Электроэрозионные станки проволочные вырезные — принцип работы, схемы

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

Назначение электроэрозионных станков

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

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

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

Предисловие автора

Данная статья написана исключительно для описания электроэрозионного метода обработки металлов.

Описание конструкции в целом и любой его части не может быть пособием по созданию электроэрозионного станка.

Электрическая схема и устройства станка нарушает все правила электробезопасности и представляет реальную угрозу вашей жизни, электросети и оборудованию.

Автор не несет никакой ответственности за ущерб нанесенный Вашему здоровью и имуществу если Вы попытаетесь реализовать описанную здесь конструкцию.

Любая часть этой статьи не может быть напечатана или передаваться кому- бы то ни было без этого предупреждения.

Автор сделал этот станок для одной конкретной задачи при ограничении времени и деталей.

После решения этой задачи станок был разобран, так как он абсолютно не безопасен.

Принцип РАБОТЫ

Электроэрозионная резка происходит во время возникновения импульса газового электрического разряда, который имеет направленное действие. Схема такова, что при этом происходит разрушение и удаление части материала в зоне воздействия.

особенности технологии лазерной резки фанеры на автоматическом станке с ЧПУ.

Под влиянием высокой температуры в области возникновения разрядов происходит плавление металла (латунная или медная проволока) с частичным его испарением. Для того чтобы получить необходимую температуру, схема использует генератор импульсов, позволяющий сконцентрировать большое количество энергии.

Электродами, между которыми возникает разряд, являются сама деталь, с одной стороны, и инструмент — с другой. Пространство между ними заполняется рабочей жидкостью, которая постоянно подается при работе станка через подводящую трубку (латунная или медная), если обработка не происходит в специальной ванной.

Электроэрозионный станок процессе работы

Электроэрозионные станки, в которых используются электрические разряды различных видов и способов их получения, могут производить несколько разновидностей электроэрозионной обработки металла:

• электроискровая схема;
• электроконтактная схема;
• электроимпульсная схема;
• анодно-механическая (комбинированная схема).

В работе с различными материалами прошивочный электроэрозионный станок с ЧПУ имеет одно ограничение — у них должна быть хорошая электрическая проводимость. Если материал не обладает этим свойством, то прошивной станок работать не сможет.

«О принципах работы фальцепрокатного станка».

к меню

Процесс работы электроэрозионного станка (видео)

к меню

§1 Вступление

Создать этот станок меня заставила проблема с удалением обломанной высокоуглеродистой биты в картере заднего моста моей машины.

Отвинчивая крышку редуктора заднего моста, я оборвал головку болта М8.

В отсутствии экстрактора попытался использовать углеродистую биту в виде звездочки, которую забил в отверстие просверленное в остатке болта.

При попытки открутить остатки болта бита обломилась. Высверлить обломок биты твердосплавными сверлами не удавалось.

Пришлось подумать, как это сделать, не снимая моста.

Конструкция станка

Все элементы электрической схемы необходимо надежно закрепить в корпусе из диэлектрика, в качестве материала желательно использовать фторопласт или другой с похожими характеристиками. На панель можно вывести необходимые тумблеры, регуляторы и измерительные приборы.

На станине нужно закрепить держатель для электрода (должен быть закреплен подвижно) и обрабатываемой детали, а также ванночку для диэлектрика, в которой и будет проходить весь процесс. Как дополнение можно поставить автоматическую подачу электрода, это будет очень удобно. Процесс работы такого станка очень медленный, и для проделывания глубокого отверстия уходит много времени.

Разработка горизонтального электроэрозионного станка

Схема установки включает основные узлы и детали:

• 1 – электрод;
• 2 – винт фиксации электрода в направляющей втулке;
• 3 – клемма для фиксации положительного провода от преобразователя напряжения;
• 4 – направляющая втулка;
• 5 – корпус из фторопласта;
• 6 – отверстие для подачи смазки;
• 7 – станина.

Установка небольшого размера, которую можно установить на столе. В корпусе 5 направляющая втулка 4 может перемещаться в обе стороны. Для ее привода нужен специальный механизм или приспособление.

К втулке 4 крепится электрод 1, плюсовой провод также присоединен с помощью клеммы 3. Остается только собрать предложенную схему в реальную установку в домашних условиях. В ней использована самая простейшая оснастка.

§2 Электроэрозия

Принцип электроэрозионной обработки металлов основан на испарении металла искровым разрядом.

Если Вы видели короткое замыкание конденсатора на металлической пластине, то помните, что в месте разряда остаётся лунка.

Металл в этом месте испаряется от высокой температуры искрового разряда.

Электроэрозионные станки более 50 лет применяются в промышленности для обработки высокопрочных сплавов.

§5 Реализация станка

Детали для искрового генератора не дефицитны, их можно купить в специализированном магазине или взять на ближайшей помойке.

Конденсаторы Вы найдете в любом выброшенном телевизоре или мониторе или в блоке питания от компьютера.

Там же найдете и диодный мост.

Напряжения указанное на конденсаторе должно быть не менее 320 В.

Емкость конденсатора может быть любой, сумма всех ёмкостей конденсаторов должна быть не менее 1000 мкФ (все конденсаторы соединяются параллельно).

Чем больше будет ёмкость, тем мощнее будет удар.

Все это надо собрать в прочном изоляционном корпусе.

Как я уже говорил для монтажа надо использовать толстые медные провода (6..10мм2), которые должны идти от конденсаторов к электродам.

Провода от конденсаторов к диодным мостам и к лампе могут быть 0,5мм2.

Лампу установить в фарфоровый патрон и прочно закрепите его на подставке, чтобы лампа не упала и не разбилась,

желательно здесь же установить автомат защиты на 2..6 А. с его помощью можно будет включать схему.

Для электродов нужно сделать надежные зажимы.

Для минусового провода большой крокодил или винтовой зажим.

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

Рис.2 Устройство станка

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

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

Он был просверлен вдоль оси для установки в него электрода и сделано два отверстия с резьбой для закрепления электрода и провода.

По мере испарения электрода его подают вперед, ослабив винт 2.

Вся конструкция крепится на надёжный штатив, который позволяет менять высоту.

В отверстие 6 вставляется трубочка с маслом.

Направляющая втулка 4 как шприц подает масло вдоль электрода.

Рис.3 Фотография станка

Для привода электрода был использован отечественный пускатель с катушкой на 220в, шток которого имеет ход 10 мм (он определяет максимальную глубину отверстия).

Обмотка пускателя подключается параллельно лампе Н1, поэтому пока конденсаторы заряжаются (лампа горит) шток пускателя втянут.

После зарядки конденсаторов лампа гаснет, так как ток в системе перестает течь и шток отпускается.

При отпускании штока он касается детали, происходит искровой разряд, лампа Н1 загорается и шток снова втягивается. Цикл повторяется снова, с частотой примерно 1Гц.

Если надо увеличить частоту, то нужно увеличить мощность лампы Н1.

В качестве детали на фотографии использован напильник.

Рис.4 Фотографии сверла с отверстием, проделанным этим станком.

Параметры, которые влияют на скорость и точность обработки

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

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

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

Самодельное оборудование

Станки самодельного типа собираются в тех ситуациях, когда высокоточная обработка металлических сплавов производится довольно часто и в сравнительно крупных объемах. Сразу стоит отметить, что это оборудование сделать непросто. Такого рода начинание оправдывает себя лишь в мастерских и в цехах для обработки металлов.

В сети сейчас можно отыскать массу подробных инструкций, которые помогут реализовать эту задумку. Станки-самоделки нередко применяются для создания надписей, гравировки, резки тонколистового металла и некоторых иных целей.

Возможности электроэрозионного станка

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

Электроэрозионный станок:

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

§4 Особенности работы с искровым генератором

Обрабатываемая деталь должна быть токопроводящая, т.е. это должен быть металл или сплав металлов.

Прочность сплавов значения не имеет.

Электрод должен быть медным или латунным.

Отверстие, получаемое в детали, будет повторять форму электрода.

Если электрод будет треугольным, то и отверстие в детали будет треугольное.

При работе электрод будет укорачиваться за счет испарения примерно с той же скоростью, с какой будет углубляться отверстие.

Скорость углубления для этой схемы составляет примерно 0,025мм за удар.

То есть, за 40 ударов глубина отверстия будет около 1мм (для диаметра отверстия 2..3мм).

При увеличении диаметра отверстия скорость углубления будет уменьшаться.

После каждого удара образовавшееся отверстие будет покрываться изнутри окислами металлов и постепенно искра начнёт уменьшаться, пока совсем не прекратиться.

Поэтому второй частью станка должна быть система удаления окислов.

Для этого необходимо подавать в отверстие керосин или масло.

Удаления окислов происходит за счет взрыва капли масла в искровой дуге.

Масло испаряется за счет высокой температуры и вступает в реакцию с кислородом, который находится в воздухе,

в результате чего в отверстии происходить щелчок (взрыв) который выбрасывает окислы металла наружу.

Я использовал баллончик с силиконовой смазкой.

Достаточно после каждого третьего щелчка брызгать в отверстие силиконовую смазку и искра не будет пропадать.

Только будьте внимательны, если налить много силикона он может загореться.

Подачу электрода нужно обязательно фиксировать направляющей, так чтобы он бил всё время в одну точку и двигался параллельно оси отверстия.

Выводы

Электроэрозионные станки являются очень полезными устройствами, которые способны выполнять очень сложную работу. Огромное количество пользователей, которые проводят обработку различных материалов именно на станках такого типа, свидетельствуют в пользу такого оборудования, зарекомендовавшего себя с наилучшей стороны.

Целый ряд достоинств, а также нетипичный принцип работы, которые позволяет достигать выдающихся результатов при обработке различных заготовок, делают это обрабатывающее оборудование настоящим титаном среди устройств другого типа, но предназначенных также для обработки различных заготовок.

Простота эксплуатации электроэрозионных станков позволяет осуществлять на нём работу даже тем пользователям, которые ранее не имели опыта или определённых навыков работы с таки оборудованием.

Принцип работы электроэрозионных станков, заключающийся в использовании электрической эрозии для обработки заготовок, позволяет добиваться очень качественных результатов.

Заключение

1. Станок для электроэрозионной обработки металла позволяет выполнять доработку закаленных деталей, не снижая их прочности.
2. Даже самый простейший станок, изготовленный из подручных материалов, позволяет выполнять ряд операций, которые невозможно выполнить другими инструментами и приспособлениями.

§6 Меры безопасности при работе

При работе со станком нужно учесть:
• Во первых, из-за отсутствия нужного трансформатора схема искрового генератора была сделана без гальванической развязки с промышленной сетью 220в.
  
  Если деталь окажется, каким-то образом заземлена, то это приведет к короткому замыканию сети.
  
  
• Во-вторых, из-за отсутствия нужного трансформатора используется опасное для жизни человека напряжение. Удар искровым разрядом в 220в 1000 мкФ будет летален.
• В-третьих, к детали не должны быть подключены электронные приборы даже через корпус. Например, если полностью не снять электронные блоки с машины и не отсоединить аккумулятор, то можно легко вывести их из строя.
• В-четвертых, керосин или масло подаваемые в отверстие могут легко загореться, что приведет к пожару.

Поэтому я настоятельно не рекомендую повторять эту конструкцию.

Минимум что в ней надо теоретически изменить:
• Поставить развязывающий трансформатор 220в/12в Р=200 ВА
• Лампу Н1 12в 120Вт
• Увеличит емкость батареи до 20 000 мкФ ( можно испол. конденсаторы на 35В)

Причем разработать и изготавливать конструкцию должен специалист , аттестованный на такие работы.

Если же вам необходимо изготовление деталей в промышленном масштабе, рекомендую использовать профессиональное оборудование:

Электроэрозионные станки

Супердрели для отверстий

Проволочно-вырезные станки

Копировально-прошивные станки

Назад &nbsp Главная &nbsp

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...