Электрическая эрозия — воздействие на металлы разрядами электричества, возникающими между электродом-инструментом и поверхностью детали. Электрический импульс буквально вырывает частицы с поверхности металла и последний меняет габариты и текстуру. Но его физические свойства остаются прежними. С помощью электроэрозионной технологии получаются отверстия требуемых параметров, пазы, фасонные полости и канавки на болванках.
Электроэрозионная обработка металла принцип работы
Ключевой элемент в схеме функционирования электрической эрозии — это устойчивый к эрозии металл-электрод (медный, латунный, алюминиевый, графитный, вольфрамовый). ЭЭО — тепловое воздействие на кристаллическую решетку металла, вызывающее ее разрушение и высвобождение ионов.
Для обработки металлов применяются такие электроэрозионные методы:
- электроимпульсный;
- электроконтактный;
- электроискровой;
- анодно-механический.
Электроискровой способ эффективен в применении к малогабаритным деталям.
Электроимпульсная схема подходит для первичной обработки металла. Она очень производительная: при обработке металла t поднимается до отметки 5000°С.
Для работы со сплавами в жидкой среде применяется электроконтактная схема.
На предприятиях применяются различные виды ЭЭО станков. Как правило, это проволочно- электроэрозионное (более точное и совершенное) и копировально-прошивочное оборудование. Последнее применяется в массовом производстве.
Принцип работы электроэрозионных станков основан на контролируемом разрушении металла под воздействием тока и высокой температуры. Электроды погружают в жидкий диэлектрик и между ними задаётся расстояние (напряжение). При сближении происходит пробой диэлектрика и возникает электрический разряд, с образованием плазмы высокой температуры в его канале. Последовательность электроэрозионной обработки следующая:
- деталь надежно фиксируется в станке,
- затем через электрод-инструмент отдельными разрядами подается ток, причём функцию второго электрода выполняет обрабатываемая поверхность.
Данные агрегаты предназначены для обработки таких металлов, как хром, закалённая сталь, титан, композитные материалы, графит, различные высокопрочные сплавы.
Специфика принципа работы ЭЭО позволяет отказаться от подвижных, в том числе вертящихся, частей.
Использование электроэрозии в металлообработке
Электроэрозионные станки практически универсальны, многофункциональны и обладают высокой степенью автоматизации. Сочетание этих факторов делает их очень популярными на производстве.
Электроэрозия широко используется для извлечения из деталей, узлов кусочков сломанного инструмента. Выжиганием можно безопасно и быстро удалять сломанные метчики, болты, сверла и другой инструмент, не повреждая при этом отверстие. ЭЭО позволяет выполнять такие операции:
- менять габариты металлических деталей;
- создавать отверстия различного диаметра и формы;
- наносить маркировку;
- доставать сломанный инструмент и крепежи из узлов, деталей;
- шлифовать, кроить металл;
- получать фасонные полости, канавки и пазы в деталях;
- укреплять поверхность и т.д.
В результате электроэрозии практически всегда улучшаются прочностные характеристики металлов.
Плюсы и минусы электроэрозионной обработки
- Основное преимущество электроэрозионной технологии в том, что ей поддаются любые токопроводящие металлы.
- Электроэрозионные станки имеют широкий диапазон работы, многие приборы обеспечивают не только первичную, но и чистовую обработку.
- Экономичный расход электродов-инструментов, в качестве которых используются латунные, медные, вольфрамовые и алюминиевые стержни различной формы и размера (цилиндр, шестигранник, плоский профиль). Благодаря этому удаётся экономить также режущий абразивный и стальной инструмент.
- Возможность кроить дорогие сплавы и материалы с минимальной шириной среза по двум координатам.
- Экономия труда работников за счёт автоматической и полуавтоматической работы оборудования.
- Возможность обработки глубоких и труднодоступных отверстий.
- Отсутствует механическое воздействие на металл, что позволяет обрабатывать тонкостенные и нежесткие изделия.
- Удобство работы с крупногабаритными деталями, конструкциями: для извлечения повреждённых инструментов или крепежей не нужно демонтировать узел, устанавливать деталь на станину. Все действия можно проводить на месте благодаря наличию магнитной головки с электродом.
Преимущества электроэрозионной обработки по сравнению с химией в том, что электроэрозия гораздо точнее, отсутствует риск появления трещинок. К тому же не нужно поддерживать специальную температуру (обязательное условие при химической обработке).
У ЭЭО есть и минусы. Прежде всего, это низкая производительность при финишной обработке. Затраты электроэнергии при этом стандартные. Кроме этого, электроэрозионные станки имеют достаточно высокую стоимость.
В ряде случаев ЭЭО сложно и даже невозможно использовать из-за необходимости применения воды-диэлектрика.
Не всегда есть возможность управлять точностью ЭЭО и задавать необходимую степень шероховатости поверхности.
Степень износа и общий расход электродов также не всегда поддается точному расчету.
Таким образом, применение ЭЭО не всегда оправданно. Электроэрозионный прибор целесообразно приобрести только в тех случаях, когда производство связано с дорогостоящими деталями, материалами и нет возможности полностью заменить узел, деталь. А также, если вы собираетесь часто решать задачи, требующие использования именно ЭЭО (доставать сломанные метчики из дорогостоящего узла или регулярно удалять сломанные болты ступицы и т.п.).
В целом, электроэрозионное оборудование прочное и долговечное, а его производительность очень высокая. К тому же, подобные агрегаты является достаточно безопасными в эксплуатации.