Электроэрозионная обработка металлов: виды, сущность и принципы

Содержание статьи

    1. Как происходит процесс
    2. Применение
    3. Теория электроэрозионной обработки отверстий резанием
    4. Особенности применения станков
    5. Особенность резки
    6. Применение токарного станка для электроискровой резки – вид электроэрозионной обработки металлов
    7. Как можно обрабатывать металл
    8. Повышение стойкости токарного станка
    9. Фрезерование как технология обработки металлов резанием
    10. Особенности шлифования
    11. Металлообработка по технологии плазменной резки
    12. Особенности лазерного метода
    13. Применение газа
    14. Вывод

    Все виды металлообработки делятся на категории по типу воздействия на материал. Один из самых распространенных методов электроэрозионной обработки металлов (электроэрозии) – это принцип резания. В статье подробно расскажем о процедуре и подвидах.

    газовый

    Как происходит процесс

    Суть операции заключается в снятии поверхностного слоя с заготовки посредством режущего инструмента. Глубина среза определяется целью. Основная задача – придание стали нужной формы. Нет универсального прибора, который может справиться с любым изделием, поскольку каждое имеет различные линии, размеры. Вместе с разнообразием деталей производят и большое количество станков. Далее приведем неполный перечень наиболее популярных установок. Следует отметить, что оборудование имеет разную степень универсальности и автоматизации. Самые востребованные технологии проволочной электроэрозии, которые делают электроэрозионную (эрозионную) обработку металла и других материалов резанием, это, прежде всего:

    • точение – для цилиндрических стальных элементов;
    • сверление – для образования сквозных и глухих отверстий;
    • фрезерование – для работы с плоскими и фасонными поверхностями;
    • строгание – для снятия верхнего слоя;
    • долбление – для формирования пазов и канавок, зубьев;
    • шлифование – для достижения нужной степени шероховатости.

    лазер

    Применение

    Раскрой стальных конструкций производится посредством металлообработки в крупных цехах, а также в домашних условиях. На производстве такое металлообрабатывающее оборудование стоит фактически на каждом заводе, где работают с металлическими конструкциями – от создания самых крупных многотонных деталей до микроскопических электронных плат. Все сферы машиностроения (авиастроение, судостроение, автомобилестроение и пр.), а также изготовление продукции массового потребления (бытовая техника, мебель с элементами из металла) применяют технологию.

    Теория электроэрозионной обработки отверстий резанием

    Теоретические труды начали появляться в 19 веке вместе с первыми аппаратами. Основная задача науки – увеличение скорости работы при сохранении статичности и стойкости резца, а также:

    • поиск и развитие альтернативных методов (это плазменная, газовая, лазерная резка);
    • минимизация возникновения тепла при трении;
    • способы охлаждения конструкции.

    Научные разработки тесно связаны с результатами исследований по материаловедению, поскольку главным направление этой науки является изучение физических и химических характеристик сплавов – их прочность, твердость, температура пластичности и пр.

    кислородная

    Особенности применения станков

    Несмотря на одинаковую суть процесса – механическое снятие верхнего слоя, сама процедура может производиться по-разному. Отличие заключается в двух параметрах:

    • как происходит подача – движется заготовка или нет, например, в токарном — она вращается;
    • как передвигается инструмент и его специфика.

    Основой для остальных режущих кромок является резец. Он наиболее универсален и может производить многие операции, другие изделия – его модификации. Деталь устанавливается в специальных зажимах на станок, закрепляется в шпинделях. Затем в суппорте зажимается фреза, сверло, резец, шлифовальный диск и пр. Весь инструментарий подбирается в зависимости от твердости сплава и его качеств.

    обрабатывать

    Особенность

    Без учета основного используемого метода обработки металлов резанием, в производительности проявляется закономерность – около 20% от материала становится излишком, стружкой. Фактически все классические процедуры отвечают данному требования, кроме, пожалуй, шлифования. Но шлифовка – это часто финишная металлообработка, до которой также производилось точение или фрезеровка. Это экономически невыгодно, но поделать ничего нельзя. Однако современные машины, работающие по принципу лазерного или плазменного рассечения, производят настолько точный срез, а также тонкую распиловку, что количество отходов становится минимальным. Это общее замечание, а теперь перейдем к частностям.

    Применение токарного станка для электроискровой резки – вид электроэрозионной обработки металлов

    Оборудование устроено так. Есть станина – это крепкое основание, которое монтируется на фундаменте, чтобы выдержало вес самого механизма вместе с обрабатываемым изделием. По бокам – передняя и задняя бабка. Одна просто играет роль держателя, а вторая содержит внутри себя движок и передает вращательное движение через шпиндели материалу. Он, в свою очередь, вращается с выбранной оператором скоростью. Установка может быть горизонтальной (чаще) и вертикальной. Вторая подача идет на суппорт, в котором зажат резец. С помощью ручки и колеса управления резчик передвигает инструмент. Есть станки с ЧПУ. На них высокая степень автоматизации – вплоть до установки заготовки и снятия детали, а также выполнение дополнительных функций – стружкоотведение и подача смазочно-охлаждающей жидкости. Работать можно с цилиндрами и конусами – полыми и сплошными.

    обработка

    Как можно обрабатывать

    Преимуществом этого метода является то, что при воздействии резца подвергается изменениям только верхний слой, но сама структура не меняется, не деформируется, не подвержена разрушению. Это выгодно по сравнению с любой термообработкой или химической управляемой реакцией. Посмотрим видео с перечислением основных принципов работы и способов электроэрозионной обработки металлов проволокой:

    Повышение стойкости токарного станка

    При контакте одного металлического инструмента с другим естественным образом происходит быстрое стачивание, а главное условие работы – это поддержание высокой степени заточки режущей кромки. В ходе решения данной проблемы инженеры рассматривали, какой материал лучше и дольше будет эксплуатироваться во время точения. Изначально применялась классическая инструментальная сталь с большим количеством углерода. Она очень прочная, но все же не удовлетворяла потребностям разработчиков. Затем химический состав сплава изменили, добавив вольфрам. Элемент привел к повышенной твердости, а вместе с тем стало возможным проводить процедуру металлообработки быстрее, поэтому такое оборудование назвали быстрорежущим. Но и этот темп не удовлетворил инженеров. Теперь используют совершенные сплавы с максимальной стойкостью к повышенным температурам. Они выдерживают нагрев до 100 градусов, поэтому не деформируются в процессе работы. Как мы знаем, чем выше скорость, тем сильнее нагрев, поэтому эти исходники помогли решить вопрос о скоростном режиме.

    толщина

    Фрезерование как технология обработки металлов резанием

    Фреза – более универсальный вариант резца. Этот инструмент вытесняет и строгание, на заводах более не устанавливают строгальные станки, поскольку фрезерный позволяет производить множество операций. Заготовка располагается вертикально или горизонтально, в зависимости от специфики оборудования. Затем деталь приходит в движение, подача – продольная, фреза начинает вращаться. Взаимодействие двух одновременных передач и возможность работать в нескольких плоскостях и системах координат способствует тому, что можно добиться разнообразных форм и взаимодействовать со сталью даже в труднодоступных местах.

    Особенности шлифования

    Задача шлифовального устройства – снятие тонкого верхнего слоя с целью устранения видимых дефектов, выравнивания поверхности и вреза и достижение необходимой степени шероховатости. Станок оснащен абразивным диском. Это основной инструмент шлифовки. Поверхность и торцевая часть обмазаны специальным составом, который удерживает мелкие частицы абразива. Зерна могут быть различной фракции, они расположены симметрично и повернуты разными углами, режущими кромками, чтобы производить частичное снятие стружки.

    точность

    Металлообработка по технологии плазменной резки

    На вопрос, какая температура возникает между электродом и соплом, согласно схеме электроэрозионного (эрозионного) прожига, отвечаем: при работе она достигает отметки 8 000 градусов и более, до 30 тысяч, в зависимости от тонкостей обработки. В плазмотрон поступает струя сжатого воздуха под высоким давлением. Кислород ионизируется, поскольку проходит через электрическую дугу. Получается, что образуется плазма, то есть раскаленная струя воздуха, обладающая зарядом. Проходя через сопло, поток развивает невероятную скорость – около 3 метров в секунду. Под воздействием плазмореза металл просто начинает плавиться, а кислород выдувает расплавленные капли.

    рабочий

    Ключевые преимущества этого метода

    К главным достоинствам электрохимической эрозионной обработки следует отнести:

    • хорошая обрабатываемость – можно использовать любые, даже тугоплавкие и прочные материалы;
    • ускоренный темп;
    • любое направление сопла, возможность художественной резки;
    • максимальная толщина стали;
    • хорошее качество кромки;
    • экологическая чистота, малый выброс веществ в атмосферу;
    • безопасность, поскольку нет взрывоопасных баллонов.

    Экономия времени и средств

    Так как срез получается чистым, а количество отходов минимальное, то удается сэкономить бюджет, ведь не требуется финишная шлифовка. Дополнительное преимущество – короткий срок выполнения операции и возможность установки ЧПУ. Это позволяет увеличить производительность работы оператора и провести нормирование электроэрозионной прошивочной обработки материалов, избежать дефектов поверхностного слоя.

    резанием

    Особенности лазерного метода

    Еще один инновационный способ, который получил широкое распространение. Одно из достоинств – возможность работать не только с металлами, но и с деревом, пластмассой.

    Описание

    Лазерное излучение точечно нагревает сталь, она начинает плавиться, а затем испаряться. Подается газ (чаще всего кислород), который помогает избавиться от остатков, а также охлаждает область. Из-за больших энергетических затрат этот прием используется только с тонколистовыми изделиями.

    Преимущества

    К достоинствам этого вида электроэрозионной обработки в машиностроении следует отнести:

    • Нет механического контакта, поэтому минимизирован риск деформации даже самых хрупких деталей.
    • Толщина обрабатываемого листа – от 0,2 до 300 мм в зависимости от материала.
    • Высокая скорость.
    • Небольшое количество отходов.
    • Чистый срез.
    • Максимальная точность.

    фрезерирование

    Применение газа

    Второе название – кислородная резка. Струя газа воздействует на уже разогретую до 1100 градусов заготовку. Под воздействием кислорода происходит процесс горения. А сам поток выдувает остатки сплава. Необходимо отметить, что при взаимодействии окисляется крайний срез, поэтому необходима последующая шлифовка.

    Вывод

    В статье мы рассказали основы теории по электроэрозионной (эрозийной) обработке металла — что это за метод, о главных способах и сущности разных режимов резания, а также о ключевых параметрах процесса (в том числе скорости). Вариантов множество, но технология остается прежней и используется повсеместно.

    На сайте компании «Рокта» вы сможете найти широкий перечень оборудования для ленточного пиления. Переходите в наш каталог, чтобы узнать больше.Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

LEAVE A COMMENT

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *