Šema električne mašine za varnicu uradi sam. Glavne karakteristike elektroerozije. Mašinski radni sto

1. Suština i svrha elektroerozivne obrade

elektroerozija- to je uništavanje površine proizvoda pod djelovanjem električnog pražnjenja. Osnivači tehnologije su sovjetski tehnolozi B.R. Lazarenko i N.I. Lazarenko.

Električno pražnjenje (EDM) se široko koristi za promjenu veličine metalni proizvodi- za izradu rupa raznih oblika, oblikovanih šupljina, profilnih žljebova i žljebova u dijelovima od tvrdih legura, za kaljenje alata, za elektroštampanje, brušenje, sečenje i dr.

Rice. 1.9. 1 - elektroda alata, 2 - radni komad, 3 - okolina u kojoj se vrši pražnjenje, 4 - kondenzator, 5 - reostat, 6 - izvor napajanja, 1p - način obrade električnim iskrom, 2p - način obrade električnih impulsa

Shema elektroerozivne obrade materijala prikazana je na sl. 1.9. Kolo se napaja impulsnim naponom različitog polariteta, koji odgovara režimu električne iskre (1p) i režimu električnog impulsa (2p). Napon napajanja puni kondenzator (4), paralelno sa kojim je pražnjenje između elektrode-alata (1) i radnog komada (2), koji su smešteni u tečnost niske dielektrične konstante. Kada napon na kondenzatoru pređe potencijal paljenja pražnjenja, dolazi do sloma tečnosti. Tečnost se zagreva do tačke ključanja i od para tečnosti se formira mehur gasa. Nadalje, električno pražnjenje se razvija u plinovitom mediju, što dovodi do intenzivnog lokalnog zagrijavanja dijela, površinski slojevi materijala se tope i proizvodi taline u obliku kuglica skrućuju se u tekućoj tekućini i uklanjaju se iz zone obrade.

2. Faze elektroerozivne obrade Režim elektroiskre obrade

Radni komad je anoda (+), odnosno u ovom slučaju se radni komad obrađuje protokom elektrona, odnosno elektronski streamer radi, topi volumen anode-obratka u obliku rupe. Kako tok jona ne bi uništio elektrodu alata, koriste se impulsi napona u trajanju ne dužem od 10 -3 s. Način rada električne iskre se koristi za završnu, preciznu obradu, jer je uklanjanje metala u ovom slučaju malo.

Elektropulsni način obrade

Radni komad je katoda, odnosno na njega se primjenjuje negativni impuls u trajanju dužem od 10 -3 s. Tokom elektropulsne obrade, između elektroda se pali lučno pražnjenje i obrada dijelova se vrši strujom jona. Ovaj način rada karakterizira visoka brzina uklanjanja metala, koja premašuje produktivnost rada elektroiskre za 8-10 puta, ali je čistoća obrade mnogo lošija. U oba načina rada, kerozin ili izolacijska ulja se obično koriste kao radni fluid.

3. Fizika EDM

Pojave koje se javljaju u međuelektrodnom zazoru su veoma složene i predmet su posebnih studija. Ovdje će se razmotriti najjednostavnija shema za uklanjanje metala iz područja obrade pomoću električne erozije.

Kao što je prikazano na sl. 1.10, na elektrode 1 se primjenjuje napon, koji stvara električno polje u međuelektrodnom razmaku. Kada se elektrode približe kritičnoj udaljenosti, dolazi do električnog pražnjenja u obliku provodnog kanala. Da bi se povećao intenzitet pražnjenja, elektrode se potapaju u dielektričnu tečnost 2 (kerozin, mineralno ulje itd.) Na površini elektroda postoje mikrohrapavosti različitih veličina. Jačina električnog polja bit će najveća između dvije izbočine koje su najbliže jedna drugoj na površini elektroda, stoga ovdje nastaju provodni mostovi od čestica nečistoće tekućine. Struja kroz mostove zagrijava tekućinu sve dok ne dođe do isparavanja i formira se plinski mjehur (4) unutar kojeg se razvija snažna iskra ili lučno pražnjenje, praćeno udarnim valom. Postoje tokovi elektrona i jona (pozitivnih i negativnih struja) koji bombarduju elektrode. Formira se kanal za pražnjenje plazme. Zbog visoke koncentracije energije u zoni pražnjenja, temperatura dostiže hiljade i desetine hiljada stepeni. Metal na površini elektrode se topi i isparava. Kapljice rastopljenog metala kao rezultat kretanja toka tekućine u radnom području izbacuju se iz elektroda i skrućuju se u tekućini koja okružuje elektrode u obliku malih sfernih čestica (5).

Od interakcije tekućine sa dijelovima elektroda zagrijanim na temperaturu od 100-400 0C, dolazi do pirolize dielektrične tekućine na granicama plazma kanala pražnjenja. Kao rezultat, u tekućini nastaju plinovi, kao i asfaltno-smolaste tvari. Ugljik se oslobađa iz plinovitog medija, taloži se na zagrijanim površinama elektroda u obliku tankog filma kristalnog grafita. Na mjestu djelovanja strujnog impulsa na površinama elektroda ostaju male udubine - rupe nastale kao rezultat uklanjanja određene količine metala pražnjenjem.

U tabeli. 1.2 prikazuje ovisnost erozije čelične elektrode o energiji i trajanju jednog impulsa.

Tabela 1.2

Ovisnost vrijednosti erozije čelične elektrode (anode) o energiji i trajanju jednog impulsa

Rice. 1.10. 1 - elektrode, 2 - tečnost, 3 - bunari, 4 - gasni mehur, 5 - proizvodi erozije

Nakon pražnjenja, neko vrijeme, stupac kanala se hladi i supstanca plazme u međuelektrodnom razmaku deionizira. Električna snaga međuelektrodnog razmaka se vraća. Vrijeme deionizacije tekućeg dielektrika je 10 6 -10 -2 s. Sljedeće pražnjenje se obično događa već na novom mjestu, između druge dvije najbliže tačke elektroda.

Trajanje intervala između impulsa treba biti dovoljno da se uklone proizvodi erozije iz zone pražnjenja, kao i mjehur plina, koji je glavna prepreka sljedećem pražnjenju. U tom smislu, učestalost pražnjenja opada sa povećanjem energije.

To se događa sve dok pražnjenja ne uklone s površine elektroda sve dijelove metala koji se nalaze na probojnoj udaljenosti pri veličini primijenjenog napona. Kada razmak između elektroda premaši razmak proboja, elektrode se moraju približiti kako bi se pražnjenja nastavili. Obično se elektrode spajaju za vrijeme cijelog tretmana tako da električna pražnjenja ne prestaju.

Parametri radnih impulsa sove. Glavni parametri električnih impulsa koji se primjenjuju na međuelektrodni razmak su njihova frekvencija ponavljanja, trajanje, amplituda i radni ciklus, kao i oblik, koji određuju maksimalnu snagu i energiju. Oblik i parametri impulsa imaju značajan uticaj na trošenje elektrode alata, produktivnost i hrapavost obrađene površine.

Označimo brzinu ponavljanja impulsa, odnosno njihov broj u sekundi, kroz f. Tada će T = 1/f biti period. Određuje vremenski interval nakon kojeg slijedi sljedeći impuls.

Impuls je karakteriziran vrijednošću amplitude (ili amplitude) napona i struje Um i Im. Ovo su maksimalne vrijednosti koje napon i struja postižu tokom vremena impulsa. Tokom elektroerozivne obrade, amplituda napona varira od nekoliko volti do nekoliko stotina volti, a amplituda struje varira od djelića ampera do desetina hiljada ampera. Opseg radnih ciklusa impulsa tokom elektroerozivne obrade je u rasponu od 1 do 30.

Polarni efekat i polaritet pulsa. Visoka temperatura u kanalu pražnjenja i tekući dinamički procesi uzrokuju eroziju obje elektrode. Povećanje erozije jedne elektrode u odnosu na drugu elektrodu naziva se polarni efekat. Polarni efekat je određen materijalom elektroda, energijom i trajanjem impulsa, te predznakom potencijala primijenjenog na elektrodu.

Procesi promjene napona i struje imaju oscilatorni karakter u odnosu na njihovu nultu vrijednost. Kod elektroerozivne obrade uobičajeno je da se radnim ili direktnim polaritetom impulsa smatra onaj njegov dio koji uzrokuje najveći efekat erozije radnog komada koji se obrađuje, a obrnuti dio impulsa koji uzrokuje povećanu eroziju. elektroda alata. Radni komad koji se obrađuje je pričvršćen za taj stub čiji je efekat erozije veći u datim uslovima. Na suprotni pol je pričvršćena elektroda-alat. Na primjer, kod kratkih impulsa obrade elektroiskre, energija se pretežno dovodi do anode, koju ovdje treba koristiti kao radni komad (ravni polaritet). S povećanjem trajanja impulsa dolazi do preraspodjele toplinskog toka na elektrodama. To dovodi do činjenice da pod određenim načinima elektropulsne obrade erozija anode postaje manja od erozije katode. U ovom slučaju treba koristiti obrnuti polaritet, koristeći radni komad kao katodu.

Mogućnost obrade električnom pražnjenjem. Različit je učinak erozije različitih metala i legura, koje nastaju električnim impulsima istih parametara. Ovisnost intenziteta erozije o svojstvima metala naziva se elektroerozivna obradivost.

Različiti uticaj impulsnog pražnjenja na metale i legure zavisi od njihovih termofizičkih konstanti: - tačke topljenja i ključanja, toplotne provodljivosti, toplotnog kapaciteta. Ako uzmemo obradivost čelika električnim pražnjenjem kao jedinicu, onda se obradivost drugih metala električnim pražnjenjem (pod istim uslovima) može predstaviti u sljedećim relativnim jedinicama: volfram - 0,3; tvrda legura - 0,5; titanijum - 0,6; nikl - 0,8; bakar - 1,1; mesing - 1,6; aluminijum - 4; magnezijum - 6 (navedeni podaci važe samo pod određenim uslovima: energija impulsa 0,125 J, trajanje 1,4-10 -5 s, frekvencija 1200 1/s, amplituda struje 250 A).

Radno okruženje. Većina EDM operacija se izvodi u tekućini. Osigurava uvjete potrebne za uklanjanje produkata erozije iz međuelektrodnog razmaka, stabilizira proces i utječe na dielektričnu čvrstoću međuelektrodnog razmaka. Fluidi pogodni za obradu elektroiskrim moraju imati odgovarajući viskozitet, električna izolaciona svojstva i hemijsku otpornost na pražnjenje.

S povećanjem frekvencije impulsa i smanjenjem radne struje, stabilnost radnog procesa se pogoršava. Zbog toga je potrebno povećati radni ciklus impulsa. Upotreba pravokutnih impulsa značajno poboljšava performanse.

Produktivnost obrade može se povećati ako se primjenjuje prisilno uklanjanje produkata erozije iz međuelektrodnog razmaka. Da bi se to postiglo, tečnost se ubrizgava u međuelektrodni razmak pod pritiskom (slika 1.11).

Rice. 1.11.

Dobri rezultati se postižu primjenom vibracija na elektrodu alata, kao i rotacijom jedne ili obje elektrode. Pritisak tekućine ovisi o dubini rupe i veličini međuelektrodnog razmaka. Vibracije su posebno potrebne za elektroiskričnu obradu dubokih rupa malog prečnika i uskih proreza. Većina EDM mašina opremljena je posebnom vibrirajućom glavom.

Kvalitet površine i tačnost obrade. Metal elektroda je podvrgnut lokalnom, kratkotrajnom, ali vrlo intenzivnom elektrotermalnom dejstvu. Najviša temperatura postoji na tretiranoj površini i brzo opada na određenoj udaljenosti od površine. Većina rastopljenog metala i njegovih para se uklanja iz zone pražnjenja, ali dio ostaje u rupi (slika 1.12). Kada se metal stvrdne, na površini rupe se formira film koji se po svojim svojstvima razlikuje od osnovnog metala.

Rice. 1.12. 1 - prostor koji je ostao nakon topljenja metala; 2 - bijeli sloj; 3 - valjak oko rupe; 4 - obrađeni radni komad; BL, NL - prečnik i dubina rupe

Površinski sloj u rastopljenom stanju aktivno ulazi u hemijsku interakciju sa parama i produktima raspadanja radnog fluida koji nastaje u zoni visoke temperature. Rezultat ove interakcije je intenzivno zasićenje metala komponentama sadržanim u tekućem mediju, kao i tvarima koje čine elektrodu alata. Tako se u površinski sloj mogu uneti titan, hrom, volfram itd. tečni ugljovodonici(kerozin, ulje), površinski sloj je zasićen ugljikom, odnosno nastaju karbidi željeza. Zbog toga se prilikom elektroerozivne obrade površina dijela stvrdnjava.

Intenzivno odvođenje toplote iz zone pražnjenja kroz mase hladnog metala uz nju i radnog fluida stvara uslove za superbrzo stvrdnjavanje, što istovremeno sa karburizacijom dovodi do stvaranja veoma tvrdog sloja. Kaljeni površinski sloj čelika ima povećanu otpornost na abraziju i niži koeficijent trenja od čelika koji nije termički obrađen. Struktura površinskog sloja značajno se razlikuje od strukture osnovnog metala i slična je strukturi rashlađenog sloja koji se javlja na površini nekih livenih gvožđa. Stoga se ovaj sloj naziva "bijeli sloj". Dubina bijelog sloja ovisi o energiji impulsa, njihovom trajanju i termofizičkim svojstvima obrađenog materijala. Kod dugih strujnih impulsa visoke energije, dubina bijelog sloja je jednaka desetinkama milimetra, a kod kratkih impulsa - stotinke milimetra i mikrona.

Stvrdnjavanje površinskog sloja metala (elektroerozivno legiranje). Jedna od prednosti elektroiskre metode obrade materijala je da se pod određenim uvjetima svojstva čvrstoće površine obratka naglo povećavaju: tvrdoća, otpornost na habanje, otpornost na toplinu i otpornost na eroziju. Ova karakteristika se koristi za poboljšanje otpornosti na habanje. alat za rezanje, kalupi, kalupi i dijelovi strojeva, ojačavanje metalnih površina metodom elektroiskre.

U legiranju elektroiskre koristi se obrnuti polaritet (obradak je katoda, alat je anoda); obrada se obično izvodi na zraku i, u pravilu, s vibracijom elektrode. Oprema kojom se vrši proces kaljenja je male veličine i vrlo laka za rukovanje. Glavne prednosti metode elektroiskrinog premaza su sljedeće: premazi imaju visoku čvrstoću prianjanja s osnovnim materijalom; površine koje se premazuju ne zahtijevaju preliminarnu pripremu; moguće je primijeniti ne samo metale i njihove legure, već i njihove sastave. Procesi koji se dešavaju prilikom elektroiskričnog kaljenja su složeni i predmet su detaljnih istraživanja. Suština stvrdnjavanja je u tome da se tokom električnog iskrišta u zraku javlja polarni prijenos materijala elektrode na radni predmet. Preneseni materijal elektrode legira metal izratka i, hemijski kombinujući se sa disociranim atomskim azotom iz vazduha, ugljenikom i materijalom radnog predmeta, formira očvrsnuti sloj otporan na difuziju na habanje. U ovom slučaju u sloju se pojavljuju složena hemijska jedinjenja, visokootporni nitridi i karbonitridi, kao i strukture za gašenje. Prema mišljenju stručnjaka, prilikom elektroiskrinog kaljenja u površinskom sloju, na primjer, čelika, javljaju se procesi navedeni u Tabeli 1. 1.3.

Tabela 1.3

Tokom elektroiskričnog očvršćavanja, mikrotvrdoća bijelog sloja u ugljenični čelici može se povećati na 230 MPa, visina mikrohrapavosti tretirane površine je do 2,5 mikrona. Debljina sloja premaza koji se dobije na nekim instalacijama je 0,003-0,2 mm.

4. Osnovne tehnologije elektroerozivne obrade metala

Tehnologije za dimenzionalnu obradu metalnih delova.

Oblikovanje dijelova elektroerozivnom metodom može se izvesti prema sljedećim shemama.

1. Kopiranje oblika elektrode ili njenog presjeka. U ovom slučaju, obrađeni element obratka u obliku je inverzni odraz radne površine alata. Ova operacija se zove šivanje. Postoje metode direktnog i obrnutog kopiranja. Kod direktnog kopiranja alat je iznad radnog komada, a kod obrnutog kopiranja ispod njega. Metoda šivanja je jednostavna za izvođenje i široko se koristi u industriji. Na sl. 1.13 prikazuje dijagram obrade električnom pražnjenjem kopiranjem oblika elektrode-alata. Prilikom elektroerozivne obrade, elektroda (1) se uvodi u dio čime se vrši kopiranje elektrode.

2. Međusobno kretanje obratka i elektrode-alata. Ovom šemom moguće su operacije izrezivanja složenih dijelova profila i rezanja zareza elektrodama, elektroerozivnog brušenja i bušenja dijelova.

Rice. 1.13. : 1 - elektroda-alat, 2 - radni komad, 3 - tečnost, 4 - posuda

Šivanje prozora, pukotina i rupa. Ova operacija se izvodi na univerzalne mašine. Prorezi širine (2,5-10) mm i dubine do 100 mm se šivaju elektroerozivnom metodom. Kako bi se osiguralo uklanjanje proizvoda erozije iz međuelektrodnog razmaka, elektroda alata je izrađena u obliku slova T ili se debljina repnog dijela smanjuje u odnosu na radni dio za nekoliko desetina milimetra. Brzina bljeskanja proreza je (0,5-0,8) mm/min, hrapavost tretirane površine je do 2,5 mikrona.

Obrada delova kao što su mreže i sita. Stvorene su EDM mašine koje omogućavaju obradu mrežastih delova sa do nekoliko hiljada rupa. Mašine mogu istovremeno obraditi više od 800 rupa prečnika (0,2-2) mm u limovima čelika otpornih na koroziju, mesingu i drugim materijalima debljine do 2 mm. Kapacitet obrade do 10.000 rupa na sat.

Elektroerozivno brušenje. Ovo je jedna od varijanti strojne obrade s električnim pražnjenjem, koja se koristi za obradu obradaka visoke čvrstoće od čelika i tvrdih legura. Uklanjanje metala u ovom slučaju nastaje pod utjecajem impulsnih pražnjenja između rotirajuće elektrode-alata i obrađenog predmeta, a ne kao rezultat mehaničkog djelovanja, kao kod abrazivnog brušenja.

Metode direktnog i obrnutog kopiranja imaju značajan nedostatak, koji se sastoji u potrebi korištenja složenih oblika elektrode za instrumente. Istrošenost elektroda utječe na točnost izrade dijelova, stoga je s jednim elektrodnim alatom moguće proizvesti najviše 5-10 dijelova.

Električna iskrista metoda rezanja složene konturne žice povoljno je u usporedbi s metodama kopiranja po tome što je ovdje alat tanka žica od bakra, mesinga ili volframa promjera od nekoliko mikrona do 0,5 mm, koja je uključena u električni krug kao katoda (vidi sliku 1.14).

Rice. 1.14. : 1 - žica, 2 - radni komad, 3 - vodeći valjci, 4 - uređaj za podešavanje brzine izvlačenja žice

Kako bi se eliminirao utjecaj trošenja žice na točnost obrade, žica se premotava s jednog namotaja u drugi, što omogućava svim novim elementima da učestvuju u radu. Prilikom premotavanja dolazi do blagog zatezanja. U blizini radnog komada koji se obrađuje, postavljeni su valjci koji orijentiraju žicu u odnosu na radni komad. Kompleksno konturno rezanje žice koristi se za precizno sečenje obradaka, rezanje preciznih utora, sečenje poluprovodničkih materijala, obradu cilindričnih, konusnih spoljašnjih i unutrašnjih površina.

Glavne prednosti obrade električnim pražnjenjem žičanom elektrodom-alatom uključuju visoku preciznost i mogućnost široke automatizacije procesa.

Elektrokontaktni način obrade. Elektrokontaktna obrada materijala je vrsta elektroerozivne obrade. Njegova razlika leži u činjenici da se impulsi električne energije generiraju kao rezultat međusobnog pomicanja elektroda ili prekida električnog pražnjenja pri pumpanju tekućine pod pritiskom. Elektrokontaktna obrada se može izvoditi na jednosmernu i naizmeničnu struju, u vazduhu ili tečnosti (voda sa antikorozivnim aditivima). Tokom obrade, elektroda-alat i radni komad su potpuno uronjeni u tečnost ili se tečnost raspršuje u međuelektrodni razmak. Obrada se vrši pri značajnim strujama (do 5000 A) i naponima idle move izvor napajanja 18-40 V. Elektrokontaktnom metodom se dobijaju poluzavršno tokarenje obrtnih tela, fino sečenje, obrada cilindričnih, oblikovanih rupa i volumetrijskih šupljina, glodanje, brušenje. Metoda elektrokontakta je posebno efikasna pri obradi radnih predmeta od teško rezanih čelika i legura, kao i livenog gvožđa visoke tvrdoće, monokristala i materijala visokih termičkih svojstava.

Šematski dijagram instalacije za elektrokontaktnu obradu je sljedeći. Radni predmet i elektroda-alat, koji imaju os rotacijske simetrije i uključeni u krug s izvorom napajanja, nakon kontakta, izvode rotaciono kretanje jedni prema drugima.

U uslovima neophodnim za sprovođenje elektroerozivnih procesa, metal se uklanja sa radnog komada.

Stvrdnjavanje površinskog sloja metala (elektroerozivno legiranje)

Jedna od prednosti elektroerozivne obrade metala je da se, pod određenim uvjetima, svojstva čvrstoće površine obratka naglo povećavaju. Ova karakteristika se koristi za poboljšanje otpornosti na habanje reznih alata, kalupa, kalupa itd. U elektroerozijskom legiranju koristi se obrnuti polaritet (obradak je katoda, alat je anoda), obrada se obično izvodi sa atomima alatne elektrode u režimu električnog impulsa (vidi sliku 1.15) u zraku i, u pravilu sa vibracijom elektrode.

Rice. 1.15 Šema elektroerozivnog legiranja: 1 - legirajuća elektroda-alat, 2 - legirani dio

Glavne prednosti elektroerozivnog legiranja su sljedeće: premazi imaju visok stupanj adhezije na osnovni materijal; površine koje se premazuju ne zahtijevaju preliminarnu pripremu; moguće je primijeniti ne samo metale i legure, već i njihove sastave.

Procesi koji se dešavaju tokom elektroerozivnog kaljenja su složeni i predmet su detaljnih istraživanja. Međutim, suština stvrdnjavanja je u tome da se tokom električnog varničnog pražnjenja u vazduhu materijal elektrode prenosi na radni komad (vidi sliku 1.15). Preneseni materijal elektrode legira metal izratka i, hemijski se kombinujući sa ionima azota u vazduhu, ugljenikom i materijalom radnog komada, formira kaljeni sloj otporan na habanje koji se sastoji od nitrida, karbonitrida i drugih struktura za očvršćavanje.

S elektroiskrim legiranjem, mikrotvrdoća bijelog sloja u ugljičnim čelicima može se povećati na 230 MPa. Debljina sloja premaza koji se dobije na nekim instalacijama je 0,003-0,2 mm. Prilikom kaljenja površine mašinskih dijelova (na primjer, na instalaciji IE-2M), moguće je dobiti dubinu sloja do 0,5–1,6 mm s mikrotvrdoćom od 50–60 MPa (kada se očvrsne ferohromom).

Postoji razlika između čiste obrade, koja odgovara visokim naponima i malim strujama kratkog spoja (do 20 A), i grube (grubo legiranje) pri niskim naponima od 50-60 V i strujama kratkog spoja preko 20 A.

Rad na elektroerozivnim mašinama. Priprema elektroerozivnih mašina za rad sastoji se od ugradnje radnog predmeta i elektrode alata i poravnanja njihovog međusobnog položaja, pripreme kupke za rad i sistema za pumpanje radnog fluida, odabira i podešavanja režima generatora. Radni komad se ugrađuje i fiksira direktno na sto mašine ili u učvršćenje. Elektroda alata je ugrađena repom u vreteno glave. Prilikom poravnanja koriste se indikatori, optički instrumenti, uređaji koji vam omogućavaju da promijenite položaj alata u odnosu na radni komad i ugao nagiba.

Nakon podešavanja položaja alata za elektrode, napunite kadu radnom tečnošću, provjerite rad pumpnog sistema, postavite potreban tlak pumpanja. Podešava se režim generatora impulsa (polaritet, oblik impulsa, radni ciklus, brzina ponavljanja impulsa, prosječna struja), koristeći odgovarajuće tabele i nomograme. Promjena polariteta napona generatora impulsa vrši se uključivanjem utikača strujnih vodova do stroja. Prilikom rada s direktnim polaritetom (režim električne iskre), negativni potencijal se primjenjuje na elektrodu, a pozitivan potencijal na radni komad. Za rad s obrnutim polaritetom (elektropulsni način rada), vrši se obrnuto prebacivanje. Instalacija električnih parametara i načina rada vrši se pomoću prekidača koji se nalaze na kontrolnoj ploči. Podesite regulator napajanja tako što ćete postaviti preporučeni napon regulatora.

U smjeru obrade metala široko je rasprostranjena metoda obrade s električnim pražnjenjem (EDM). Metodu elektroerozivne obrade otkrili su sovjetski naučnici 1947. godine.

Ova tehnologija je umnogome mogla olakšati proces obrade metala, posebno je pomogla u obradi metala visoke čvrstoće, u izradi dijelova složenog dizajna, kao i u drugim oblastima.

Rad metode temelji se na udaru na dio električnih pražnjenja u dielektričnom mediju, uslijed čega dolazi do razaranja metala ili promjene njegovih fizičkih svojstava.

Primjena EEE metode:

• Prilikom obrade dijelova od metala složenih fizičkih i kemijskih svojstava;
• U izradi dijelova složenih geometrijskih parametara, sa složenom obradom;
• Prilikom legiranja površine radi poboljšanja otpornosti na habanje i davanja dijelova potrebnih kvaliteta;
• Poboljšanje karakteristika gornjeg sloja metalne površine (otvrdnjavanje) usled oksidacije materijala pod uticajem električnog pražnjenja;
• Označavanje proizvoda bez štetnih efekata, što je prisutno kod mehaničkog brendiranja.

Koristi se za obavljanje raznih operacija različite vrste elektroerozivna obrada. Numerički uređaji se ugrađuju na industrijske mašine. programska kontrola(CNC), što uvelike pojednostavljuje upotrebu bilo koje vrste obrade.

Vrste elektroerozivne obrade materijala:

• Električna iskrista obrada se koristi pri rezanju tvrdih legura, figurativnom rezanju i za izradu rupa u metalima visoke čvrstoće. Daje visoku preciznost, ali je brzina mala. Koristi se u mašinama za šivanje.
• Metoda elektrokontaktne obrade temelji se na lokalnom topljenju metala lučnim pražnjenjima, nakon čega slijedi uklanjanje istrošenog materijala. Metoda ima manju preciznost, ali više velika brzina rada od metode elektroiskre. Koristi se pri radu s velikim dijelovima od lijevanog željeza, legiranog čelika, vatrostalnih i drugih metala.
• Metoda električnog impulsa je slična metodi električne iskre, ali se koriste lučna pražnjenja u trajanju do 0,01 sekunde. Ovo daje visoke performanse uz relativno dobar kvalitet.
• Anodno-mehanička metoda temelji se na kombinaciji električnog i mehaničkog djelovanja na metal. Radni alat je disk, a radni medij je tečno staklo ili supstanca slična po karakteristikama. Na radni predmet i disk se primjenjuje određeni napon, tokom pražnjenja metal se topi, a mulj se mehanički uklanja diskom.

U industriji se koriste mašine koje rade na bazi metode elektroerozivne obrade metala. Klasificiraju se prema nekoliko parametara: princip rada, upravljanje, dostupnost CNC-a itd.

Vrste mašina koje rade na principu EDM:

• EDM mašina za žice;
• Elektroerozivni stroj za rezanje žice;
• Elektroerozivna mašina za pirsing.

Zbog svoje svestranosti, EEO mašina je potrebna na farmi, a ponekad se uopće ne može zamijeniti. Svako bi želio imati takav uređaj u svojoj garaži. Nažalost, kupovina takve fabrički sastavljene mašine je veoma skupa i često nije moguća. Postoji izlaz iz ove situacije - prikupiti vlastitim rukama.

Mašina za sečenje i šivanje

Suprotno unaprijed stvorenim predodžbama o složenosti i nemogućnosti takvog zadatka, to nije slučaj. Ovo je sasvim izvodljiv zadatak za jednostavnog laika, iako sve nije tako jednostavno. Najjednostavniji tip mašine je mašina za izrezivanje, dizajnirana za obradu delova od legiranih, vatrostalnih i drugih izdržljivih metala.

Električno kolo sadrži: izvor napajanja, diodni most, sijalicu i skup kondenzatora povezanih u paralelno kolo. Na izlaz su spojeni elektroda i radni komad. Napominjemo još jednom da ovo dijagram strujnog kola za figurativni koncept principa rada uređaja. U praksi, shema je dopunjena raznim elementima koji vam omogućavaju da prilagodite stroj za probijanje potrebnim parametrima.

Opšti zahtjevi za električni krug mašine za rezanje:

• Uzmite u obzir potrebnu snagu mašine pri odabiru transformatora;
• Napon na kondenzatoru mora biti veći od 320 V;
• Ukupni kapacitet kondenzatora mora biti najmanje 1000 uF;
• Kabl koji ide od strujnog kola do kontakata mora biti samo od bakra i poprečnog presjeka od najmanje 10 mm;

Jedan primjer radne šeme:

Kao što možete odmah vidjeti, shema se bitno razlikuje od principijelne, ali u isto vrijeme nije nešto natprirodno. Svi detalji električnog kruga mogu se pronaći u specijaliziranim trgovinama ili jednostavno u starim elektroničkim uređajima koji već dugo skupljaju prašinu negdje u garaži. Odlično rješenje je korištenje CNC-a za upravljanje mašinom, ali ovaj način upravljanja dosta košta, a povezivanje na mašinu domaće izrade zahtijeva određene vještine i znanja.

Dizajn mašina

Svi elementi električnog kruga moraju biti sigurno pričvršćeni u dielektrično kućište, poželjno je kao materijal koristiti fluoroplast ili drugi sa sličnim karakteristikama. Na panelu možete prikazati potrebne prekidače, regulatore i mjerne instrumente.

Na krevetu je potrebno pričvrstiti držač za elektrodu (mora biti fiksiran pomično) i radni predmet, kao i dielektričnu kupku, u kojoj će se odvijati cijeli proces. Kao dodatak, možete staviti automatsko napajanje elektrodom, to će biti vrlo zgodno. Radni proces takve mašine je veoma spor i potrebno je mnogo vremena da se napravi duboka rupa.

DIY žičana mašina

Električni krug žičane mašine je isti kao na mašini za rezanje, sa izuzetkom nekih nijansi. Razmotrite druge razlike žičane mašine. Strukturno, mašina za žice je takođe slična mašini za izrezivanje, ali postoji razlika - to je radni element mašine. Na žičanom razboju, za razliku od rezanog, to je tanka bakrena žica na dva bubnja, a u procesu rada žica se premotava s jednog bubnja na drugi.

To je učinjeno kako bi se smanjilo trošenje alata. Fiksna žica brzo će postati neupotrebljiva. To komplicira dizajn s mehanizmom za pomicanje žice koji se mora instalirati na okvir za prikladnu obradu dijelova. Istovremeno, daje mašini dodatnu funkcionalnost. Prilikom rezanja složenih elemenata najbolja opcijaće staviti CNC, ali, kao što je gore spomenuto, to je zbog nekih poteškoća.

Jednostavna postavka električne iskre (slika 1) omogućava laku i brzu obradu malih dijelova izrađenih od električno vodljivih materijala bilo koje tvrdoće. Uz njegovu pomoć možete proći kroz rupe bilo kojeg oblika, ukloniti slomljeni alat s navojem, izrezati tanke utore, gravirati, oštriti alate i još mnogo toga.

Suština procesa obrade elektroiskrom je uništavanje materijala obratka pod djelovanjem impulsnog električnog pražnjenja. Zbog male površine radne površine alata, veliki broj toplina koja topi supstancu izratka. Proces obrade je najefikasniji u tekućini (na primjer, u kerozinu), koja ispire mjesto kontakta između vibrirajućeg alata i radnog komada i sa sobom odnosi produkte erozije. Alat su mjedene šipke (elektrode), koje ponavljaju oblik predviđene rupe.

Rice. 1. Mala elektroinstalacija za varničenje:
1 - radni komad; 2 - alat; 3 - elektromagnetski vibrator; 4 - uređaj za stezanje; 5 - kupatilo.

Šema strujnog kruga instalacije prikazana je na sl. 2. Instalacija radi na sljedeći način. Kondenzator za pražnjenje C1 spojen je svojim pozitivnim terminalom na radni predmet 1. Njegov minus je povezan sa alatom 2. Elektromagnetski vibrator 3 obavještava alat o kontinuiranim oscilacijama. To osigurava stalnu iskru na mjestu kontakta i sprječava zavarivanje alata za radni komad. Radni predmet 1 je fiksiran u steznom uređaju 4, koji ima pouzdan električni kontakt sa kadom 5.

Energetski transformator je montiran na jezgru Sh32 od običnog transformatorskog čelika. Debljina seta je 40 mm. Primarni namotaj sadrži 1100 zavoja PEV 0,41 žice sa odvodom od 650. zavoja. Sekundarni namotaj ima 200 zavoja žice PEV-2 prečnika 1,25 mm. Između primarnog i sekundarnog namotaja postavljen je zaštitni namotaj III, koji se sastoji od jednog sloja namotanog žicom PEV 0,18. Kapacitet kondenzatora za pražnjenje je 400 μF (dva kondenzatora tipa KE-2 200 x 50 V). Reostat R1 je dizajniran za struju od 3-5 A. Ovaj reostat je namotan nikromskom žicom promjera 0,5-0,6 mm na otpor BC-2.

Rice. 2. Šematski dijagram električne varnične instalacije.

Diode D1-D4 tip D304, mogu se koristiti i druge vrste dioda. Na izlazu ispravljača napon je oko 24-30 V. Možete koristiti izvore napajanja nižeg napona, ali sa velikom strujom, tako da snaga koju troši strujni krug iznosi najmanje 50-60 vati.

Tokom rada instalacije dolazi do neprekidnog varničenja. Da bi se smanjile smetnje koje stvara instalacija, potrebno je uključiti jednostavan filter za radio smetnje u njen strujni krug.

Za proizvodnju nestandardne opreme ili proizvoda u proizvodnji (u fabrici, u fabrici, u industrijskoj radionici) obično ne razmišljaju dugo, a ako ne mogu nešto sami i sami napraviti, onda naručuju ovu opremu ili proizvode sa strane, bez obzira na troškove. Za zanatlije ova opcija za stjecanje nestandardnog proizvoda nije uvijek prihvatljiva.
Pa šta da radimo?
Nemojte klonuti duhom i zapamtite da svaki tehnički problem ima mnogo rješenja i samo trebate pronaći najprihvatljivije rješenje za upotrebu u vašem konkretnom slučaju.
Primjer: Od čeličnog lima potrebno je napraviti par proizvoda veličine lavora srednje veličine.
Radi proizvodnje dva ili tri dijela, za koje će, vrlo je moguće, naknadno biti potrebna radikalna izmjena ili čak novi dizajn, iznajmljivanje prese i izrada pečata (sa preinakom) za majstora može se pokazati kao skupo zadovoljstvo. Ali ne treba odustati od onoga što ste planirali, pogotovo ako znate raditi ne samo rukama, već i glavom. Sredinom prošlog stoljeća otkriven je elektrohidraulički efekat, iskra u vodi je izazvala hidraulički udar kojim možete žigosati prilično velike i složene proizvode na relativno jednostavnoj opremi.
Hidraulički šokovi za štancanje se koriste relativno dugo. Za vrijeme osvajanja američkog divljeg zapada, zanatlije su primitivne žigove žigosale lonce, kuglane i druge proizvode, pucajući u vodu (žig) iz pušaka ili revolvera.
Uređaj pečata bio je sljedeći: Na matricu je pričvršćen blanko lima, kako voda ne bi dospjela ispod lima, zatim je cijeli sklop potopljen u posudu s vodom debelih stijenki i zapaljen. Hidraulički udari su postepeno pritiskali lim na unutrašnju površinu matrice. Iz šupljine matriksa se ispuštao vazduh kroz poseban otvor. Zatim su u iste svrhe, umjesto pucanja, počeli dizati u zrak mini punjenja eksploziva. Oprema je bila kompaktna i jednostavna, iako pomalo "" opasna.
Da li biste rekli primitivno? Ali to je jednostavno. Karoserije za ultra dugačke limuzine i dalje se žigošu na ovaj način, koristeći vodu i eksploziv. Ispostavilo se da je za proizvodnju takvih tijela preskupo napraviti posebnu prešu čak i za renomirane firme. Uz pomoć približno iste opreme, brodski oklop se reže na veličinu (debljine do 0,8 metara), drobi se ruda itd. itd.
U našoj voljenoj Zemlji zabrana niko usamljenom majstoru neće dozvoliti produkcijske podvale s vatrenim oružjem i eksplozivom, pa bi za izvođenje zamišljenog kod kuće bio vrlo koristan elektrohidraulički efekat. Nije zabranjeno, podesivo po snazi ​​i relativno jeftino. Matricu je lako napraviti od običnog betona obloženog polimerom. Kao što vidite, ova ideja je na kraju sasvim realna.
Više detalja za zainteresovane za knjigu: Yutkin L.A. ,Elektrohidraulički efekat i njegova primjena u industriji."
Sljedeći primjeri:
Obrada metala električnim putem.
To su elektrohemijske, elektroerozivne i elektrokontaktne metode dimenzionalne obrade metala i metalnih legura bilo koje tvrdoće. Dimenzionalno i zapreminsko sečenje i obrada, probijanje jednostavnih i ekstra dubokih, profilisanih rupa, šupljina. Glodanje, obeležavanje, oštrenje, brušenje, poliranje itd. U odnosu na uobičajene metode obrade (rezanje), alat koji se koristi (za elektro obradu) može biti jeftiniji, domaći i od nedeficitarnih materijala, mašine su jednostavnije , u odnosu na uobičajene, za proizvodnju.
Dobro poznata metoda elektrohemijskog rastvaranja metala pod dejstvom električna struja. Ako se dvije metalne elektrode spoje na izvor istosmjerne struje i elektrode se spuste u otopinu elektrolita, tada će se pozitivna elektroda (obradak) početi otapati, a negativna elektroda (alat), ovisno o korištenom elektrolitu, ostaje nepromijenjena. ili počnu biti prekriveni slojem metala otopljenog u elektrolitu. U našem slučaju je dobrodošlo samo otapanje metala na radnom predmetu, otopljeni metal se taloži i nepromijenjeno stanje elektrode alata. Za to se kao elektrolit koristi 25% otopina. kuhinjska so. Što je elektroda-alat bliže elektrodi-obratku, to je tačniji otisak "" alata na radnom komadu. U stvarnosti, rastojanje između elektrode alata i elektrode radnog predmeta je od stotih delova milimetra i više.
Glavne poteškoće su:
da bi se elektroda alata zadržala na istoj udaljenosti od elektrode obratka tokom cijelog procesa obrade, otapanje metala dovodi do promjene površine rastvaranja i drugih promjena u različitim parametrima.
ukloniti otopljeni metal iz zone obrade i spriječiti njegovo taloženje na obradak i alat. To se obično radi dovodom elektrolita pod visokim (do 20 atmosfera) tlakom u radni zazor.
Prednosti takve obrade su relativno jeftin i praktično vječan alat, mogućnost obrade metala bilo koje tvrdoće sa vrlo visokom preciznošću, bez naknadnih promjena njihovih svojstava i posebno očvršćavanja.
Jednostavniji način obrade metala je elektroerozija. U suštini, ovo je nastavak elektrohemijske metode. Kada se razmak između elektrode alata i elektrode obratka približi, dolazi do probojne iskre. Na obe elektrode se pojavljuju rupe na mestu gde je iskra nastala, ali je rupa nešto veća na radnom komadu. Metal se u ovom slučaju ne rastvara u elektrolitu, već isparava, a zatim se kondenzuje u obliku sićušnih metalnih kuglica u radnom fluidu. Za elektroerozivnu obradu više se ne koristi provodljivi elektrolit, već tekući dielektrici (ili radni fluidi): motorno ulje, kerozin, descilirana voda, itd. . Tako se uništavaju i alat i radni komad, ali se obradak na mjestu kontakta više uništava, pa se nakon niza dodira obradak na kraju obrađuje.
Istrošenost (uništenje) alata do 30-80 posto u odnosu na destrukciju na radnom komadu. Međutim, alat se često može napraviti od kalaja ili komada žice bez nedostataka potrebnog prečnika, za oblikovano sečenje i probijanje složenih i dubokih rupa, ne samo u običnom gvožđu, već i za obradu drugih metala, do supertvrdih. pobedite lemljenje. Probijanje ultra-dubokih rupa vrši se uz konstantnu rotaciju alata i dovod radnog fluida pod niskim pritiskom. Preciznost obrade je relativno niska, ali je sama obrada prilično jednostavna.
Mašina za mašinsku obradu sa električnim pražnjenjem podseća na stonu bušilicu. Samo je alat pričvršćen na solenoid spojen paralelno na elektromagnetnu zavojnicu. Prilikom kontakta elektroda, alat i radni predmet dolaze u kontakt, električni krug se zatvara, u zavojnici se pojavljuje struja, elektromagnetna zavojnica podiže solenoid i alat iznad radnog komada. Ali u ovom trenutku, električni krug je bez napona i solenoid (i alat) pada pod vlastitom težinom na radni komad i sve se ponavlja. Ponavlja se automatski sve dok postoje uslovi za kontakt između alata i radnog komada.
Nedostaci: Alat brzo gubi svoj izvorni oblik, što dovodi do velikog izobličenja oblika obratka. Stoga se obrada ponekad odvija u nekoliko koraka i različit instrument, prvo u nacrtu, zatim u konačnoj verziji.
Elektrokontaktna metoda obrade metala je još jednostavnija. Kao radni fluid već se koristi otopina tečnog stakla (natrijum ili kalijev silikat). Alat je metalni, rotirajući disk napravljen od debelog lima. Otopina tečnog stakla (poznatije kao klerikalno ljepilo) stvara nerastvorljiv film na metalu, ali mikrohrapavosti na metalnom alatu ljušte film na radnom komadu i odmah pražnjenje električne energije izravnava izbočinu na alatu i stvara novo udubljenje. na radnom komadu. I tako kontinuirano, na različitim tačkama dodira, dok se disk alata rotira i dolazi u kontakt sa obratkom. Otopina natrijevog silikata (kalijuma) se ili sipa u kontaktnu zonu, ili se i radni predmet i alat potapaju u otopinu. Na elektro-kontaktni način, možete rezati i obrađivati ​​metal na isti način kao brusilica ili brusilica.
Mašine za elektrokontaktnu obradu metala su najjednostavnije konstrukcije i moraju osigurati rotaciju alata, te dovod velikih struja alata u zonu obrade. Habanje alata je značajno, ali se završna obrada izvodi istim alatom kao i gruba obrada.
Elektrokontaktno brušenje i poliranje nepravilnosti na vodilicama mašina za obradu metala. U ovom slučaju, ploča od lijevanog željeza (alat) i okvir (obradak) su spojeni na niskonaponski izvor istosmjerne struje i izliveni tekućim staklom (ručno utrljanim) brusiti površinu vodilica.
Ako mislite da će vam odgovarati bilo koja od gore navedenih metoda obrade metala, onda naravno moj opis neće biti dovoljan za ozbiljno proučavanje ove teme. Ali u suštini, mašine su prilično jednostavne, a sve gore navedeno nije tako teško koristiti kod kuće.

Da biste promijenili oblik dimenzija metalnog obratka, možete koristiti metodu elektroerozivne obrade. Koristi se dugi niz godina u raznim industrijama, odlikuje ga visoka preciznost, ali niska produktivnost. Za primjenu ovu metodu za obradu, trebate koristiti posebnu električnu mašinu za varnice, koju možete kupiti ili napraviti sami. Domaća verzija može se koristiti u svakodnevnom životu u maloj proizvodnji. Njegov trošak da ga sami napravite bit će niži od kupovine industrijske verzije. Stoga, hajde da detaljnije razmotrimo kako možete vlastitim rukama napraviti dotičnu električnu mašinu za iskre, šta je za to potrebno i u kojim slučajevima se može koristiti.

Princip razmatrane metode obrade

Značajka obrade električnom instalacijom iskri može se nazvati činjenicom da do isparavanja metala dolazi zbog djelovanja određenog naboja na površinu obratka. Primjer takvog udara može se nazvati zatvaranjem kondenzatora na metalnoj ploči - formira se rupa određene veličine. EDM stvara visoku temperaturu koja jednostavno isparava metal sa površine. Vrijedi napomenuti da se mašina iz ove grupe već koristi u proteklih 50 godina u raznim industrijama. Glavni uvjet za korištenje takvog električnog stroja za iskre je da radni komad mora biti izrađen od određenog metala. U ovom slučaju se ne uzima u obzir stepen obradivosti, već elektroprovodna svojstva.

Glavni strukturni element

EDM ima generator iskri koji djeluje kao kondenzator. Za obradu treba koristiti element za skladištenje velikog kapaciteta. Princip prerade je da se energija akumulira dugo vremena, a zatim se ona oslobađa u kratkom vremenskom periodu. Uređaj laserske instalacije također radi po ovom principu: smanjenje vremenskog intervala za oslobađanje energije dovodi do povećanja gustoće struje, što znači da temperatura značajno raste.

Princip rada generatora koji je ugrađen na EDM mašina, je kako slijedi:

1. diodni most provodi ispravljanje industrijske struje naponom od 220 ili 380 volti;
2. ugrađena lampa ograničava struju kratkog spoja i štiti diodni most;
3. što je indikator opterećenja veći, to je brže punjenje električne mašine za varnice;
4. nakon što se punjenje završi, lampa će se ugasiti;
5. nakon punjenja instaliranog akumulatora, moguće je dovesti elektrodu do radnog komada koji se obrađuje;
6. nakon što se krug otvori, kondenzator se ponovo počinje puniti;
7. Vrijeme punjenja ugrađenog skladišnog elementa ovisi o njegovom kapacitetu. Po pravilu, vremenski interval je od 0,5 do 1 sekunde;
8. u trenutku pražnjenja, jačina struje doseže nekoliko hiljada ampera;
9. žica od kondenzatora do elektrode mora imati veliki poprečni presjek, oko 10 kvadratnih milimetara. U tom slučaju žica mora biti izrađena isključivo od bakra.

Frekvencija generisanja kada je priključena elektroda električne mašine za varnicu je 1 Hz.

Dizajn električne mašine za varnicu

Postoje šeme koje je prilično teško implementirati. Shema koja se razmatra može se implementirati vlastitim rukama. Dijelovi za ugrađeni generator nisu deficitarni, mogu se kupiti u specijaliziranoj trgovini. Kondenzatori su također vrlo česti, kao i diodni most. Istovremeno, prilikom izrade domaćeg električnog stroja za iskre, treba uzeti u obzir sljedeće točke:

1. na kondenzatoru, naznačeni napon ne bi trebao biti manji od 320 volti;
2. broj uređaja za skladištenje energije i njihov kapacitet biraju se uzimajući u obzir činjenicu da bi ukupni kapacitet trebao biti 1000 mikrofarada. Svi kondenzatori moraju biti povezani paralelno. Treba imati na umu da se snaga domaće verzije povećava ako je potrebno dobiti jači udar iskre;
3. lampa je ugrađena u porculanski uložak. Potrebno je zaštititi svjetiljku od pada, ugrađen je prekidač struje od 2 do 6 Ampera;
4. mašina se koristi za uključivanje strujnog kola;
5. elektrode moraju imati jake stezaljke;
6. za negativnu žicu koristi se vijčana stezaljka;
7. Pozitivna žica ima stezaljku sa bakrenom elektrodom i stativ za vođenje.

Domaća verzija žice ima relativno male ukupne dimenzije.

Glavni elementi sheme elektroiskre opreme

Shema je predstavljena sljedećim elementima:

1. elektroda;
2. stezni vijak koji se koristi za fiksiranje pozitivne žice i elektrode;
3. rukav za smjer;
4. kućište od fluoroplasta;
5. rupa koja se koristi za dovod ulja;
6. tronožac.

Tijelo, koje služi za spajanje svih elemenata, izrađeno je od fluoroplastike. Kao čahura koristi se igla za uzemljenje, u kojoj je duž ose obrađena rupa s navojem za pričvršćivanje elektrode. Svi konstruktivni elementi su montirani na tronožac koji je izrađen sa mogućnošću promjene visine. Također se stvara rupa kroz koju se dovodi ulje.

Često se rezanje vrši pomoću uređaja koji se napaja starterom sa zavojnicom spojenom na 220V. Štap startera može imati hod od 10 milimetara. Namotaj startera spojen je paralelno sa lampom. Zato u trenutku punjenja kondenzatora lampica je upaljena, a nakon što se ovaj proces završi, gasi se. Nakon što se vreteno spusti, dolazi do punjenja iskre.