Как сделать электроэрозионный станок для домашней мастерской своими руками? Основные элементы схемы электроискрового оборудования. Основной элемент конструкции

Промышленная обработка металлов включает в себя несколько десятков способов и методов изменения формы, объема и, даже молекулярной структуры материала. Электроискровая обработка металлов - одна из распространенных технологий работы с металлом, отличающаяся высокой точностью и производительностью. При помощи электроискровых станков можно:

• резать металл;
• сверлить отверстия микроскопического диаметра;
• наращивать дефектные области деталей;
• производить ювелирные работы с драгоценными металлами;
• упрочнять поверхность изделий;
• шлифовать изделия самой сложной формы;
• извлекать застрявшие сломанные сверла и резцы.

На базе электроискрового метода обработки металлов создано немало станков промышленного назначения. Это высокоточная и дорогая техника, которую могут позволить себе купить только крупные предприятия, специализирующиеся на металлообработке.

Но иногда электроискровые станки требуются и в мастерских или цехах, где их услуги требуются время от времени. Для этого можно купить промышленное устройство с несколько ограниченными возможностями (функционал в пределах самых востребованных операций), или построить самодельный электроискровой станок. Это вполне возможно даже в домашних условиях, не говоря уже о предприятиях, в составе которых есть токарные и электромеханические цеха или участки.

Базируется обработка металлов электроискровым способом на свойстве электрического тока переносить вещество при пробое. При высоком напряжении и силе постоянного тока (1-60 А) анод (положительно заряженный электрод) нагревается до высокой температуры в пределах 10-15 тысяч градусов Цельсия, расплавляется, ионизируется и устремляется к катоду. Там, в силу электрических взаимодействий он осаживается.

Чтобы в процессе работы не возникала полноценная электрическая дуга, электроды сближаются только на короткие мгновения, длящиеся доли секунда. За это время возникает искра, разрушающая анод и наращивающая катод. Обрабатываемый участок подвергается нагреву и воздействию электротока на протяжении миллисекунд, при этом соседние области и лежащий ниже слой не успевают прогреться и структура их не нарушается. Проблема пограничных состояний не возникает в принципе.

Если требуется резка или сверление - катодом служит рабочий инструмент, а анодом - обрабатываемая деталь. При наращивании, укреплении поверхности или восстановлении формы детали, они меняются местами. Для этих видов обработки созданы специальные станки, каждый из которых выполняет свои операции.

Инструментом в установках электроэрозионного действия служат латунные или медно-графитные электроды, хорошо проводящие ток и недорогие в изготовлении. С их помощью можно резать и сверлить самые твердые сплавы. Чтобы металл катода не оседал на электроде и не увеличивал его размера, процесс происходит в жидкой среде - жидкость охлаждает капли расплава, и он не может осесть на электроде, даже если и достигает его. Вязкость жидкости определяет скорость движения материальных частиц, и они не успевают за током. Металл оседает в ванне в виде осадка и не мешает дальнейшему прохождению тока.

При наращивании поверхности деталей или укреплении, металл с анода переносится на катод. В этом случае на вибрационной установке закрепляется положительный электрод, служащий донором металла, а деталь присоединяется к отрицательному полюсу. Вода или масло в этом процессе не используются, все происходит в воздухе.

Технологические показатели

Электроискровая установка, в зависимоти от режима роботы, может обеспечивать точность результата в широких пределах. Если требуется высокая производительность при относительно невысоких требованиях к состоянию поверхности (I и II класс), то используются токи 10-60 А при напряжении до 220В. В этом случае электроискровая эрозия может удалить из зоны реза или сверления металл в объеме до 300 мм 3 /мин. При более высоких показателях класса точности - VI и VII, производительность снижается до 20-30 мм 3 /мин, но и токи требуются поменьше, не более 1 А при напряжении до 40 В.

Такой широкий диапазон регулировок показывает, что электроискровая обработка металла может использоваться в различных областях, как для производства крупных серий деталей, так и для разовых работ, включая ювелирные.

Особенностью применения электроискровых установок можно считать возможность укрепления деталей различной конфигурации. На поверхность заготовки наноситься тончайший слой более прочного сплава или металла без нагрева основания на большую глубину. Это позволяет сохранить структуру металла базового изделия и значительно изменить свойства его поверхности. В некоторых случаях требуется вязкость основания и высокая твердость поверхности, или в обратном порядке. Решить эту задачу может только электроискровой станок.

Схема электроискрового станка

Обработки металлов электроискровым способом очень распространена, поэтому очень сложно рассмотреть все виды оборудования и модели конкретных установок. Они все объединены общими конструктивными элементами:

• источником постоянного тока;
• конденсатором;
• вибратором;
• переключателем режимов.

Конструкция, работающая в электроискровом режиме, может отличаться рядом характеристик, допускающих работу с тем или иным материалом, но общие принципы построения рабочей схемы одинаковы.

Батарея конденсаторов согласована с механическим движением электрода, разряд происходит в момент максимального сближения рабочих поверхностей. Релаксационные генераторы импульсов определяют максимальный заряд конденсатора при максимальной амплитуде отклонения от точки сближения. После искрового разряда конденсатор успевает зарядиться в полном объеме.

Отличие электроискровой эрозии от дуговой сварки и резки

Использование импульсного воздействия электрического тока отличается от воздействия дуги. Импульс работает в очень ограниченном пространстве, не успевая прогреть соседние участки. Даже на самых сложных в плане термического окисления сплавах инертная атмосфера не потребуется - взаимодействие происходит на площадях не более 0,05-1 мм 2 при глубине воздействия 0,05-0,3 мм. Даже в самой агрессивной атмосфере не успевают возникнуть условия для активного окисления.

Электроискровой станок своими руками

Одной из главных деталей электроискровой установки, которую можно реализовать своими руками, конечно, при соблюдении всех правил техники безопасности, приведена ниже. Следует отметить, что это только одна из многих схем, которые можно использовать в конструкции станка.

Рабочий стол станка должен быть оборудован системой удаления окислов (непрерывной подачей масла или керосина). Они снижают вероятность отложения оксидной пленки на поверхности детали и, в результате, прекращения искрообразования. Для пробоя необходим надежный электрический контакт. Как основной вариант можно использовать ванночку, заполненную жидкостью.

Электрод представляет собой латунную или медную проволочку требуемого диаметра, которая закреплена в зажиме. Зажим, в свою очередь, представляет собой деталь вертикального штока кривошипно-шатунного механизма, который приводится в движение от электродвигателя. Частота возвратно-поступательного движения электрода выбирается в зависимости от особенностей обрабатываемого материала.

Все токопроводящие детали и кабели должны быть качественно и надежно изолированы, сама установка заземлена. Посмотреть, как работают бытовые самодельные установки можно на видео:

Следует отметить, что самодельные станки никогда не сравняются по возможностям с промышленными, например серией АРТА. Для производства кустарных изделий или использования в качестве одного из видов хобби, они, может быть и пригодны, но для работы в мастерской или слесарном цехе не «дотягивают». Не говоря уже о том, что сложность электрической схемы и необходимость точного согласования кинематики и разряда конденсатора делают их очень сложными в регулировке.

Для изменения формы размеров заготовки из металла можно использовать электроэрозионный метод обработки. Он используется на протяжении многих лет в различных отраслях промышленности, характеризуется высокой точностью, но малой производительностью. Для применения данного метода обработки следует использовать специальный электроискровой станок, который можно приобрести или сделать своими руками. Самодельный вариант исполнения можно использовать в быту при мелкосерийном производстве. Его стоимость изготовления своими руками будет ниже, чем покупка промышленного варианта исполнения. Поэтому рассмотрим подробнее то, как можно сделать рассматриваемый электроискровой станок своими руками, что для этого понадобиться и в каких случаях он сможет использоваться.

Самодельный элетроискровой станок

Принцип рассматриваемого метода обработки

Особенностью обработки электроискровой установкой можно назвать то, что испарение металла происходит из-за воздействия определенного заряда на поверхность заготовки. Примером подобного воздействия можно назвать замыкание конденсатора на металлической пластинке – образуется лунка определенных размеров. Электроэрозионный разряд создает высокую температуру, которая просто испаряет металл с поверхности. Стоит отметить, что станок из этой группы уже используется на протяжении последних 50 лет в различных сферах промышленности. Главным условием использования подобного электроискрового станка можно назвать то, что заготовка должна быть изготовлена из определенного металла. При этом учитывается не степень обрабатываемости, а электропроводящие свойства.

Основной элемент конструкции

Электроэрозионный станок имеет искровой генератор, который выступает в качестве конденсатора. Для обработки следует использовать накопительный элемент большой емкости. Принцип обработки заключается в накоплении энергии в течение длительного времени, а затем ее выброс в течение короткого промежутка времени. По этому принципу работает также устройство лазерной установки: уменьшение промежутка времени выброса энергии приводит к увеличению плотности тока, а значит существенно повышается температура.

Электрическая схема электроискровой установки

Принцип работы генератора, который установлен на электроэрозионный станок, заключается в следующем:

1. диодный мост проводит выпрямление промышленного тока напряжением 220 или 380 Вольт;
2. установленная лампа ограничивает тока короткого замыкания и защиты диодного моста;
3. чем выше показатель нагрузки, тем быстрее проходит зарядка электроискрового станка;
4. после того как зарядка закончится, лампа погаснет;
5. зарядив установленный накопитель можно поднести электрод к обрабатываемой заготовке;
6. после того как проводится размыкание цепи, конденсатор снова начинает заряжаться;
7. время зарядки установленного накопительного элемента зависит от его емкости. Как правило, временной промежуток от 0,5 до 1 секунды;
8. на момент разряда сила тока достигает несколько тысяч ампер;
9. провод от конденсатора к электроду должен иметь большое поперечное сечение, около 10 квадратных миллиметров. При этом провод должен быть изготовлен исключительно из меди.

Частота генерации при подводе электрода электроискрового станка составляет 1 Гц.

Конструкция электроискрового станка

Есть схемы, реализовать которые достаточно сложно. Рассматриваемая схема может быть реализована своими руками. Детали для устанавливаемого генератора не в дефиците, их можно приобрести в специализированном магазине. Конденсаторы также имеют большое распространение, как и диодный мост. При этом, создавая самодельный электроискровой станок, следует учесть нижеприведенные моменты:

1. на конденсаторе указываемое напряжение не должно быть менее 320 Вольт;
2. количество накопителей энергии и их емкость выбираются с учетом того, что общая емкость должна составлять 1000 мкФ. Соединение всех конденсаторов должно проводится параллельно. Стоит учитывать, что мощность самодельного варианта исполнения увеличивается в случае необходимости получения более сильного искрового удара;
3. лампу устанавливают в фарфоровый патрон. Следует защитить лампу от падения, устанавливается автомат защиты с силой токи от 2 до 6 Ампер;
4. автомат используется для включения цепи;
5. электроды должны иметь прочные зажимы;
6. для минусового провода используется винтовой зажим;
7. Плюсовой провод имеет зажим с медного электрода и штатив для направления.

Самодельный проволочный вариант исполнения имеет относительно небольшие габаритные размеры.

Самодельный электроискровой станок

Основные элементы схемы электроискрового оборудования

Схема представлена нижеприведенными элементами:

1. электрод;
2. винт зажима, используемый для фиксации плюсового провода и электрода;
3. втулка для направления;
4. корпус, изготавливаемый из фторопласта;
5. отверстие, используемое для подачи масла;
6. штатив.

Корпус, который используется для соединения всех элементов, вытачивается их фторопласта. В качестве втулки используется заземляющий штырь, в котором вдоль оси вытачивается отверстие с резьбой для крепления электрода. Все элементы конструкции крепятся на штатив, который изготавливается с возможностью изменения высоты. Также создается отверстие, через которое подается масло.

Схема электроискрового станка

Зачастую резка проводится при использовании устройства, которое питается от пускателя с катушкой, подключаемой к напряжению 220В. Шток пускателя может иметь ход 10 миллиметров. Обмотку пускателя подключают параллельно лампе. Именно поэтому на момент зарядки конденсаторов лампа горит, а после завершения этого процесса – она гаснет. После того, как шток был опущен, происходит искровой заряд.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

Станок для электроэрозионной обработки металлов своими руками

Электроэрозионный станок предназначен для вырезания металлических деталей сложной формы. Современное прошивное оборудование позволяет обрабатывать токопроводящий материал сразу по четырем осям, производить изделия любых форм даже из твердых сплавов, трудно поддающихся механической обработке.

Возможности электроэрозионных станков

электроэрозионный проволочный станок

Электроэрозионный станок справляется с выполнением сложных технологических задач:

• выполнение углублений и отверстий сложной конфигурации, в том числе глухих проемов;
• обработка титана, инструментальных и легированных сталей, твердых сплавов и закаленной стали высочайшей твердости;
• выполнение выемок различной конфигурации на внутренних поверхностях детали;
• отверстия с резьбой в заготовках из твердых металлов;
• изготовление деталей, которое невозможно или сложно на токарных и фрезерных станках с программным управлением.

Виды обработки

Существует несколько разновидностей электроэрозионной обработки:

• комбинированная - производится одновременно с иными типами обработки;
• электроэрозионно-абразивная - материал разрушается с помощью электричества и шлифуется абразивными частицами;
• электрохимическая - металл растворяется в электролите под воздействием тока;
• анодно-механическая - металл растворяется с появлением пленки окисей, сочетается с электроэрозионным методом;
• упрочнение;
• объемное копирование - метод обработки, позволяющий получить на болванке проекцию инструмента;
• маркирование;
• шлифование - под воздействием электричества происходит шлифовка металла;
• прошивание - инструмент врезается в болванку и формирует отверстие;
• вырезание - инструмент-электрод совершает движения подачи и постоянно перематывается, снимает верхние слои заготовки, создавая необходимую форму;
• отрезка - разделение болванки на отдельные куски;
• доводка.

Принцип работы станка

Первичная обработка болванки и снятие основных объемов материала происходит на токарном или фрезерном станке с ЧПУ. Принцип работы электроэрозионного оборудования в том, что металл обрабатывается разрядами тока, появляющимися между заготовкой и инструментом. В качестве резца используется натянутая проволока.

Генератор выпускает ток импульсами, не изменяя свойства рабочей среды. Когда между электродами появляется напряженность выше критической, формируется плазменный канал, разрушающий поверхность заготовки. Появляется маленькая выемка. Полярность тока подбирается таким образом, чтобы деталь разрушалась сильнее.

С целью снижения износа резца создаются униполярные электроимпульсы. В зависимости от длины импульса выбирается полярность, так как при небольшой продолжительности быстрее изнашивается отрицательный электрод, при повышенной - изнашивается катод. Фактически при обработке применяются оба принципа создания униполярных электроимпульсов: на болванку подают переменно положительный заряд и отрицательный. Вода уменьшает температуру инструмента (проволоки) и уносит продукты разрушения.

Под воздействием высокочастотных импульсов эрозия проходит равномерно по длине зазора, постепенно расширяя самое узкое место. Постепенно инструмент (проволоку) или деталь продвигают в необходимом направлении, увеличивая площадь воздействия. Обработать по этому принципу можно деталь из любого материала, пропускающего электричество.

Время обработки зависит от физических свойств материала (электропроводности, теплопроводности, температуры плавления). Чем быстрее выполняется работа, тем больше шероховатостей остается на поверхности. Наилучший эффект достигается путем многопроходной обработки с понижающейся мощностью импульсов.

Конструкция станка

Основные элементы электроэрозионного станка:

• станина - выполняется из специального особо прочного чугуна, придающего крепость и устойчивость конструкции.
• рабочий стол - прямоугольной формы из нержавеющей стали;
• рабочая ванна из нержавейки;
• устройство подачи проволоки состоит из приводных катушек (керамика), направляющих для проволоки и системы привода;
• устройство автоматической установки проволоки (устанавливается по желанию заказчика);
• блок диэлектрика состоит из картонных или бумажных фильтров, емкости диэлектрика и емкости для ионообменной массы, насоса для прогонки воды;
• генератор используется антиэлектролизный, который предупреждает разрушение заготовки;
• система числового программного управления с дисплеем.

Делаем станок своими руками

схема искрового генератора

Основная сложность в изготовлении станка своими руками - это сборка искрового генератора. За некоторое время он должен скопить достаточное количество электроэнергии и залпом ее выбросить. Необходимо добиться наикратчайшего промежутка выброса тока, чтобы плотность его была как можно выше. Комплектующие для него можно своими руками вытащить из старого телевизора или купить.

схема самодельного станка: 1 - электрод; 2 - винт зажима электрода; 3 - винт зажима плюсового контакта; 4 - втулка направления; 5 - корпус из фторопласта; 6 - проем для притока масла; 7 - штатив

Конденсатор должен выдерживать от 320 В, с суммарной емкостью от 1 тыс. мкФ. Все детали собираются в заизолированном коробе из фторопласта. Из штыря заземления евророзетки можно сделать направляющую втулку для электрода. Его продвигают вперед по мере испарения, для чего расслабляется винт зажима. Штатив для установки всего устройства должен быть с регулируемой высотой. В отверстие для притока масла вставляется трубочка, а втулка направления прокапывает маслом по продольной линии электрода.

К электроду подключается привод (пускатель с катушкой 230В). Ход штока фиксирует глубину отверстия. Во время зарядки конденсаторов включается лампа, а шток пускателя удерживается внутри. Как только конденсаторы достаточно зарядились, лампа тухнет, шток продвигается вниз. Он прикасается к заготовке и происходит разряд в виде искры, цикл повторяется. Частота повторений зависит от мощности лампы.

При работе масло может воспламениться. Важно соблюдать меры безопасности! После всеъ этих действий, мы получим эрозионный станок, сделанный своими руками.

Видео демонстрирует возможности электроэрозионного станка:

stanokgid.ru

Как сделать. - Эрозионный станок.

КАК СДЕЛАТЬ ЭЛЕКТРО-ИСКРОВОЙ СТАНОК

(гаражный)

Купил по цене лома,вот такой штатив. И давно болела голова что делать с ним. Как говорится время подошло.Всё это делается для того чтоб, в гаражных условиях можно было сделать маленькие кокили. Но чтоб добиться хороших результатов надо хорошо работать и упорно стараться.

Сам штатив. Приступил к изготовлению головки. Головка состоит из эл. катушки,ярмо и демпферное устройство.

Нижняя часть головки,с двумя винтами,для крепления мягкой вставки и электрода. Верхняя часть головки состоит из П образной скобой с болтом для регулировки пружин. Ярмо до середины катушки состоит из железа а продолжение из текстолита. В конце шайба и между шайбой две пружины.

Головка в сборе. Вдоль ярма в железной части сделан паз,в который завинчиваем стопор.

В нижней части станины сделал ванночку для керосина. Собирал по этой схеме. Но конденсатор который стоит между рабочими электродами подбирается во время работы. Его ёмкость зависит от многих факторов.

Электрическую схему собрал в таком корпусе. Но на всякий случай всё поместил в левую часть шкафчика. Оставил половину пустого места,для электронного генератора на будущее.

Чтоб проверить станок из бронзы сделал вот такой электрод. Готовый электрод.

Оставленный след. Далеко до совершенства,но будем работать над этим.

Такое должно получится только с электронным генератором.

Смотреть работу.

cazac.ucoz.com

Малогабаритный электроискровой станок

Простая электроискровая установка (рис. 1) позволяет легко и быстро обрабатывать небольшие детали из электропроводящих материалов любой твердости. С ее помощью можно получать сквозные отверстия любой формы, извлекать сломавшийся резьбовой инструмент, прорезать тонкие щели, гравировать, затачивать инструмент и мн.др.

Сущность процесса электроискровой обработки заключается в разрушении материала заготовки под действием импульсного электрического разряда. Благодаря малой площади рабочей поверхности инструмента в месте разряда выделяется большое количество тепла, которое расплавляет вещество обрабатываемой детали. Процесс обработки наиболее эффективно идет в жидкости (например, в керосине), омывающей место контакта вибрирующего инструмента и детали и уносящей с собой продукты эрозии. Инструментом служат латунные стержни (электроды), повторяющие форму предполагаемого отверстия.

Рис. 1. Малогабаритная электроискровая установка: 1 - обрабатываемая деталь; 2 - инструмент; 3 - электромагнитный вибратор; 4 - зажимное устройство; 5 - ванночка.

Принципиальная электрическая схема установки изображена на рис. 2. Работает установка следующим образом. Разрядный конденсатор С1 соединен своим плюсовым выводом с обрабатываемой деталью 1. Минус его подключен к инструменту 2. Электромагнитный вибратор 3 сообщает инструменту непрерывные колебания. Этим обеспечивается постоянное искрение в месте контакта и предотвращается возможность сварки инструмента с деталью. Обрабатываемая деталь 1 закреплена в зажимном устройстве 4, которое имеет надежный электрический контакт с ванночкой 5.

Силовой трансформатор собран на сердечнике Ш32 из обычной трансформаторной стали. Толщина набора 40 мм. Первичная обмотка содержит 1100 витков провода ПЭВ 0,41 с отводом от 650-го витка. Вторичная обмотка имеет 200 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,25 мм. Между первичной и вторичной обмотками помещена экранирующая обмотка III , состоящая из одного слоя, намотанного проводом ПЭВ 0,18. Емкость разрядного конденсатора 400 мкФ (два конденсатора типа КЭ-2 200 х 50 В). Реостат R1 рассчитан на ток 3-5 А. Этот реостат намотан нихромовым проводом диаметром 0,5-0,6 мм на сопротивлении ВС-2.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема электроискровой установки.

Диоды Д1-Д4 типа Д304, можно использовать и другие типы диодов. На выходе выпрямителя напряжение порядка 24-30 В. Можно использовать источники питания и с более низким напряжением, но с большим током, чтобы мощность, потребляемая цепью заряда, была не менее 50-60 Вт.

При работе установки происходит непрерывное искрение. Для уменьшения помех, создаваемых установкой, в цепь ее питания необходимо включить простейший фильтр радиопомех.

Прилагается фотоинструкция.

Эрозионный станок.pdf (542 кБ)

Основу электроискрового метода обработки металлов составляет процесс электроэрозии металлов. Сущность его заключается в том, что под воздействием коротких искровых разрядов, посылаемых источником электрического тока, металл разрушается. При обработке на электроискровом станке для прошивки отверстий (рис. 18.3, а) заготовку 2 погружают в бак с жидкостью и соединяют с положительным полюсом, выполняющим функции анода. Электрод (инструмент) 4, являющийся катодом, соединяют с отрицательным полюсом и укрепляют на ползуне 5, имеющем вертикальное перемещение по направляющим 6. Заготовка 2, стол 1, на котором ее закрепляют, корпус бака и станина станка электрически соединены между собой и заземлены, так что их электрический потенциал всегда равен нулю. Это необходимо для безопасности работы на станке.

Если, опустив ползун 5, прикоснуться электродом 4 к заготовке 2, то в электрической цепи пойдет электрический ток от отрицательной клеммы 7 генератора Г к положительной клемме 8. В электрическую цепь включен резистор 11. Это катушка из длинной тонкой проволоки Изменяя сопротивление, можно регулировать силу тока, контролируя ее по амперметру 10.

Для того чтобы получить импульсные разряды, непрерывно следующие друг за другом, между электродом 4 и заготовкой 2 в электрическую схему стайка включается конденсаторная батарея 12. Ее включают параллельно заготовке 2 и электроду 4. Если замкнуть выключатель электрической цепи при разведенных электродах станка, то в первый момент стрелка амперметра 10 резко отклонится и постепенно возвратится на 0. Стрелка вольтметра 9, наоборот, плавно отклонится от того значения напряжения, которое создается генератором. Это означает, что произошла зарядка конденсаторов. Теперь можно приблизить электрод к заготовке. Как только расстояние между ними станет Небольшим, произойдет электрический разряд. При этом вся энергия, накопленная в конденсаторах, разрядится в промежутке между электродом и заготовкой, и чем больше запас энергии, тем больше будет электрическая эрозия анода (заготовки).

После разряда электрический ток между электродом и деталью исчезнет, так как вся энергия, накопленная в конденсаторах, израсходована, и снова начинается зарядка конденсаторной батареи. Следующий разряд произойдет, как только конденсаторы зарядятся. Этот процесс происходит непрерывно, импульсные разряды следуют один за другим до тех пор, пока не закончится обработка.

Во время обработки электрод 4 не должен касаться заготовки, иначе произойдет короткое замыкание. Между электродом 4 и заготовкой всегда должен поддерживаться небольшой, так называемый искровой промежуток. Это достигается с помощью различных устройств. Наиболее простое устройство - соленоидный регулятор (рис, 18.3, б). К верхнему концу ползуна 5 прикреплен стальной стержень-сердечник 13, который входит внутрь катушки (соленоида) 14, присоединенной к основной цепи. Присоединение сделано по разным сторонам резистора 11 так, что концы проводов 15 находятся под разными потенциалами.

Когда электрод 4 прикоснется к заготовке, электрическая цепь станка замкнется и в ней потечет электрический ток. Тогда на концах катушки 14 создается разность потенциалов, и в ней также потечет электрический ток. Сердечник 13 намагнитится и втянется в катушку 14, т. е. поднимется, поднимая вместе с собой ползун 5 и электрод 4. Искровой промежуток 3 между электродом 4 и заготовкой 2 восстановится, и основная электрическая цепь окажется разорванной - ток в ней исчезнет. Одновременно исчезнет ток и в катушке соленоида. Сердечник 13 размагнитится, перестанет втягиваться в катушку и под действием собственной массы опустится. Вместе с ним опустятся ползун 5 и электрод 4. Между электродом и заготовкой снова произойдет электрический разряд. По мере углубления отверстия электрод будет опускаться под действием силы тяжести.

Так будет продолжаться, пока идет процесс прошивки отверстия. Соленоидный регулятор автоматически постепенно опускает электрод по мере увеличения глубины отверстия. Если электрод можно сравнить с инструментом, то соленоидный регулятор может быть уподоблен механизму подачи. Электроды, применяемые при электроискровой прошивке, делают из мягкой латуни. Электрод должен иметь профиль, подобный профилю прошиваемого отверстия. Если диаметр отверстия больше 6 мм, то электрод лучше делать пустотелым.

Электроискровой прошивкой удается изготовлять отверстия с криволинейной осью (рис. 18.4) Электрод 2 из латунной проволоки изогнут по дуге окружности, радиус которой равен радиусу закрепления оси отверстия. Электрод укреплен в держателе 3, который может поворачиваться вокруг оси 1. Держатель 3 вокруг оси 1 поворачивается с помощью шнура 4, верхний конец которого прикреплен к соленоидному регулятору. В остальном процесс совершается так же, как и при прошивке отверстий с прямолинейной осью.

Универсальные электроискровые станки обычно имеют вертикальную компоновку (рис. 18.5). Автоматический регулятор подач 7 сообщает вертикальные перемещения электроду-инструменту 8. Ванну 4 с заготовкой 9, установленной на столе 3, можно перемещать в вертикальном направлении с помощью электродвигателя. Суппорт 5 при обработке отверстий с криволинейной осью поворачивается вокруг горизонтальной оси. Поперечный суппорт 6 перемещается по направляющим продольного суппорта. Продольный суппорт 5 установлен на направляющих 2 станины. Механизмы станка находятся внутри корпуса 1.

Электроэрозионные станки работают по принципу воздействия электрическими зарядами на обрабатываемую поверхность детали находящейся в электропроводной среде.

За счет этого возникает электрическая эрозия в заданном направлении, что позволяет получить конкретную форму или размеры детали.

1 Принцип РАБОТЫ

Электроэрозионная резка происходит во время возникновения импульса газового электрического разряда, который имеет направленное действие. Схема такова, что при этом происходит разрушение и удаление части материала в зоне воздействия.

Под влиянием высокой температуры в области возникновения разрядов происходит плавление металла (латунная или медная проволока) с частичным его испарением. Для того чтобы получить необходимую температуру, схема использует генератор импульсов, позволяющий сконцентрировать большое количество энергии.

Электродами, между которыми возникает разряд, являются сама деталь, с одной стороны, и инструмент — с другой. Пространство между ними заполняется рабочей жидкостью, которая постоянно подается при работе станка через подводящую трубку (латунная или медная), если обработка не происходит в специальной ванной.

Электроэрозионные станки, в которых используются электрические разряды различных видов и способов их получения, могут производить несколько разновидностей электроэрозионной обработки металла:

• электроискровая схема;
• электроконтактная схема;
• электроимпульсная схема;
• анодно-механическая (комбинированная схема).

В работе с различными материалами прошивочный электроэрозионный станок с ЧПУ имеет одно ограничение — у них должна быть хорошая электрическая проводимость. Если материал не обладает этим свойством, то прошивной станок работать не сможет.

1.1 Процесс работы электроэрозионного станка (видео)

2 Основные виды электроэрозионной обработки

Электроэрозионный проволочно вырезной станок применяется при следующих видах электроэрозионной обработки деталей из металла:

• прошивании;
• объемном копировании;
• вырезании/отрезании;
• шлифовании;
• доводке;
• маркировании;
• упрочнении.

Возможна электроконтактная обработка при выполнении:

• резки;
• работы с телами вращения;
• обработки внутренних полостей;
• зубчатых поверхностей;
• обработки плоских и конических поверхностей;
• упрочнения.

2.1 Станки фирмы Sodick

Японская производственная компания Sodick Co LTD, которая начала свою деятельность в 1976 году, на сегодняшний день является мировым лидером по производству и продажам электроэрозионных станков.

Представительства компании Sodick имеются в Азии, США, Европе и ее продукция пользуется заслуженной популярностью у промышленных предприятий, которые имеют дело с обработкой таких материалов как титан и инструментальная сталь.

Sodick — единственный в мире производитель, который выпускает электроэрозионный прошивной станок с ЧПУ, имеющий линейные двигатели и рабочую зону сделанную из керамики. Специалисты компании Sodick разработали революционную электроискровую технологию зеркальной полировки обрабатываемого материала.

Схема оборудования Sodick работает по принципу прямого воздействия тепловой энергии на обрабатываемую поверхность металла. При этом отсутствует какое-либо силовое воздействие на материал, что значительно повышает качество производимых работ.

Изготовленные на электроэрозионных станках Sodick детали получают дополнительную прочность и устойчивость к обычной коррозии, так как в процессе работы над ними происходит изменение физических характеристик металла.

2.2 Копировально-прошивочный станок 4л721ф1

Прошивочный станок 4л721ф1 имеет адаптивное ЧПУ и используется при обработке отверстий и полостей в заготовках из металла трудно поддающегося обработке. С его помощью, также можно изготовить штампы, пресс-формы, фильеры и т.д.

Установленные в прошивочный станок 4л721ф1 генератор импульсов ШГИ-80-440М2, высокоскоростной привод, устройство индикации в цифровом виде, быстросъемные приспособления, дают возможность значительно увеличить его производительность и качество обработки.

Станок 4л721ф1 не требует наличия особо прочного фундамента в производственном помещении, так как устанавливается на виброустойчивые опоры.

На станке 4л721ф1 возможна обработка деталей, которые имеют максимальные размеры по длине, ширине и высоте — 280×250х120 мм.

2.3 Станки компании P&G (dk7732, dk7740, dk7725)

Станки dk7732, dk7740, dk7725 предназначены для изготовления измерительных инструментов, инструментальной оснастки, деталей для машин и механизмов (шестерни, зубчатые колеса и т.д.).

У проволочно-вырезных станков dk7732, dk7740, dk7725 имеется несколько особенностей:

• при работе используется молибденовая проволока, что позволяет использовать ее многократно. Для работы станка в течение недели достаточно 200 метров;
• станки оснащены удобным ЧПУ. Достаточно выполнить чертеж детали в программе CAD и загрузить его в ЧПУ станка при помощи съемного носителя;
• у них высокая производительность — обработка до 160 кв. мм поверхности за минуту.

2.4 Станок своими руками

Самодельный электроэрозионный станок можно собрать при наличии искрового генератора. Это самый сложный элемент в конструкции инструмента, который создается своими руками. За короткий отрезок времени должна быть собрана электрическая энергия в достаточном количестве для ее мгновенного выброса.

Многие комплектующие для электроэрозионного станка который планируется сделать своими руками можно найти в старом телевизоре. К примеру — конденсатор емкостью 1000 мкФ. Все необходимые детали размещаются в коробе сделанном из фторопласта, который должен быть полностью изолирован. Направляющую втулку электрода можно сделать из заземляющего штыря розетки европейского типа.

Электродом является молибденовая проволока, которая по мере испарения продвигается с использованием винтового зажима. Втулка должна иметь отверстие для прохождения охлаждающей жидкости и одновременно рабочей среды по оси совпадающей с расположением электрода.

К электроду необходимо подключить привод (пускатель который имеет катушку на 230 В). Прошивочный элемент регулируется по глубине отверстия величиной хода штока.

При зарядке конденсаторов горит лампа, а шток пускателя находится внутри. Как только заряд конденсаторов выполнен, лампа гаснет, шток двигается вниз к обрабатываемой детали и при контакте с ней происходит искровой разряд. Воздействие на заготовку (деталь) происходит циклически, а частота циклов зависит от мощности осветительной лампы.

Основные узлы, из которых состоит электроэрозионный станок сделанный своими руками:

• электрод;
• винт для крепления электрода;
• зажим плюсового контакта;
• направляющая втулка;
• фторопластовый корпус;
• выемка для притока рабочей жидкости (масла)%;
• штатив.

Элетроэрозионный станок схема

Боле подробно ознакомиться с устройством и получить информацию о номиналах электрических компонентов можно на стр. 154 .

2.5 Расходные материалы

Для того чтобы качественно выполнять работы по изготовлению деталей из особо прочного металла, необходимы следующие расходные материалы для электроэрозионных станков:

• латунная проволока для электроэрозионных станков (возможен вариант с цинковым покрытием), латунная проволока с диаметром 0,1, 0,2, 0,25 мм;
• молибденовая проволока сечением 0,14 мм (поставляется катушками по 200м весом 32 кг);
• латунная или медная трубка (электрод) сечением от 0,5 до 6 мм и длиной от 30 до 40 см. Латунная может иметь от одного до трех отверстий;
• модульные трубки для подачи охлаждающей жидкости, которые изготавливаются из высококачественных полимеров.

В процессе работы сверловщику приходится сверлить отверстия в различных заготовках из труднообрабатываемых сталей. В этом случае режущий инструмент из быстрорежущих сталей и твердых сплавов быстро выходит из строя и зачастую на обычных сверлильных станках сверловщику не удается изготовить отверстие по чертежу.

Кроме того, в отверстиях обрабатываемых заготовок часто остаются поломанные инструменты, которые невозможно извлечь, и приходится браковать детали.

В нашей промышленности для образования отверстий в деталях из твердых сплавов и закаленных сталей довольно широкое распространение получили электрические и ультразвуковые методы обработки. Это дало возможность также восстанавливать забракованные в результате поломки инструмента детали.

Процесс извлечения электроискровым способом поломанных инструментов из отверстий забракованных деталей очень прост, однако, прежде чем ознакомиться с ним, необходимо понять существо электрических и ультразвуковых методов обработки отверстий.

Электроискровой метод обработки отверстий основан на электроэрозии металлов. Сущность его заключается в том, что под воздействием электрических разрядов, посылаемых источником электрического тока, металл разрушается.

Рис. 7.23. Электроискровой станок для прошивки отверстий : а — общий вид, б — схема

На рис. 7.23, б приведена схема электроискрового станка для прошивки отверстий. Обрабатываемая заготовка 2 погружена в жидкость в баке 3, соединена с положительным полюсом электрической схемы и является анодом. Электрод (инструмент) 4, являющийся катодом, соединяется с отрицательным полюсом и укрепляется на ползуне 5, имеющем вертикальное перемещение вверх и вниз по направляющим 6. Заготовка 2, стол 1, на котором она закреплена, корпус бака и станина станка электрически соединены между собой и заземлены, так что их электрический потенциал всегда равен нулю. Это необходимо для безопасности работы на станке. Если теперь, опустив ползун 5, прикоснуться электродом 4 к заготовке 2, то в электрической цепи возникнет электрический ток, направленный от отрицательного зажима 7 генератора Г к положительному зажиму 8. В электрическую цепь включено сопротивление 11, представляющее собой катушку из длинной тонкой проволоки. Изменяя величину сопротивления, можно регулировать силу тока, контролируя ее по амперметру 10.

Для того чтобы получить импульсные разряды, непрерывно следующие друг за другом, между электродом 4 и заготовкой 2 в электрическую схему станка включается конденсаторная батарея 12. Если замкнуть выключатель электрической цепи при разведенных электродах станка, то в первый момент мы увидим, как резко отклонится стрелка амперметра 10 и постепенно возвратится на нуль. Стрелка вольтметра 9, наоборот, плавно отойдет от того значения напряжения, которое создается генератором. Это означает, что произошла зарядка конденсаторов. Теперь можно приблизить электрод к заготовке. Как только расстояние между ними станет очень малым, возникнет электрический разряд. При этом вся энергия, накопленная в конденсаторах, разрядится в промежутке между электродом и заготовкой и чем больше был запас энергии, тем больше будет электрическая эрозия анода-заготовки. Этот процесс идет непрерывно, импульсные разряды следуют один за другим до тех пор, пока не закончится обработка.

Общий вид станка изображен на рис. 7.23, а. Обрабатываемая заготовка 3 располагается на столе 2. С помощью рукояток 5 и 6 настраивают положение электрода-инструмента 4 с таким расчетом, чтобы отверстие получилось в нужном месте. Затем вращением рукоятки 7 бак 1 поднимают вверх, пока деталь не скроется под поверхностью жидкости (керосина). После этого включается станок и электрод-инструмент 4 опускается с помощью рукояток 5 и 6 до появления первых разрядов. Дальнейшая обработка производится автоматически.

Для удаления из заготовки сломанного сверла, метчика, развертки и другого инструмента электроискровым способом необходимо с помощью листовой латуни толщиной 0,3—1 мм прошить щель между перьями по сердцевине удаляемого инструмента и затем извлечь обе его половинки из отверстия. Время удаления сломанного инструмента определяется диаметром, глубиной и шириной прошивки.

При удалении сломанного инструмента из крупных заготовок вокруг удаляемого инструмента делается местная ванночка из шпатлевки или замазки и заполняется маслом. Удаление его производится так же, как было указано выше.

С помощью ультразвукового метода обработки можно изготовлять отверстия любой формы и глубины в заготовках из твердых сплавов, жаропрочных и нержавеющих сталей, фарфора, стекла и других материалов. Ультразвуковой метод основан на принципе использования упругих колебаний среды со сверхзвуковой частотой, т. е. колебания с частотой свыше 20 000 Гц.

Процесс работы ультразвуковой установки заключается в следующем. В зону между обрабатываемой заготовкой и вибрирующим пуансоном (инструментом), который очень близко подходит, но не касается обрабатываемой заготовки, поступает абразивный порошок, находящийся в жидкости во взвешенном состоянии. От воздействия вибратора (преобразователя) абразивные зерна с большой силой ударяются о заготовку и с большой скоростью выбирают из нее частицы материала. Одновременно пуансон постепенно опускается в выдолбленное таким способом пространство и процесс продолжается до образования требуемого отверстия.

Рис. 7.24. Универсальный настольный прошивочный ультразвуковой станок модели 4770

Универсальный настольный прошивочный ультразвуковой станок модели 4770 изображен на рис. 7.24.

Стол 2 станка перемещается в горизонтальной плоскости по направляющим. Ходовые винты снабжены лимбами с ценой деления 0,02 мм. Ползун 5 перемещается по шариковым направляющим станины 1 вручную с помощью реечной передачи z1—z2 или механически от регулируемого двухфазного асинхронного электродвигателя 8 через редуктор z3/z4 и реечную передачу. Электродвигатель работает на заторможенном режиме, развивая крутящий момент в соответствии с силой подачи инструмента. Ползун вместе с укрепленной на нем головкой уравновешен грузом 11, подвешенным на ленте 10, намотанной на барабан 9 валика привода ручной передачи. Для плавности хода ползуна имеется масляный демпфер, цилиндр 4 которого крепится к корпусу каретки 7, а шток 6 — к ползуну.

Основным узлом станка является акустическая головка 3, которая сообщает инструменту колебательное движение. В головке применен двухстержневой никелевый магнитострикционный вибратор (преобразователь).

Контрольные вопросы

1. Как классифицируются сверлильные станки?

2. Как устроен и работает настольный сверлильный станок 2М112?

3. Назовите основные узлы вертикально-сверлильного станка 2НП8.

4. Как устроена и работает коробка скоростей вертикально-сверлильного станка?

5. Как устроен механизм подач вертикально-сверлильного станка и его назначение?

6. Объясните конструкцию и принцип работы шпинделя вертикально-сверлильного станка.

7. Как устроена и работает система охлаждения режущего инструмента в процессе работы сверлильного станка?

8. Как устроены и работают многошпиндельные сверлильные станки?

9. В чем заключается принцип работы агрегатных станков, их назначение и разновидность?

10. Объясните устройство радиально-сверлильных станков и принцип их работы.

11. Какие вы знаете сверлильные станки для глубокого сверления?

12. Расскажите о сущности электроискрового и ультразвукового метода обработки отверстий.