Электроэрозионная обработка: полное руководство по обработке

Электроэрозионная обработка

Электроэрозионная обработка металлов — это высокотехнологичный метод работы с ЧПУ, открывающий возможности для создания уникальных форм и структур, которые трудно реализовать другими способами обработки. Эта технология позволяет добиваться удивительных результатов благодаря своей специфической природе.

Понятие электроэрозионной обработки

Принципы, на которых базируется электроэрозионная обработка (EDM), известны уже несколько веков. Еще в 1770 году британский химик Джозеф Пристли наблюдал, как электрические разряды воздействуют на металл, удаляя его частицы в своих опытах с электродами.

Первое работающее устройство для электроэрозионной обработки было создано в Советском Союзе физиками братьями Лазаренко в 1943 году, в период войны.

Технология работает на основе электрических разрядов, которые создают искры. Эти искры достигают температур до 8000–12000 °C, что позволяет плавить металл и создавать задуманную конструкцию с высокой точностью.

Процесс происходит в ванне с деионизированной водой, которая охлаждает оборудование и очищает поверхность от отходов, устраняя загрязнения. Это называется промывкой.

Электроэрозионные машины работают на основе использования сильно заряженной проволоки, которая плавит материал, не касаясь его. Такой подход предотвращает искажения и защищает деталь от повреждений. Искры переходят через зазор между проволокой и металлом, аккуратно удаляя его излишки.

Электроэрозионная обработка
Электроэрозионная обработка

Заряд на проволоке можно регулировать: при высокой мощности проволока удаляет большие фрагменты металла, а при пониженном напряжении — сглаживает поверхность, снимая с нее буквально 0,0001 дюйма металла, создавая гладкое покрытие.

Электроэрозионные станки могут работать по пяти осям, выполняя сложные маневры, например, наклоняясь для создания конусных форм. Это дает возможность выполнять конические пропилы и высокоточные работы с металлом.

Данная технология позволяет реализовать уникальные геометрические элементы, которые трудно создать на других станках с ЧПУ, включая небольшие прорези, квадратные углы и сложные конструкции, которые невозможны при фрезеровке.

Области применения электроэрозионной обработки

Создание прототипов

Хотя 3D-печать часто рассматривается как основной способ прототипирования, электроэрозионная обработка также остается востребованной в этой сфере. Быстрота производства с её использованием делает эту технологию идеальной для создания металлических прототипов.

Компании часто прибегают к электроэрозионной обработке как дополнению к другим методам производства, чтобы удовлетворить высокий спрос на качественные металлические прототипы, предлагаемые немногими.

Прототипы с электроэрозионной обработкой
Прототипы с электроэрозионной обработкой

Применение электроэрозионной обработки в производстве медицинского оборудования

Электроэрозионная обработка — это эффективный метод ЧПУ, позволяющий быстро изготавливать компоненты без загрязняющих материалов, что особенно важно в производстве медицинских имплантатов и инструментов.

Высокая скорость обработки позволяет выпускать медицинские устройства и имплантаты в больших объемах, что актуально для таких изделий, как ортопедические винты и болты, суставные опоры и штифты.

К тому же, инструменты, например, хирургические катоды, клапаны для кислородных масок и ручные медицинские устройства, нуждаются в регулярной замене, и электроэрозия обеспечивает их быструю и точную обработку.

Использование электроэрозионной обработки для производства медицинского оборудования
Использование электроэрозионной обработки для производства медицинского оборудования

Применение электроэрозионной обработки в военной промышленности

Военные подразделения также используют электроэрозионные станки для изготовления ключевых компонентов, необходимых для новой техники и ремонта оборудования, такого как ракеты, самолеты и артиллерия.

Электроэрозионные станки производят высокоточные и качественные детали, рассчитанные на условия повышенной надежности и безопасности, что делает метод электроэрозии подходящим для военной сферы.

Использование электроэрозионной обработки для военпрома
Использование электроэрозионной обработки для военпрома

Преимущества и недостатки проволочной электроэрозионной обработки

Высокая точность

Современные проволочные электроэрозионные станки позволяют добиться точности до микронов, выполняя разрезы в несколько микрометров. Технология обеспечивает воспроизводимость и минимизирует искажения, делая её одной из самых точных среди ЧПУ-методов.

Производство сложной геометрии

Электроэрозионные станки могут создавать сложные детали, включая высокие и изогнутые элементы с острыми краями, что делает технологию востребованной в различных отраслях, от медицины до автомобилестроения.

Универсальность применения

Электроэрозионная обработка универсальна в работе с широким спектром проводящих металлов, что позволяет использовать её для обработки таких материалов, как латунь и вольфрам, с возможностью смены проволок для различных отделок.

Ограничения проволочной электроэрозионной обработки

Относительная медлительность

Хотя электроэрозионная обработка быстрее многих альтернативных методов, например 3D-печати, она уступает по скорости таким технологиям, как фрезерование с ЧПУ.

Ограниченные материалы

Из-за требования электропроводности этот метод подходит только для работы с проводящими материалами и не может эффективно использоваться для резки пластиков и дерева.

Чувствительность к внешним условиям

Эффективность электроэрозионной обработки напрямую зависит от условий, в которых она осуществляется. Малейшие изменения в составе проволоки, характеристиках заготовки или уровне ионизации охлаждающей жидкости могут повлиять на ее производительность.

Это указывает на важность поддержания стабильных условий обработки, так как любые отклонения могут негативно сказаться на конечном результате и привести к повреждению обрабатываемой детали.

Материалы для изготовления электроэрозионной проволоки

На данный момент для производства электроэрозионной проволоки используют разные проводящие металлы, каждый из которых имеет свои особые свойства, преимущества и ограничения для разных сфер применения.

Латунь

Латунь, представляющая собой сплав меди и цинка, стала наиболее востребованным материалом для электроэрозионной проволоки. Благодаря тому, что цинк имеет более низкую температуру плавления и испарения, увеличенное содержание цинка ускоряет процесс резки.

Однако с латунью нужно соблюдать осторожность: при содержании цинка более 40% материал становится хрупким и подвержен излому.

Также чрезмерное содержание цинка может ухудшить подачу проволоки, делая ее менее эффективной при заправке в станок.

Проволока с защитным покрытием

Эта проволока производится методом электрогальванизации, при котором латунную или медную основу покрывают тонким слоем чистого цинка или его оксида. Такой тип проволоки позволяет увеличить скорость резки и снизить риск поломки по сравнению с чистыми аналогами.

Они идеально подходят для скоростной обработки и обеспечивают более высокое качество поверхности. Однако стоимость таких проволок выше по сравнению с обычными латунными и медными.

Проволока для электроэрозионной обработки
Проволока для электроэрозионной обработки

Диффузионно-отожженная проволока

Процесс диффузионного отжига используется для минимизации негативного влияния высокого содержания цинка. Проволока покрывается толстым слоем цинка, который затем подвергается отжигу в печи для равномерного распределения цинка и латуни, образуя смесь 50/50.

Такие проволоки отличаются повышенной прочностью на разрыв и подходят для быстрого реза крупных деталей. Они также хорошо работают в условиях затрудненной промывки, когда отходы не удается эффективно удалять водой, и обеспечивают отличную прочность при резке стали, алюминия и графита.

Проволока со стальным сердечником

Проволока со стальным сердечником, как правило, изготовлена из высокоуглеродистой стали, покрытой латунью с высоким содержанием цинка и прошедшей процесс диффузионного отжига. Сталь придаёт проволоке высокую прочность и стойкость к разрыву, а латунь, обладая хорошей электропроводностью, обеспечивает высокую скорость резания.

Проволока со стальным сердечником может выдерживать натяжение до 290 000 фунтов на квадратный дюйм, что значительно выше латунных проволок, прочность которых составляет около 54 000 фунтов на квадратный дюйм. Это делает её незаменимой для обработки высоких или точных деталей, требующих абсолютной прямолинейности.

Вольфрамовая и молибденовая проволока

Хотя вольфрамовая и молибденовая проволока используются реже, они незаменимы для некоторых областей электроэрозионной обработки. Эти материалы отличаются исключительной прочностью, причём вольфрам является самым прочным среди применяемых для электроэрозии металлов.

Однако у них низкая проводимость и меньшая скорость резания, что снижает эффективность промывки, особенно важной в промышленной электроэрозионной обработке. Высокая температура плавления также ограничивает их применение.

Тем не менее, они незаменимы в областях, где важно исключить попадание посторонних материалов в изделие. В медицинской и военной промышленности это крайне важно, так как в процессе резки латунные и цинковые проволоки могут оставлять следы на обрабатываемой детали.

Благодаря высокой прочности вольфрамовой и молибденовой проволоки практически исключается излом и попадание на обрабатываемую поверхность, что делает их лучшим выбором для таких критичных приложений.

Стоимость проволочного электроэрозионного станка

Процесс изготовления проволоки для электроэрозионной обработки требует значительных затрат. Получение латуни посредством легирования меди и цинка, последующая обработка покрытиями или диффузионный отжиг требуют вложений в оборудование, сырьё и энергоресурсы. И это только этапы, предшествующие превращению металла в проволоку.

Слишком много факторов влияет на стоимость, чтобы дать точную цену, но проволока для электроэрозионных работ является одним из самых крупных затратных элементов данного процесса.

Латунная проволока считается наиболее доступной, её стоимость составляет примерно 1 доллар за килограмм, тогда как молибденовая проволока может стоить более 5 долларов за килограмм.

Но объёмы расходуемой проволоки могут значительно увеличить эти затраты. Если вы решили, что электроэрозионная резка — лучший выбор для вас, рекомендуется сравнить цены у разных поставщиков для получения наиболее выгодной стоимости.

Вам может также понравиться...

комментария 3

  1. Аноним:

    Редакторы, вы видите взаимосвязь между заголовком и самим текстом? Ее нет.

    • Добрый день, а что вы ожидали увидеть под этим заголовком?

      • Аноним:

        Руководство подразумевает, что оно чем-то руководит. В данном случае электроэрозионной обработкой.Т.е. человек подошел к станку, прочитал руководство и может уже что-то делать. Режимы обработки, основные принципы настройки … . Полное руководство подразумевает , что рассмотрены все ньюансы, ну или многие и человек руководствуясь (это же руководство) статьей не встретит (теоретически) затруднений. А теперь, положа руку на сердце, подумаем, чем же может помочь статья ? Максимум в выборе проволоки, и то на уровне :»Ну, надо же с чего-то начинать».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


Срок проверки reCAPTCHA истек. Перезагрузите страницу.