Технология на електроискрова обработка на метал.

За тези, които не са наясно с възможностите на такъв агрегат, е препоръчително да се отбележи, че само с негова помощ е възможно да се правят отвори с всякакъв диаметър върху най-твърдите и издръжливи материали, независимо от тяхната дебелина и плътност. В допълнение, машината с електрическа искра е в състояние да гравира повърхности, да заточва накрайници на инструменти, да прави най-фините празнини и пукнатини и дори да пробива инструменти с резба, които са се счупили и са безнадеждно заседнали, правейки по-нататъшното използване на устройството невъзможно. Съвсем естествено е, че наличието на такъв агрегат в помощна ферма отваря напълно нови хоризонти от възможности, но цената и размерите на готовите електрически искрови машини ги правят, меко казано, трудни за достъп. Това състояние на нещата обаче не трябва да принуждава майстора да се откаже от мечтата си, защото ако наистина искате, можете да опитате сами да направите такова устройство.

Всъщност няма нищо сложно в това и цената на домашна електрическа искрова машина ще ви изненада приятно с бюджета си, защото можете да използвате много налични средства. Въпреки това, преди да продължите с поставената задача, препоръчително е да опишете по-подробно структурата на електрическата искрова машина и най-важното - принципа на нейната работа. И така, цялата същност на работата на това устройство се свежда до пълното или частично разрушаване на обработваната повърхност, което се случва в резултат на излагане на импулсен електрически разряд. Най-просто казано, металът или всеки друг материал просто се разтопява от топлината, генерирана от инсталацията, и за подобряване на ефекта е препоръчително да използвате спомагателна течност. Така че в идеалния случай нанесете обикновен керосин върху потенциалната контактна зона, който винаги е наличен във фермата.

Междувременно спомагателната течност е в състояние не само да измие самата връзка на вибриращата дюза и обработваната повърхност, но и да отмие всички продукти на ерозията. Що се отнася до електродите, най-добре е да използвате специални пръти, изработени от такъв твърд материал като месинг, и те трябва да имат същата форма и размери като дупката, която се прави. Не би трябвало да има трудности със схематичната диаграма на електрическа искрова машина, тъй като при желание можете да намерите подробен аналог на този вид мини-инсталация на всеки интернет ресурс. И така, целият принцип на работа на готовото устройство предполага следния процес: контактът "плюс" на разрядния кондензатор се довежда до детайла, докато неговият "минус" е свързан към самия инструмент, след което се активира електромагнитният вибратор .

В резултат на генерираните искри е възможно да се блокира заваряването на инструмента с обработваната повърхност, която за осигуряване на основни мерки за безопасност е фиксирана в специално затягащо устройство, оборудвано с допълнителен електрически контакт със специална „вана“ ”. За да сглобите силов трансформатор със собствените си ръце, най-добре е да използвате сърцевина (модификация Ш-32), изработена от обикновени трансформаторни стоманени листове с определена дебелина най-малко 4 сантиметра. Що се отнася до самите намотки, първичната трябва да съдържа най-малко хиляда оборота (кран при 650 оборота), докато вторичната трябва да съдържа до 200 оборота. В първия случай е най-добре да използвате стоманени телове от модификация PEV/0.41, а във втория - PEV/2, чийто диаметър е до 125 милиметра.

Не бива да забравяме за това най-важният нюанс, като осигуряване на междинна екранираща намотка, осигурена между първичната и вторичната намотки. Могат да възникнат незначителни затруднения при създаването на капацитет на кондензатор, който трябва да побира две устройства от 50 волта наведнъж. Що се отнася до реостата, максималният ток, за който е проектиран, е от три до пет ампера и трябва да се използва само устройство с хромирана намотка.

Електроерозионната машина е предназначена за рязане на метални части сложна форма. Съвременното оборудване за пробиване дава възможност за обработка на проводящ материал по четири оси наведнъж, произвеждайки продукти с всякаква форма, дори от твърди сплави, които са трудни за обработка.

Възможности на EDM машини

Електроерозионната машина се справя със сложни технологични задачи:

• правене на вдлъбнатини и дупки със сложна конфигурация, включително слепи отвори;
• , инструментални и легирани стомани, твърди сплави и закалена стомана с най-висока твърдост;
• правене на вдлъбнатини с различна конфигурация върху вътрешните повърхности на детайла;
• отвори с резба в детайли от твърд метал;
• производство на части, което е невъзможно или трудно на компютърно управлявани стругове и фрезови машини.

Видове обработка

Има няколко разновидности електроерозионна обработка:

• комбинирани - извършват се едновременно с други видове обработка;
• електроерозионен абразив - материалът се разрушава с електричество и се полира с абразивни частици;
• електрохимичен - металът се разтваря в електролит под въздействието на ток;
• анодно-механичен - металът се разтваря с появата на филм от оксиди, комбиниран с метода на електрическа ерозия;
• закаляване;
• обемното копиране е метод на обработка, който ви позволява да получите проекция на инструмент върху заготовка;
• маркиране;
• шлайфане - металът се полира под въздействието на електричество;
• пиърсинг - инструментът се врязва в заготовката и оформя дупка;
• рязане - електродният инструмент прави захранващи движения и постоянно се пренавива, премахвайки горните слоеве на детайла, създавайки необходимата форма;
• изрязване - разделяне на заготовката на отделни части;
• фина настройка

Принцип на работа на машината

Първичната обработка на заготовката и отстраняването на основните обеми материал става на струговане или фрезас ЦПУ. Принципът на работа на електроерозионното оборудване е, че металът се обработва от токови разряди, възникващи между детайла и инструмента. Като нож се използва опъната тел.

Генераторът освобождава ток в импулси, без да променя свойствата на работната среда. Когато между електродите се появи напрежение над критичното, се образува плазмен канал, който разрушава повърхността на детайла. Появява се малък прорез. Полярността на тока е избрана по такъв начин, че частта да се унищожи по-силно.

За да се намали износването на ножа, се създават еднополярни електрически импулси. В зависимост от дължината на импулса се избира полярността, тъй като при малка продължителност отрицателният електрод се износва по-бързо, а при по-голяма продължителност катодът се износва. Всъщност по време на обработката се използват и двата принципа за създаване на еднополярни електрически импулси: редуващ се положителен заряд и отрицателен заряд се прилагат към заготовката. Водата намалява температурата на инструмента (телта) и отвежда продуктите от разрушаването.

Под въздействието на високочестотни импулси, ерозията се извършва равномерно по дължината на празнината, като постепенно се разширява най-тясната точка. Постепенно инструментът (тел) или частта се премества в желаната посока, увеличавайки зоната на въздействие. Част, изработена от всякакъв материал, който пропуска електричество, може да бъде обработена по този принцип.

Времето за обработка зависи от физически свойстваматериал (електропроводимост, топлопроводимост, точка на топене). Колкото по-бързо се извършва работата, толкова повече грапавост остава на повърхността. Най-добър ефектпостигнато чрез многоходова обработка с намаляваща импулсна мощност.

Машинен дизайн

Основни елементи на електроразрядна машина:

• легло - изработено от специален, високо издръжлив чугун, който придава здравина и стабилност на конструкцията.
• Работен плот - правоъгълна форманеръждаема стомана;
• работна вана от неръждаема стомана;
• Телоподаващото устройство се състои от задвижващи макари (керамика), теловодачи и задвижваща система;
• устройство автоматична инсталацияпроводници (монтирани по желание на клиента);
• диелектричният блок се състои от картонени или хартиени филтри, диелектричен контейнер и контейнер за йонообменна маса, помпа за задвижване на вода;
• използва се антиелектролизен генератор, който предотвратява разрушаването на детайла;
• система за цифрово управление с дисплей.

Изработване на машина със собствените си ръце

Основната трудност при производството на машина със собствените си ръце е сглобяването на искровия генератор. След известно време той трябва да натрупа достатъчно количество електричество и да го изхвърли на една глътка. Необходимо е да се постигне възможно най-кратък скок на тока, така че неговата плътност да е възможно най-висока. Можете сами да извадите компонентите за него от стар телевизор или да го купите.



диаграма на домашна машина: 1 - електрод; 2 — винт за затягане на електрода; 3 — затягащ винт с положителен контакт; 4 — направляваща втулка; 5 — флуоропластично тяло; 6 — отвор за приток на масло; 7 - триножник

Кондензаторът трябва да издържа на 320 V, с общ капацитет от 1 000 uF. Всички части са сглобени в изолирана флуоропластична кутия. Можете да направите водеща втулка за електрода от заземителния щифт на евробуксата. Той се премества напред, докато се изпарява, за което затягащият винт се разхлабва. Стативът за монтиране на цялото устройство трябва да е с регулируема височина. В отвора за приток на масло се вкарва тръба, а направляващата втулка капе масло по надлъжната линия на електрода.

Към електрода е свързано задвижване (стартер с намотка 230V). Ходът на пръта фиксира дълбочината на отвора. Докато кондензаторите се зареждат, лампата се включва и стартерният прът се държи вътре. Веднага след като кондензаторите са достатъчно заредени, лампата изгасва и прътът се движи надолу. Той докосва детайла и възниква разряд под формата на искра, цикълът се повтаря. Честотата на повторение зависи от мощността на лампата.

По време на работа маслото може да се запали. Важно е да спазвате мерките за безопасност! След всички тези стъпки ще получим самостоятелно направена ерозионна машина.

Видеото демонстрира възможностите на EDM машината:

Индустриалната обработка на метали включва няколко десетки метода и техники за промяна на формата, обема и дори молекулярната структура на материала. Електроискровата обработка на метали е една от най-разпространените технологии за обработка на метали, характеризираща се с висока точност и производителност. С помощта на електрически искрови машини можете:

• рязан метал;
• пробийте отвори с микроскопичен диаметър;
• увеличаване на дефектните зони на частите;
• произвеждат бижута с благородни метали;
• укрепване на повърхността на продуктите;
• смила продукти с най-сложни форми;
• отстранете заседналите счупени свредла и фрези.

Създадени са много машини, базирани на електроискровия метод за обработка на метали промишлена употреба. Това е високо прецизно и скъпо оборудване, което могат да си позволят да закупят само големи предприятия, специализирани в металообработването.

Но понякога електрически искрови машини се изискват и в работилници или работилници, където услугите им се изискват от време на време. За да направите това, можете да закупите индустриално устройство с малко ограничени възможности (функционалност в рамките на най-популярните операции) или да изградите домашна електрическа искрова машина. Това е напълно възможно дори у дома, да не говорим за предприятия, които включват стругарски и електромеханични магазини или зони.

Обработката на метали по метода на електрическата искра се основава на имота електрически токпрехвърляне на вещество по време на разпадане. При високо напрежениеи сила постоянен ток(1-60 A) анодът (положително зареден електрод) се нагрява до висока температурав рамките на 10-15 хиляди градуса по Целзий, се топи, йонизира и се втурва към катода. Там, поради електрически взаимодействия, той се утаява.

За да се предотврати възникването на пълноценна електрическа дъга по време на работа, електродите се доближават един до друг само за кратки моменти, продължаващи част от секундата. През това време възниква искра, която разрушава анода и увеличава катода. Третираната зона се нагрява и се излага на електрически ток за милисекунди, докато съседните зони и подлежащият слой нямат време да се затоплят и тяхната структура не се нарушава. Проблемът с граничните държави по принцип не възниква.

Ако се изисква рязане или пробиване, работният инструмент служи като катод, а детайлът служи като анод. При изграждане, укрепване на повърхността или възстановяване на формата на част те сменят местата си. За тези видове обработка са създадени специални машини, всяка от които извършва свои собствени операции.

Инструментите, използвани в EDM инсталациите, са месингови или медно-графитни електроди, които провеждат ток добре и са евтини за производство. С тяхна помощ можете да режете и пробивате най-много твърди сплави. За да се предотврати утаяването на катодния метал върху електрода и увеличаването на неговия размер, процесът протича в течна среда - течността охлажда капките стопилка и не може да се утаи върху електрода, дори и да го достигне. Вискозитетът на течността определя скоростта на движение на материалните частици и те не могат да се справят с течението. Металът се утаява във ваната като утайка и не пречи на по-нататъшното преминаване на тока.

При увеличаване на повърхността на частите или укрепване, металът се прехвърля от анода към катода. В този случай към вибрационната инсталация е фиксиран положителен електрод, който служи като метален донор, а частта е свързана към отрицателния полюс. В този процес не се използва вода или масло, всичко се случва във въздуха.

Технологични показатели

Електрическа искрова инсталация, в зависимост от режима на работа, може да осигури точността на резултата в широк диапазон. Ако се изисква висока производителност при относително ниски изисквания за състояние на повърхността (клас I и II), тогава се използват токове от 10-60 A при напрежение до 220V. В този случай електрическата искрова ерозия може да отстрани метал от зоната на рязане или пробиване в обем до 300 mm 3 /min. При по-високи стойности на класа на точност - VI и VII, производителността намалява до 20-30 mm 3 / min, но са необходими по-ниски токове, не повече от 1 A ​​при напрежение до 40 V.

Такава широка гама от настройки показва, че може да се използва електрическа искрова обработка на метал различни области, както за производство на големи серии части, така и за еднократна работа, включително бижута.

Характеристика на използването на електрически искрови инсталации може да се счита за способността за укрепване на части от различни конфигурации. Тънък слой от по-здрава сплав или метал се нанася върху повърхността на детайла, без да се нагрява основата на голяма дълбочина. Това ви позволява да запазите металната структура на основния продукт и значително да промените свойствата на повърхността му. В някои случаи се изисква основен вискозитет и висока повърхностна твърдост или ин обратен ред. Само машина с електрическа искра може да реши този проблем.

Схема на машина с електрическа искра

Обработката на метали по метода на електрическата искра е много разпространена, така че е много трудно да се разгледат всички видове оборудване и модели на конкретни инсталации. Всички те са обединени от общи структурни елементи:

• DC източник;
• кондензатор;
• вибратор;
• превключвател на режима.

Дизайн, работещ в режим на електрическа искра, може да се различава в редица характеристики, които му позволяват да работи с конкретен материал, но основни принципиконструкцията на работната схема е същата.

Батерията от кондензатори е координирана с механичното движение на електрода, разреждането става в момента на максимално приближаване на работните повърхности. Генераторите на импулси на релаксация определят максималния заряд на кондензатора при максималната амплитуда на отклонение от точката на приближаване. След искровото разреждане кондензаторът има време да се зареди напълно.

Разликата между електроискрова ерозия и електродъгово заваряване и рязане

Използването на импулсен електрически ток се различава от използването на дъга. Импулсът работи в много ограничено пространство, без да има време да загрее съседните зони. Дори при най-трудните сплави по отношение на термичното окисление не е необходима инертна атмосфера - взаимодействието се извършва в области не повече от 0,05-1 mm 2 с дълбочина на въздействие от 0,05-0,3 mm. Дори в най-агресивната атмосфера не възникват условия за активно окисляване.

Направи си сам електрическа искрова машина

Една от основните части на електрическа искрова инсталация, която можете да реализирате със собствените си ръце, разбира се, при спазване на всички правила за безопасност, е дадена по-долу. Трябва да се отбележи, че това е само един от многото дизайни, които могат да се използват при проектирането на машини.

Работната маса на машината трябва да бъде оборудвана със система за отстраняване на оксиди (непрекъснато подаване на масло или керосин). Те намаляват вероятността от отлагане на оксиден филм върху повърхността на частта и в резултат на това спиране на искри. За повреда е необходим надежден електрически контакт. Като основен вариант можете да използвате вана, пълна с течност.

Електродът е месингова или медна тел с необходимия диаметър, която е фиксирана в скоба. Скобата от своя страна е част от вертикалния прът на коляновия механизъм, който се задвижва от електродвигател. Честотата на възвратно-постъпателното движение на електрода се избира в зависимост от характеристиките на обработвания материал.

Всички тоководещи части и кабели трябва да бъдат добре и надеждно изолирани, а самата инсталация да е заземена. Можете да видите как работят домашните домакински инсталации във видеото:

Трябва да се отбележи, че домашните машини никога няма да се равняват на възможностите на индустриалните, например серията ARTA. Те могат да бъдат подходящи за производство на занаяти или да се използват като един от видовете хобита, но не са „на ниво“ за работа в работилница или металообработващ цех. Да не говорим за трудността електрическа схемаи необходимостта от прецизна координация на кинематиката и разряда на кондензатора ги прави много трудни за регулиране.

Проста инсталация с електрическа искра (фиг. 1) ви позволява лесно и бързо да обработвате малки части, изработени от електропроводими материали с всякаква твърдост. С негова помощ можете да правите проходни отвори с всякаква форма, да отстранявате счупен инструмент с резба, да изрязвате тънки канали, да гравирате, да заточвате инструменти и много други.

Същността на процеса на електроискрова обработка е разрушаването на материала на детайла под въздействието на импулсен електрически разряд. Поради малката работна повърхност на инструмента, на мястото на изпускане се отделя голямо количество топлина, което разтопява субстанцията на детайла. Процесът на обработка най-ефективно протича в течност (например керосин), която измива контактната точка между вибриращия инструмент и детайла и отвежда продуктите от ерозията. Инструментите са месингови пръти (електроди), повтарящи формата на предвидения отвор.

Ориз. 1. Малка електрическа искрова инсталация:
1 - детайл; 2 - инструмент; 3 - електромагнитен вибратор; 4 - затягащо устройство; 5 - баня.

Електрическата схема на инсталацията е показана на фиг. 2. Инсталацията работи по следния начин. Разрядният кондензатор C1 е свързан чрез своя положителен извод към детайла 1. Неговият отрицателен извод е свързан с инструмент 2. Електромагнитният вибратор 3 придава непрекъснати трептения на инструмента. Това осигурява постоянно искрене в точката на контакт и предотвратява възможността за заваряване на инструмента към детайла. Заготовката 1 е фиксирана в затягащо устройство 4, което има надежден електрически контакт с ваната 5.

Силовият трансформатор е сглобен върху сърцевина Ш32, изработена от обикновена трансформаторна стомана. Дебелина на комплекта 40 мм. Първичната намотка съдържа 1100 оборота от проводник PEV 0.41 с кран от 650-ия оборот. Вторичната намотка има 200 оборота от проводник PEV-2 с диаметър 1,25 mm. Между първичната и вторичната намотка има екранираща намотка III, състояща се от един слой, навит с проводник PEV 0,18. Капацитетът на разрядния кондензатор е 400 μF (два кондензатора тип KE-2 200 x 50 V). Реостат R1 е проектиран за ток от 3-5 A. Този реостат е навит с нихромова тел с диаметър 0,5-0,6 mm на съпротивление VS-2.

Ориз. 2. Принципна схема на електроискрова инсталация.

Диоди D1-D4 тип D304, могат да се използват и други видове диоди. Напрежението на изхода на токоизправителя е около 24-30 V. Можете да използвате захранвания с по-ниско напрежение, но с висок токтака че мощността, консумирана от веригата за зареждане, да е най-малко 50-60 W.

По време на работа на инсталацията се получава непрекъснато искрене. За да се намалят смущенията, създавани от инсталацията, е необходимо да се включи обикновен филтър за радиосмущения в неговата захранваща верига.

В областта на металообработката методът на електроерозионната обработка (EDM) е широко разпространен. Електроерозионният метод на обработка е открит от съветски учени през 1947 г.

Тази технология може значително да улесни процеса на металообработка, особено при обработката на високоякостни метали, при производството на части от сложни конструкции, както и в други области.

Методът се основава на въздействието на електрически разряди в диелектрична среда върху детайла, в резултат на което металът се разрушава или се променят неговите физични свойства.

Приложение на метода ЕЕО:

• При обработка на детайли от метали със сложни физични и химични свойства;
• При производството на детайли със сложни геометрични параметри, с трудна механична обработка;
• При легиране на повърхността за повишаване на устойчивостта на износване и придаване на необходимите качества на частите;
• Подобряване на характеристиките на горния слой на металната повърхност (втвърдяване) поради окисляване на материала под въздействието на електрически разряд;
• Маркиране на продукти без вредно въздействие, което присъства в механичното брандиране.

Използва се за извършване на различни операции различни видовеелектроерозионна обработка. Индустриалните машини са оборудвани с устройства за компютърно цифрово управление (CNC), което значително опростява използването на всякакъв вид обработка.

Видове електроерозионна обработка на материала:

• Обработката с електрическа искра се използва за рязане на карбидни материали, профилно рязане и за пробиване на отвори в метали с висока якост. Дава висока точност, но скоростта е ниска. Използва се в пиърсинг машини.
• Методът на обработка с електрически контакт се основава на локално топене на метал чрез дъгови разряди с последващо отстраняване на отпадъчния материал. Методът има по-ниска точност, но по-висока скорост на работа от метода на електрическата искра. Използва се при работа с големи детайли от чугун, легирана стомана, огнеупорни и други метали.
• Методът с електрически импулс е подобен на метода на електрическата искра, но се използват дъгови разряди с продължителност до 0,01 секунди. Това дава висока производителност при относително добро качество.
• Анодно-механичният метод се основава на комбинация от електрически и механични ефекти върху метала. Работният инструмент е диск и работна среда – течно стъклоили вещество с подобни характеристики. Определено напрежение се прилага към детайла и диска по време на разреждането, металът се топи и суспензията се отстранява механично от диска.

В промишлеността се използват машини, които работят въз основа на метода на електроерозионна обработка на метал. Те се класифицират по няколко параметъра: принцип на работа, управление, наличие на CNC и др.

Видове машини, работещи на принципа на EEO:

• Машина за телена ерозия;
• Електроерозионна машина за рязане на тел;
• Електроерозионна машина за пробиване.

Поради своята многофункционалност машината EEO е необходима във фермата, а понякога изобщо не е заменяема. Всеки би искал да има такова устройство в гаража си. За съжаление закупуването на такава фабрично сглобена машина е много скъпо и често не е възможно. Има изход от тази ситуация - да го сглобите сами.

Машина за кроене и шиене

Противно на предварителните представи за сложността и невъзможността на подобна задача, това не е така. Това е напълно изпълнима задача за обикновения човек, въпреки че всичко не е толкова просто. Най-простият тип машина е машина за рязане, предназначена за обработка на детайли от легирани, огнеупорни и други издръжливи метали.

Електрическата верига съдържа: захранване, диоден мост, електрическа крушка и набор от кондензатори, свързани в паралелна верига. Електродът и детайлът са свързани към изхода. Нека отново да отбележим, че това електрическа схемаза образна представа за принципа на действие на устройството. На практика диаграмата се допълва с различни елементи, които ви позволяват да настроите машината за пробиване на необходимите параметри.

Общи изисквания към електрическата верига на машина за рязане:

• Помислете за необходимата мощност на машината при избора на трансформатор;
• Напрежението на кондензатора трябва да бъде по-голямо от 320 V;
• Общият капацитет на кондензаторите трябва да бъде най-малко 1000 μF;
• Кабелът, преминаващ от веригата към контактите, трябва да бъде само меден и да има напречно сечение най-малко 10 mm;

Пример за работна диаграма:

Както можете веднага да видите, схемата се различава значително от основната, но в същото време не е нещо свръхестествено. Всички детайли на електрическата верига могат да бъдат намерени в специализирани магазини или просто в стари електронни устройства, дълго време събира прах някъде в гаража. Отлично решение е използването на CNC за управление на машината, но този метод на управление струва много и свързването му към домашна машинаизисква определени умения и знания.

Машинен дизайн

Всички елементи на електрическата верига трябва да бъдат здраво закрепени в диелектричен корпус; препоръчително е да използвате флуоропласт или друг материал с подобни характеристики. Необходимите превключватели, регулатори и измервателни уреди могат да бъдат изведени на таблото.

На рамката трябва да прикрепите държач за електрода (трябва да бъде подвижно фиксиран) и детайла, както и баня за диелектрика, в която ще се проведе целият процес. Като допълнение можете да инсталирате автоматично захранване с електроди, ще бъде много удобно. Работата на такава машина е много бавна и отнема много време, за да се направи дълбока дупка.

Направи си сам машина за тел

Електрическата верига на машината за рязане на тел е същата като тази на машината за рязане, с изключение на някои нюанси. Нека да разгледаме други разлики на телената машина. Структурно машината за рязане на тел също е подобна на машината за рязане, но има разлика - тя е работен елемент на машината. На тъкачния стан, за разлика от машината за рязане, има тънка медна тел върху два барабана и по време на работа телта се пренавива от един барабан на друг.

Това беше направено, за да се намали износването на работния инструмент. Фиксираният проводник бързо ще стане неизползваем. Това усложнява дизайна с механизъм за движение на тел, който трябва да бъде монтиран върху рамката за удобна обработка на части. В същото време дава на машината допълнителна функционалност. При рязане на сложни елементи най-добрият вариантще инсталира CNC, но, както бе споменато по-горе, това се дължи на някои трудности.