Электроэрозия в металлообработке – принцип работы, плюсы и минусы метода | Обзор электроэрозионных приборов – экстракторов и супердрели

Содержание:

1. Что такое электроэрозионная обработка металлов.

2. Преимущества и недостатки технологии.

3. Обзор и принцип работы электроэрозионных экстракторов.

4. Обзор супердрели: принцип работы, плюсы и минусы приборов.

В статье мы рассмотрим именно прожигание электроэрозией металлов для удаления инструмента и «сверления» глубоких отверстий малого диаметра. Это не такой простой процесс, как кажется, в электроэрозионной обработке много особенностей. Попробуем рассмотреть эту тему подробнее.

Что такое электроэрозионная обработка металлов

Электроэрозионная обработка (ЭЭО) – воздействие на металлы электрическими разрядами (импульсами), которые возникают между электродом и поверхностью заготовки, вследствие чего материал меняет форму, размер, шероховатость и другие свойства.

Немного истории. Впервые об электроэрозии заговорили в 1938 году, когда советский ученый Л. А. Юткин выявил, что серия электроискровых разрядов вызывает формообразующие гидравлические толчки. Эта инженерная находка дала старт электроискровой штамповке металлов и послужила следующей ступенью для развития методов формообразования электроразрядами.

Датой рождения ЭЭО считают 10 мая 1943 года, когда советские ученые Б. Р. Лазаренко и Н. И. Лазаренко в результате практических опытов выявили, что если поместить электроды в жидкий диэлектрик и размыкать электрическую цепь, то жидкость сразу мутнеет, в ней начинают плавать микроскопические металлические шарики. К слову, именно Б. Р.Лазаренко существенно повлиял на освоение Китаем электроэрозионных технологий.

А уже в 1969 году в Швейцарии компания AGIE презентовала первый электроэрозионный станок для импульсной обработки непрофилированным электродом с ЧПУ.

Применение электроэрозии сегодня

ЭЭО на практике сегодня – это изменение размеров изделий из металла, создание отверстий различного диаметра и формы, нанесение маркировки, извлечение сломанного инструмента и крепежа из узлов, деталей, шлифовка, резка, а также получение фасонных полостей, канавок и пазов в деталях, упрочнение поверхности и т.д.

Электро эрозия позволяет с минимальными усилиями решать различные задачи, где применение других технологий невозможно или нецелесообразно, в том числе экономически.

Преимущества и недостатки технологии

Обработка металлов электроэрозией отличается от химической обработки.

Плюсы и минусы ЭЭО по сравнению с «химией»:

• Анодное растворение быстрее, чем электроэрозия, однако точность последней намного выше. К тому же зону, которую не нужно обрабатывать, необходимо каким-то образом защитить от химического раствора. Поэтому при химическом растворении о правильной форме отверстия и лунки, острых кромках и углах говорить не приходится.
• При электрохимической обработке металлов дефектный слой отсутствует. Однако при ЭЭО дефекты незначительны – от нескольких микрон до сотых, зависит от режимов обработки.
• При химической обработке необходимо соблюдать температурные режимы, при электроэрозии – не обязательно. Риск возникновения трещин материала отсутствует.
• Износ электрода при ЭЭИ. Да, при химической обработке такой проблемы нет, но есть другая – необходимость пассивации поверхности.

Основные преимущества электроэрозионной обработки металлов:

1. Обработке поддаются любые токопроводящие материалы, в том числе твердые, прочные, или наоборот, вязкие и хрупкие.
2. В качестве расходников используются электроды-инструменты (ЭИ) − например, латунные, медные, вольфрамовые и алюминиевые стержни. При этом износ у них относительно небольшой. Это позволяет экономить режущий инструмент из стали, твердых сплавов, абразивный инструмент.
3. Возможность использования электродов нужной формы и размера – цилиндр, шестигранник, плоский профиль и т.п.
4. Можно разрезать дорогие сплавы и материалы по двум координатам, с минимальной шириной среза.
5. Становится возможной обработка глубоких отверстий, щелей (даже с переменным сечением по оси), расположенных, в том числе в труднодоступных местах. Прошивание отверстий специальной проволокой на электроэрозионных станках и т.д.
6. Извлечение сломанных инструментов или крепежей происходит без нарушения резьбы, чаще всего не требуется демонтаж узла, детали, установка их на станину и т.д. Магнитная головка с закрепленным электродом позволяет совершать нужные манипуляции на месте. Особенно важно это при работе с крупногабаритными деталями, конструкциями.
7. Автоматическая и полуавтоматическая работа электроэрозионного оборудования позволяет сэкономить рабочие ресурсы.
8. Так как нет силового воздействия на материал, можно без опасений обрабатывать тонкостенные и нежесткие конструкции.
9. Как правило, электроэрозионные станки и приборы имеют широкий диапазон работы, что обеспечивает необходимую мощность, производительность, точность и т.д. Также в ряде случаев возможна не только черновая, но и чистовая обработка.

Какие же недостатки ЭЭО?

1. При чистовой обработке низкая производительность, при этом расход электроэнергии стандартный.
2. В процессе работы нужна вода-диэлектрик, а это в некоторых случаях делает невозможным применение электроэрозионного прибора либо усложняет его использование.
3. На точность ЭЭО и шероховатость обработанной поверхности влияют несколько факторов, которые не всегда можно контролировать.
4. До сих пор нельзя с высокой точностью спрогнозировать степень износа и общий расход электродов.
5. Электроэрозионные станки, в том числе настольные портативные – недешевые. Их применение целесообразно, если задачи, которые решаются с их помощью, требуют частого решения. Либо если производство связано с дорогостоящими деталями, материалами, когда невозможно полностью заменить узел, деталь и т.п. Например, необходимо извлекать сломанные метчики из дорогостоящего узла или в автомастерской нужно регулярно удалять сломанные болты ступицы и т.п. Тогда покупка электроэрозионного прибора быстро окупает себя.

Одно из направлений, где электроэрозия нашла широкое применение – извлечение обломков инструмента из деталей, узлов и т. д. Выжиганием можно безопасно и быстро удалять сломанные метчики, болты, сверла и другой инструмент. Этот способ оправдан, когда нельзя повредить отверстие, из которого извлекаются обломки, когда изготавливаемая деталь достаточно дорогая, чтобы ее списать в брак.  

Стоимость электроэрозионных экстракторов отличается у разных производителей, разброс цен довольно существенный.

Однако радует то, что в Поднебесной уже давно и успешно изготавливают электроэрозионные приборы для извлечения сломанных инструментов и портативные супердрели – высокого качества по очень конкурентоспособной цене.

Например, портативные экстракторы EDM-8C и SFX-4000B, также компактная супердрель электроэрозионная MB-2000C от китайского бренда XINCHENG. Переходите по ссылкам в карточки товара нашего интернет-магазина, чтобы почитать подробнее о приборах, посмотреть видео-обзоры и узнать их актуальную стоимость с учетом НДС.

Обзор и принцип работы электроэрозионных экстракторов

ЭЭО технология нашла свое применение в металлообработке и других сферах – для извлечения обломков метчиков и другого резьбонарезного инструмента, обломков сверл, болтов и другого инструмента.

Для этой цели были созданы приборы разной степени компактности – электроэрозионные экстракторы. Они отличаются друг от друга мощностью (что влияет на скорость обработки), диаметрами электродов, диапазоном обработки и другими параметрами. Электроэрозионным экстракторам под силу прожиг даже твердых сплавов.

Принцип работы экстрактора:

1. К извлекаемому инструменту перпендикулярно подводится электрод. Как правило, у головки прибора имеется магнитное основание, что облегчает позиционирование электрода и позволяет не демонтировать узел, деталь.
2. На зону выжигания подключается подача диэлектрика.
3. Выбираете нужный режим, нужную мощность и приступаете к работе.
4. Искры, возникающие при контакте электрода и металла, постепенно разрушают материал. Обычно на это требуется несколько минут.
5. Вода не только охлаждает электрод и деталь, но и вымывает продукты разрушенного металла.
6. После разрушения обломка или при выжигании отверстия на достаточную глубину (для извлечения инструмента выкручиванием), обработку останавливают. Либо прибор сам автоматически завершает работу, достигнув задачи. Зависит от функциональности прибора.
7. Далее удаляют обломки инструмента или применяют отвертки, ключи-шестигранники для выкручивания.

Резьба остается целой и невредимой! Как и деталь, узел или конструкция – без повреждений. Зачастую не требуется предварительный демонтаж изделия. И это главные достоинства электроэрозионного экстрактора.

Рекомендации по удалению/выжиганию сломанных метчиков, сверл, болтов:

1. Инструмент малого диаметра от 2 мм (до М10) можно безопасно извлечь, разрушив его среднюю часть. Обломки позже легко удаляются.
2. Инструмент диаметром побольше (М14-М18) можно извлечь, прожигая плоское отверстие под отвертку и т.п.
3. Метчики с размером резьбы М20-М30 можно легко удалить, прожигая в двух местах режущие кромки инструмента.
4. Для болтов М6-М16 оптимально использовать прожиг плоским электродом, чтобы также его безопасно выкрутить.
5. В болтах М16-М30 и безканавочных метчиках размером более М10 необходимо выжечь отверстие электродом в виде шестигранника. Для выкручивания обломка применяется соответствующий ключ-шестигранник.

Интересно, а какая максимальная длина и минимальный диаметр электродов применяется в экстракторах? Зависит от модели, но в большинстве случаев портативные приборы имеют такие данные: минимальный диаметр электрода 0.8-1.0 мм, максимальный 12-13 мм. Максимальный ход по оси 70-300 мм.

Такие приборы, как электроэрозионные супердрели могут похвастаться более тонкими электродами (от 0.1 мм), но у них и задачи другие. Рассмотрим, для чего нужна супердрель.

Обзор супердрели: принцип работы, плюсы и минусы приборов

Супердрель – компактный электроэрозионный станок для прошивки (сверления) сверхтонких отверстий в металле методом электроэрозии. Бывают также массивные прошивные станки с ЧПУ.

Диаметр электродов супердрели начинается от 0.1 мм, при этом ход станка позволяет прошивать тонкие отверстия глубиной вплоть до 600 мм. Точность прошивных станков с ЧПУ достигает 0,003 мм.

Одна из моделей компактной супердрели MB-2000C по демократичной цене представлена в нашем интернет-магазине.

Как работает электроэрозионная  супердрель

1. Прожигание отверстий электрическим током осуществляется вращающимся полым электродом (латунь, вольфрам, медь, алюминий).
2. Через отверстия в электроде подается вода, а образующиеся пузырьки пара вокруг стержня увеличивают воздействие тока на металл.
3. Жидкость охлаждает рабочую зону, вымывает частички сожженного металла и облегчает вращение электрода.
4. Металлическая заготовка, деталь – это анод токопроводящей системы прибора. Катод – полый стрежень, он минимально разрушается. А под воздействием электрического тока материал заготовки, анод легко разрушается.
5. Электрический ток при такой прошивке минимальный, а обороты электрода достигают всего 100 об./мин, но этого достаточно.
6. Механическое сопротивление материала и биение отсутствует, поэтому отверстия получаются идеально ровными, цилиндрической формы.
7. Специальная направляющая втулка удерживает стержень строго перпендикулярно к обрабатываемой заготовке, детали, тем самым обеспечивая необходимую точность обработки. Высочайшая точность обработки достигается также применением технологий с ЧПУ на электроэрозионных станках.

Преимущества и недостатки электроэрозионной супердрели

Плюсы приборов:

• Получение сверхтонких и при этом высокоточных отверстий в металле – диаметром от 0.2 до 3-6 мм и глубиной до 600 мм.
• Соотношение диаметра стержня к глубине отверстия до 1:200, 1:300 в зависимости от модели. Ни одна технология стандартного сверления не может достичь таких результатов.
• Обработке подвергаются любые токопроводящие металлы и сплавы: сталь, в том числе нержавеющая и углеродистая, чугун, алюминий, медь, титан, различные инструментальные сплавы, твердый сплав.
• Стенки отверстия не перегреваются, деформация структуры металла отсутствует, визуально обработанный металл ничем не отличается от необработанного.
• Универсальность приборов: получение отверстий очень маленького диаметра, стартовых отверстий, сверление отверстий в труднообрабатываемых поверхностях (круглые, наклонные, изогнутые), создание отверстий в двигателях, фильтрах, металлорежущем инструменте для подвода СОЖ и пр. Возможно также выжигание обломков инструментов малого диаметра – 2 мм и менее.
• Широкое применение приборов: металлообрабатывающая, инструментальная, электронная промышленность, машиностроение и авиационный рынок, медицина и т.д.

Минусы супердрели:

• В главный недостаток прошивных станков так и просится их высокая цена. Но уникальный функционал, устройство приборов, станков более чем соответствует стоимости. Особенно доступны по цене китайские экземпляры. Поэтому стоимость приборов мы не будем включать в недостатки.
• При длительной обработке нужно защитить деталь/заготовку от коррозии.
• Нельзя использовать гнутые электроды, стержень должен быть идеально ровным.
• Технология хоть и простая, требует от оператора станка знаний электроэрозионной обработки относительно того, на каких материалах какой используется стержень, как добиться точности обработки, выбор диэлектрика, импульсного режима и прочие нюансы.

Компактные супердрели – это лишь малая часть электроэрозионной обработки. Популярны на рынке также копировально-прошивные станки, проволочно-вырезные станки.

И напоследок рекомендации по выбору материала электрода для различных металлов:

Мы затронули лишь малую часть сферы электроэрозионной обработки металлов.  Эта интересная тема, сложная и простая одновременно.

Будем рады подобрать для вас портативный ЭЭ экстрактор для выжигания сломанного инструмента, крепежей или компактную ЭЭ супердрель. Интернет-магазин CNCMagazine − официальный дистрибьютор компании XINCHENG (Китай) в России.

Пишите: [email protected]

Звоните: 8 (800) 555-41-16 (бесплатно по России)

Доставка по РФ и СНГ

ОТПРАВИТЬ ЗАЯВКУ