Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику, электронику и автоматику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, альтернативные источники энергии и многое другое.
 
Школа для электрика | Правила электробезопасности | Электротехника | Электроника | Провода и кабели | Электрические схемы
Про электричество | Автоматизация | Тренды, актуальные вопросы | Обучение электриков | Контакты



 

База знаний | Избранные статьи | Эксплуатация электрооборудования | Электроснабжение
Электрические аппараты | Электрические машины | Электропривод | Электрическое освещение

 Школа для электрика / Электрооборудование предприятий / Электроэрозионная обработка металлов


 Школа для электрика в Telegram

Электроэрозионная обработка металлов



Электроэрозионная обработка (аббревиатура ЭЭО, на англ. Electric Discharge Machining) — технология, при которой материал удаляется небольшими электрическими разрядами (искрами) между заготовкой и электродом в жидком диэлектрике.

Это высокоточный процесс, не требующий использования инструмента на заготовке. Электроэрозионная обработка аналогична таким процессам, как лазерная резка. Она не требует и не использует механическую силу для удаления лишнего материала.

Основные преимущества заключаются в том, что можно обрабатывать даже очень твердые материалы, между инструментом и заготовкой нет механических сил, а станки очень легко управляются компьютером (ЧПУ).

Благодаря высокой точности и качеству поверхности и возможности обработки даже очень сложных форм эта технология чаще всего используется в производстве пресс-инструментов.

Станок для эрозионной обработки металлов

Электроэрозионная обработка металлов — разновидность электрофизических методов обработки материалов (см. Электрофизическая и электрохимическая размерная обработка материалов).

В 1770 году английский физик Джозеф Пристли изучал небольшие кратеры, которые образуются под действием электрического разряда.

В 1943 г. советские изобретатели Б. Р. Лазеренко и Н. И. Лазаренко построили первую действующую модель станка для электроэрозионной обработки.

Первый коммерческий станок такого типа был произведен в 1952 году швейцарской компанией Charmilles (сегодня GF AgieCharmilles, часть компании Georg Fischer), которая в 1969 году также оснастила ее цифровым управлением.

Характерными особенностями электроэрозионной обработки являются:

  • возможность обработки материалов трудно или совсем необрабатываемых механическим способом,
  • возможность производительного изготовления изделий со сложной формой, в том числе и недоступной для методов механической обработки.

Технология электроэрозионной обработки металлов интенсивно развивается, заменяя методы механической обработки давлением и резанием.

Этот метод обработки металлов основан главным образом на тепловом действии импульсов электрического тока, непрерывно подводимых непосредственно к локальным участкам обрабатываемой заготовки с целью придания ей заданной формы и размеров (размерная электроэрозионная обработка) или изменения структуры и качества поверхностного слоя (упрочнение или покрытие).

Первичными при этом являются электрические импульсы (электрические разряды), преобразуемые в зоне обработки в тепловые импульсы, которые собственно и осуществляют работу по съему металла.

Электроэррозионная обработка металлов

Вследствие импульсного характера процесса при электроэрозионной обработке даже при сравнительно малой средней мощности генератора достигаются большие значения мгновенной мощности и энергии электрических разрядов, достаточные для ослабления связей частиц твердого тела, отделения и эвакуации их из зоны обработки.

Так как электрические разряды, при прочих равных условиях, возникают в последовательности, определяемой изменением минимального расстояния между взаимодействующими поверхностями электродов (условие избирательности), на электроде-заготовке отображается форма электрода-инструмента.

При размерной электроэрозионной обработке необходимо соблюдать 3 основных условия:

  • импульсный подвод энергии;
  • применение искрового или дугового электрических разрядов, обеспечивающих избирательное и локальное воздействие на поверхность обрабатываемого предмета;
  • соблюдение непрерывности процесса.

Принцип действия эрр\озионной обработки

Принцип действия эрозионной обработки: 1 - проводник, 2 - электрическая дуга (эрозия электрическим разрядом), 3 - источник питания, 4 - обрабатываемая деталь.

Электрический разряд создает кратковременно и на ограниченном участке в зоне обработки высокие температуры, достигающие (10 — 11)103°С.

Термический эффект электрического разряда на электродах можно представить как результат совместного действия поверхностных (тепло, поступающее из канала разряда) и объемных (тепло Джоуля — Ленца) источников тепла.

Под действием обоих источников, из которых поверхностные занимают превалирующее место, на катоде и аноде образуются ванночки расплавленного металла, причем часть металла испаряется.

Интенсивность полезного съема металла с одного электрода и вредного — с другого, характер механизма эвакуации, удельный расход энергии и выходные технологические характеристики электроэрозионной обработки зависят от теплофизических и электрических параметров процесса:

  • теплопроводности;
  • теплоемкости;
  • температуры и теплоты плавления и испарения;
  • удельного веса и удельного электросопротивления материалов электродов;
  • вида среды, в которой размещены электроды, и ее физико-механических характеристик;
  • продолжительности;
  • амплитуды;
  • скважности и частоты импульсов;
  • зазора между электродами;
  • условий эвакуации продуктов эрозии;
  • некоторых других факторов.

Станок для электроэрозионной обработки металлов

Установка для электроэрозионной обработки состоит из трех основных элементов:

  • генератора импульсов сильного тока, обеспечивающего непрерывное поступление на электроды импульсов напряжения с заданными частотой и параметрами;
  • устройства для установления и поддержания между электродами зазора такой величины, при которой осуществляется непрерывное возбуждение разрядов, преобразование в зоне обработки их энергии в тепловую, съем металла и эвакуация продуктов эрозии (регулятор подачи);
  • собственно станка для электроэрозионной обработки, содержащего необходимые устройства для установки и перемещения электродов, снабжения зоны обработки рабочей жидкостью, отсоса газов и паров, автоматизации, управления, контроля и защиты.

Панель управления электроэрозионным станком

 Панель управления электроэрозионным станком

Вид электрического разряда (искра, дуга), параметры импульсов тока, напряжения и другие условия определяют характер размерной электроэрозионной обработки, подразделяющейся по этим признакам на четыре основные разновидности:

  • электроискровую обработку;
  • электроимпульсную обработку;
  • анодно-механическую обработку;
  • электроконтактную обработку.

Общие черты всех видов размерной электроэрозионной обработки — единство физического механизма процесса, практическое отсутствие силового воздействия на обрабатываемое изделие, сходство кинематических схем формообразования, возможность автоматизации процесса обработки и осуществления многостаночного обслуживания, общность принципиальных схем авторегулирования подачи, систем снабжения рабочей жидкостью и др.

Электроэрозионное упрочнение и покрытие осуществляются от электрических генераторов в воздушной среде вибрирующим электродом-упрочнителем. Благодаря кратковременному воздействию высоких температур происходит своеобразная термическая обработка, перенос и диффузия легирующих элементов электрода-упрочнителя.

Толщина упрочненного слоя при твердосплавном или графитовом электроде составляет 0,03 — 0,05 мм, поверхностная твердость значительно выше исходной, но ее величины колеблются структура неоднородна, чистота поверхности низкая.

Электроэрозионное упрочнение применяется для некоторых видов инструментов и деталей машин.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика