Схема на машина за електрическа искра „направи си сам“. Основните характеристики на електроерозията. Машинна работна маса

1. Същност и предназначение на електроерозионната обработка

електроерозия- това е разрушаването на повърхността на продукта под действието на електрически разряд. Основателите на технологията са съветските технолози Б.Р. Лазаренко и Н.И. Лазаренко.

Електроразрядната обработка (EDM) се използва широко за преоразмеряване метални изделия- за получаване на отвори с различна форма, профилни кухини, профилни канали и жлебове в детайли от твърди сплави, за закаляване на инструменти, за електропечат, шлифоване, рязане и др.

Ориз. 1.9. 1 - инструментален електрод, 2 - детайл, 3 - среда, в която се извършва разрядът, 4 - кондензатор, 5 - реостат, 6 - източник на захранване, 1p - режим на обработка на електрическа искра, 2p - режим на обработка на електрически импулс

Схемата за електроерозионна обработка на материали е показана на фиг. 1.9. Веригата се захранва от импулсно напрежение с различна полярност, което съответства на режима на електрическа искра (1p) и режима на електрически импулс (2p). Захранващото напрежение зарежда кондензатора (4), успоредно на който е разрядната междина между електрода-инструмент (1) и детайла (2), които са поставени в течност с ниска диелектрична проницаемост. Когато напрежението на кондензатора надвиши потенциала на запалване на разряда, възниква разрушаване на течността. Течността се нагрява до точката на кипене и от изпаренията на течността се образува газов мехур. Освен това електрическият разряд се развива в газова среда, което води до интензивно локално нагряване на детайла, повърхностните слоеве на стопилката на материала и продуктите от стопилката под формата на топки се втвърдяват в течащата течност и се отстраняват от зоната на обработка.

2. Етапи на електроерозионна обработка Режим на електроискрова обработка

Детайлът е анод (+), т.е. в този случай детайлът се обработва от електронен поток, т.е. електронният стример работи, разтопявайки обема на анодния детайл под формата на дупка. За да може йонният поток да не разруши електрода на инструмента, се използват импулси на напрежение с продължителност не повече от 10 -3 s. Режимът на електрическа искра се използва за довършителна, прецизна обработка, тъй като отстраняването на метала в този случай е малко.

Режим на електроимпулсна обработка

Заготовката е катод, тоест към него се прилага отрицателен импулс с продължителност над 10 -3 s. По време на електроимпулсна обработка между електродите се запалва дъгов разряд и обработката на детайлите се извършва от йонен поток. Този режим се характеризира с висока скорост на отстраняване на метала, която надвишава производителността на електроискровия режим 8-10 пъти, но чистотата на обработка е много по-лоша. И в двата режима като работна течност обикновено се използват керосин или изолационни масла.

3. Физика на EDM

Явленията, възникващи в междуелектродната междина, са много сложни и са обект на специални изследвания. Тук ще бъде разгледана най-простата схема за отстраняване на метал от зоната на обработка чрез електрическа ерозия.

Както е показано на фиг. 1.10, към електродите 1 се прилага напрежение, което създава електрическо поле в междуелектродната междина. Когато електродите се доближат до критично разстояние, възниква електрически разряд под формата на проводящ канал. За да се увеличи интензивността на разряда, електродите се потапят в диелектрична течност 2 (керосин, минерално масло и др.) На повърхността на електродите има микронеравности с различни размери. Напрегнатостта на електрическото поле ще бъде най-голяма между двете издатини, които са най-близо една до друга на повърхността на електродите; следователно тук възникват проводими мостове от частици примесна течност. Токът през мостовете нагрява течността до изпаряване и образуване на газов мехур (4), вътре в който се развива мощен искров или дъгов разряд, придружен от ударна вълна. Има потоци от електрони и йони (положителни и отрицателни стримери), които бомбардират електродите. Образува се канал за плазмен разряд. Поради високата концентрация на енергия в зоната на разреждане, температурата достига хиляди и десетки хиляди градуси. Металът върху повърхността на електрода се топи и изпарява. Капки разтопен метал в резултат на движението на течния поток в работната зона се изхвърлят от електродите и се втвърдяват в течността около електродите под формата на малки сферични частици (5).

От взаимодействието на течност с участъци от електроди, загряти до температура от 100-400 0C, пиролизата на диелектричната течност възниква на границите на плазмения канал на разряда. В резултат на това в течността се образуват газове, както и асфалтово-смолисти вещества. Въглеродът се отделя от газовата среда, отлага се върху нагретите повърхности на електродите под формата на тънък филм от кристален графит. На мястото на действие на токовия импулс върху повърхностите на електродите остават малки вдлъбнатини - отвори, образувани в резултат на отстраняването на определено количество метал от разряда.

В табл. 1.2 показва зависимостта на ерозията на стоманения електрод от енергията и продължителността на единичен импулс.

Таблица 1.2

Зависимост на стойността на ерозия на стоманения електрод (анод) от енергията и продължителността на единичен импулс

Ориз. 1.10. 1 - електроди, 2 - течност, 3 - ямки, 4 - газов мехур, 5 - продукти на ерозия

След разряда за известно време колоната на канала се охлажда и плазменото вещество в междуелектродната междина се дейонизира. Електрическата якост на междуелектродната междина се възстановява. Времето на дейонизация на течния диелектрик е 10 6 -10 -2 s. Следващият разряд обикновено се случва вече на ново място, между другите две най-близки точки на електродите.

Продължителността на интервалите между импулсите трябва да е достатъчна, за да се отстранят продуктите на ерозията от зоната на изхвърляне, както и газов мехур, който е основната пречка за следващото изхвърляне. В тази връзка честотата на разрядите намалява с увеличаване на енергията.

Това се случва, докато разрядите отстранят от повърхността на електродите всички части от метала, които са на разстояние на пробив при големината на приложеното напрежение. Когато разстоянието между електродите надвишава разстоянието на пробив, електродите трябва да се приближат, за да възобновят разрядите. Обикновено електродите се събират заедно през цялото време на лечение, така че електрическите разряди да не спрат.

Параметри на работните импулси сови. Основните параметри на електрическите импулси, приложени към междуелектродната междина, са тяхната честота на повторение, продължителност, амплитуда и работен цикъл, както и формата, които определят максималната мощност и енергия. Формата и параметрите на импулсите оказват значително влияние върху износването на електрода на инструмента, производителността и грапавостта на обработваната повърхност.

Нека обозначим честотата на повторение на импулсите, т.е. техния брой в секунда, чрез f. Тогава T = 1/f ще бъде период. Той определя интервала от време, след който следва следващия импулс.

Импулсът се характеризира с амплитудната стойност (или амплитудата) на напрежението и тока Um и Im. Това са максималните стойности, които напрежението и токът придобиват по време на импулсното време. По време на електроерозионна обработка амплитудата на напрежението варира от няколко волта до няколкостотин волта, а амплитудата на тока варира от част от ампера до десетки хиляди ампера. Диапазонът на работните цикли на импулса по време на електроерозионна обработка е в диапазона от 1 до 30.

Полярен ефект и полярност на импулса. Високата температура в разрядния канал и протичащите динамични процеси предизвикват ерозия на двата електрода. Увеличаването на ерозията на един електрод в сравнение с другия електрод се нарича полярен ефект. Полярният ефект се определя от материала на електродите, енергията и продължителността на импулсите и знака на потенциала, приложен към електрода.

Процесите на изменение на напрежението и тока имат колебателен характер спрямо нулевата им стойност. При електроерозионна обработка е обичайно да се счита, че работната или директната полярност на импулса е тази част от него, която причинява най-голям ефект на ерозия на обработвания детайл, а обратното е частта от импулса, която причинява повишена ерозия на електрода на инструмента. Детайлът, който ще се обработва, е прикрепен към този стълб, чийто ефект на ерозия е по-голям при дадени условия. На противоположния полюс е прикрепен електрод-инструмент. Например, при кратки импулси на електроискрова обработка, енергията се подава предимно към анода, който трябва да се използва тук като детайл (права полярност). С увеличаване на продължителността на импулсите се получава преразпределение на топлинния поток върху електродите. Това води до факта, че при определени режими на електроимпулсна обработка анодната ерозия става по-малка от катодната. В този случай трябва да се използва обратна полярност, като се използва детайлът като катод.

Електроразрядна обработка. Ефектът от ерозията на различни метали и сплави, произведени от електрически импулси с еднакви параметри, е различен. Зависимостта на интензивността на ерозията от свойствата на металите се нарича електроерозионна обработваемост.

Различното влияние на импулсните разряди върху метали и сплави зависи от техните топлофизични константи: - точки на топене и кипене, топлопроводимост, топлинен капацитет. Ако вземем електроерозионната обработваемост на стоманата като единица, тогава електроерозионната обработваемост на други метали (при същите условия) може да се представи в следните относителни единици: волфрам - 0,3; твърда сплав - 0,5; титан - 0,6; никел - 0,8; мед - 1,1; месинг - 1,6; алуминий - 4; магнезий - 6 (посочените данни са валидни само при определени условия: импулсна енергия 0,125 J, продължителност 1,4-10 -5 s, честота 1200 1/s, амплитуда на тока 250 A).

Работна среда. Повечето EDM операции се извършват в течност. Той осигурява необходимите условия за отстраняване на продуктите от ерозията от междуелектродната междина, стабилизира процеса и влияе върху диелектричната якост на междуелектродната междина. Течностите, подходящи за електроискрова обработка, трябва да имат подходящ вискозитет, електроизолационни свойства и химическа устойчивост на разряди.

С увеличаване на честотата на импулсите и намаляване на работния ток стабилността на работния процес се влошава. Това налага увеличаване на коефициента на запълване на импулсите. Използването на правоъгълни импулси значително подобрява производителността.

Производителността на обработката може да се увеличи, ако се приложи принудително отстраняване на продуктите от ерозията от междуелектродната междина. За да направите това, течността се инжектира в междуелектродната междина под налягане (фиг. 1.11).

Ориз. 1.11.

Добри резултати се получават чрез прилагане на вибрации към електрода на инструмента, както и чрез въртене на единия или двата електрода. Налягането на течността зависи от дълбочината на отвора и размера на междуелектродната междина. Вибрациите са особено необходими за електроискрова обработка на дълбоки отвори с малък диаметър и тесни процепи. Повечето EDM машини са оборудвани със специална вибрираща глава.

Качество на повърхността и точност на обработка. Металът на електродите е подложен на локално, краткотрайно, но много интензивно електротермично въздействие. Най-високата температура съществува на третираната повърхност и бързо намалява на известно разстояние от повърхността. По-голямата част от разтопения метал и неговите пари се отстраняват от зоната на разтоварване, но част остава в отвора (фиг. 1.12). Когато металът се втвърди, върху повърхността на отвора се образува филм, който се различава по свойствата си от основния метал.

Ориз. 1.12. 1 - пространството, останало след топенето на метала; 2 - бял слой; 3 - ролка около отвора; 4 - обработен детайл; BL, NL - диаметър и дълбочина на отвора

Повърхностният слой в разтопено състояние активно влиза в химично взаимодействие с изпаренията и продуктите на разпадане на работния флуид, образуван в зоната на висока температура. Резултатът от това взаимодействие е интензивно насищане на метала с компонентите, съдържащи се в течната среда, както и с веществата, които изграждат електрода на инструмента. По този начин в повърхностния слой могат да бъдат въведени титан, хром, волфрам и др. течни въглеводороди(керосин, масло), повърхностният слой е наситен с въглерод, т.е. образуват се железни карбиди. Следователно, по време на електроерозионна обработка, повърхността на детайла се закалява.

Интензивното отстраняване на топлината от зоната на изпускане през масите от студен метал в съседство с него и работната течност създава условия за свръхбързо втвърдяване, което едновременно с карбуризацията води до образуването на много твърд слой. Втвърденият повърхностен слой на стоманата има повишена устойчивост на абразия и по-нисък коефициент на триене от този на нетермично обработената стомана. Структурата на повърхностния слой се различава значително от структурата на основния метал и е подобна на структурата на охладения слой, който се среща на повърхността на някои чугуни. Следователно този слой се нарича "бял слой". Дълбочината на белия слой зависи от енергията на импулсите, тяхната продължителност и топлофизичните свойства на обработвания материал. При дълги токови импулси с висока енергия дълбочината на белия слой е равна на десети от милиметъра, а при къси импулси - стотни от милиметър и микрони.

Закаляване на повърхностния слой на металите (електроерозионно легиране). Едно от предимствата на електроискровия метод за обработка на материали е, че при определени условия якостните свойства на повърхността на детайла рязко се увеличават: твърдост, устойчивост на износване, устойчивост на топлина и устойчивост на ерозия. Тази функция се използва за подобряване на устойчивостта на износване. режещ инструмент, матрици, форми и машинни части, укрепване на метални повърхности по електроискров метод.

При електроискровото легиране се използва обратна полярност (заготовката е катод, инструментът е анод); обработката обикновено се извършва във въздух и, като правило, с вибрация на електрода. Оборудването, с което се извършва закаляването е малогабаритно и много лесно за работа. Основните предимства на електроискровия метод на нанасяне на покритие са следните: покритията имат висока якост на сцепление с основния материал; повърхностите за покритие не изискват предварителна подготовка; възможно е да се прилагат не само метали и техните сплави, но и техните състави. Процесите протичащи при електроискровото закаляване са сложни и са обект на задълбочени изследвания. Същността на закаляването е, че по време на електрически искров разряд във въздуха се получава полярен трансфер на електродния материал към детайла. Трансферираният електроден материал легира метала на детайла и, химически комбинирайки се с дисоциирания атомен азот от въздуха, въглерода и материала на детайла, образува устойчив на дифузия износоустойчив закален слой. В този случай в слоя се появяват сложни химични съединения, високоустойчиви нитриди и карбонитриди, както и закалителни структури. Според експерти по време на електроискрово закаляване в повърхностния слой, например стомана, протичат процесите, изброени в таблица 1. 1.3.

Таблица 1.3

При електроискровото закаляване микротвърдостта на белия слой в въглеродни стоманиможе да се увеличи до 230 MPa, височината на микрограпавостта на третираната повърхност е до 2,5 микрона. Дебелината на покриващия слой, получен при някои инсталации, е 0,003-0,2 mm.

4. Основни технологии за електроерозионна обработка на метали

Технологии за оразмерителна обработка на метални детайли.

Оформянето на части чрез електроерозионен метод може да се извърши съгласно следните схеми.

1. Копиране на формата на електрода или неговото сечение. В този случай обработеният елемент на детайла във форма е обратно отражение на работната повърхност на инструмента. Тази операция се нарича зашиване. Има методи за директно и обратно копиране. При директно копиране инструментът е над детайла, а при обратно копиране е под него. Методът на шиене е лесен за изпълнение и широко използван в индустрията. На фиг. 1.13 показва диаграма на електроерозионна обработка чрез копиране на формата на електродния инструмент. В процеса на електроерозионна обработка електродът (1) се въвежда в детайла, осигурявайки копиране на електрода.

2. Взаимно движение на детайла и електрода-инструмент. С тази схема са възможни операции по изрязване на сложни профилни части и рязане на заготовки с електроди, електроерозионно шлайфане и пробиване на части.

Ориз. 1.13. : 1 - електрод-инструмент, 2 - детайл, 3 - течност, 4 - съд

Шиене на прозорци, пукнатини и дупки. Тази операция се извършва на универсални машини. Слотовете с ширина (2,5-10) mm и дълбочина до 100 mm се зашиват по електроерозионен метод. За да се осигури отстраняването на продуктите на ерозия от междуелектродната междина, електродът на инструмента е направен Т-образен или дебелината на опашната част е намалена в сравнение с работната част с няколко десети от милиметъра. Скоростта на прошиване на слотовете е (0,5-0,8) mm/min, грапавостта на обработваната повърхност е до 2,5 микрона.

Обработка на части като мрежи и сита. Създадени са EDM машини, които позволяват обработка на мрежести части с до няколко хиляди дупки. Машините могат да обработват едновременно повече от 800 отвора с диаметър (0,2-2) мм в листове от устойчиви на корозия стомани, месинг и други материали с дебелина до 2 мм. Капацитет на обработка до 10 000 дупки на час.

Електроерозионно шлайфане. Това е една от разновидностите на електроерозионна обработка, която се използва за обработка на детайли с висока якост, изработени от стомани и твърди сплави. Отстраняването на метал в този случай става под въздействието на импулсни разряди между въртящия се електрод-инструмент и обработвания детайл, а не в резултат на механично действие, както при абразивно шлифоване.

Методите за директно и обратно копиране имат значителен недостатък, който се състои в необходимостта от използване на сложни форми инструментални електроди. Износването на електродите влияе върху точността на производството на частите, следователно с един електроден инструмент е възможно да се произвеждат не повече от 5-10 части.

Методът с електрическа искра за сложно контурно рязане на тел се сравнява благоприятно с методите за копиране, тъй като тук инструментът е тънка жица, изработена от мед, месинг или волфрам с диаметър от няколко микрона до 0,5 mm, която е включена в електрическата верига като катод (виж фиг. 1.14).

Ориз. 1.14. : 1 - тел, 2 - детайл, 3 - водещи ролки, 4 - устройство за регулиране на скоростта на изтегляне на телта

За да се елиминира влиянието на износването на телта върху точността на обработката, телта се пренавива от една намотка в друга, което позволява на всички нови елементи да участват в работата. При пренавиване има леко напрежение. В близост до детайла, който ще се обработва, са монтирани ролки, които ориентират телта спрямо детайла. Сложното контурно рязане на тел се използва за прецизно рязане на детайли, рязане на прецизни канали, рязане на полупроводникови материали, обработка на цилиндрични, конични външни и вътрешни повърхности.

Основните предимства на електроерозионната обработка с тел електрод-инструмент включват висока точност и възможност за широка автоматизация на процеса.

Електроконтактен метод на обработка. Електроконтактната обработка на материали е вид електроерозионна обработка. Разликата му се състои в това, че импулсите на електрическа енергия се генерират в резултат на взаимното движение на електродите или прекъсването на електрическия разряд при изпомпване на течност под налягане. Електроконтактната обработка може да се извършва при постоянен и променлив ток, във въздух или течност (вода с антикорозионни добавки). По време на обработката електродният инструмент и детайлът са напълно потопени в течност или течността се впръсква в междуелектродната междина. Обработката се извършва при значителни токове (до 5000 A) и напрежения празен ходизточник на захранване 18-40 V. Електроконтактният метод произвежда полуфинално струговане на тела на въртене, фино рязане, изрязване на цилиндрични, профилни отвори и обемни кухини, фрезоване, шлайфане. Електроконтактният метод е особено ефективен при обработката на детайли от трудни за рязане стомани и сплави, както и чугуни с висока твърдост, монокристали и материали с високи термични свойства.

Принципната схема на инсталацията за електроконтактна обработка е както следва. Заготовката и електродът-инструмент, имащи ос на ротационна симетрия и включени във веригата с източник на захранване, след контакт изпълняват въртеливо движениеедин спрямо друг.

При условията, необходими за осъществяване на електроерозионни процеси, металът се отстранява от детайла.

Втвърдяване на повърхностния слой на метала (електроерозионно легиране)

Едно от предимствата на електроерозионната обработка на метали е, че при определени условия якостните свойства на повърхността на детайла рязко се увеличават. Тази функция се използва за подобряване на устойчивостта на износване на режещи инструменти, матрици, форми и др. При електроерозионно легиране се използва обратна полярност (заготовката е катод, инструментът е анод), обработката обикновено се извършва с атомите на инструмента-електрод в режим на електрически импулс (виж фиг. 1.15) във въздуха и, като правило, с вибрация на електрода.

Ориз. 1.15 Схема на електроерозионно легиране: 1 - легиращ електрод-инструмент, 2 - легирана част

Основните предимства на електроерозионното легиране са следните: покритията имат висока степен на адхезия към основния материал; повърхностите за покритие не изискват предварителна подготовка; възможно е да се прилагат не само метали и сплави, но и техните състави.

Процесите протичащи при електроерозионното втвърдяване са сложни и са обект на задълбочени изследвания. Но същността на закаляването е, че по време на електрически искров разряд във въздуха материалът на електрода се прехвърля към детайла (виж фиг. 1.15). Пренесеният електроден материал легира метала на детайла и, химически комбинирайки се с йони на азот от въздуха, въглерод и материал на детайла, образува устойчив на износване закален слой, състоящ се от нитриди, карбонитриди и други втвърдяващи структури.

С електроискровото легиране микротвърдостта на белия слой във въглеродните стомани може да се увеличи до 230 MPa. Дебелината на покриващия слой, получен при някои инсталации, е 0,003-0,2 mm. При втвърдяване на повърхността на машинни части (например при инсталация IE-2M) е възможно да се получи дълбочина на слоя до 0,5–1,6 mm с микротвърдост 50–60 MPa (при втвърдяване с ферохром).

Има разлика между чиста обработка, която съответства на високи напрежения и ниски токове на късо съединение (до 20 A), и груба (грубо легиране) при ниски напрежения от 50-60 V и токове на късо съединение над 20 A.

Работа на електроерозионни машини. Подготовката на електроерозионните машини за работа се състои в инсталиране на детайла и електрода на инструмента и изравняване на взаимното им положение, подготовка на ваната за работа и системата за изпомпване на работния флуид, избор и настройка на режимите на генератора. Заготовката се монтира и фиксира директно върху масата на машината или в приспособлението. Електродът на инструмента е монтиран с опашката си в главния шпиндел. При подравняване се използват индикатори, оптични инструменти, устройства, които ви позволяват да промените позицията на инструмента спрямо детайла и ъгъла на наклон.

След като регулирате позицията на електродния инструмент, напълнете ваната с работна течност, проверете работата на помпената система, задайте необходимото налягане на изпомпване. Режимът на импулсен генератор се задава (полярност, форма на импулса, работен цикъл, честота на повторение на импулса, среден ток), като се използват съответните таблици и номограми. Промяната на поляритета на напрежението на генератора на импулси се извършва чрез включване на щепселния конектор на токопроводите към машината. При работа с директна полярност (режим на електрическа искра) към електрода се прилага отрицателен потенциал, а към детайла - положителен потенциал. За работа с обратна полярност (електроимпулсен режим) се извършва обратно превключване. Инсталирането на електрически параметри и режими на работа се извършва с помощта на превключватели, разположени на контролния панел. Регулирайте регулатора на захранването, като зададете препоръчаното напрежение на регулатора.

В посока на металообработката методът на електроерозионна обработка (EDM) стана широко разпространен. Електроерозионният метод на обработка е открит от съветски учени през 1947 г.

Тази технология успя значително да улесни процеса на обработка на метали, особено тя помогна при обработката на метали с висока якост, при производството на части със сложен дизайн, както и в други области.

Действието на метода се основава на въздействието върху детайла чрез електрически разряди в диелектрична среда, в резултат на което металът се разрушава или неговите физични свойства се променят.

Приложение на метода ЕЕО:

• При обработка на детайли от метали със сложни физични и химични свойства;
• При производството на части със сложни геометрични параметри, със сложна механична обработка;
• При легиране на повърхността за подобряване на устойчивостта на износване и придаване на необходимите качества на частите;
• Подобряване на характеристиките на горния слой на металната повърхност (втвърдяване) поради окисляването на материала под въздействието на електрически разряд;
• Маркиране на продукти без вредно въздействие, което присъства в механичното брандиране.

Използва се за извършване на различни операции различни видовеелектроерозионна обработка. Числените устройства са инсталирани на промишлени машини. програмен контрол(CNC), което значително улеснява използването на всякакъв вид обработка.

Видове електроерозионна обработка на материала:

• Електроискровият вид обработка се използва при рязане на твърди сплави, фигурно рязане и за пробиване на отвори в метали с висока якост. Дава висока точност, но скоростта е ниска. Използва се в шевни машини.
• Методът на електроконтактна обработка се основава на локално топене на метала чрез дъгови разряди, последвано от отстраняване на отработения материал. Методът има по-ниска точност, но повече висока скоростработа от електроискровия метод. Използва се при работа с големи детайли от чугун, легирана стомана, огнеупорни и други метали.
• Методът на електрически импулс е подобен на метода на електрическата искра, но се използват дъгови разряди с продължителност до 0,01 секунди. Това дава висока производителност със сравнително добро качество.
• Анодно-механичният метод се основава на комбинация от електрически и механични ефекти върху метала. Работният инструмент е диск, а работната среда е течно стъкло или подобно по характеристики вещество. Към детайла и диска се прилага определено напрежение, по време на разреждането металът се разтопява и утайката се отстранява механично от диска.

В промишлеността се използват машини, които работят на базата на метода на електроерозионна обработка на метали. Те се класифицират по няколко параметъра: принцип на работа, управление, наличие на CNC и др.

Видове машини, работещи на принципа на EDM:

• EDM тел машина;
• Електроерозионна машина за рязане на тел;
• Електроерозионна машина за пробиване.

Поради своята гъвкавост машината EEO е необходима във фермата и понякога изобщо не може да бъде заменена. Всеки би искал да има такова устройство в гаража си. За съжаление закупуването на такава фабрично сглобена машина е много скъпо и често не е възможно. Има изход от тази ситуация - да събирате със собствените си ръце.

Машина за кроене и шиене

Противно на предварителните представи за сложността и невъзможността на подобна задача, това не е така. Това е доста осъществима задача за обикновен мирянин, въпреки че всичко не е толкова просто. Най-простият тип машина е разкройната машина, предназначена за обработка на детайли от легирани, огнеупорни и други устойчиви метали.

Електрическата верига съдържа: източник на захранване, диоден мост, електрическа крушка и набор от кондензатори, свързани в паралелна верига. Към изхода са свързани електрод и детайл. Обърнете внимание отново, че това електрическа схемаза образна представа за принципа на действие на устройството. На практика схемата се допълва с различни елементи, които ви позволяват да настроите машината за пробиване на необходимите параметри.

Общи изисквания към електрическата верига на режещата машина:

• Помислете за необходимата мощност на машината при избора на трансформатор;
• Напрежението на кондензатора трябва да бъде по-голямо от 320 V;
• Общият капацитет на кондензаторите трябва да бъде най-малко 1000 uF;
• Кабелът, преминаващ от веригата към контактите, трябва да бъде само меден и с напречно сечение най-малко 10 mm;

Един пример за работеща схема:

Както можете веднага да видите, схемата се различава значително от принципната, но в същото време не е нещо свръхестествено. Всички детайли на електрическата верига могат да бъдат намерени в специализирани магазини или просто в стари електронни устройства, които отдавна събират прах някъде в гаража. Отлично решение е използването на CNC за управление на машината, но този метод на управление струва много и свързването му към домашно направена машина изисква определени умения и знания.

Машинен дизайн

Всички елементи на електрическата верига трябва да бъдат здраво закрепени в диелектричен корпус, желателно е да се използва флуоропласт или друг с подобни характеристики като материал. Можете да изведете необходимите превключватели, регулатори и измервателни уреди на панела.

На леглото трябва да фиксирате държача за електрода (трябва да бъде фиксиран подвижно) и детайла, както и диелектричната баня, в която ще се проведе целият процес. Като допълнение можете да поставите автоматично подаване на електроди, ще бъде много удобно. Процесът на работа на такава машина е много бавен и отнема много време, за да се направи дълбока дупка.

Направи си сам машина за тел

Електрическата верига на телената машина е същата като на машината за рязане, с изключение на някои нюанси. Помислете за други разлики на телената машина. Конструктивно машината за тел също е подобна на машината за изрязване, но има разлика - тя е работен елемент на машината. На стан за тел, за разлика от нарязания, това е тънка медна тел на два барабана, като в процеса на работа телта се пренавива от един барабан на друг.

Това беше направено, за да се намали износването на инструмента. Фиксираният проводник бързо ще стане неизползваем. Това усложнява дизайна с механизъм за движение на тел, който трябва да бъде инсталиран върху рамката за удобна обработка на части. В същото време дава на машината допълнителна функционалност. При рязане на сложни елементи най-добрият вариантще постави CNC, но, както бе споменато по-горе, това се дължи на някои трудности.

Простата настройка на електрическа искра (фиг. 1) позволява лесно и бързо обработване на малки части от електропроводими материали с всякаква твърдост. С негова помощ можете да пробиете отвори с всякаква форма, да премахнете счупен инструмент с резба, да изрежете тънки процепи, да гравирате, да заточите инструменти и много други.

Същността на процеса на електроискрова обработка е разрушаването на материала на детайла под действието на импулсен електрически разряд. Поради малката площ на работната повърхност на инструмента, голям бройтоплина, която разтопява субстанцията на детайла. Процесът на обработка е най-ефективен в течност (например в керосин), която измива мястото на контакт между вибриращия инструмент и детайла и отвежда продуктите на ерозията с него. Инструментът е месингови пръти (електроди), повтарящи формата на предвидения отвор.

Ориз. 1. Малка електрическа искрова инсталация:
1 - детайл; 2 - инструмент; 3 - електромагнитен вибратор; 4 - затягащо устройство; 5 - баня.

Схемата на инсталацията е показана на фиг. 2. Инсталацията работи по следния начин. Разрядният кондензатор С1 е свързан с положителния си извод към детайла 1. Минусът му е свързан с инструмента 2. Електромагнитният вибратор 3 информира инструмента за непрекъснати трептения. Това осигурява постоянна искра в точката на контакт и предотвратява заваряването на инструмента към детайла. Заготовката 1 е фиксирана в затягащото устройство 4, което има надежден електрически контакт с ваната 5.

Силовият трансформатор е сглобен върху сърцевина Sh32, изработена от обикновена трансформаторна стомана. Дебелината на комплекта е 40 мм. Първичната намотка съдържа 1100 оборота от проводник PEV 0.41 с кран от 650-ия оборот. Вторичната намотка има 200 оборота от проводник PEV-2 с диаметър 1,25 mm. Между първичната и вторичната намотка е поставена екранираща намотка III, състояща се от един слой, навит с проводник PEV 0,18. Капацитетът на разрядния кондензатор е 400 μF (два кондензатора тип KE-2 200 x 50 V). Реостат R1 е проектиран за ток от 3-5 A. Този реостат е навит с нихромова тел с диаметър 0,5-0,6 mm върху съпротивлението BC-2.

Ориз. 2. Принципна схема на електроискровата инсталация.

Диоди D1-D4 тип D304, могат да се използват и други видове диоди. На изхода на токоизправителя напрежението е около 24-30 V. Можете да използвате захранващи устройства с по-ниско напрежение, но с голям ток, така че мощността, консумирана от зарядната верига, да е поне 50-60 вата.

По време на работа на инсталацията се получава непрекъснато искрене. За да се намалят смущенията, генерирани от инсталацията, е необходимо да се включи обикновен филтър за радиосмущения в неговата захранваща верига.

За производството на нестандартно оборудване или продукти в производството (в завод, във фабрика, в промишлен цех) те обикновено не мислят дълго време и ако не могат да направят нещо сами и сами, тогава те поръчват това оборудване или продукти отстрани, независимо от разходите. За занаятчия тази опция за придобиване на нестандартен продукт не винаги е приемлива.
И така, какво да правя?
Не губете сърце и не забравяйте, че всеки технически проблем има много решения и просто трябва да намерите най-приемливото решение, подходящо за използване във вашия конкретен случай.
Пример: Трябва да направите няколко продукта с размерите на среден леген от стоманена ламарина.
В името на производството на две или три части, които впоследствие вероятно ще се нуждаят от радикална промяна или дори нов дизайн, наемането на преса и изработката на печат (с промяна) за майстор може да се окаже скъпо удоволствие. Но не трябва да се отказвате от това, което сте планирали, особено ако знаете как да работите не само с ръцете си, но и с главата си. В средата на миналия век беше открит електрохидравличен ефект, искра във вода възбуди хидравличен удар, с който можете да щамповате доста големи и сложни продукти на сравнително просто оборудване.
Хидравличните удари за щамповане се използват сравнително дълго време. По време на завладяването на дивия запад на Америка занаятчиите щамповат тенджери, купета и други продукти в примитивни печати, стреляйки във водата (печат) от пушки или револвери.
Устройството на щампа беше следното: Заготовката на листа беше прикрепена към матрицата, така че водата да не попадне под заготовката на листа, след което целият комплект беше потопен в дебелостенна вана с вода и изпечен. Хидравличните удари постепенно притискаха металния лист към вътрешната повърхност на матрицата. Въздухът се изпуска от кухината на матрицата през специален отвор. След това за същите цели, вместо да стрелят, започнаха да взривяват минизаряди с експлозиви. Оборудването беше компактно и просто, макар и малко "" опасно.
Бихте ли казали примитивно? Но това е просто. Каросерията на свръхдългите лимузини все още се щамповат по този начин, използвайки вода и експлозиви. Оказа се, че за производството на такива тела е твърде скъпо да се направи специална преса дори за реномирани фирми. С помощта на приблизително същото оборудване корабната броня се нарязва на размери (дебелина до 0,8 метра), раздробява се руда и др. и т.н.
В нашата любима Земя на забраните никой няма да позволи производствени шеги с огнестрелни оръжия и експлозиви на самотен господар, така че за изпълнението на това, което е замислено у дома, електрохидравличният ефект би бил много полезен. Не е забранен, регулируем по мощност и сравнително евтин. Матрицата е лесна за изработване от обикновен бетон с полимерно покритие. Както можете да видите, тази идея в крайна сметка е доста реалистична.
Повече подробности за интересуващите се от книгата: Юткин Л.А. ,Електрохидравличен ефект и приложението му в индустрията.""
Следните примери:
Обработка на метали по електрически методи.
Това са електрохимични, електроерозионни и електроконтактни методи за обработка на размери на метали и метални сплави с всякаква твърдост. Размерно и обемно изрязване и обработка, пробиване на прости и свръхдълбоки, профилирани отвори, кухини. Фрезоване, маркиране, заточване, шлайфане, полиране и др. В сравнение с обичайните методи на обработка (рязане), използваният инструмент (за електрическа обработка) може да бъде по-евтин, самоделен и от недефицитни материали, машините са по-прости , в сравнение с обичайните, за производство .
Добре известен метод за електрохимично разтваряне на метал под действието на електрически ток. Ако два метални електрода са свързани към източник на постоянен ток и електродите се спускат в разтвора на електролита, тогава положителният електрод (заготовката) ще започне да се разтваря, а отрицателният електрод (инструмент), в зависимост от използвания електролит, ще остане непроменен или започват да се покриват със слой метал, разтворен в електролита. В нашия случай е добре дошло само разтварянето на метала върху детайла, разтвореният метал се утаява и непромененото състояние на електрода на инструмента. За това като електролит се използва 25% разтвор. готварска сол. Колкото по-близо е електродът-инструмент до електрода-заготовка, толкова по-точен е отпечатъкът "" на инструмента върху заготовката. В действителност разстоянието между електрода на инструмента и електрода на детайла е от стотни от милиметъра и повече.
Основните трудности са:
за да се поддържа електродът на инструмента на същото разстояние от електрода на детайла по време на целия процес на обработка, разтварянето на метала води до промяна в зоната на разтваряне и други промени в различни параметри.
премахване на разтворения метал от зоната на обработка и предотвратяване на отлагането му върху детайла и инструмента. Това обикновено се прави чрез подаване на електролит под високо (до 20 атмосфери) налягане към работната междина.
Предимствата на такава обработка са сравнително евтин и практически вечен инструмент, способността да се обработват метали с всякаква твърдост с много висока точност, без последващи промени в техните свойства и по-специално втвърдяване.
По-прост начин за обработка на метали е електроерозията. По същество това е продължение на електрохимичния метод. Когато междината между електрода на инструмента и електрода на детайла се приближи, възниква искра на пробив. Появяват се дупки и на двата електрода на мястото, където е възникнала искрата, но дупката е малко по-голяма върху детайла. Металът в този случай не се разтваря в електролита, а се изпарява и след това кондензира под формата на малки метални топчета в работния флуид. За електроерозионна обработка вече не се използва проводим електролит, а течни диелектрици (или работни течности): двигателно масло, керосин, децилирана вода и др. Течните диелектрици предотвратяват утаяването на изпарения метал от електрода на детайла върху електродния инструмент . По този начин както инструментът, така и детайлът се унищожават, но детайлът в точката на контакт се унищожава повече и така след поредица от контакти, детайлът в крайна сметка се обработва.
Износване (разрушаване) на инструмента до 30-80 процента по отношение на разрушението върху детайла. Въпреки това, инструментът често може да бъде направен от калай или парчета недефицитна тел с необходимия диаметър, за профилно рязане и пробиване на сложни и дълбоки отвори не само в обикновено желязо, но и за обработка на други метали, до супер твърди победитно запояване. Пробиването на свръхдълбоки отвори се извършва с постоянно въртене на инструмента и подаване на работна течност под ниско налягане. Точността на обработка е относително ниска, но самата обработка е доста проста.
Машината за електроерозионна обработка наподобява настолна бормашина. Само инструментът е прикрепен към соленоида, свързан успоредно на електромагнитната намотка. По време на контакта на електродите инструментът и детайлът влизат в контакт, електрическата верига се затваря, в намотката се появява ток, електромагнитната намотка повдига соленоида и инструмента над детайла. Но по това време електрическата верига е изключена и соленоидът (и инструментът) падат под собствената си тежест надолу върху детайла и всичко се повтаря. Повтаря се автоматично, докато има условия за контакт на инструмента с детайла.
Недостатъци: Инструментът бързо губи първоначалната си форма, което води до голямо изкривяване на формата на детайла. Следователно обработката понякога се извършва на няколко стъпки и различен инструмент, първо в черновата версия, след това в окончателната версия.
Електроконтактният метод за обработка на метал е още по-прост. Като работна течност вече се използва разтвор от течно стъкло (натриев или калиев силикат). Инструментът е метален, въртящ се диск, изработен от дебел калай. Разтвор от течно стъкло (по-известен като канцеларско лепило) образува неразтворим филм върху метала, но микронеравностите върху металния инструмент отлепват филма върху детайла и незабавно изхвърлянето на електричество изравнява издатината върху инструмента и прави нова вдлъбнатина върху детайла. И така непрекъснато, в различни точки на контакт, докато дискът на инструмента се върти и влиза в контакт с детайла. Разтвор на натриев силикат (калиев) или се излива в контактната зона, или както детайлът, така и инструментът се потапят в разтвора. По електроконтактен начин можете да режете и обработвате метал почти по същия начин като мелница или шлифовъчно колело.
Машините за електроконтактна обработка на метали са най-прости по дизайн и трябва да осигурят въртенето на инструмента и подаването на големи токове от инструмента към зоната на обработка. Износването на инструмента е значително, но довършителната обработка се извършва със същия инструмент като грубата обработка.
Електроконтактно шлифоване и полиране на неравности по направляващите повърхности на металообработващи машини. В този случай чугунената плоча (инструмент) и рамката (заготовка) се свързват към източник на постоянен ток с ниско напрежение и се изсипват с течно стъкло (ръчно втрито) и се смила повърхността на водачите.
Ако смятате, че някой от горните методи за обработка на метали ще ви подхожда, тогава, разбира се, моето описание няма да е достатъчно за сериозно проучване на тази тема. Но по същество машините са доста прости и всичко по-горе не е толкова трудно да се използва у дома.

За да промените формата на размерите на метален детайл, можете да използвате метода на електроерозионна обработка. Използва се от много години в различни индустрии, характеризира се с висока точност, но ниска производителност. За нанасяне този методобработка, трябва да използвате специална електрическа искрова машина, която можете да закупите или направите сами. Домашната версия може да се използва в ежедневието в дребномащабно производство. Цената му за сами ще бъде по-ниска от закупуването на промишлена версия. Затова нека разгледаме по-подробно как можете да направите въпросната електрическа искрова машина със собствените си ръце, какво е необходимо за това и в какви случаи може да се използва.

Принципът на разглеждания метод на обработка

Характеристика на обработката с електрическа искрова инсталация може да се нарече фактът, че изпаряването на метала възниква поради ефекта на определен заряд върху повърхността на детайла. Пример за такова въздействие може да се нарече затварянето на кондензатор върху метална плоча - образува се дупка с определен размер. EDM създава висока температура, която просто изпарява метала от повърхността. Заслужава да се отбележи, че машина от тази група вече е била използвана през последните 50 години в различни индустрии. Основното условие за използването на такава машина с електрическа искра е, че детайлът трябва да бъде изработен от определен метал. В този случай не се взема предвид степента на обработваемост, а електропроводимите свойства.

Основен структурен елемент

EDM има искров генератор, който действа като кондензатор. За обработка трябва да се използва елемент за съхранение с голям капацитет. Принципът на обработка е да се натрупва енергия за дълго време и след това да се освобождава за кратък период от време. На този принцип работи и устройството на лазерната инсталация: намаляването на интервала от време за освобождаване на енергия води до увеличаване на плътността на тока, което означава, че температурата се повишава значително.

Принципът на работа на генератора, който е инсталиран на EDM машина, е както следва:

1. диодният мост извършва коригиране на промишлен ток с напрежение 220 или 380 волта;
2. инсталираната лампа ограничава тока на късо съединение и предпазва диодния мост;
3. колкото по-висок е индикаторът за натоварване, толкова по-бързо е зареждането на електрическата искрова машина;
4. след като зареждането приключи, лампата ще се изключи;
5. след като заредите инсталирания акумулатор, е възможно да приведете електрода към обработвания детайл;
6. след отваряне на веригата кондензаторът започва да се зарежда отново;
7. Времето за зареждане на инсталирания запаметяващ елемент зависи от неговия капацитет. Като правило интервалът от време е от 0,5 до 1 секунда;
8. в момента на разреждане силата на тока достига няколко хиляди ампера;
9. жицата от кондензатора към електрода трябва да има голямо напречно сечение, около 10 квадратни милиметра. В този случай жицата трябва да бъде направена изключително от мед.

Честотата на генериране при свързване на електрода на електрическата искрова машина е 1 Hz.

Конструкцията на електрическата искрова машина

Има схеми, които са доста трудни за изпълнение. Разглежданата схема може да бъде изпълнена със собствените ви ръце. Частите за инсталирания генератор не са дефицитни, те могат да бъдат закупени в специализиран магазин. Кондензаторите също са много разпространени, както и диодният мост. В същото време, когато създавате домашна електрическа искрова машина, трябва да се вземат предвид следните точки:

1. на кондензатора посоченото напрежение не трябва да бъде по-малко от 320 волта;
2. броят на устройствата за съхранение на енергия и техният капацитет се избират, като се вземе предвид фактът, че общият капацитет трябва да бъде 1000 микрофарада. Всички кондензатори трябва да бъдат свързани паралелно. Трябва да се има предвид, че мощността на домашно приготвената версия се увеличава, ако е необходимо да се получи по-силен удар на искра;
3. лампата е монтирана в порцеланов патрон. Необходимо е да се предпази лампата от падане, монтиран е прекъсвач със сила на тока от 2 до 6 ампера;
4. машината се използва за включване на веригата;
5. електродите трябва да имат здрави скоби;
6. за отрицателния проводник се използва винтова скоба;
7. Положителният проводник има скоба с меден електрод и статив за водене.

Домашната телена версия има сравнително малки общи размери.

Основните елементи на схемата на електроискровото оборудване

Схемата е представена от следните елементи:

1. електрод;
2. затягащ винт, използван за фиксиране на положителния проводник и електрода;
3. ръкав за посока;
4. корпус от флуоропласт;
5. дупка, използвана за подаване на масло;
6. статив.

Тялото, което се използва за свързване на всички елементи, е изработено от флуоропласт. Като втулка се използва заземителен щифт, в който по оста е изрязан отвор с резба за закрепване на електрода. Всички конструктивни елементи са монтирани на статив, който е направен с възможност за промяна на височината. Създава се и дупка, през която се подава масло.

Често рязането се извършва с помощта на устройство, което се захранва от стартер с намотка, свързана към 220V. Стартерният прът може да има ход от 10 милиметра. Намотката на стартера е свързана паралелно с лампата. Ето защо по време на зареждане на кондензаторите лампата свети и след приключване на този процес тя изгасва. След спускане на стеблото се получава искров заряд.