R-A-351605-4

Четверг, 15 Июль 2021 14:39

Электроэрозионная обработка

Автор 
Оцените материал
(1 Голосовать)

Электроэрозионная обработка, или EDM,-это бесконтактный процесс, который позволяет обрабатывать детали независимо от их твердости. Электроэрозионная обработка включает в себя помещение электрода или проволоки и электропроводящей заготовки в циркулирующую диэлектрическую жидкость. Жидкость действует как изолятор до тех пор, пока определенный разрядник и напряжение не ионизируют ее и искра попадает на заготовку.

Эта искра имеет температуру от 8000-12 000° C, достаточно высокую, чтобы разрезать часть заготовки. Используя ЧПУ, оператор перемещает электрод или проволоку по мере необходимости и быстро включает и выключает ток. Это позволяет смывать расплавленный материал (часто называемый “стружкой”) с заготовки. Взаимосвязь между временем включения и временем выключения называется “рабочим циклом”процесса EDM.

 

Электроэрозионная обработка

 

 

Существует два основных варианта процесса EDM: EDM с электродом  и EDM с проволокой. Каждый из них использует различные материалы и подходит для различных  деталей.

 

 

Что такое EDM с электродом?

EDM с электродом использует электрод в качестве своего “режущего” инструмента, при этом форма электрода служит зеркальным, немного уменьшенным изображением готовой формы, которую он создаст в заготовке. Электрод производит по одной искре за раз, с частотой от 500 до 30 000 искр в секунду.

 

Электроды для электроэрозионной обработки обычно изготавливаются из меди или графита. Медный электрод хорошо подходит для небольших деталей и деталей, требующих точного размера. Эти электроды загрязняют диэлектрическую жидкость, вызывая окисление заготовки. Тем не менее, медные электроды часто используются при работе с низкоплавкими сплавами, такими как алюминий, латунь и медь, а также с углеродистой и нержавеющей сталью. Многие операторы комбинируют медь с вольфрамом до 70% для повышения долговечности электрода.

 

Графитовые электроды являются более распространенным, и этот тип электродов обладает высокой термостойкостью, отличной электропроводностью, хорошими характеристиками теплового расширения и хорошей обрабатываемостью, но может обеспечить лишь посредственное качество обработанной поверхности. В целом, графитовые электроды лучше всего подходят для крупных деталей или объемных работ, которые не требуют высокого качества поверхности .

 

 

Изменение параметров напряжения должно привести к изменению силы тока, а следовательно, и параметров искры в процессе электроэрозионная обработки.

 

 

Факторы, влияющие на износ электрода, включают частоту искр, полярность и силу тока. Если оставить ток включенным на более длительное время, это приведет к низкочастотной работе, что приведет к снижению качества поверхности, но увеличит скорость удаления материала. Верно и обратное, поскольку высокочастотные операции увеличивают чистоту поверхности. Графитовые электроды демонстрируют значительно повышенный износ при высокочастотных операциях.

 

Положительная полярность защищает электрод от износа и лучше гарантирует точность получаемых размеров, но отрицательная полярность увеличивает износ, повышая скорость удаления материала на целых 50% при использовании графитовых электродах. В медных электродах это не так выражено.

 

 

Рекомендуемая сила тока для электроэрозионной обработки электрода составляет от 50 до 65 ампер на квадратный мм поверхности электрода, контактирующей с обрабатываемой деталью. Медные электроды могут потреблять в общей сложности до 100 ампер, в то время как графитовые электроды могут принимать до 600. Более высокие значения силы тока применяются при  черновых операциях, в то время как более низкие значения силы тока необходимы для чистовой обработки или обработки мелких деталей.

 

 

 

Что такое проволочное EDM?

Проволочное EDM подает нить проволоки от питающей катушки к заготовке через систему привода проволоки. Провод питается от электрических контактов и проходит через заготовку с определенной скоростью, определяемой текущей операцией. Проволоку окружает ванна с деионизированной водой, и по всей длине проволоки непрерывно испускаются искры. Ролики зажимают проволоку и обеспечивают натяжение, в то время как направляющие выше и ниже перемещают заготовку для созданияь сложных форм на заготовке.

 

Проволоки, используемые в этом процессе, обычно имеют диаметр от 0,010 до 0,012 мм, а более тонкие проволоки -от 0,001 до 0,004 мм. Материал проволоки также оказывает большое влияние на качество операции, так как проволоки , которые имеют недостаточную прочность на растяжение, могут порваться при внезапном ударе. Более мягкие оказываются более желательными для операций резки с высокой конусностью.

 

 

Фотография проволочного электроэрозионного станка, режущего лист металла, с проволокой, протянутой через заготовку

Фотография проволочного электроэрозионного станка, режущего лист металла, с проволокой, протянутой через заготовку

 

 

Комбинации меди, цинка и латуни в различных схемах сердечника и покрытия составляют большое разнообразие типов проволоки, используемых в электроэрозионной обработке проволоки, но существуют дополнительные типы, которые хорошо подходят для конкретных деталей.

В частности, молибден хорош для резки сложных заготовок с небольшими внутренними радиусами (но его стоимость и плохая промываемость ограничивают его использование);

Стальная проволока, в которой используется стальной сердечник, покрытие из меди и окончательное покрытие из латуни, хороша для экстремальных операций обработки, таких как обработка высоких заготовок или деталей с экстремальными ограничениями промывки.;

Проволока с диффузионным отжигом подходит для точной и высокоскоростной резки (но показывают ограниченную пригодность для автоматической нарезки резьбы).

Латунные провода с серебряным покрытием особенно хорошо известны своим соотношением цены и качества и улучшают передачу электрической энергии от карбидных силовых контактов к проводу.

 

 

Отвод стружки

Как упоминалось ранее, электроэрозионная обработка требует диэлектрической жидкости, которая с одинаковым успехом действует как изолятор и проводник. Он должен охлаждать как заготовку, так и электрод, а также смывать расплавленные частицы с искрового промежутка (обычно от 0,0005 до 0,005 мм).

 

В электроэрозионной обработке проволокой это обычно минеральное масло на основе парафина или нафты с высокой температурой вспышки и низкой вязкостью. При правильной фильтрации и циркуляции масло может прослужить от 18 до 36 месяцев при регулярном использовании до замены.

 

 

Электроэрозионная обработка   с электродом обычно применяется с четырьмя типа промывки.

Промывка “нормальным потоком”, наиболее распространенный тип, представляет собой направление жидкости под давлением через каналы в электроде или заготовке в искровой промежуток.

Все более популярной становится промывка “вакуумом или всасыванием”, при которой диэлектрическая жидкость поступает в электрод на режущем конце и выходит либо через конец шпинделя, либо через отверстие в заготовке.

“Струйная или боковая” промывка - это версия промывки, в которой используется направленное распыление — она используется только в тех случаях, когда форма и размер электрода или заготовки не позволяют использовать один из первых двух методов.

“Погружная” промывка обеспечивает достаточное охлаждение и удаление частиц, когда разрез очень неглубокий или проходит через очень тонкий участок; ее эффективность повышается, когда электрод или заготовка могут быть аксиально введены в разрез или выведены из него для подачи свежей жидкости в зону резания.

 

 

Двигатели в ЧПУ

На заре развития EDM шариковые винты приводили в движение электроды и провода, используемые в EDM. Эти двигатели страдали от снижения точности обработки из-за люфта, преобразования между вращательным и линейным движением. Линейные двигатели, в которых используется та же технология магнитных двигателей, что и в японских скоростных поездах, гораздо более эффективны и способны развивать большие скорости и ускорение. Благодаря своей большой скорости линейные двигатели генерируют большое количество тепла на магнитах, заставляя оператора циркулировать охлажденную охлаждающую жидкость или страдать от сокращения срока службы магнитов.

 

Линейные двигатели с быстрым перемещением по оси Z, создаваемые во время EDM грузила, создают естественную систему промывки, когда электрод входит и выходит из рабочей зоны. Это позволяет операторам обрабатывать формы глубиной до8 мм без дополнительной промывки, сохраняя при этом равномерный разряд и улучшая чистоту поверхности.

 

Точность и быстродействие линейных двигателей повышают точность углов, точность позиционирования и округлость по сравнению с станками с приводом шарикового винта. Повышенная чистота поверхности за один проход позволяет исключить дополнительные проходы, что сокращает время обработки на целых 60% . Оси X и Y проволочной EDM не движутся с той же скоростью, что и ось Z в EDM с электродом, что означает, что линейные двигатели генерируют меньше тепла в проволочной EDM и часто не требуют охлаждения приводов.

Дополнительная информация

  • Заказчик: Организация
  • Статус: Нет исполнителя
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 01.10.2020
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Рассказать подробней про тему проекта
Прочитано 347 раз Последнее изменение Четверг, 15 Июль 2021 14:54

2 комментарии

  • Комментировать Смирнов Антон Пятница, 27 Май 2022 12:36 написал Смирнов Антон

    Основные характеристики и особенности электроэрозионной обработки
    1. При электроэрозионной обработке нет следов механической обработки. Какими бы твердыми и жесткими ни были обрабатываемые материалы, он можетбыть идеально обработан, но. неметаллические проводящие материалы не могут быть обработаны.
    2. Режущий шов, производимый проволокой, узкий, а количество эрозии металла невелико, что способствует повторному использованию обрабатываемых материалов.
    3. Электроэрозионная обработка может обрабатывать небольшие материалы отверстий и детали со сложными формами, но он не может обрабатывать гулхие отверстия.
    4. В процессе электроэрозионной обработки может быть деформация или трещины на поверхности заготовки, поэтому термическая обработка и грубая обработка должны быть проведены должным образом до электроэрозионной обработки, чтобы повысить ее точность за счет использования производительности обрабатываемых материалов и дефектов формы заготовки.
    5. Технология Wire EDM имеет низкие потери электродной проволоки и высокую точность обработки.
    6. При обработке слишком толстых материалов проволокой затруднит вход рабочей жидкости и заполнение зазора, что повлияет на точность обработки или вызовет шероховатость поверхности обрабатываемых материалов.

  • Комментировать Смирнов Антон Понедельник, 17 Октябрь 2022 11:11 написал Смирнов Антон

    Поскольку проволочный электрод повреждается во время искрообразования, его нужно непрерывно подавать через заготовку и пополнять. Аналогичным образом, диэлектрическая жидкость, обычно деионизированная вода в проволочном EDM, циркулирует, фильтруется и деионизируется, чтобы предотвратить ее нерегулярное искрообразование.
    Проволочная система и диэлектрическая жидкость составляют два основных компонента проволоки EDM, которые должны работать синхронно, чтобы обеспечить эффективные, точные разрезы и высококачественную отделку поверхности.


    Проволочная система

    Проволока в EDM обычно изготавливается из латуни или меди, иногда с цинковым покрытием для улучшения консистенции и эффективности. Проволока очень тонкая, обычно 0,3 мм в диаметре или меньше, поэтому постоянное повреждение эрозией от искры быстро изнашивается через нее. Таким образом, свежая проволока должна постоянно подаваться через заготовку с помощью катушек, удерживающих несколько километров проволоки. Поврежденная проволока затем перерабатывается в конце процесса.



    Диэлектрическая жидкость

    Деионизированная вода имеет три основные функции в проволочной электроэрозионной обработке:
    1. Предоставление среды, помогающей контролировать мощные искры,
    2. Смывание микросхем EDM с заготовки и провода, и
    3. Охлаждение заготовки для предотвращения чрезмерных тепловых нагрузок.
    При правильной работе деионизированная вода должна действовать как изолятор между проволочным электродом и заготовкой до тех пор, пока между ними не возникнет достаточно высокая разница в электрическом заряде. Это позволяет создать своего рода управляемый хаос, поскольку искры в разных точках будут иметь сходные «сильные стороны», создавая плавный ровный разрез вокруг непосредственной близости провода. Чрезмерные загрязняющие вещества могут ослабить изоляционные свойства воды, что приводит к более неустойчивым и непоследовательным искрообразованиям.
    Вот почему диэлектрическая жидкость должна постоянно смываться, чтобы предотвратить накопление микросхем EDM и ионов в воде. Чтобы это произошло эффективно, заготовка должна быть погружена в воду и иметь постоянный поток деионизированной воды непосредственно через зону резания.
    Текучая жидкость также вытягивает тепло из области разреза, чтобы предотвратить перегрев, который может вызвать тепловое напряжение в заготовке. Особенно в очень толстых материалах поток жидкости должен тщательно контролироваться, чтобы управлять зоной воздействия тепла (HAZ) в заготовке. Чрезмерное тепловое напряжение может привести к микротрещинанию и изменению свойств материала вблизи поверхности разреза.
    Проводная электроэрозионная система: преимущества и ограничения

    С лучшим пониманием того, как работает этот производственный процесс, стоит создать резюме его основных сильных и слабых сторон.
    Основными преимуществами использования проводного ЭДМ являются то, что это:

    Один из предпочтительных способов резки очень твердых материалов, особенно когда угол среза не перпендикулярен рабочей поверхности.
    Способен достигать очень жестких допусков (в пределах ±0,012 мм), с минимальным керфом и без конуса на протяжении всего разреза.
    Подходит как для очень тонких, так и для очень толстых материалов, не оказывая существенного влияния на качество реза и не вызывая искажений деталей.
    Отлично подходит для создания очень качественной отделки поверхности, особенно после того, как были использованы проходы скимминга для сглаживания быстрого первоначального черновой резки.
    Полностью ЧПУ, что означает, что операторы, как правило, необходимы только для погрузки и разгрузки расходных материалов и деталей. Поэтому процесс может быть трудоемким.
    Основными ограничениями и недостатками провода ЭДМ являются то, что он:
    Совместим только с проводящими материалами.
    Как правило, не эффективен для использования с гетерогенными материалами, такими как армированные углеродным волокном полимеры, и нечистыми материалами, такими как дешевая инструментальная сталь с большими включениями.
    Иногда более трудоемкие, чем другие подходящие процессы, в зависимости от условий.
    Не способен сверлить отверстия, которые, возможно, придется начинать с помощью другого процесса, такого как отверстие EDM, если этого требует конструкция.
    Потенциально дороже, чем альтернативы, такие как гидроабразивная резка, особенно когда речь идет об использовании расходных материалов.


    Другое соображение может заключаться в том, что проволочный ЭДМ может вводить тепловые напряжения в заготовку, изменяя свойства материала или вызывая микротрещины.

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии