Эксперты в области производства
электрохимических
и электроэрозионных станков

Электроэрозионные станки

Немного истории и теории электроэрозионной обработки (EDM)……

В конце 18 века английским ученым Дж. Пристли было описано явление эрозии металлов под действием электрического тока. Было замечено, что при разрыве электрической цепи в месте разрыва возникает искра или более продолжительная электрическая дуга. Причем искра или дуга оказывает сильное разрушительное воздействие на контакты разрываемой цепи, называемое эрозией. Электрической эрозии подвержены контакты реле, выключателей, рубильников и других подобных устройств. Много исследований было посвящено устранению или хотя бы уменьшению такого разрушения контактов.

Датой рождения электроэрозионной обработки материалов считается 1943 год, от которого отсчитывается приоритет изобретения наших соотечественников Б.Р. Лазаренко и Н.И. Лазаренко. Поместив электроды в жидкий диэлектрик и размыкая электрическую цепь, ученые заметили, что жидкость мутнела уже после первых разрядов между контактами. Они установили, что это происходит из-за того, что в жидкости появляются мельчайшие металлические шарики, которые возникают вследствие электрической эрозии электродов. Ученые решили усилить эффект разрушения и попробовали применить электрические разряды для равномерного удаления металла. С этой целью они поместили электроды (инструмент и заготовку) в жидкий диэлектрик, который охлаждал расплавленные частицы металла и не позволял им оседать на противолежащий электрод. В качестве генератора импульсов использовалась батарея конденсаторов, заряжаемых от источника постоянного тока; время зарядки конденсаторов регулировали реостатом. Так появилась первая в мире электроэрозионная установка. Электрод-инструмент перемещали к заготовке. По мере их сближения возрастала напряженность поля в межэлектродном промежутке. При достижении определенной напряженности поля на участке с минимальным расстоянием между поверхностями электродов, измеряемым по перпендикуляру к обрабатываемой поверхности и называемым минимальным межэлектродным зазором, возникал электрический разряд, под действием которого происходило разрушение участка заготовки. Продукты обработки попадали в диэлектрическую жидкость, где охлаждались, не достигая электрода-инструмента, и затем осаждались на дно ванны. Через некоторое время электрод-инструмент прошил пластину, причем контур отверстия точно соответствовал профилю инструмента. Так, явление, считавшееся вредным, было применено для размерной обработки материалов.

Электроэрозионная обработка заключается в изменении формы, размеров, шероховатости и свойств поверхности заготовки под воздействием электрических разрядов в результате электрической эрозии.

При электроэрозионной обработке используют явление эрозии (разрушения) электродов из токопроводящих материалов при пропускании между ними импульсов электрического тока. Заготовку и инструмент, изготовленные из токопроводящих материалов, подключают к источнику тока – генератору импульсов и помещают в диэлектрическую жидкость.

При сближении электрод–инструмента и заготовки на расстояние в несколько микрометров (10…50 мкм) между микровыступами на электрод-инструменте и заготовке возникает электрический разряд и образуется канал проводимости, в котором от катода к аноду движется поток электронов.

К этому потоку движутся более тяжелые частицы – ионы. Электроны быстрее достигают поверхности анода. Поэтому энергия электрического разряда смещается ближе к поверхности заготовки. Температура электрического разряда достигает 10000…12000 ºC. При такой температуре происходят мгновенное оплавление и частичное испарение элементарного объема материала заготовки. При этом время протекания разряда чрезвычайно мало. Поэтому процесс выделения энергии сопровождается явлением микровзрыва. За счет этого оплавившиеся частицы металла выбрасываются в окружающую среду, охлаждаются диэлектрической жидкостью и застывают в виде малых шариков (0,01…0,005 мм), образуя шлам – продукт эрозии. В результате на поверхности анода образуется сферическое углубление – лунка. Поверхность катода также подвергается частичному эрозионному разрушению.

Следующий разряд произойдет в том месте, где расстояние между инструментом и заготовкой окажется минимальным. Так образуется вторая лунка на поверхности заготовки. При воздействии серии электрических импульсов с анода удаляется слой материала. Непрерывность процесса обеспечивается за счет подачи ЭИ. Постоянство межэлектродного зазора обеспечивается автоматически с помощью следящих систем.

Обработанная поверхность представляет собой совокупность лунок, глубина которых определяет шероховатость поверхности.

Помимо шероховатости обработанная поверхность характеризуется следующими показателями:

  • вследствие мгновенного нагрева поверхности заготовки до температуры плавления металла и резкого охлаждения в среде диэлектрической жидкости возникают температурные напряжения, приводящие к возникновению микротрещин;
  • за счет нагрева до высоких температур и возможного поглощения углерода из окружающей среды в поверхностном слое происходят структурные изменения и, с учетом быстрого охлаждения, твердость поверхностного слоя значительно повышается по сравнению с твердостью основного материала стальной заготовки;
  • под действием высокой температуры в зоне оплавления основной материал вступает в химическую реакцию с отдельными элементами материалов электрод-инструмента и диэлектрической жидкости, что ведет к изменению химического состава поверхностного слоя.

При малой длительности импульсов (5…200 мкс) поверхности катода успевает достичь лишь малая доля ионов. Поэтому поверхность катода значительно меньше подвергается эрозионному разрушению по сравнению с поверхностью анода. Именно поэтому анодом делают заготовку, а катодом – инструмент. Такую полярность называют прямой. При большей длительности импульсов многие ионы успевают достичь поверхности катода, и, обладая большей энергией по сравнению с потоком электронов, вызывают интенсивную эрозию катода. В этом случае обработку осуществляют при обратной полярности.

Электрофизические методы обработки основаны на непосредственном воздействии различных видов энергии на обрабатываемую заготовку. При обработке заготовок электроэрозионным методом отсутствует силовое воздействие инструмента на заготовку. Это позволяет изменять форму обрабатываемой поверхности заготовки и влиять на состояние поверхностного слоя. Так, в некоторых случаях наклеп обработанной поверхности не образуется, дефектный слой незначителен, удаляются прижоги поверхности, полученные при шлифовании, повышаются коррозионные, прочностные и другие эксплуатационные характеристики поверхностей деталей.

Кинематика формообразования поверхностей деталей электроэрозионным методом обработки, как правило, проста, что обеспечивает точное регулирование процессов и их автоматизацию. Электроэрозионный метод обработки является универсальным и обеспечивает непрерывность процессов при одновременном формообразовании всей обрабатываемой поверхности. При этом появляется возможность обрабатывать очень сложные наружные и внутренние поверхности заготовок.

Электроэрозионные методы особенно эффективны при обработке твёрдых материалов и сложных фасонных изделий. При обработке твёрдых материалов механическими способами большое значение приобретает износ инструмента. Преимущество электроэрозионных методов, как и вообще всех электрофизических и электрохимических методы обработки, состоит в том, что для изготовления инструмента используются более дешёвые, легко обрабатываемые материалы. Часто при этом износ инструментов незначителен.


SK 5040S SK 5040S
Компактный однокоординатный

SK 4030S SK 4030S
Компактный однокоординатный

SK 3025S SK 3025S
Компактный однокоординатный

SkW3525U SkW3525U
U - универсальный на ШВП

SkW4030L SkW4030L
L - на линейных двигателях

SkW5030L SkW5030L
L - на линейных двигателях

SkW5636L SkW5636L
L - на линейных двигателях

SkС5040 SkС5040
С неподвижным столом

SkW8060U SkW8060U
U - универсальный на ШВП

SkW5030U SkW5030U
U - универсальный на ШВП

SkW6040L SkW6040L
L - на линейных двигателях

Sk3025M Sk3025M
Компактные многокоординатные

SkD2520 SkD2520
Электроэрозионная супердрель

SkС6045 SkС6045
С неподвижным столом

SkW8060UH SkW8060UH
U - универсальный на ШВП

SkW5636U SkW5636U
U - универсальный на ШВП

SkW7550L SkW7550L
L - на линейных двигателях

SkD3025 SkD3025
Электроэрозионная супердрель

Sk4030M Sk4030M
Компактные многоосевые

SkW1165U SkW1165U
U - универсальный на ШВП


Новости 1 - 20 из 42
Начало | Пред. | 1 2 3 | След. | Конец