stringtranslate.com

Электроэрозионная обработка

Электроразрядная машина

Электроэрозионная обработка ( ЭЭО ), также известная как искровая обработка , электроэрозионная обработка , продавливание , прожигание проволоки или проволочная эрозия , представляет собой процесс изготовления металла, при котором желаемая форма получается с помощью электрических разрядов (искр). [1] Материал удаляется с заготовки серией быстро повторяющихся разрядов тока между двумя электродами , разделенными диэлектрической жидкостью и подверженными электрическому напряжению . Один из электродов называется инструментом или просто инструментом или электродом , а другой называется заготовкой-электродом или заготовкой . Процесс зависит от того, что инструмент и заготовка не находятся в физическом контакте. Чрезвычайно твердые материалы, такие как карбиды, керамика, титановые сплавы и термообработанные инструментальные стали, которые очень трудно обрабатывать с помощью обычной обработки, могут быть точно обработаны с помощью ЭЭО. [2]

При увеличении напряжения между двумя электродами напряженность электрического поля в объеме между электродами увеличивается, что приводит к пробою диэлектрика жидкости и образованию электрической дуги. В результате материал удаляется с электродов. После прекращения (или остановки, в зависимости от типа генератора) тока новый жидкий диэлектрик поступает в межэлектродный объем, что позволяет вынести твердые частицы (мусор) и восстановить изолирующие свойства диэлектрика. Добавление нового жидкого диэлектрика в межэлектродный объем обычно называют промывкой . После протекания тока напряжение между электродами восстанавливается до того, что было до пробоя, так что может произойти новый пробой жидкого диэлектрика, чтобы повторить цикл.

История

Эрозионное действие электрических разрядов впервые отметил в 1770 году английский физик Джозеф Пристли .

Электроэрозионная резка

Двое советских ученых, Б. Р. Лазаренко и Н. И. Лазаренко, получили задание в 1943 году исследовать способы предотвращения эрозии вольфрамовых электрических контактов из-за искрения. Они не справились с этой задачей, но обнаружили, что эрозия контролируется точнее, если электроды погружены в диэлектрическую жидкость. Это привело их к изобретению электроэрозионного станка, используемого для обработки труднообрабатываемых материалов, таких как вольфрам. Станок Лазаренко известен как станок RC-типа, по названию резисторно-конденсаторной цепи (RC-цепи), используемой для зарядки электродов. [3] [4] [5] [6]

Одновременно, но независимо, американская команда, Гарольд Старк, Виктор Хардинг и Джек Бивер, разработали электроэрозионный станок для удаления сломанных сверл и метчиков из алюминиевых отливок. [7] Первоначально конструируя свои станки из недостаточно мощных электрических травильных инструментов, они не добились большого успеха. Но более мощные искровые блоки в сочетании с автоматическим повторением искры и заменой жидкости с электромагнитным прерывателем создали практичные станки. Станки Старка, Хардинга и Бивера производили 60 искр в секунду. Более поздние станки, основанные на их конструкции, использовали схемы на вакуумных трубках, которые производили тысячи искр в секунду, значительно увеличивая скорость резки. [8]

Электроэрозионная вырезка

Проволочно-вырезной тип станка возник в 1960-х годах для изготовления инструментов ( штампов ) из закаленной стали. Инструментальный электрод в проволочно-вырезном станке — это просто проволока. Чтобы избежать эрозии проволоки, приводящей к ее разрыву, проволока наматывается между двумя катушками так, чтобы активная часть проволоки постоянно менялась. Самые ранние станки с числовым программным управлением (ЧПУ) были переделками вертикально-фрезерных станков с перфорированной лентой. Первый коммерчески доступный станок с ЧПУ, построенный как проволочно-вырезной электроэрозионный станок, был изготовлен в СССР в 1967 году. Станки, которые могли оптически следовать линиям на мастер-чертеже, были разработаны группой Дэвида Х. Дулебона в 1960-х годах в Andrew Engineering Company [9] для фрезерных и шлифовальных станков. Мастер-чертежи позже производились плоттерами с числовым программным управлением (ЧПУ) для большей точности. В 1974 году был выпущен электроэрозионный вырезной станок с использованием чертежного плоттера с ЧПУ и оптических методов следования за линией. Позднее компания Dulebohn использовала ту же программу ЧПУ плоттера для непосредственного управления электроэрозионным станком, а первый электроэрозионный станок с ЧПУ был выпущен в 1976 году. [10]

За последние десятилетия возможности и применение коммерческой электроэрозионной обработки значительно расширились. [11] Скорость подачи увеличилась [11] , а качество поверхности можно точно контролировать. [11]

Общие положения

1 Генератор импульсов (DC). 2 Заготовка. 3 Приспособление. 4 Диэлектрическая жидкость. 5 Насос. 6 Фильтр. 7 Держатель инструмента. 8 Искра. 9 Инструмент.

Электроэрозионная обработка — это метод обработки, который в основном используется для твердых металлов или тех, которые очень трудно обрабатывать традиционными методами. Электроэрозионная обработка обычно работает с материалами, которые являются электропроводящими, хотя также были предложены методы использования электроэрозионной обработки для обработки изоляционной керамики . [12] [13] Электроэрозионная обработка может вырезать сложные контуры или полости в предварительно закаленной стали без необходимости термической обработки для их смягчения и повторной закалки. Этот метод можно использовать с любым другим металлом или металлическим сплавом, таким как титан , хастеллой , ковар и инконель . Также сообщалось о применении этого процесса для формирования поликристаллических алмазных инструментов. [14]

Электроэрозионную обработку часто включают в «нетрадиционную» или «нетрадиционную» группу методов обработки вместе с такими процессами, как электрохимическая обработка (ЭХО), гидроабразивная резка (WJ, AWJ), лазерная резка , и в противоположность «традиционной» группе ( токарная обработка , фрезерование , шлифование , сверление и любой другой процесс, механизм удаления материала которого по существу основан на механических силах). [15]

В идеале EDM можно рассматривать как серию пробоев и восстановлений жидкого диэлектрика между электродами. Однако следует проявлять осторожность при рассмотрении такого утверждения, поскольку это идеализированная модель процесса, введенная для описания фундаментальных идей, лежащих в основе процесса. Тем не менее, любое практическое применение включает в себя множество аспектов, которые также необходимо учитывать. Например, удаление мусора из межэлектродного пространства, вероятно, всегда будет частичным. Таким образом, электрические свойства диэлектрика в межэлектродном пространстве могут отличаться от своих номинальных значений и даже могут меняться со временем. Межэлектродное расстояние, часто также называемое искровым промежутком, является результатом алгоритмов управления конкретной используемой машины. Управление таким расстоянием, по-видимому, логически является центральным для этого процесса. Кроме того, не весь ток между диэлектриком имеет идеальный тип, описанный выше: искровой промежуток может быть закорочен мусором. Система управления электродом может не отреагировать достаточно быстро, чтобы предотвратить соприкосновение двух электродов (инструмента и заготовки), что приведет к короткому замыканию. Это нежелательно, поскольку короткое замыкание способствует удалению материала иначе, чем в идеальном случае. Действие промывки может быть недостаточным для восстановления изолирующих свойств диэлектрика, так что ток всегда будет происходить в точке межэлектродного объема (это называется дугообразованием), с последующим нежелательным изменением формы (повреждением) инструмента-электрода и заготовки. В конечном счете, описание этого процесса подходящим образом для конкретной поставленной цели — это то, что делает область электроэрозионной обработки такой богатой областью для дальнейшего изучения и изысканий. [16]

Для получения определенной геометрии инструмент EDM направляется по желаемой траектории очень близко к заготовке; в идеале он не должен касаться заготовки, хотя в реальности это может произойти из-за производительности конкретного используемого управления движением. Таким образом, происходит большое количество разрядов тока (в просторечии также называемых искрами), каждый из которых способствует удалению материала как с инструмента, так и с заготовки, где образуются небольшие кратеры. Размер кратеров является функцией технологических параметров, установленных для конкретной выполняемой работы. Они могут иметь типичные размеры от наномасштаба (в операциях микро-EDM) до нескольких сотен микрометров в условиях черновой обработки.

Наличие этих небольших кратеров на инструменте приводит к постепенной эрозии электрода. Эта эрозия инструмента-электрода также называется износом. Необходимы стратегии для противодействия пагубному влиянию износа на геометрию заготовки. Одной из возможностей является непрерывная замена инструмента-электрода во время операции обработки. Это то, что происходит, если в качестве электрода используется постоянно заменяемая проволока. В этом случае соответствующий процесс EDM также называется проволочной EDM. Инструмент-электрод также может использоваться таким образом, что только небольшая его часть фактически участвует в процессе обработки, и эта часть регулярно меняется. Это, например, случай использования вращающегося диска в качестве инструмента-электрода. Соответствующий процесс часто также называют шлифованием EDM. [17]

Еще одна стратегия заключается в использовании набора электродов с различными размерами и формами во время одной и той же операции EDM. Это часто называют стратегией с несколькими электродами, и она наиболее распространена, когда электрод-инструмент воспроизводит в негативном смысле желаемую форму и продвигается к заготовке вдоль одного направления, обычно вертикального направления (т. е. оси z). Это напоминает погружение инструмента в диэлектрическую жидкость, в которую погружена заготовка, поэтому неудивительно, что ее часто называют электроэрозионной вырубкой с копированием (также называемой обычной электроэрозионной вырубкой и электроэрозионной вырубкой с толкателем). Соответствующие станки часто называют электроэрозионными вырубками с копированием. Обычно электроды этого типа имеют довольно сложную форму. Если окончательная геометрия получается с помощью обычно простого по форме электрода, который перемещается вдоль нескольких направлений и, возможно, также подвергается вращениям, часто используется термин фрезерование EDM. [18]

В любом случае, степень износа строго зависит от технологических параметров, используемых в операции (например: полярность, максимальный ток, напряжение холостого хода). Например, в микро-EDM, также известном как μ-EDM, эти параметры обычно устанавливаются на значениях, которые вызывают сильный износ. Поэтому износ является серьезной проблемой в этой области.

Проблема износа графитовых электродов решается. В одном подходе цифровой генератор, управляемый в течение миллисекунд, меняет полярность, когда происходит электроэрозия. Это создает эффект, аналогичный гальванопокрытию, при котором эродированный графит непрерывно осаждается обратно на электрод. В другом методе так называемая схема «нулевого износа» уменьшает частоту начала и окончания разряда, поддерживая его как можно дольше. [19]

Определение технологических параметров

Возникли трудности при определении технологических параметров, определяющих процесс.

В серийно выпускаемых электроэрозионных станках используются две основные категории генераторов, также известных как источники питания: группа, основанная на RC-цепях , и группа, основанная на импульсах, управляемых транзисторами .

В обеих категориях основными параметрами при настройке являются ток и частота. Однако в RC-цепях ожидается небольшой контроль над продолжительностью разряда, которая, вероятно, будет зависеть от фактических условий искрового промежутка (размера и загрязнения) в момент разряда. [20] Кроме того, напряжение разомкнутой цепи (т. е. напряжение между электродами, когда диэлектрик еще не пробит) можно определить как установившееся напряжение RC-цепи.

В генераторах на основе транзисторного управления пользователь обычно может подавать на электроды серию импульсов напряжения. Каждый импульс может управляться по форме, например, квазипрямоугольной. В частности, можно задать время между двумя последовательными импульсами и длительность каждого импульса. Амплитуда каждого импульса составляет напряжение разомкнутой цепи. Таким образом, максимальная длительность разряда равна длительности импульса напряжения в серии. Затем ожидается, что два импульса тока не произойдут в течение длительности, равной или большей, чем временной интервал между двумя последовательными импульсами напряжения.

Максимальный ток во время разряда, который выдает генератор, также может контролироваться. Поскольку другие типы генераторов могут также использоваться различными производителями машин, параметры, которые могут быть фактически установлены на конкретной машине, будут зависеть от производителя генератора. Детали генераторов и систем управления на их машинах не всегда легко доступны их пользователю. Это является препятствием для однозначного описания технологических параметров процесса электроэрозионной обработки. Более того, параметры, влияющие на явления, происходящие между инструментом и электродом, также связаны с контроллером движения электродов.

Недавно Ферри и др. предложили структуру для определения и измерения электрических параметров во время операции EDM непосредственно на межэлектродном объеме с помощью внешнего по отношению к станку осциллографа . [21] Эти авторы провели свои исследования в области μ-EDM, но тот же подход может быть использован в любой операции EDM. Это позволит пользователю напрямую оценивать электрические параметры, которые влияют на его операции, не полагаясь на заявления производителя станка. При обработке различных материалов в одинаковых условиях настройки фактические электрические параметры процесса существенно различаются. [21]

Механизм удаления материала

Первая серьезная попытка дать физическое объяснение удалению материала во время электроэрозионной обработки, возможно, принадлежит Ван Дейку. [22] Ван Дейк представил термическую модель вместе с вычислительным моделированием для объяснения явлений между электродами во время электроэрозионной обработки. Однако, как сам Ван Дейк признал в своем исследовании, количество предположений, сделанных для преодоления недостатка экспериментальных данных в то время, было довольно значительным.

Дальнейшие модели того, что происходит во время электроэрозионной обработки с точки зрения теплопередачи, были разработаны в конце восьмидесятых и начале девяностых годов. Это привело к появлению трех научных статей: в первой из них представлена ​​термическая модель удаления материала на катоде, [23] во второй — термическая модель эрозии, происходящей на аноде [24] , а в третьей — модель, описывающая плазменный канал, образованный при прохождении разрядного тока через диэлектрическую жидкость. [25] Подтверждение этих моделей подтверждается экспериментальными данными, предоставленными AGIE.

Эти модели дают наиболее авторитетную поддержку утверждению, что EDM является термическим процессом, удаляющим материал с двух электродов из-за плавления или испарения, наряду с динамикой давления, устанавливаемой в искровом промежутке за счет схлопывания плазменного канала. Однако для малых энергий разряда модели неадекватны для объяснения экспериментальных данных. Все эти модели опираются на ряд предположений из таких разрозненных областей исследований, как взрывы подводных лодок, разряды в газах и отказ трансформаторов, поэтому неудивительно, что в литературе в последнее время были предложены альтернативные модели, пытающиеся объяснить процесс EDM.

Среди них модель Сингха и Гоша [26] заново связывает удаление материала с электрода с наличием электрической силы на поверхности электрода, которая может механически удалить материал и создать кратеры. Это было бы возможно, поскольку материал на поверхности изменил механические свойства из-за повышенной температуры, вызванной прохождением электрического тока. Моделирование авторов показало, как они могли бы лучше объяснить EDM, чем тепловая модель (плавление или испарение), особенно для малых энергий разряда, которые обычно используются в μ-EDM и в финишных операциях.

Учитывая множество доступных моделей, представляется, что механизм удаления материала при электроэрозионной обработке еще недостаточно изучен и что для его уточнения необходимы дальнейшие исследования, [21] особенно с учетом отсутствия экспериментальных научных данных для построения и проверки текущих моделей электроэрозионной обработки. [21] Это объясняет возросшие текущие исследовательские усилия в смежных экспериментальных методах. [16]

Типы

Электроэрозионный станок с грузилом

Электроэрозионная обработка позволила быстро изготовить 614 унифицированных инжекторов для ракетного двигателя J-2 , шесть из которых были необходимы для каждого полета на Луну. [27]

Электроэрозионная резка с погружным электродом, также называемая электроэрозионной резкой с рамой, электроэрозионной резкой с полостью или объемной электроэрозионной резкой, состоит из электрода и заготовки, погруженных в изолирующую жидкость, например, чаще всего [28] масло или, реже, другие диэлектрические жидкости. Электрод и заготовка подключаются к подходящему источнику питания. Источник питания создает электрический потенциал между двумя частями. Когда электрод приближается к заготовке, в жидкости происходит пробой диэлектрика, образуя плазменный канал, [16] [23] [24] [25] и проскакивает небольшая искра.

Эти искры обычно возникают по одной за раз, [28] , поскольку маловероятно, что разные места в межэлектродном пространстве имеют идентичные локальные электрические характеристики, которые позволили бы искре возникнуть одновременно во всех таких местах. Эти искры возникают в огромных количествах в, казалось бы, случайных местах между электродом и заготовкой. По мере того, как основной металл разрушается, а искровой зазор впоследствии увеличивается, электрод автоматически опускается машиной, так что процесс может продолжаться непрерывно. Несколько сотен тысяч искр возникают в секунду, при этом фактический рабочий цикл тщательно контролируется параметрами настройки. Эти циклы управления иногда называют «время включения» и «время выключения», которые более формально определены в литературе. [16] [21] [29]

Настройка времени включения определяет длину или продолжительность искры. Таким образом, более длительное время включения создает более глубокую полость от каждой искры, создавая более грубую отделку на заготовке. Обратное верно для более короткого времени включения. Время выключения - это период времени между искрами. Хотя это и не влияет напрямую на обработку детали, время выключения позволяет промывать диэлектрическую жидкость через сопло для очистки эродированного мусора. Недостаточное удаление мусора может вызвать повторные удары в одном и том же месте, что может привести к короткому замыканию. Современные контроллеры отслеживают характеристики дуг и могут изменять параметры за микросекунды для компенсации. Типичная геометрия детали представляет собой сложную трехмерную форму [28] , часто с небольшими или нестандартными углами. Также используются вертикальные, орбитальные, векторные, направленные, винтовые, конические, вращательные, спиновые и индексные циклы обработки.

Электроэрозионная резка проволоки

Электроэрозионный проволочно-вырезной станок с ЧПУ
1 Провод. 2 Электроэрозионный разряд (Электрическая дуга). 3 Электрический потенциал. 4 Заготовка

При электроэрозионной обработке проволокой (ЭЭО), также известной как электроэрозионная резка проволокой и резка проволокой , [30] тонкая одножильная металлическая проволока, обычно латунная , пропускается через заготовку, погруженную в емкость с диэлектрической жидкостью, как правило, деионизированной водой. [28] Электроэрозионная резка проволокой обычно используется для резки пластин толщиной до 300 мм и для изготовления пуансонов, инструментов и штампов из твердых металлов, которые трудно поддаются обработке другими методами.

Проволока, которая постоянно подается с катушки, удерживается между верхними и нижними алмазными направляющими, которые центрируются в головке водяного сопла. Направляющие, обычно управляемые ЧПУ , движутся в плоскости x – y . На большинстве машин верхняя направляющая также может независимо двигаться по оси z – u – v , что дает возможность резать конические и переходные формы (например, круг внизу, квадрат вверху). Верхняя направляющая может управлять движениями осей в стандарте GCode, x – y – u – v – i – j – k – l –. Это позволяет программировать электроэрозионный вырезной станок для резки очень сложных и деликатных форм.

Верхние и нижние алмазные направляющие обычно имеют точность до 0,004 мм (0,16 мил) и могут иметь путь резки или пропил всего 0,021 мм (0,83 мил) при использовании проволоки диаметром 0,02 мм (0,79 мил), хотя средний пропил, который обеспечивает наилучшую экономическую стоимость и время обработки, составляет 0,335 мм (13,2 мил) при использовании латунной проволоки диаметром 0,25 мм (9,8 мил). Причина, по которой ширина реза больше ширины проволоки, заключается в том, что искрение происходит от сторон проволоки к заготовке, вызывая эрозию. [28] Этот «перерез» необходим, для многих применений он достаточно предсказуем и, следовательно, может быть компенсирован (например, в микро-EDM это не часто случается). Катушки проволоки длинные — 8-килограммовая катушка проволоки диаметром 0,25 мм имеет длину чуть более 19 километров. Диаметр проволоки может составлять всего 20 мкм (0,79 мил), а точность геометрии не превышает ± 1 мкм (0,039 мил).

Процесс резки проволоки использует воду в качестве диэлектрической жидкости, контролируя ее сопротивление и другие электрические свойства с помощью фильтров и ПИД-регулируемых деионизаторов . Вода смывает отходы резки из зоны резки. Промывка является важным фактором в определении максимальной скорости подачи для заданной толщины материала.

Наряду с более жесткими допусками многоосевые электроэрозионные проволочно-вырезные обрабатывающие центры обладают такими дополнительными функциями, как многоголовочные станки для одновременной резки двух деталей, средства управления для предотвращения обрыва проволоки, функции автоматической заправки проволоки в случае обрыва и программируемые стратегии обработки для оптимизации работы.

Электроэрозионная резка проволокой обычно используется, когда требуются низкие остаточные напряжения, поскольку она не требует больших усилий резания для удаления материала. Если энергия на импульс относительно низкая (как при финишных операциях), ожидается небольшое изменение механических свойств материала из-за этих низких остаточных напряжений, хотя материал, не прошедший снятие напряжений, может деформироваться в процессе обработки.

Деталь может подвергаться значительному термическому циклу, его интенсивность зависит от используемых технологических параметров. Такие термические циклы могут привести к образованию перелитого слоя на детали и остаточным растягивающим напряжениям на детали. Если механическая обработка происходит после термической обработки, то точность размеров не будет зависеть от деформации при термической обработке. [31]

Электроэрозионный станок для быстрого сверления отверстий

Электроэрозионный станок для быстрого сверления отверстий был разработан для получения быстрых, точных, небольших, глубоких отверстий. Концептуально он похож на электроэрозионный станок с усадкой, но электрод представляет собой вращающуюся трубку, подающую струю диэлектрической жидкости под давлением. Он может сделать отверстие глубиной в дюйм примерно за минуту и ​​является хорошим способом обработки отверстий в материалах, слишком твердых для обработки спиральным сверлом. Этот тип электроэрозионного сверления в основном используется в аэрокосмической промышленности, создавая охлаждающие отверстия в лопатках самолетов и других компонентах. Он также используется для сверления отверстий в лопатках промышленных газовых турбин, в пресс-формах и штампах, а также в подшипниках.

Приложения

Производство прототипов

Процесс EDM наиболее широко используется в производстве пресс-форм, инструментов и штампов , но становится распространенным методом изготовления прототипов и серийных деталей, особенно в аэрокосмической, автомобильной и электронной промышленности, где объемы производства относительно невелики. В электроэрозионной обработке с прошивкой графитовый , медно-вольфрамовый или чистый медный электрод обрабатывается в желаемую (отрицательную) форму и подается в заготовку на конце вертикального плунжера.

Изготовление штампов для чеканки монет

Мастер вверху, заготовка штампа значка внизу, масляные форсунки слева (масло слито). Первоначальная плоская штамповка будет "отштампована", см. опускание (металлообработка) , для придания изогнутой поверхности.

Для создания штампов для производства ювелирных изделий и значков или для вырубки и пирсинга (с использованием блинчатого штампа ) в процессе чеканки (штамповки) позитивный мастер может быть изготовлен из стерлингового серебра, поскольку (при соответствующих настройках машины) мастер значительно размывается и используется только один раз. Полученный негативный штамп затем закаляется и используется в падающем молоте для производства штампованных плоских заготовок из вырезанных листовых заготовок из бронзы, серебра или сплава золота низкой пробы. Для значков эти плоские заготовки могут быть дополнительно сформированы в изогнутую поверхность другим штампом. Этот тип электроэрозионной обработки обычно выполняется погруженным в диэлектрик на масляной основе. Готовый объект может быть дополнительно очищен путем твердой (стекло) или мягкой (краска) эмали или гальванизирован чистым золотом или никелем. Более мягкие материалы, такие как серебро, могут быть вручную гравированы в качестве доработки.

Панель управления EDM (станок Hansvedt). Станок может быть настроен на получение очищенной поверхности (электрополировка) в конце процесса.

Сверление небольших отверстий

Лопатка турбины с внутренним охлаждением, применяемая в турбине высокого давления .
Электроэрозионные станки для сверления малых отверстий.

Электроэрозионная обработка отверстий малого диаметра применяется в различных областях.

На проволочно-вырезных электроэрозионных станках используется электроэрозионная обработка с малыми отверстиями, чтобы сделать сквозное отверстие в заготовке, через которое продевается проволока для операции электроэрозионной обработки с малыми отверстиями. Отдельная головка электроэрозионной обработки, специально предназначенная для сверления малых отверстий, устанавливается на проволочно-вырезной станок и позволяет вырезать из больших закаленных пластин готовые детали по мере необходимости и без предварительного сверления.

Электроэрозионная обработка малых отверстий используется для сверления рядов отверстий в передней и задней кромках лопаток турбин, используемых в реактивных двигателях . Поток газа через эти небольшие отверстия позволяет двигателям использовать более высокие температуры, чем это возможно в противном случае. Высокотемпературные, очень твердые, монокристаллические сплавы, используемые в этих лопатках, делают традиционную обработку этих отверстий с высоким соотношением сторон чрезвычайно сложной, если не невозможной.

Электроэрозионная обработка малых отверстий также используется для создания микроскопических отверстий для компонентов топливной системы, фильер для синтетических волокон, таких как вискоза , и других применений.

Существуют также отдельные электроэрозионные станки для сверления небольших отверстий с осью x – y , также известные как супердрель или перфоратор , которые могут обрабатывать глухие или сквозные отверстия. Электроэрозионные станки сверлят отверстия с помощью длинного латунного или медного трубчатого электрода, который вращается в патроне с постоянным потоком дистиллированной или деионизированной воды, протекающей через электрод в качестве промывочного агента и диэлектрика. Электродные трубки работают как проволока в проволочно-вырезных электроэрозионных станках, имея искровой зазор и скорость износа. Некоторые электроэрозионные станки для сверления небольших отверстий способны просверлить 100 мм мягкой или закаленной стали менее чем за 10 секунд, в среднем со скоростью износа от 50% до 80%. При этой операции сверления можно получить отверстия диаметром от 0,3 мм до 6,1 мм. Латунные электроды легче обрабатывать, но не рекомендуются для операций проволочной резки из-за эродированных частиц латуни, вызывающих разрыв проволоки «латунь о латунь», поэтому рекомендуется использовать медь.

Обработка металла дезинтеграцией

Несколько производителей выпускают электроэрозионные станки специально для удаления сломанных режущих инструментов и крепежей из заготовок. В этом применении процесс называется «обработка с разрушением металла» или MDM. Процесс разрушения металла удаляет только центр сломанного инструмента или крепежа, оставляя отверстие нетронутым и позволяя восстановить испорченную деталь.

Замкнутый цикл производства

Замкнутый цикл производства позволяет повысить точность и снизить затраты на инструмент.

Преимущества и недостатки

EDM часто сравнивают с электрохимической обработкой . Преимущества EDM включают в себя:

К недостаткам EDM можно отнести:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Джеймсон 2001, стр. 1.
  2. ^ Джайсвал, Вишал. "Принцип работы электроэрозионной обработки, типы, параметры процесса, оборудование и приложения". mechanicalsite.com . Архивировано из оригинала 15 августа 2022 г. . Получено 25 августа 2023 г.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  3. ^ Джеймсон 2001, стр. 8.
  4. ^ Лазаренко, БР; Михайлов В.В.; Гитлевич А.Е.; Верхотуров А.Д.; Анфимов И.С. "Распределение элементов в поверхностных слоях при электроискровом легировании. (Распределение элементов в поверхностных слоях при электроискровом легировании)". Серфинг. англ. Прил. Электрохим. (Электронная обработка материалов) . 1977, 3: 28–33.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Лазаренко, БР; Дураджи, В.Н.; Брянцев И.В. "Влияние введения дополнительной индуктивности на характеристики анодных и катодных процессов. (О влиянии дополнительной индуктивности на характеристики анодного и катодного процессов)". Серфинг. англ. Прил. Электрохим. (Электронная обработка материалов) . 1979, 5: 8–13.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  6. ^ Лазаренко, БР; Лазаренко Н.И. "Электроискровая обработка металлов в воде и электролитах. (Электроискровая обработка металлов в воде и электролитах)". Серфинг. англ. Прил. Электрохим. (Электронная обработка материалов) . 1980, 1: 5–8.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ^ Крар, Стивен Ф.; Гилл, Артур Р. (2003). Исследование передовых производственных технологий (1-е изд.). Industrial Press. стр. 6.2.1. ISBN 0831131500.
  8. ↑ Джеймсон 2001, стр. 10–12.
  9. ^ Дулебон, «Трассировочная обработка с помощью электроэрозионной обработки», патент США 3,614,372 , подан 4 декабря 1969 г., выдан 19 октября 1971 г.
  10. ↑ Джеймсон 2001, стр. 12–17.
  11. ^ abc Rogers, Barry (2018), «Замечательные возможности электроэрозионной обработки проволоки», TechSpex , заархивировано из оригинала 22.05.2018 , извлечено 21.05.2018 .
  12. ^ Mohri, N.; Fukuzawa, Y.; Tani, T.; Saito, N.; Furutani, K. (1996). «Метод вспомогательного электрода для обработки изоляционной керамики». CIRP Annals — Технология производства . 45 : 201–204. doi :10.1016/S0007-8506(07)63047-9.
  13. ^ Liu YH, Li XP, Ji RJ, Yu LL, Zhang HF, Li QY (2008). «Влияние технологических параметров на производительность процесса электроэрозионного фрезерования изоляционной керамики Al2O3». Журнал технологий обработки материалов . 208 (1–3): 245–250. doi :10.1016/j.jmatprotec.2007.12.143.
  14. ^ Морган, CJ; Валланс, RR; Марш, ER (2004). «Микрообработка стекла поликристаллическими алмазными инструментами, сформированными с помощью микроэлектроразрядной обработки». Журнал микромеханики и микроинженерии . 14 (12): 1687. Bibcode : 2004JMiMi..14.1687M. doi : 10.1088/0960-1317/14/12/013. S2CID  250921623.
  15. ^ Маккарти, Уиллард Дж. и МакГео, Джозеф А. «Станок». Британская энциклопедия
  16. ^ abcd Descoeudres, Antoine (2006). Характеристика плазмы электроразрядной обработки. Тезисы EPFL , № 3542.
  17. ^ Weng, FT; Shyu, RF; Hsu, CS (2003). «Изготовление микроэлектродов с помощью процесса многоэлектродной электроэрозионной обработки». Журнал технологий обработки материалов . 140 (1–3): 332–334. doi :10.1016/S0924-0136(03)00748-9.
  18. ^ Нарасимхан, Дж.; Ю, З.; Раджуркар, КП (2005). «Компенсация износа инструмента и генерация траектории в микро- и макроэлектроэрозионной обработке». Журнал производственных процессов . 7 : 75–82. doi :10.1016/S1526-6125(05)70084-0.
  19. ^ Koelsch, James (октябрь 2009). "EDM: Изменение конкурентного исчисления", Производственная инженерия , Общество инженеров-производителей
  20. ^ Хан, Ф.; Чен, Л.; Ю, Д.; Чжоу, С. (2006). «Базовое исследование генератора импульсов для микро-EDM». Международный журнал передовых производственных технологий . 33 (5–6): 474. doi :10.1007/s00170-006-0483-9. S2CID  110776709.
  21. ^ abcde Ферри, К.; Иванов, А.; Петрелли, А. (2008). "Электрические измерения в µ-EDM" (PDF) . Журнал микромеханики и микроинженерии . 18 (8): 085007. Bibcode :2008JMiMi..18h5007F. doi :10.1088/0960-1317/18/8/085007. S2CID  110495415.
  22. ^ Ван Дейк, Франс (1973). Физико-математический анализ процесса электроэрозионной обработки . Кандидатская диссертация Католического университета Левена.
  23. ^ ab Dibitonto, Daryl D.; Eubank, Philip T.; Patel, Mukund R.; Barrufet, Maria A. (1989). "Теоретические модели процесса электроэрозионной обработки. I. Простая модель эрозии катода". Journal of Applied Physics . 66 (9): 4095. Bibcode : 1989JAP....66.4095D. doi : 10.1063/1.343994.
  24. ^ ab Patel, Mukund R.; Barrufet, Maria A.; Eubank, Philip T.; Dibitonto, Daryl D. (1989). "Теоретические модели процесса электроэрозионной обработки. II. Модель эрозии анода". Journal of Applied Physics . 66 (9): 4104. Bibcode : 1989JAP....66.4104P. doi : 10.1063/1.343995.
  25. ^ ab Eubank, Philip T.; Patel, Mukund R.; Barrufet, Maria A.; Bozkurt, B. (1993). "Теоретические модели процесса электроэрозионной обработки. III. Модель цилиндрической плазмы с переменной массой". Journal of Applied Physics . 73 (11): 7900. Bibcode : 1993JAP....73.7900E. doi : 10.1063/1.353942.
  26. ^ Сингх, А.; Гош, А. (1999). «Термоэлектрическая модель удаления материала во время электроэрозионной обработки». Международный журнал станков и производства . 39 (4): 669. doi :10.1016/S0890-6955(98)00047-9.
  27. ^ Бильштейн, Роджер Э. (1999). Этапы к Сатурну: технологическая история ракеты-носителя Apollo/Saturn (NASA-SP4206). DIANE Publishing. стр. 145. ISBN 9780788181863.
  28. ^ abcde Джеймсон 2001.
  29. ^ Semon, G. (1975). Практическое руководство по электроэрозионной обработке, 2-е изд . Ateliers des Charmilles, Женева.
  30. ^ Тодд, Роберт Х.; Аллен, Делл К.; Альтинг, Лео (1994). Справочное руководство по производственным процессам. Industrial Press Inc., стр. 175–179. ISBN 0-8311-3049-0.
  31. ^ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННАЯ ОБРАБОТКА (ЭЭО). header.com
  32. ^ Кучуктурк, Г.; Когун, К. (2010). «Новый метод обработки электронепроводящих заготовок с использованием техники электроэрозионной обработки». Наука и технология обработки . 14 (2): 189. doi :10.1080/10910344.2010.500497. S2CID  138552270.(2010).
  33. ^ Окункова, Анна А.; Волосова, Марина А.; Хамди, Халед; Гхашим, Хасан И. (февраль 2023 г.). «Электроэрозионная обработка оксида алюминия с использованием Cu-Ag и Cu моно- и многослойных покрытий и среды, смешанной с водой и порошком ZnO». Технологии . 11 (1): 6. doi : 10.3390/technologies11010006 . ISSN  2227-7080.

Библиография

Джеймсон, EC (2001). Электроэрозионная обработка. SME. ISBN 978-0-87263-521-0. Архивировано из оригинала 2011-09-28.

Внешние ссылки