Содержание статьи:
Электроэрозионная обработка (ЭЭО) — это современный метод обработки металлов, основанный на использовании электрических разрядов для удаления материала с поверхности заготовки. Эта технология активно применяется в различных отраслях промышленности благодаря своей высокой точности и способности обрабатывать сложные формы.
Обработка электрическим разрядом (ЭЭО) — это технология удаления материала или изготовления изделий. Впервые она была представлена Джозефом Пристли в 1770 году. Однако с модернизацией оборудования эта технология теперь интегрирована с компьютерным числовым управлением (ЧПУ). Современные станки для ЭЭО интегрированы с автоматизированными операциями ЧПУ и используются для резки металла, удаления материала и т.д.
Электроэрозионная обработка приобрела огромную популярность в операциях с ЧПУ и других видах производственной деятельности. Несмотря на свою популярность, эта технология все еще непонятна многим. Поэтому в этой статье мы рассмотрим электроэрозионную обработку (ЭЭО), конструкцию установки ЭЭО и принцип работы ЭЭО.
Что такое электроэрозионная обработка (ЭЭО)
Электроэрозионная обработка (ЭЭО) — это процесс удаления материала путем воздействия на него повторяющегося контролируемого электрического разряда. Он работает на основе термоэлектрического явления. Поскольку электрический разряд происходит между электродом/проволокой и заготовкой, на заготовке генерируется тепловая энергия. Это приводит к удалению слоя материала.
Как правило, существует три типа станков ЭЭО:
- электроэрозионная обработка штамповкой;
- электроэрозионная обработка малых отверстий;
- проволочно-вырезная электроэрозионная обработка.
Однако в современных производственных процессах проволочно-вырезные электроэрозионные станки интегрируются с ЧПУ. Поэтому в промышленности широко используются автоматизированные электроэрозионные станки.
Принцип работы электроэрозионной обработки
ЭЭО базируется на принципе электрического пробоя диэлектрика между электродом и обрабатываемой деталью. Основные этапы процесса:
- Формирование разряда: Между электродом-инструментом и заготовкой подается электрическое напряжение.
- Удаление материала: В зоне разряда образуется высокая температура, которая плавит и испаряет металл.
- Промывка зоны обработки: Диэлектрическая жидкость удаляет продукты эрозии, обеспечивая чистоту поверхности.
Для осуществления процесса используются два основных метода:
- Погружная обработка — деталь полностью погружается в ванну с диэлектриком.
- Обработка струей — диэлектрик подается струей в зону резки.
Основные виды электроэрозионной обработки
- Проволочная резка Проволочная электроэрозионная обработка (ЭЭП) используется для высокоточной резки сложных контуров. Инструментом служит тонкая проволока из латунного или медного сплава.
- Обработка штампами Применяется для изготовления сложных штампов и пресс-форм. В данном случае электрод имеет форму, соответствующую обрабатываемому профилю.
Виды применяемого оборудования
Существует множество самых разных методов обработки металлических изделий. Однако электроэрозионная обработка дает гораздо лучший результат, чем механическая. Обосновано это задействованием специализированного оборудования.
Для изготовления пресс-форм, деталей сложных форм и изделий, для которых важную роль играет точность обработки, задействуется проволочно-вырезные электроэрозионные станки. К примеру, с помощью электроэррозионных агрегатов создают детали механизмов в авиастроении и даже космической промышленности.
В серийном производстве разнообразных деталей удобно использовать копировально-прошивочное оборудование. Такие агрегаты дают возможность создавать мелкие элементы. Так, оборудование задействуется для изготовления сеток и всевозможных штампов.
Подбирать станки электроэрозионной обработки следует исходя из особенностей поставленных задач. Также следует понимать, что работать с агрегатом могут только квалифицированные специалисты при тщательном соблюдении техники безопасности. Провести обработку в кустарных условиях не удастся.
Давайте рассмотрим конструкцию и принцип работы ЭЭО-обработки.
Конструкция установки для электроэрозионной обработки
Установка для электроэрозионной обработки состоит из следующих компонентов:
Диэлектрический резервуар и система циркуляции
Это самый нижний компонент установки электроэрозионной обработки. В нем хранится диэлектрическая среда, например, деионизированная вода. Для циркуляции диэлектрической среды из резервуара к электроду установлена насосная система.
Блок управления и генератор энергии
Блок управления интегрирован с программой ЧПУ и операционной панелью, которая управляет потоком диэлектрика в соответствии с требованиями резки материала.
Инструментальная стойка и электродный инструмент ЭЭО
Далее, электрод или проволока ЭЭО устанавливается на инструментальную стойку, так как сама проволока выступает в качестве инструмента при обработке ЭЭО. Кроме этих компонентов, в механизм управления могут быть добавлены сервосистемы. Это помогает поддерживать необходимый зазор между проволокой ЭЭО и заготовкой.
Принцип работы электроэрозионного станка
Во время обработки электроэрозионным способом выполняются следующие действия. Эти шаги составляют принцип работы электроэрозионного станка:
- Электрод ЭЭО и заготовка устанавливаются. Между кончиком электрода и заготовкой сохраняется небольшой зазор на рассчитанное расстояние. Это делается с помощью сервомеханизма.
- Включается подача диэлектрика для погружения заготовки в деионизированную воду. Затем подача выключается.
- При подаче команды через блок генерации энергии и управления между заготовкой и электродом создается разность потенциалов. Поскольку электрод генерирует электрическую искру, возникает высокая тепловая энергия, которая приводит к плавлению и испарению металла.
- Хотя электрическая искра, генерируемая электродом, не является непрерывной, она разрывается по мере смывания слоя диэлектрика. Погружение заготовки, создание разности потенциалов и электрическая искра повторяются короткими периодическими циклами и продолжают удалять слой материала до тех пор, пока не будет отрезано необходимое количество материала. Поскольку блок управления электроэрозионных станков интегрирован с системой ЧПУ, сфера применения этой технологии в прецизионной обработке расширилась.
Области применения электроэрозионной обработки
ЭЭО широко применяется в:
- Авиакосмической промышленности: Производство лопаток турбин, элементов двигателей.
- Медицине: Изготовление хирургических инструментов, имплантатов.
- Автомобилестроении: Формы для литья деталей, матрицы.
- Электронике: Производство микроэлектромеханических систем (MEMS).
Преимущества обработки изделий методом ЭЭО
На некоторых промышленных предприятиях сегодня по-прежнему используют механическую обработку металлических заготовок. Однако метод электроэрозионной обработки показал себя куда более эффективным. Можно выделить несколько очевидных преимуществ:
- Высокая точность: Позволяет достигать точности до 1-2 микрон, что идеально для создания сложных деталей.
- Обработка твердых материалов: ЭЭО применяется для обработки металлов высокой твердости, таких как карбид вольфрама, титан, закаленная сталь.
- Минимальное механическое воздействие: Отсутствие контакта инструмента с деталью исключает деформацию заготовки.
- Создание сложных форм: Технология позволяет обрабатывать изделия с внутренними полостями, тонкими стенками и резьбой.
Электроэрозионная обработка открывает широкие возможности и позволяет работать с различными видами металлов. Это становится возможным благодаря тому, что нет необходимости проводить какое-либо механическое воздействие. Также в процессе работы с оборудованием не возникает шума.
Советы специалистов Артель по оптимизации процесса
- Выбор подходящего электрода: Материал и форма электрода существенно влияют на точность и скорость обработки.
- Качество диэлектрической жидкости: Регулярная фильтрация увеличивает срок службы оборудования и улучшает качество поверхности.
- Параметры подачи тока: Оптимизация настроек позволяет минимизировать износ электрода и повысить эффективность процесса.
Заключение
Электроэрозионная обработка — это инновационная технология, которая предоставляет уникальные возможности для точной обработки сложных металлических деталей. Ее преимущества, такие как высокая точность, универсальность и способность работать с твердыми материалами, делают ее незаменимой в высокотехнологичных отраслях. Если вы ищете решение для обработки сложных форм или материалов высокой твердости, электроэрозионная обработка станет идеальным выбором.