Воскресенье, 02 Декабрь 2018 08:06

Электроэрозионный прошивной станок

Автор 
Оцените материал
(1 Голосовать)

Технико-экономические показатели станка

Обработка металлов различного уровня твердости с высокой точностью возможна при использовании нетрадиционных способов. К ним относится и резка, шлифовка и укрепление поверхности электроэрозионными воздействиями. Электроэрозионный станок придуман достаточно давно, но получил распространение только в последние десятилетия.

 

Первый станок промышленного уровня был создан компанией CHARMILLES TECHNOLOGIES в 1952 году, а электроэрозионный станок с ЧПУ появился в 1969 году. По сравнению с традиционными способами обработки металлов — ковкой, литьем, шлифованием, фрезеровкой, электроискровой способ можно считать инновационным. Первым упоминаниям о кованых и литых изделиях несколько тысяч лет.    

       

Электроэрозионная обработка – это такая обработка, при которой происходит изменение формы, размеров, качества поверхности заготовки, которые происходят под действием электрических разрядов, что приводит к разрушению поверхности. В процессе этой обработки, материал заготовки плавится и (или) исправляется и удаляется в жидком и (или) парообразном состоянии. Удаление обычно носит взрывной (импульсный) характер, протекая в короткий отрезок времени на небольшом участке поверхностей, в месте локализации канала разряда. Канал разряда – это заполненная плазмой цилиндрическая область малого сечения.

 

Плазма – нагретый до высокой температуры ионизированный газ. И результатом пробоя и образования канала разряда является разрушение металла поверхности электродов в местах локализации канала – электрическая эрозия металла. Интенсивность разрушения каждого из электродов различна и при прочих условиях зависит от полярности электродов, формы и длительности импульсов разрядного тока. Соответственно обрабатываемая заготовка подключается таким образом, чтобы интенсивность ее разрушения (обработки) всегда была выше интенсивности разрушения (износа) электрода-инструмента.

 

 

           Подавая на искровой промежуток электрические разряды или импульсы, мы получаем воздействие на металл. Для более лучшего результата обработки выбирается, соответственно и более подходящий путь для её выполнения. Итак, важным элементов этого воздействия является то, что заготовка может обрабатываться по различным направлениям в одно и то же время.

           Прошивной станок предназначен для обработки как внутренних, так и наружных сферических элементов, работая по 3-мерной линейной траектории. Также можно производить электроэрозионный прожиг.

 

 

           Первый в мире советский электроэрозионный станок был предназначен для удаления, застрявшего в детали сломанного инструмента. С тех пор в нашей стране и за рубежом выпущено большое число разнообразных по назначению, производительности и конструкции электроэрозионных станков.

 

 

           В настоящее время цена электроэрозионного станка этого типа колеблется около 1 млн. 800 тыс. рублей.

 

Выбор технических характеристик станка

 

          Проанализируем, при каких «критериях» выбираются электроэрозионные станки.

 

1)    Геометрические параметры

Для того чтобы выбрать прошивной станок, который в свою очередь создает размерный ряд, нужно для начала просмотреть массу и габаритные размеры.

 

2)    Производительность

 

          Влияние электроэрозионных станков на производительность:

  • параметры импульсов разрядного тока;

  • условия подвода рабочей жидкости и характеристики ее потока;

  • материал и качество электрод-инструмента;

  • способ защиты проволоки от обрывов.

 

3)    Точность

          

Критерии от которых зависит точность:

- жесткость;

- точность и повторяемость позиционирования по различным осям;

- динамические характеристики приводов;

- уровень температурных деформаций;

- стабильность параметров импульсов генератора;

- устойчивость устройства ЧПУ к помехам.

 

4)    Шероховатость

          

Для обработки деталей важно достигнуть определенной шероховатости. Факторы, которые влияют на шероховатость детали:

  1. Энергия разряда;

  2. Сила тока;

  3. Материал электрода-инструмента.

          

 

Для примера на рисунке 1 приведена таблица технических характеристик трех электроэрозионных станков.

 

 

 Технические характеристики ЭЭП станков

Рис.1 -  Технические характеристики ЭЭП станков

 

  

 

Компоновка станка

 

           Для работы на электроэрозионном станке и для обработки, нужно специальное оборудование, которое связано с операцией прошивки. К специальным относят: транзисторный генератор, тиристорный генератор, электрошкаф. К дополнительной комплектации относят теплообменники.

            Компоновка прошивных станков – вертикальная. Такая компоновка является выгодным вариантом, так как происходит удаление ненужных «отходов» при обработке детали. Позволяет эффективно защитить оборудование от пыли и грязи и экономно расходовать рабочий ресурс оборудования.

 

            В настоящее время компоновка осталась такой же, как и раньше, но внешне дизайн стал лучше, что и можно пронаблюдать на рисунке 2.

 

 Общий вид прошивочного станка

Рис. 2 – Общий вид прошивочного станка

 

             Далее рассмотрим из каких элементов (рис.3) состоит данный вид станков:

 

1)    Станок;

 

2)    Рабочая ванна;

 

3)    Стол;

 

4)    Электрод-изделие;

 

5)    Регулятор подачи;

 

6)    Источник питания (генератор импульсов);

 

7)    Система снабжения;

 

8)    Электрод-инструмент.

 

 

 Основные элементы электроэрозионного прошивного станка

Рис. 3 – Основные элементы электроэрозионного прошивного станка

 

 

Привод главного движения в станке

 

           Привод подачи электрода-инструмента является самым главным исполнительным механизмом в прошивных станках. Передача движения от электродвигателя к ЭИ может осуществляться реечной передачей, винтовой передачей или дифференциальной передачей.

 

 

           Рассмотрим два вида привода подач и сравним какой их них является более предпочтительным:

 

1)    Электромеханический привод: ходовой винт получает вращательное движение через редуктор от электрического двигателя постоянного тока. Вращение ходового винта 1 происходит в гайке, которая закрепляется в шпинделе. Шпиндель получает возвратно-поступательное движение тем самым, выполняя подвод ЭИ, а после окончания обработки отвод ЭИ. Опорами для шпинделя служат подшипники.

 

2)    Электрогидравлический привод: для того чтобы поршень двигался в режиме колебаний соленоид с обмотками включается в сеть переменного тока. Соленоид управляет движением поршневого золотника. Золотник реагирует на изменение межэлектродного пространства между ЭИ и обрабатываемой деталью, когда получает сигнал на обмотке соленоида сигнал, золотник перемещается, и поршень связанный с золотником перемещается в цилиндре.

 

          После просмотра принципа работы приводов, стало понятно, что с точки зрения быстродействия системы и стабильности подач электрогидравлический привод оказался предпочтительнее. С помощью такого привода можно создавать достаточно большие усилия при обработке. Но если смотреть, с другой стороны, со стороны точности обработки, то электромеханический привод уступает электрогидравлическому. Объясняется это устранением люфта. Однако электрический гидропривод имеет большие размеры и вес, да и то стоимость этого привода высокая.

 

 

 

Направляющие станка

 

           Направляющие служат для перемещения по станине подвижных узлов станка, обеспечивая правильность траектории движения заготовки или детали и для восприятия внешних сил. Во всех металлорежущих станках применяются направляющие: скольжения, качения, комбинированные, жидкостного трения, аэростатические.

 

                Предъявляющие требования: первоначальная точность изготовления, долговечность, высокая жесткость, высокие демпфирующие свойства, малые силы трения, простота конструкции, возможность обеспечения, регулирования зазора-натяга.

 

                В зависимости от расположения направляющие делятся также на горизонтальные, вертикальные, наклонные.

 

 

 

Шпиндельные узлы станка

 

 Конструкция прошивочной головки ЭЭ станка

Рис. 4 - Конструкция прошивочной головки ЭЭ станка

 

              В качестве шпинделя у ЭЭП станков является прошивочная головка, рассмотреть ее можно на рисунке 4, который представлен выше.

  1. Гидростатическая направляющая;

  2. Шпиндель;

  3. Гидроцилиндр;

  4. Вал

  5. Гидротормоз

  6. Редуктор

  7. Гидропанель

  8. Корпус

  9. Стяжка

  10.  Переходная плита

 

 

 

Приводы подач станка

 

           Электроэрозионное разрушение осуществляется в рабочей среде, которая подаётся в МЭП. Поэтому каждый ЭЭП станок оснащен системой подачи рабочей жидкости, что представлено на рисунке 5. Так как в процессе обработки происходит загрязнение рабочей жидкости, то в компоновку станка входит и система регенерации рабочей жидкости. В ЭЭП станках обычно эти две системы объединены.

 

 

 Система подачи и регенерации РЖ

Рис. 5 - Система подачи и регенерации РЖ      

     

  1. Емкость

  2. Гидроносос

  3. Манометр

  4. Система фильтрации

  5. Гидрораспределитель

  6. Вентиль

  7. Гидроприемник

  8. Ротаметр

  9. Кран

  10.  Кран

  11.  ЭИ

  12.  Деталь

  13.  Рабочая ванна

  14.  Слив

     

     

           Рабочая жидкость из емкости >> гидронасос. Регулирование подачи рабочей жидкости - манометром. Поток рабочей жидкости >> систему фильтрации >>  гидрораспределитель. При превышении требуемого давления открывается вентиль и часть рабочей жидкости >>  гидроприемник >> либо через кран 10 в рабочую ванну, либо через кран 9 через полый ЭИ. Обрабатываемая деталь  находится в рабочей ванне. Для регенерации рабочая жидкость >> рабочей ванны через слив.

 

 

 

Несущая система станка

 

             Станина ЭЭП станков выполнена в виде коробки, которая придает конструкции устойчивость и повышенную жесткость. Каретка барабана, крепления колонны, направляющие стола, являются ответственными частями станины, которые подвергаются шабрению и полированию.

             Для того, чтобы изготовить станину нужно использовать материалы, которые будут обладать высокой прочностью и иметь небольшой коэффициент теплового расширения. Для изготовления станины ЭЭП станка применялся особый вид чугуна - высокопрочный.

 

 

 

Типичные представители

 

             В процессе подготовки реферата были разобраны несколько современных представителей станков электроэрозионного прошивного типа, оснащенных системой числового программного управления.  Были представлены такие станки как, CNC-C90 и ZNC-50. Их основные технические характеристики и особенности приведены ниже.

 

 

 Электроэрозионный прошивной CNC-C90

Рис. 6 – Электроэрозионный прошивной CNC-C90

 

Параметры

Ед. изм.

CNC-C90

Размеры ванны рабочей жидкости

мм

1240 x 700 x 435

Размеры стола

мм

800 x 450

Перемещение X, Y, Z

мм

500 x 400 x 350

Расстояние от главной оси до плоскости рабочего стола

мм

650

Перемещение (пиноли) по оси Z

мм

-

Макс. вес заготовки

кг

1350

Макс. вес электрода

мм

11 / 200

Макс. емкость диэлектрика

литр

600

Макс. скорость обработки

мм3/ мин

480

Мин. норма износа

%

< 0.1

Макс. показатель шероховатости обработанной поверхности

μm

< Ra 0.12

Макс. выходной ток

А

60

Макс. входная мощность

кВт

4.06

Габариты станка (Длина x Ширина x Высота)

см

205 x 180 x 244

Итоговый вес станка

кг

2,635

 

 

 

ОСОБЕННОСТИ прошивного станка:

 

  • Программа со вспомогательными иконками для более легкой работы

     

  • Встроенная память, жесткий диск и поддержка интернет или программа RS232 передачи данных

     

  • Оснащен высокоточным линейным энкодером Heidenhain (1мкм)

     

  • Расширенный линейный ход для круговой обработки и перемещения

     

  • Прецизионная ШВП для точной передачи

     

  • Двойная система фильтрации отделяет углеродный остаток более эффективно

     

  • Многоточечная противопожарная система обнаружения

     

  • Память до 1000 установок параметров обработки, 20 искровых данных в установке

     

  • Векторные и угловые функции EDM

     

  • Возможность редактирования программ

     

  • GM код и диалоговая функция редактирования

     

  • 48 режимов обработки

     

  • Авто память на 60 установок рабочих координат

     

  • Автоматическая запись времени обработки и расхода материала

     

  • Доступное оборудование - АТС (4 инструмента / 6 инструментов/ 20 инструментов)

     

     

 Электроэрозионный прошивной ZNC-50

Рис. 7 – Электроэрозионный прошивной ZNC-50

 

 

Параметры

Ед. изм.

ZNC-50

Размеры ванны рабочей жидкости

мм

940 x 530 x 350

Размеры стола

мм

630 x 360

Перемещение X, Y, Z

мм

350 x 250 x 200

Расстояние от главной оси до плоскости рабочего стола

мм

520

Перемещение (пиноли) по оси Z

мм

200

Макс. вес заготовки

кг

500

Макс. вес электрода

мм

50

Макс. емкость диэлектрика

литр

300

Макс. скорость обработки

мм3/ мин

420

Мин. норма износа

%

< 0.1

Макс. показатель шероховатости обработанной поверхности

μm

< Ra 0.12

Макс. выходной ток

А

50

Макс. входная мощность

кВт

3.3

Габариты станка (Длина x Ширина x Высота)

см

140 x 138 x 220

Итоговый вес станка

кг

1,375

 

 

ОСОБЕННОСТИ прошивного станка:

 

  • Построение в экспертное системе

     

  • Параметр EDM может быть изменен в соответствии с Авто настройками программы

     

  • Оснащен высокоточным линейным энкодером Heidenhain (1мкм)

     

  • Китайский / английский; мм / дюймы

     

  • Автоматическая калибровка и позиционирование по оси Z

     

  • Доступна обработка большой поверхности со стабильным и медленным выводом отходов

     

  • С замкнутой цепью 0.5А достигается лучшая чистота поверхности

     

  • Прецизионная ШВП для точной передачи

     

  • Многоточечная противопожарная система обнаружения

     

  • Доступна обработка глубокого отверстия с эффективным выводом отходов

     

  • Объединенный рабочий интерфейс на экране способствует более простому пониманию

     

  • Возможность идентифицировать изношенное место электрода, поверхность, вызывающую обрыв электрода

    Двойная система фильтрации отделяет углеродный остаток более эффективно.

Дополнительная информация

  • Заказчик: Организация
  • Статус: Нет исполнителя
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 01.10.2018
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Рассказать подробней про тему проекта
Прочитано 120 раз Последнее изменение Воскресенье, 02 Декабрь 2018 09:26
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии