Электроэрозионная обработка (ЭЭО), которую иногда называют “искровой обработкой”, является одним из самых полезных и уникальных инструментов в арсенале машиниста. Вместо использования острого режущего инструмента в этом процессе используются искры для прорезания материала, что открывает новые производственные возможности.
Но не всегда легко определить, когда следует использовать ЭЭО. На самом деле, некоторые инженеры могут настолько привыкнуть к технологии обработки с ЧПУ, что даже не рассматривают возможность использования ЭЭО для своих деталей или прототипов — даже когда ЭЭО может значительно улучшить качество конечного продукта или снизить общую стоимость проекта.
Когда электроэрозионная обработка может быть предпочтительнее обычной
Что такое электроэрозионная обработка?
Электроэрозионная обработка (ЭЭО) — это процесс изготовления металлических деталей и создания прототипов. Электроэрозионный станок с чпу использует при обработке электрические разряды (искры) для прорезания металлического материала вместо острого режущего инструмента.
Проволочно-вырезные электроэрозионные станки IRONMAC DK7725 (М)
Итак, как вы управляете искрой, чтобы она пронзала металл? В процессе электроэрозионной обработки инструмент из мягкого металла или графита выступает в качестве одного из двух электродов, в то время как токопроводящая металлическая заготовка выступает в качестве другого. Станок подает напряжение, в то время как инструмент и заготовка погружены в диэлектрическую жидкость. При такой установке жидкость пробивается через диэлектрик, что создает электрическую дугу, достаточно мощную для удаления материала с заготовки. Затем остатки удаляются путем замены жидкого диэлектрика.
Существует два основных типа электроэрозионной обработки:
Металлическая матрица
В электроэрозионном станке в качестве электрода используется металлическая матрица, которая используется для создания сложных форм, поскольку матрица предварительно формуется в определенную форму.
Натянутая проволока
В электроэрозионном станке используется натянутая проволока, что удобно для резки толстых листов и особенно твердых металлов.
Преимущества электроэрозионного станка перед традиционной механической обработкой включают:
- Способность проникать в очень твердые металлы
- Способность обрабатывать сложные формы
- Уменьшение искажений при обработке мелких деталей
Однако, это подходит не для всех работ. Электроэрозионная обработка не только не подходит для обработки пластмасс, но и работает намного медленнее, чем обычная обработка, что делает ЧПУ более эффективным в большинстве ситуаций.
В каких случаях электроэрозионная обработка дает лучшие результаты, чем обычная механическая обработка?
Вот семь конкретных технических ситуаций, в которых электроэрозионная обработка может дать лучшие результаты, чем на обычном станке с ЧПУ:
Когда необходимы острые внутренние углы
Электроэрозионная обработка, особенно электроэрозионная обработка проволоки, вступает в свои права при обработке острых внутренних углов при условии правильного выбора типа проволоки, натяжения и условий подачи.
При использовании обычного станка с ЧПУ трудно добиться острого или квадратного внутреннего угла, поскольку режущие инструменты обычно имеют круглую форму и, следовательно, оставляют закругленные (радиусные) углы в заготовке. Существуют способы решения этой проблемы, такие как квадратные концевые фрезы и односторонние подрезы, но машинисты часто соглашаются с необходимостью закругления внутренних углов.
Несмотря на то, что проволока, используемая для электроэрозионной обработки, также круглая, она настолько тоньше, чем режущий инструмент с ЧПУ, что позволяет создавать практически квадратные внутренние углы. С помощью электроэрозионной обработки радиус угла может быть уменьшен всего до 0,005 дюйма.
Когда требуются очень глубокие пропилы
При использовании обычного станка с ЧПУ для фрезерования глубоких пропилов и полостей требуется длинный режущий инструмент. Однако инструменты с большим соотношением длины и диаметра могут вызывать вибрацию инструмента и приводить к некачественной обработке.
ЭЭО предлагает решение для очень глубоких вырезов, поскольку он не подвержен образованию трещин. В большинстве случаев ЭЭО позволяет выполнять отверстия с соотношением длины и диаметра до 20:1, но в определенных ситуациях это соотношение может достигать 100:1.
Когда материал заготовки очень твердый
Одним из основных применений электроэрозионной обработки является обработка деталей, таких как штампы, пресс-формы и даже сами режущие инструменты для станков. Эти изделия часто изготавливаются из исключительно твердых материалов, таких как закаленная сталь или карбид вольфрама, которые очень трудно пробить режущим инструментом.
Преимущество электроэрозионной обработки заключается в том, что твердость этих металлов не сильно влияет на способность станка выполнять жесткие допуски.
Другие металлы, которые можно резать с помощью электроэрозионной обработки, включают Хастеллой (никель-молибденовый сплав), титан и сплавы инконеля.
Когда требуется зеркальная обработка деталей
При электроэрозионной обработке обычно изготавливаются детали с обработкой поверхности, состоящей из кратеров или выбоин. Однако, благодаря строгому контролю определенных параметров, этот процесс позволяет получить исключительную зеркальную поверхность без необходимости полировки.
Важно отметить, что электроэрозионная обработка не создает направленную поверхность с “укладкой”, как это делает обычная механическая обработка.
Кроме того, при очень медленной электроэрозионной обработке с малой мощностью можно значительно уменьшить размер кратеров или выбоин. В конечном счете, можно получить очень гладкую поверхность толщиной около 5 RMS (4 микродюймов Ra).
Другой способ добиться зеркального блеска - это добавить в диэлектрическую жидкость мелкий абразивный порошок, который создает эффект, аналогичный пескоструйной обработке, но во время обработки, а не после нее.
При круглосуточном производстве
Хотя это в большей степени относится к компетенции производителя, чем инженера, ЭЭО открывает важные возможности, когда речь заходит об автоматизации и производстве без присмотра или в режиме “отбоя”.
Поскольку электроэрозионная обработка более предсказуема, чем обычная обработка, и менее подвержена сбоям в работе из-за ошибок, можно автоматизировать электроэрозионный станок и обеспечить его круглосуточную работу с минимальным контролем.
Если производитель сможет автоматизировать загрузку и выгрузку заготовок (и электродов), он сможет создать высокоэффективный и автоматизированный производственный процесс.
При изготовлении пресс-формы
Электроэрозионная обработка иногда предпочтительнее механической обработки с ЧПУ при изготовлении пресс-форм, отчасти из-за ее способности выполнять точную резку по твердым металлам, таким как инструментальная сталь. Иногда сначала используется электроэрозионная обработка фрезой с ЧПУ или фильерой для штамповки, а затем электроэрозионная обработка проволоки для деталей или самых глубоких надрезов.
Многие компании, занимающиеся литьем под давлением, используют комбинацию механической обработки с ЧПУ и электроэрозионной обработки, выбирая между ними в зависимости от задания.
Когда требуются жесткие допуски
Прецизионная обработка упрощается с использованием электроэрозионной обработки, поскольку при этом могут быть достигнуты очень жесткие допуски. Важно отметить, что обработка электроэрозионной обработкой исключает деформацию заготовки, поскольку отсутствует физический контакт.
За несколько проходов электроэрозионной обработки допуски могут достигать +/- 0,0002”. Однако для обеспечения высочайшего уровня точности необходимо значительно снизить скорость резания.
