Электроэрозионный проволочно-вырезной станок служит для аккуратного исполнения отверстий в металлах различной плотности. Движение инструмента происходит с высокой точностью и плавностью. Двигатели к нему производятся на предприятии - изготовителе станков - по уникальной технологии.
Конструкция
Электроэрозионный проволочно-вырезной станок оснащается плоскопараллельными двигателями. Для этого производители создают свои неодимовые магниты (NdFeB — неодим-железо-бор). Кроме них потребовалась и уникальная система управления K-SMS.
Классический электроэрозионный проволочно-вырезной станок способен обрабатывать только электропроводящие заготовки. Металлы прожигаются дугой на значительную глубину. На месте среза остается гладкая поверхность, часто не требующая дополнительной обработки.
Электроэрозионный проволочно-вырезной станок помогает получить сложные изделия: пресс-формы, штаммы, конические и цилиндрические поверхности, выступы и скосы. В продаже можно найти двухкоординатные сборки, применяемые для простейших операций. Более сложные изделия получаются с применением пятикоординатных машин.
Принцип работы
В процессе применения проволочно-вырезного станка латунная проволока используется наиболее часто в качестве режущего инструмента. Она выполнятся по уникальной технологии, и от её качества зависит скорость и аккуратность обработки.
Если применяется импульсов повышенной мощности, встроенный в описываемый станок, латунная проволока оснащается специальным покрытием. Ее структура имеет несколько слоев:
- Основа — CuZn40 или латунь. Также может использоваться молибден, медь.
- Термодиффузионный слой — концентрация цинка более 50%.
- Верхний слой — чистый цинк.
За счёт такой структуры проволока обладает рядом достоинств:
- Выдерживает высокие температуры.
- Дуга в процессе обработки стабильна, исключается образование наплывов на месте разреза.
- Снижен расход проволоки на длину разреза.
Проволочные электроэрозионные станки с ЧПУ применяются, в основном, в серийном производстве. Единичные изделия не оправдывают покупку дорогостоящего оборудования, но некоторые детали возможно получить только данным видом реза. Покрытие из цинка обеспечивает непрерывность автоматического процесса за счёт исключения осыпания латуни от высокочастотных токов.
Процесс обработки
Электроэрозионная обработка материалов основана на образовании искры за счёт пропускания тока высокой частоты через минимальный воздушный или водный зазор. Наиболее активно этот процесс происходит с участием латуни.
Существует несколько типов обработки металлов на приведенном оборудовании:
- Копировально-прошивочные технологии.
- Профильно-вырезные.
- Прошивочные.
Чаще проволока для электроэрозионных станков крепится на подвижный узел. Заготовка же размещается на неподвижном столе. Процесс реза контролируется контроллером системы ЧПУ, управляющей одновременно несколькими осями.
Суть технологии
Электрический разряд между проволокой и заготовкой приводит к удалению части металла. Выделенные частицы выводятся в объем рабочей жидкости. Шлам (кристаллизующиеся частицы) отфильтровывается и удаляется в конце реза. Скорость обработки регулируется силой тока. Но должны быть подобраны оптимальные режимы, при которых не образуются наплывы в процессе реза.
Электроэрозия помогает изготовить изделия с очень тонкими стенками, обрабатывать мягкие металлы без механических повреждений. Данный способ резки используется для прошивки на большую глубину. Толщина проволоки минимальна, лишь этим параметром ограничен диаметр получаемых отверстий.
Дополнительной обработки не требуется, так как после реза импульсами тока не остается заусенцев. Также не требуется дорогостоящего инструмента, применяемого при классических методах фрезерования. Это становится актуально при заготовках из вязких материалов.
Параметры оборудования
ЧПУ-управление процессом расширяет возможности обработки металлов электроэрозией. Отклонения перпендикулярностей и прямолинейностей перемещения осей составляют не более 0,01 мкм.
Механическая точность заявлена производителями, и не требуется делать дополнительных регулировок. Станок полностью готов к старту автоматического цикла, достаточно лишь загрузить модель детали в стандартном коде.
Современная электроника обеспечивает точности перемещения за счёт угловых и линейных датчиков, разрешение которых равно 1,5 мкм. Точность получаемых контуров варьируется в пределах от ± 1,5 до ± 5 мкм на длине 300 мм.
Характеристики подбираются индивидуально под потребности производства. Исходя из этого формируется стоимость оборудования, ориентированная на подходящую модель.
Дополнительные опции
Покупатель станка с электроэрозией может дооснастить оборудование представленными опциями:
- Контролируемое положение оси C. Чаще требуется для фрезерной обработки цилиндрических заготовок.
- Револьверная головка с дополнительными степенями свободы инструмента. При помощи такой модели получают геометрически сложные детали.
- Стол может иметь дополнительные оси. Такой вариант используется при обработке корпусных изделий или нескольких заготовок за один цикл.
В стандартную комплектацию включают системы очистки рабочей жидкости, позволяющие проводить фильтрацию с качеством до 3 мкм. Загрязнившиеся картриджи имеют стандартные размеры и меняются довольно быстро.
Выполняйте электроискровую резку электропроводных материалов, начиная с алюминия и меди и заканчивая графитом и поликристаллическим алмазом.Технология электроэрозионной резки позволяет добиться предельной точности при производстве чрезвычайно ответственных деталей со сравнительно высокой скоростью резания. При этом возможности станка не ограничиваются изготовлением штампов и пресс-форм. Поскольку для выполнения работ требуется всего один инструмент, этот станок станет для вас доступной альтернативой оборудованию для фрезерования, токарной обработки, шлифования или протягивания. Более того’, с помощью многоцелевого электроэрозионного станка можно выполнять целый ряд других процессов — даже в автоматическом режиме.Обратитесь к нам прямо сейчас.
ОЗНАКОМЬТЕСЬ С ОПЦИЯМИ ДЛЯ СТАНКОВ FANUC ROBOCUT
Преимущества электроэрозионных вырезных станков
Электроэрозионный вырезной станок: восемь этапов в одном
Технология электроэрозионной резки позволяет исключить до восьми этапов производства, включая предварительную машинную обработку, жестчение, окончательную обработку и фактурирование, необходимых в традиционных процессах машинной обработки, в частности при фрезеровке, сверлении и токарной обработке. Рабочее колесо (слева) было изготовлено с использованием этой технологии. Это высоко экономичный метод резки.
Ваши возможности с проволочно-вырезным станком:
Электроэрозионные станки CUT P фирмы AgieCharmilles анонсированы в апреле 2017. Эта флагманская серия по своим возможностям и количеству уникальных технических решений не имеет себе равных на рынке.
Объединение цифрового генератора IPG-DPS с механической конструкцией Quadrax совместно с дополнительными модулями автоматизации в очередной раз позволило поднять планку уровня электроэрозионных проволочно-вырезных станков на новую высоту.
В этой серии представлено четыре модели с ходами по оси Х от 350 мм до 1250 мм при этом масса заготовки практически не ограничена.
Конструкции Quadrax по силам угловая обработка до 45˚ на всей высоте заготовки. Такими возможностями не обладает ни одна линейка проволочно-вырезных станков в мире.
Использование новой версии генератора IPG-DPS позволило повысить скорость обработки на 15-20% при этом значительно выросла точность изготовления мелких элементов контура. Также улучшилась шероховатость поверхности.
Cистема термостабилизации, которая поддерживает в заданном диапазоне температуру диэлектрика, станины станка и всех осей гарантирует высокие точностные характеристики даже при работе в не термостатированных помещениях.
Оптическая измерительная система OMS облегчает привязку заготовки, поиск центра стартовых отверстий и контролирует размеры готовых деталей - это облегчает работу оператора и экономит рабочее время.
Схожие функции выполняет щуп Renishaw, который интегрирован в конструкцию проволочно-вырезного станка. Его использование особенно актуально в комбинации со сменщиком паллет - в автоматическом режиме он проконтролирует положение заготовки, включая наклон верхней поверхности и внести необходимые коррекции в программу.
Также на повышают эффективность работы электроэрозионного проволочно-вырезного станка в автономном режиме направлены модули AWS и AMS. Которые фиксируют и автоматически удаляют выпадающие части заготовки.
При взгляде на электроэрозионный проволочно-вырезной станок Progress VP на ум приходят слова о «нетленной классике» - внешне эти проволочно-вырезные станки остаются неизменными 20 лет. Это впечатление обманчиво - неоднократно менялась элементная база генератора, появлялись новые модули, полностью переписана система управления.
Вызывает уважение уровень технических решений используемых в конструкции станков. Соизмеримый уровень термической стабильности, которую демонстрирует Progress VP во время работы, современные электроэрозионные станки достигают за счет дополнительных радиаторов, охлаждающих контуров и следящих датчиков. Здесь всё решено за счет конструкции кабинетного типа и тщательно продуманного размещения элементов генерирующих тепло.
Целый букет уникальных возможностей даёт использование патентованных призматических направляющих проволоки:
- срок службы - 100 тыс. часов
- способность работы с проволокой диаметром в диапазоне от 0,05 мм до 0,33 мм
- использование в одной программе проволоки разных диаметров и/или типов.
| Особенности и характеристики | Габариты хода X, Y, Z | Цена в рублях: по запросу | Наличие оборудования | |
| AC Progress VP2 | 750 x 550 x 250 мм | 350 x 250 x 256 мм | Под заказ | |
| AC Progress VP3 | 1050 x 650 x 420 мм | 500 x 350 x 426 мм | Под заказ | |
| AC Progress VP4 | 1300 x 1000 x 510 мм | 800 x 550 x 525 мм | Под заказ | |
| CUT P 350 | 1000 x 550 x 220 мм | 350 x 220 x 220 мм | Под заказ | |
| CUT P 550 | 1200 x 700 x 400 мм | 550 x 350 x 400 мм | Под заказ | |
| CUT P 800 | 1300 x 1000 x 510 мм | 800 x 550 x 510 мм | Под заказ | |
| CUT 200 Dedicated | Ø150…Ø500 мм | 350 x 220 x 220 мм | Под заказ |
Ультрапрецизионные проволочно-вырезные станки станки
Электроэрозионные станки с ЧПУ швейцарской фирмы AgieCharmilles созданы для изготовление в автоматическом режиме прецизионных деталей в приборостроительной, часовой, медицинской промышленностях. Это предполагает работу проволочно-вырезного станка в составе роботизированных линий 24/7 и всё необходимое для этого предусмотрено в конструкции станков.
В основе конструкции этих проволочно-вырезных электроэрозионных станков кроме технических решений реализованных в Progress VP, лежит целый ряд уникальных особенностей:
Модуль IWC добавляет второй тракт проволоки и автоматический сменщик. Можно на выбор или использовать проволоку разных типов в одной программе обработки, или две катушки по 25 кг позволят станку работать автономно более 170 часов.
Область применения накладывает дополнительные требования к точности обрабатываемых деталей. За результат в 1 мкм отвечает интегрированная оптическая измерительная система IVU. Кроме контроля размеров и циклов привязки ей дано право вносить изменения в управляющую программу, чтобы профиль полученных деталей был максимально близок к заданному.
Электроэрозионные проволочно-вырезные станки AgieCharmilles серии OilTEch в качестве рабочей среды используют не традиционную воду, а углеводородный диэлектрик как и в прошивных станках. Такое решение продиктовано той областью применения на которую они рассчитаны. Использование углеводородов даёт как неоспоримые преимущества, так и накладывает определённые ограничения на проволочно-вырезные технологии.
Три основные группы задач в которых станки этого типа вне конкуренции:
- обработка материалов с высокой коррозионной активностью;
- требование к шероховатости поверхности выше, чем Ra 0,05 мкм;
- изготовление твердосплавного инструмента;
Производители электроэрозионных проволочно-вырезных станков умалчивают о том, что при обработке твердого сплава в водном диэлектрике вымывается кобальтовая связка. Прогресс в этой области значителен, но стойкость твердосплавного инструмента обработанного на традиционном проволочно-вырезом станке ниже, чем стойкость такого же инструмента обработанного, например, методом шлифовки.
Использование углеводородного (масленого) диэлектрика решает эту проблему и стойкость инструмента обработанного на проволочно-вырезном станке не уступает инструменту полученному с помощью других технологий. При этом шероховатость поверхности достигает Ra 0.3 мкм.
| Особенности и характеристики | Габариты заготовки (Д х Г х В) | Габариты хода X, Y, Z | Цена в рублях: по запросу | Наличие оборудования |
| CUT 1000 | 300 х 200 х 80 мм | 220 х 160 х 100 мм | Под заказ | |
| CUT 1000 OilTech | 300 x 200 x 80 мм | 220 х 160 х 100 мм | Под заказ | |
| CUT 2000 | 750 x 550 x 250 мм | 350 x 250 x 256 мм | Под заказ | |
| CUT 2000 OilTech | 750 x 550 x 250 мм | 350 x 250 x 256 мм | Под заказ | |
| CUT 3000 | 1050 x 650 x 250 мм | 500 x 350 x 256 мм | Под заказ |
| На видео: AgieCharmilles CUT 2000 X, CUT 3000 X |
Универсальные проволочно-вырезные станки с ЧПУ
Электроэрозионные станки с ЧПУ CUT E представленные в 2016 году первое семейством проволочно-вырезных станков AgieCharmilles основаное на новой инновационной платформе. Основные нововведения:
- цифровой генератор IPG-DPS;
- контролеры управления двигателями и промышленный компьютер фирмы BECKHOFF;
- система управления AC HMI 2.
Электроэрозия – разрушение металлических поверхностей под воздействием на них электрических зарядов. В основу этой технологии положены работы советских учёных Н. И. Лазаренко и Б. Р. Лазаренко. Этим методом можно легко изменять размеры изделий из металла, получать в них отверстия различной формы и глубины. Отличные результаты даёт электроэрозионная обработка профильных пазов и канавок, полостей фасонного вида в деталях машин и механизмов. Особенно сильно востребовано такое оборудование для изготовления деталей из твёрдых сплавов, где обычная механическая обработка затруднена.
Станки электроэрозионного типа обладают универсальными возможностями в обработке материалов, имеющих плотную структуру поверхностей. Этот вид обработки материалов выгодно отличается от других способов изменения формы и размеров деталей, так как трудоёмкость операций благодаря электроэрозионной технологии резко снижается.
Принцип работы электроэрозионного станка показан на приведенной схеме-рисунке. Под действием импульсного электрического генератора в зазоре между электродом и поверхностью детали образуются искровые разряды или иное электрическое взаимодействие. Пространство искрового промежутка непрерывно омывается потоком охлаждающей жидкости, за счёт которой происходит удаление с обрабатываемой поверхности разрушенного металла. Под управлением блока ЧПУ процесс протекает в заданном направлении и в требуемом количестве. В качестве электрода чаще всего используется латунная проволока, которая по мере расхода подаётся в зону электроэрозионной обработки. Более современный расходный материал для электроэрозии – молибденовая проволока, расход которой на осуществление обработки одной детали ничтожен. Однако эти станки имеют и существенные ограничения по сравнению с аппаратами для механической обработки деталей. Ведь они подходят для обработки лишь токопроводящих металлов и их сплавов.
Воздействовать на металл электроэрозионным путём можно различными способами: подавая на искровой промежуток как электрические разряды, так и импульсы параметрического вида. В зависимости от требуемого результата обработки выбирается и более подходящий путь её выполнения. Очень важным элементов этого воздействия на металлические поверхности является то, что при нём можно вести обработку заготовки по различным направлениям в одно и то же время.
Среди способов электроэрозионной обработки изделий различают:
- электроимпульсный;
- электроискровой;
- электроконтактный;
- анодномеханический.
К технологическим операциям, которые выполняются электроэрозионным путём, относятся:
- структурное упрочнение;
- шлифование;
- маркировка;
- резание;
- доводка;
- копирование объёмное;
- доводка.
С помощью электрической эрозии на этих станках можно выполнять различные глухие проёмы, углубления и отверстия не геометрической конфигурации. Возможно также выполнение на поверхности отверстий резьбы любого профиля. Станки способны производить выборку металла с внутренней поверхности изделий на заданную глубину, тем самым выполнять операции, заменяющие фрезерную и токарную обработки. Технология электрической эрозии используется при обработке металлов, которые трудно поддаются классическому механическому станочному воздействию. К ним, в частности, относятся титан и его сплавы.
Чтобы выбрать, какой купить электроэрозионный станок, нужно точно определиться с задачами, которые будут ставиться пред этим оборудованием на предприятии и какие рабочие параметры станка потребуются для решения этих задач. Вполне допустимо для выполнения определённых технологических операций в цехе купить б/у станок, предварительно проверив его работоспособность. Практика показывает, что даже при большом количестве часов наработки оборудование для электроэрозионной обработки почти не подвержено износу.
Станки электроэрозионного типа
Реализуемые в производстве способы электроэрозионной обработки могут сильно отличаться в зависимости от конструкции станков, но остаётся одним и тем же сам принцип функционирования оборудования. Рассмотрим основные типы электроэрозионных станков, используемых для обработки металлических заготовок.
Проволочно-вырезной станок
Это станочное оборудование используется в целях контурной обработки изделий с высокими точностными показателями и низкой шероховатостью поверхности. Воздействие на обрабатываемую деталь происходит электродом в виде проволоки из молибдена диаметром 0,18 мм. Затраты на работу этого оборудования довольно низкие, так как сама проволока используется много раз. Традиционный электроэрозионный проволочно-вырезной станок, который не может использовать проволоку многократно, существенно проигрывает в себестоимости аналогичных рабочих операций.
Роль электролита в рабочей зоне станка играет охлаждающая жидкость, потоком которой вымываются эрозионные продукты и которая защищает обработанную поверхность детали от окисления воздухом. В качестве СОЖ используется водорастворимый концентрат специального состава.
Цена электроэрозионного копировального станка не очень высока по сравнению с аналогичными аппаратами традиционного типа, зато обслуживание его очень удобно за счёт использования блока ЧПУ. Чтобы обучить оператора основным приёмам работы на нём, потребуется не более двух дней.
С помощью этого станка можно изготавливать:
- различные пресс-формы;
- штампы;
- зубчатые колёса;
- шлицевые отверстия;
- шпоночные пазы;
- выемки сложного профиля с глубиной до 20 см.
На рисунке выше показан высокоскоростной электроэрозионный вырезной станок с ЧПУ, который относится к струйному типу и применяется для контурной обработки деталей. Станки такого вида могут использоваться и в мастерских небольшого предприятия со штучным изготовлением изделий, и на крупных предприятиях в серийном производстве. Электроэрозионный проволочный станок DK 7720 в настоящее время можно купить за 850 тыс. рублей.
Прошивной станок
Электроэрозионный копировально-прошивной станок в современном исполнении оснащён блоком ЧПУ, в который встроены функции автоматического позиционирования, орбитальность движения деталей и возможность прожигания боковых поверхностей. Также станок оснащён функциями автоматического поиска кромки и поиска центральной точки зоны обработки. Наряду с этим в программах блока ЧПУ заложено определение глубины полости и автоматический выход инструментальной головки в нулевую точку.
Электроэрозионный прошивной станок предназначен для обработки как внутренних, так и наружных сферических элементов, работая по 3-мерной линейной траектории. Наряду с возможной обработкой поверхности по 2-х мерной дуге он может производить электроэрозионный прожиг, используя для обработки исходную матрицу изделия в качестве оригинала для копирования.
В настоящее время цена электроэрозионного станка этого типа колеблется около 1 млн. 800 тыс. рублей.
Станок электроэрозионный для резки металлов
Электроэрозионная резка проволокой применяется тогда, когда выполнить требуемый рез металлической детали или заготовки с помощью классической традиционной обработки невозможно, когда перед прочностью заготовки бессильны и фреза, и резец токарного станка. Механическая резка не выгодна или даже невозможна, когда требуется получение внутри или снаружи детали острых углов со сверхмалыми радиусами закруглений. Эта ситуация возникает при обработки деталей, подвергшихся закалке или твёрдосплавных металлических соединений. Иногда ещё к электроэрозионной резке металла прибегают, если из-за глубины или сложной структуры полости это выполнить механической простой операцией на фрезерном станке невозможно. Проволочно-вырезные станки дополняют набор операций при изготовлении сложных деталей современного машиностроения.
Электроэрозионная резка представляет собой интенсивную электроэрозию металла в нужном сечении детали. Высокочастотные импульсы, вырабатываемые генератором, поддаются на электрод, который представляет собой проволоку из молибдена. При работе генератора сама деталь перемещается в нужную сторону с помощью электрического привода направляющих станочной плиты. Выжигание металла происходит электрическими искрами, а затем разрушенный слой смывается охлаждающей жидкостью специального состава, непрерывно подаваемой в зону резки. Перемещение проволоки для электроэрозионных станков всегда происходит в направлении, перпендикулярном оси барабана смотки.
Можно выделить те технологические операции, где работа элктроэрозионных режущих станков выгодно отличается от механической обработки металлов:
- обработка сверхтвёрдых металлов и сплавов;
- выполнение вырезов в заготовках с угловыми острыми кромками, имеющими сверхмалые радиусы закруглений;
- обработка цилиндрических и фасонных поверхностей большой глубины;
- обработка поверхностей с очень высокой точностью.
Чтобы запрограммировать обработку детали электроэрозионным станком, нужно иметь техническое задание и макет самого изделия. Формат представляемых данных может быть любой, перевод его в команды блока ЧПУ осуществляется оператором станка или программистом.
При электроэрозионной резке нет нужды использовать инструменты, более твёрдые чем материал обрабатываемой детали. Для резки твёрдосплавных соединений используется проволока из цветных сплавов, которую получают обычным способом. Оборудование при резке также не отличается высокой сложностью, как и сами технологические приёмы работы с ним. Скорость рабочего процесса не зависит от твёрдости и прочности обрабатываемого материала. При резке не требуется каких-либо усилий механического типа, благодаря чему качество обработки получается очень высокое. Количество же всевозможных операций и переходов на одну обработку сводится к минимуму даже при очень сложной форме детали. Различные по техническим характеристикам станки для резки имеют разную производительность рабочего процесса, но все они могут выполнять схожие операции, лишь за разное время.
Модели современных станков
Современный станок электроэрозионной обработки металлов состоит из следующих узлов:
- электродвигатели, действующие независимо друг от друга;
- устройство подачи проволоки в зону эрозии;
- рабочую ванну с охлаждающей жидкостью;
- рабочий стол для расположения заготовки в процессе обработки;
- блок управления станком.
Производителями станков этого типа являются как азиатские, так и европейские государства. Имея одно и то же назначение, станки разных производителей сильно отличаются по своей функциональности и цене. Если китайское и южнокорейское оборудование стоит значительно дешевле европейского, то последнее выполняется производителями на более высоком уровне с большей степенью автоматизации рабочих процессов.
АРТА
Российскими производителями выпускается прецизионное оборудование АРТА для электроэрозионной обработки металлов.
Научно-промышленная корпорация "Дельта-Тест" сегодня является лидером в России по изготовлению оборудования этого типа. Изготавливая новые станки, предприятие занимается и модернизацией оборудования более ранних сроков производства.
Sodick
На рынке современного оборудования хорошо известна компания Sodick, производящая проволочно-вырезные электроэрозионные станки.
Обладая высокими технологическими параметрами, оборудование этой компании применяется для обработки тугоплавких металлов и монокристаллов. С помощью этих станков изготавливаются перфорированные плиты и трубы, рабочие элементы копировальных станков, штампы с профилями трёх координатного измерения, металлокерамические штампы. Специалистам на таком оборудовании без особого труда удаётся изготавливать кулачки и их прототипы, электроды-инструменты для станков копировально-прошивочной группы.
Проволочно-вырезной станок Mitsubishi MV1200S при стоимости около 7 млн. рублей позволяет выполнять сложнейшие операции по электроэрозионной обработке деталей любой формы, выполненных из самых различным токопроводящих материалов.
При интенсивном использовании этого станочного оборудования в современном производстве затраты на его покупку окупаются в короткие сроки.
Agie
Оборудование для электроэрозионной обработки Agie изготавливается в Швейцарии и с успехом конкурирует с другими моделями этой станочной группы.
При малых габаритных размерах на станке Agie можно в автоматическом режиме выполнять сложнейшие работы по обработке твёрдосплавных изделий самого широкого назначения.
Как видно из статьи, оборудования для электроэрозионной обработки деталей на современном рынке предостаточно. Его изготавливают почти все ведущие промышленные страны мира под различными брэндами и по разной цене. Выбрать же из этого предложения именно то, что нужно нашему отечественному производителю, не просто. Однако, соизмерив свои финансовые возможности и проведя предметные переговоры с менеджерами компаний, представленных на интернет-сайтах этой тематики, можно сделать правильные выводы, а затем сделать и саму покупку.
Процесс электроэрозионной обработки (ЭЭО) токопроводящих материалов основан на принципе направленного разрушения анода (заготовки), который находится в жидкой диэлектрической среде, в результате прохождения между ним и катодом (рабочим инструментом) электрического разряда большой мощности. Ввиду значительных технологических возможностей метода, он реализуется на электроэрозионных станках различного исполнения.
Структура и разновидности оборудования для ЭЭО
Типовой электроэрозионный станок включает в себя:
- несколько автономно действующих друг от друга электродвигателей;
- узел подачи электрода-инструмента;
- ванну с рабочей средой;
- стол для размещения обрабатываемой заготовки;
- схему управления.
Классификация рассматриваемого оборудования производится по следующим признакам:
- По технологическому предназначению. Можно выделить универсальные, специализированные и специальные станки для ЭЭО;
- По принципу компоновки основных узлов. Её можно сделать горизонтальной и наклонной, но чаще используется вертикальная компоновка;
- По типу стола: неподвижный или координатный;
- По типу ванны – съёмная или поднимающаяся;
- По степени точности – оборудование для работ обычной точности и прецизионное;
- По принципу возбуждения и последующего регулирования параметров электрического разряда.
Размерный ряд видов электроэрозионного оборудования отечественного производства определяется требованиями ГОСТ 15954.
Способы получения электрического разряда в рабочих цепях станков
Размерную обработку можно производить искровым, импульсным и дуговым разрядами. В первом случае между катодом и анодом образуется искровой разряд малой скважности, но с точно заданными характеристиками межэлектродного промежутка. Такие станки компактны, отличаются высокой точностью работы и качеством поверхности после электроэрозии, удобством регулирования технологическими показателями, но одновременно имеют малую мощность, и, следовательно – производительность. Области целесообразного использования таких станков – точная разрезка труднообрабатываемых материалов (в частности, твёрдых сплавов), получение деталей со сложными контурами. Их можно также использовать для извлечения сломанного инструмента и т.п.
Повышение энергии электрического разряда достигается введением в схему генератора импульсов, который увеличивает интервал между смежными разрядами и одновременно увеличивает тепловую мощность при единичном электроэрозионном акте. Как следствие, производительность работы увеличивается, но зато снижаются точность, а поверхность обработанной детали может иметь довольно протяжённую зону термического влияния, что не всегда допустимо. Электроимпульсные станки применяются там, где требуется более значительный съём металла в единицу времени.
При необходимости обеспечить ещё более высокий съём металла (причём не только для формоизменения исходной заготовки, но и для её упрочнения) применяются электродуговые станки. Производительность такого оборудования увеличивается в несколько десятков раз, поскольку дуга, в отличие от остальных видов электрического разряда, горит непрерывно. Для управления технологическими параметрами дугового разряда он сжимается поперечным потоком среды-диэлектрика, которая постоянно, и под большим давлением прокачивается через зону горения дуги насосной установкой, предусмотренной в схеме станка. Электродуговыми станками можно изготовить крупные заготовки под валки, молотовые штампы горячей штамповки и т.д.
Применение электроэрозионных станков разных типов
Из оборудования электроискрового типа одним из наиболее точных считается копировально-прошивочный станок МА4720. Он предназначен для работы с труднообрабатываемыми заготовками сложной конфигурации, например, для твёрдосплавной штамповой оснастки, пресс-форм, кокилей. Производительность станка не превышает 70 мм 3 /мин, зато можно достичь точности в 0,03…0,04 мм, при достаточно невысокой шероховатости конечной поверхности (не выше Rz 0,32…0,4 мкм на чистовых режимах обработки). Перемещение рабочего стола производится системой ЧПУ. Размеры рабочего стола и допустимый диапазон значений межэлектродного зазора между анодом и катодом не позволяет получать на данном станке изделия с габаритными размерами более 120?180?75 мм.
Примером электроимпульсного станка является распространённая модель 4Е723, также оснащаемая ЧПУ. Более высокие показатели удельной мощности позволяют достигать производительности ЭЭО до 1200м 3 /мин, при погрешности обработки на чистовых режимах в пределах 0,25…0,1 мм. Более высокая точность достигается при ЭЭО фасонных поверхностей. Станок также используется преимущественно в инструментальном производстве, однако шероховатость поверхности заметно увеличивается – до Ra 2,5 мкм, поэтому после обработки в большинстве случаев потребуется шлифование. На станке можно выполнять ЭЭО деталей с габаритными размерами 620?380?380 мм, а также прорезание фасонных пазов.
Данные виды относятся к универсальным электроэрозионным станкам. Примером специализированного оборудования является электроэрозионный станок модели 4531, производящий профильную вырезку сложных контуров при помощи непрофилированного электрода. На станке 4531 применяется латунная проволока, которая непрерывно перематывается через межэлектродный промежуток, возбуждая разряд между катодом и анодом. При относительно невысокой производительности (не более 16…18 мм 3 /мин по стали; для твёрдого сплава производительность ещё ниже), станок 4531 в принципе позволяет обеспечить погрешность ±0,01 мм, поэтому рассматриваемое оборудование эффективно при производстве матриц вырубных штампов особо сложной конфигурации и шаблонов. Максимальные размеры вырезаемого контура составляют 100?60 мм.
Принципы оптимального выбора технологии и типоразмера станка для ЭЭО
Исходными данными являются точность контура, размеры (глубина) термически изменённой зоны, а также желаемое значение съёма в единицу времени. Для станков, работающих с непрофилированными электродами, важно наличие устройств для автоматической заправки проволоки, а для импульсных станков – генераторов, позволяющих использовать биметаллическую проволоку, которая повышает производительность ЭЭО.
Для повышения качества процесса и снижения эрозионного износа электрода-инструмента в качестве рабочих сред лучше использовать масло (наиболее употребительна смесь масла «индустриальное-20» с керосином). В принципе, для изделий с увеличенными допусками, возможно использование и воды.
Технологические возможности электроэрозионных станков значительно расширяются наличием дополнительных приспособлений (например, для получения конических поверхностей).
Для съёма металла от 20000 мм 3 /мин и выше нужно применять только электродуговые станки. Наименьшая погрешность работы такого оборудования достигается на обратной полярности при использовании графитовых электродов. Вместе с тем, сравнительно высокая шероховатость поверхности – не ниже Rz 0,8…1,6 мкм – вынуждает после ЭЭО дуговым разрядом предусматривать чистовое шлифование полученного контура. Давление прокачки рабочей среды должно быть не менее 50…60 кПа.
