucrarea pieselor de prelucrat din oțeluri și aliaje greu de tăiat, precum și fonte de duritate mare, monocristale și materiale cu proprietăți termice ridicate.

schema circuitului instalarea pentru prelucrarea electrocontact este după cum urmează. Piesa de prelucrat și electrodul-unealta, având o axă de simetrie de rotație și incluse în circuitul cu o sursă de energie, după contact, efectuează mișcare de rotație unul față de celălalt.

În condițiile necesare implementării proceselor electroerozive, metalul este îndepărtat din piesa de prelucrat.

Întărirea stratului superficial al metalului (aliere electroerozivă)

Unul dintre avantajele prelucrării electroerozive a metalelor este că, în anumite condiții, proprietățile de rezistență ale suprafeței piesei de prelucrat cresc brusc. Această caracteristică este utilizată pentru a îmbunătăți rezistența la uzură a sculelor de tăiere, matrițelor, matrițelor etc. În aliajele electroerozive, se utilizează polaritatea inversă (piesa de prelucrat este catodul, unealta este anodul), prelucrarea se realizează de obicei cu atomii electrodului sculei în modul impuls electric (vezi Fig. 1.15) în aer și , de regulă, cu vibrația electrodului.

Orez. 1.15 Schema de aliere electroerozivă: 1 - electrod-uneltă de aliere, 2 - piesa aliată

Principalele avantaje ale alierei electroerozive sunt următoarele: acoperirile au un grad ridicat de aderență la materialul de bază; suprafețele de acoperit nu necesită pregătire prealabilă; este posibil să se aplice nu numai metale și aliaje, ci și compozițiile acestora.

Procesele care au loc în timpul călirii electroerozive sunt complexe și fac obiectul unor cercetări amănunțite. Cu toate acestea, esența întăririi este că în timpul unei descărcări electrice de scânteie în aer, materialul electrodului este transferat pe piesa de prelucrat (vezi Fig. 1.15). Materialul electrodului transferat aliere metalul piesei de prelucrat și, combinându-se chimic cu ionii de azot din aer, carbonul și materialul piesei de prelucrat, formează un strat întărit rezistent la uzură, format din nitruri, carbonitruri și alte structuri de întărire.

Cu aliajul electrospark, microduritatea stratului alb din oțelurile carbon poate fi crescută la 230 MPa. Grosimea stratului de acoperire obtinut la unele instalatii este de 0,003-0,2 mm. La întărirea suprafeței pieselor mașinii (de exemplu, la instalația IE-2M), este posibilă obținerea unei adâncimi a stratului de până la 0,5–1,6 mm cu o microduritate de 50–60 MPa (când este călit cu ferocrom).

Există o distincție între procesarea curată, care corespunde tensiunilor înalte și curenților mici de scurtcircuit (până la 20 A), și brute (aliere grosieră) la tensiuni joase de 50-60 V și curenți de scurtcircuit peste 20 A.

Lucrări la mașini electroerozive. Pregătirea mașinilor electroerozive pentru lucru constă în instalarea piesei de prelucrat și a electrodului sculă și alinierea poziției lor relative, pregătirea băii pentru lucru și a sistemului de pompare a fluidului de lucru, selectarea și setarea modurilor generatorului. Piesa de prelucrat este instalată și fixată direct pe masa mașinii sau în dispozitivul de fixare. Electrodul sculei este instalat cu coada în axul capului. La aliniere, se folosesc indicatoare, instrumente optice, dispozitive care vă permit să schimbați poziția sculei în raport cu piesa de prelucrat și unghiul de înclinare.

După reglarea poziției sculei cu electrod, umpleți baia cu fluid de lucru, verificați funcționarea sistemului de pompare, setați presiunea de pompare necesară. Modul generator de impulsuri este setat (polaritate, forma pulsului, ciclu de lucru, rata de repetare a impulsului, curent mediu), folosind tabelele și nomogramele corespunzătoare. Schimbarea polarității tensiunii generatorului de impulsuri se realizează prin pornirea conectorului cablurilor de curent la mașină. Când se lucrează cu polaritate directă (mod scânteie electrică), electrodului se aplică un potențial negativ și piesei de prelucrat un potențial pozitiv. Pentru a lucra cu polaritate inversă (modul electropuls), se efectuează comutarea inversă. Instalarea parametrilor electrici și a modurilor de funcționare se realizează cu ajutorul comutatoarelor situate pe panoul de control. Reglați regulatorul de alimentare setând tensiunea recomandată a regulatorului.

Prelucrarea industrială a metalelor include zeci de metode și metode de modificare a formei, volumului și chiar a structurii moleculare a unui material. Prelucrarea metalelor cu electrospark este una dintre tehnologiile răspândite de prelucrare a metalului, caracterizată prin precizie și productivitate ridicate. Cu ajutorul mașinilor electrice cu scântei puteți:

• metal tăiat;
• găuriți cu diametru microscopic;
• formați zone defecte ale pieselor;
• pentru a efectua lucrări de bijuterii cu metale prețioase;
• întărește suprafața produselor;
• măcinați produsele de cea mai complexă formă;
• îndepărtați burghiile și frezele rupte blocate.

Multe mașini-unelte de uz industrial au fost create pe baza metodei electrospark de prelucrare a metalelor. Este de înaltă precizie și echipamente scumpe care își permit doar să cumpere mari intreprinderi specializata in prelucrarea metalelor.

Dar, uneori, mașinile electrice cu scânteie sunt necesare și în ateliere sau ateliere, unde serviciile acestora sunt solicitate din când în când. Pentru a face acest lucru, puteți cumpăra un dispozitiv industrial cu capacități oarecum limitate (funcționalitate în cadrul celor mai populare operațiuni) sau puteți construi o mașină de scânteie electrică de casă. Acest lucru este foarte posibil chiar și acasă, ca să nu mai vorbim de întreprinderile care includ ateliere sau secții de strunjire și electromecanica.

Prelucrarea metalelor prin metoda electrospark se bazează pe proprietatea unui curent electric de a transfera o substanță în timpul unei defecțiuni. La înaltă tensiune și curent continuu (1-60 A), anodul (electrodul încărcat pozitiv) este încălzit la o temperatură ridicată în intervalul de 10-15 mii de grade Celsius, se topește, se ionizează și se grăbește către catod. Acolo, din cauza interacțiunilor electrice, se instalează.

Pentru ca în timpul funcționării să nu aibă loc un arc electric cu drepturi depline, electrozii se apropie unul de celălalt doar pentru momente scurte, care durează o fracțiune de secundă. În acest timp, apare o scânteie care distruge anodul și formează catodul. Zona tratată este supusă încălzirii și curentului electric timp de milisecunde, în timp ce zonele învecinate și stratul de dedesubt nu au timp să se încălzească și structura lor nu este perturbată. Problema condițiilor la limită nu se pune în principiu.

Dacă este necesară tăierea sau găurirea, unealta de lucru servește drept catod, iar piesa de prelucrat este anodul. La construirea, întărirea suprafeței sau restabilirea formei piesei, acestea își schimbă locurile. Pentru aceste tipuri de prelucrare au fost create mașini speciale, fiecare dintre ele efectuând propriile operațiuni.

Electrozii din alamă sau cupru-grafit, care conduc bine curentul și sunt ieftini de fabricat, servesc ca instrumente în instalațiile de electroeroziune. Cu ajutorul lor, puteți tăia și găuri cel mai mult aliaje dure. Pentru ca metalul catodic să nu se așeze pe electrod și să nu-și mărească dimensiunea, procesul are loc într-un mediu lichid - lichidul răcește picăturile topite și nu se poate așeza pe electrod, chiar dacă ajunge la el. Vâscozitatea lichidului determină viteza de mișcare a particulelor de material și acestea nu țin pasul cu curentul. Metalul se depune în baie sub formă de precipitat și nu interferează cu trecerea ulterioară a curentului.

La construirea suprafeței pieselor sau la întărire, metalul de la anod este transferat pe catod. În acest caz, un electrod pozitiv, care servește ca donor de metal, este fixat pe unitatea de vibrație, iar piesa este conectată la polul negativ. Nu se folosește apă sau ulei în acest proces, totul se întâmplă în aer.

Indicatori tehnologici

Instalația de scânteie electrică, în funcție de modul de funcționare, poate oferi acuratețea rezultatului pe o gamă largă. Dacă sunt necesare performanțe ridicate cu cerințe relativ scăzute pentru starea suprafeței (clasa I și II), atunci se folosesc curenți de 10-60 A la tensiuni de până la 220V. În acest caz, eroziunea prin electrospark poate îndepărta metalul din zona de tăiere sau găurire într-un volum de până la 300 mm 3 /min. La clasele de precizie mai mari - VI și VII, performanța este redusă la 20-30 mm 3 / min, dar curenții sunt, de asemenea, necesari mai puțin, nu mai mult de 1 A la tensiuni de până la 40 V.

O gamă atât de largă de ajustări arată că prelucrarea metalului cu electrospark poate fi utilizată diverse zone, atât pentru producția de serii mari de piese, cât și pentru lucru unic, inclusiv bijuterii.

O caracteristică a utilizării instalațiilor electrice cu scântei poate fi considerată posibilitatea de a consolida părți din diferite configurații. Cel mai subțire strat dintr-un aliaj sau metal mai durabil este aplicat pe suprafața piesei de prelucrat fără a încălzi baza la o adâncime mare. Acest lucru vă permite să salvați structura metalică a produsului de bază și să modificați semnificativ proprietățile suprafeței acestuia. În unele cazuri, sunt necesare o bază rezistentă și o duritate mare a suprafeței sau invers. Doar o mașină electrică cu scântei poate rezolva această problemă.

Schema unei mașini electrice cu scântei

Prelucrarea metalelor prin metoda electrospark este foarte frecventă, deci este foarte dificil să luăm în considerare toate tipurile de echipamente și modele de instalații specifice. Toate sunt unite de elemente structurale comune:

• sursa de curent continuu;
• condensator;
• vibrator;
• comutator mod.

Un design care funcționează în modul electrospark poate diferi într-un număr de caracteristici care îi permit să lucreze cu unul sau altul, dar principii generale construcția schemei de lucru este aceeași.

Banca de condensatoare asortată cu mișcare mecanică electrod, descărcarea are loc în momentul convergenței maxime a suprafețelor de lucru. Generatoarele de impulsuri de relaxare determină sarcina maximă a condensatorului la amplitudinea maximă a abaterii de la punctul de apropiere. După o descărcare prin scânteie, condensatorul are timp să se încarce complet.

Diferența dintre eroziunea prin scânteie și sudarea și tăierea cu arc

Utilizarea curentului electric pulsat este diferită de efectul unui arc. Impulsul functioneaza intr-un spatiu foarte restrans, neavand timp sa incalzeasca zonele invecinate. Chiar și pe cele mai complexe aliaje în ceea ce privește oxidarea termică, nu este necesară o atmosferă inertă - interacțiunea are loc pe zone de cel mult 0,05-1 mm 2 la o adâncime de impact de 0,05-0,3 mm. Chiar și în cea mai agresivă atmosferă, condițiile de oxidare activă nu au timp să apară.

Mașină electrică cu scântei, bricolă-te

Unul dintre principalele detalii ale instalației de scântei electrice, care poate fi implementat de propriile mâini, desigur, sub rezerva tuturor reglementărilor de siguranță, este prezentat mai jos. Trebuie remarcat faptul că aceasta este doar una dintre multele scheme care pot fi utilizate în proiectarea mașinii.

Masa de lucru a mașinii trebuie să fie echipată cu un sistem de îndepărtare a oxidului (alimentare continuă cu ulei sau kerosen). Ele reduc probabilitatea depunerii peliculei de oxid pe suprafața piesei și, ca urmare, încetarea scânteilor. Defecțiunea necesită un contact electric sigur. Ca opțiune principală, puteți folosi o baie umplută cu lichid.

Electrodul este un fir de alamă sau cupru cu diametrul necesar, care este fixat într-o clemă. Clema, la rândul său, este o parte a tijei verticale a mecanismului manivelei, care este antrenată de un motor electric. Frecvența mișcării alternative a electrodului este selectată în funcție de caracteristicile materialului care este prelucrat.

Toate părțile conductoare și cablurile trebuie să fie izolate cu o calitate înaltă și fiabil, instalația în sine trebuie să fie împământătă. Puteți vedea cum funcționează instalațiile casnice de uz casnic în videoclip:

Trebuie remarcat faptul că mașini de casă nu vor fi niciodată egale ca capabilități cu cele industriale, de exemplu, seria ARTA. Pentru producția de obiecte de artizanat sau utilizarea ca unul dintre tipurile de hobby-uri, acestea pot fi potrivite, dar nu „rezistă” pentru munca într-un atelier sau într-un atelier de lăcătuș. Ca să nu mai vorbim de faptul că complexitatea circuitului electric și nevoia de a se potrivi precis cinematica și descărcarea condensatorului le fac foarte greu de reglat.

Pentru a obține elemente cu profil complex din metale greu de tăiat, se folosește o mașină electroerozivă. Activitatea sa se bazează pe impactul descărcărilor de curent electric, care creează o temperatură ridicată în zona de procesare, datorită căreia metalul se evaporă. Acest efect se numește eroziune electrică. Industria folosește mașini bazate pe acest principiu de mai bine de 50 de ani.

Tipuri de echipamente și metode de prelucrare

Funcționarea unei mașini EDM poate fi descrisă după cum urmează:: luați un condensator încărcat și aduceți-l cu electrozi pe o placă metalică. În timpul unui scurtcircuit, condensatorul se descarcă. Un bliț strălucitor este însoțit de eliberarea de energie (temperatură ridicată). La locul de închidere se formează o adâncitură din cauza evaporării unei anumite cantități de metal de la temperatură ridicată.

Pe echipamente tehnologice implementate tipuri diferite primind descărcări electrice . Principalele scheme sunt:

• electrospark;
• electrocontact;
• electropuls;
• anod-mecanic.

Implementând una dintre scheme în practică, sunt fabricate mașini. Pe principiul eroziunii electrice, următoarele mașini au fost produse cu diverse modificări:

• a tăia;
• sârmă;
• firmware.

Pentru a obține dimensiuni precise și a automatiza procesul, echipamentul este echipat cu un numeric managementul programului(CNC).

Mașina electrică cu scântei este alimentată de un generator de scântei. Un generator este un dispozitiv de stocare a energiei care dă un impuls electric. Pentru o furnizare constantă de impulsuri, este organizată o bancă de condensatoare.

Pentru a organiza un circuit electric, catodul este conectat la instrumentul executiv, iar anodul la piesa de prelucrat. Distanța constantă dintre electrod și piesa de prelucrat garantează un proces uniform. Când electrodul este coborât vertical pe piesă, metalul este străpuns și se formează o gaură, a cărei formă este determinată de forma electrodului. Așa funcționează mașina EDM.

Pentru fabricarea pieselor din carbură și piese greu de tăiat, se folosește o mașină de sârmă electroerozivă. Un fir subțire acționează ca un electrod în el. Când metalul se evaporă, pe suprafața piesei de prelucrat se formează oxizi cu un punct de topire ridicat. Pentru a proteja împotriva lor, procesul se desfășoară într-un mediu lichid sau ulei. În timpul scânteii, lichidul începe să ardă, preluând oxigen și alte gaze din zona de lucru.

Mașinile de acest tip sunt uneori singurele cale posibilă fabricarea unui element structural. Dar cumpărarea de echipamente EDM pentru lucrări rare este o risipă de bani. Prin urmare, dacă a apărut nevoia, puteți face o mașină electroerozivă cu propriile mâini.

Caracteristicile unui dispozitiv de casă

Înainte de a începe să faceți o mașină EDM de casă, trebuie să înțelegeți dispozitivul acesteia. Principalele elemente structurale includ:

Realizarea unui generator de scântei

Pentru fabricarea unui generator de scântei, piese pot fi găsite peste tot (în televizoarele vechi, monitoare de alimentare etc.). Principiul muncii sale este:

Măsuri de securitate a muncii

Deoarece eroziunea electrică organizată cu propriile mâini este asociată cu posibilitatea de înfrângere soc electric, siguranța trebuie abordată cu toată responsabilitatea. Piesa de prelucrat nu trebuie împământată. În caz contrar, va apărea o stare de urgență - un scurtcircuit în rețeaua de alimentare. Condensatorii evaluați la 400V pot fi letali la doar 1000uF.

Dispozitivele de conectare exclude contactul cu corpul. Pentru a conecta condensatorul la electrod, este necesar un fir de cupru cu o secțiune transversală de 6-10 metri pătrați. mm. Un volum mare de ulei folosit pentru a preveni formarea de oxizi se poate aprinde și poate provoca un incendiu.

Orez. 1. Creion cu scânteie electrică: 1 - electrod de lucru; 2 - miez; 3 - obraz; 4 - tub; 5 - banda izolatoare; 6 - bobinaj electromagnet; 7 - primăvară; 8 - plută; 9 - fir de legătură; 10 - clemă

ki. Lângă obrajii din față (conform figurii), capătul firului bobinei (PELSHO 0,5-0,6) este lipit de tub și firul este înfășurat rotund în rotund pe întreaga suprafață a tubului în 7-8 straturi. Cea de-a doua ieșire a bobinei este realizată cu un fir de montare cu șuvițe (de exemplu, marca ^ MGSHV) cu o secțiune transversală de cel puțin 1 mm ", la capătul căruia este lipită o clemă de crocodil. Bobina este protejată de deteriorarea accidentală cu un strat de pânză lăcuită, peste care este înfășurat un strat de bandă izolatoare. După aceea, introduceți în tub un arc (15-20 de spire), înșurubați un dop (șurub M5) și introduceți ferm un electrod în capătul despicat. a miezului - un ac de oțel cu un diametru de 1 mm (5-10V) al înfășurării transformatorului, iar cealaltă ieșire a înfășurării - cu o clemă de crocodil pe ieșirea bobinei. După ce a umezit suprafața piesei cu kerosen, atingeți-l cu vârful acului. Acest lucru închide circuitul de putere al bobinei, iar câmpul magnetic rezultat atrage miezul în tub. Circuitul apoi miezul revine la starea inițială sub acțiunea arcului și acul atinge din nou metalul. oh detaliu, apare o scânteie, care lasă o urmă clară pe metal.

Instalație de scânteie electrică de dimensiuni mici

O simplă mașină electrică cu scântei vă permite să procesați ușor și rapid piese mici din materiale conductoare electric de orice duritate. Cu ajutorul acestuia, este posibil să obțineți găuri prin intermediul oricărei forme, să îndepărtați o unealtă filetată spartă, să tăiați fante subțiri, să gravați, să ascuți o unealtă etc. Esența procesului de prelucrare cu electrospark este distrugerea materialului piesei de prelucrat sub acțiune. a unei descărcări electrice pulsate. Datorită suprafeței mici a suprafeței de lucru a sculei, o cantitate mare de căldură este eliberată la locul de descărcare, care topește substanța piesei de prelucrat. Procesul de prelucrare se desfășoară cel mai eficient într-un lichid (de exemplu, în kerosen), care spală locul de contact dintre unealta vibrantă și piese și duce la distanță produsele de eroziune. Instrumentul este tije de alamă (electrozi), repetând forma găurii dorite. Schema de circuit a instalației este prezentată în fig. 3. Instalarea funcționează după cum urmează. Condensatorul de descărcare Ci este conectat la pozitivul său