Історія винаходу технології електроерозійної обробки металів, область застосування і типи верстатів

Електрична ерозія – це явище переносу речовини електричними розрядами. Електроерозійними називаються верстати, що використовують цю властивість для обробки заготовок з електропровідного матеріалу.

У 1938 році радянський інженер Л. А. Юткін розробив метод електроіскровий штампування металів. У 1943 році радянські вчені Б. Р. Лазаренко і Н. І. Лазаренко запропонували використовувати електричні розряди в повітряному проміжку для формоутворення і отримали патент на винахід. Таким чином, пріоритет у створенні технології електроерозійної обробки належить радянським ученим.

Перший електроерозійний прошивний верстат виробництва швейцарської фірми SHARMILLES TECHNOLOGIES з’явився на ринку в 1952 р Перший електроімпульсної верстат з числовим програмним управлінням випустила швейцарська ж фірма AGIE в 1969 році.

Сутність електроерозійного методу

При обробці електроерозія заготівля і інструмент приєднуються до різних полюсів джерела постійного струму. Предмет у позитивного полюса стає анодом, у негативного – катодом. Між ними пропускаються короткі імпульси, що викликають іскровий розряд. Змінюючи тривалість імпульсів, можна домогтися, щоб переважала ерозія катода або анода. Енергія імпульсів обмежена, що дозволяє уникнути перегріву заготовки і домогтися дуже високої точності маніпуляцій.

Як правило, в якості інструменту застосовується дріт, що у багато разів зменшує вартість в порівнянні з механічними верстатами. До інструменту не додається великих зусиль, його знос мінімальний.

Оскільки при ерозії відбувається перенесення матеріалу, можна не тільки прибирати обсяг, але і нарощувати, відновлювати поверхню і отримувати рельєфні відбитки. З’являється можливість обробки заготовок з надтвердих матеріалів, для яких не можна підібрати механічний ріжучий інструмент.

Переваги і недоліки

Будь-який метод має свої сильні і слабкі сторони. Основні переваги технології:

  1. Довільна форма інструменту, можливість виконання закритих каналів і порожнин.
  2. Дозволяє працювати з будь-яким матеріалом-провідником.
  3. Високий ступінь автоматизації, мала ймовірність шлюбу через людський фактор.
  4. Точність обробки і підвищена якість одержуваної поверхні в порівнянні з механічним способом.

При всіх своїх достоїнствах метод має і досить серйозні недоліки. Два основних мінуса такі:

  1. Низька швидкість електроерозійної обробки. У сучасних верстатах швидкість руху інструменту не перевищує 10 мм в секунду.
  2. Дуже велике споживання електроенергії.

За сукупністю параметрів електроерозія перевершує багато традиційні методи металообробки, а в деяких випадках не має альтернативи. На сьогодні сфера використання електроерозії дуже велика.

Області застосування електроерозійної обробки

Великим плюсом технології є те, що на одному і тому ж пристрої можна виконувати найрізноманітніші операції. Електроерозія застосовується для наступних операцій:

  • різання металу;
  • свердління;
  • фрезерування;
  • шліфування;
  • зміцнення;
  • відновлення поверхні;
  • гравіювання;
  • копіювання;
  • напилення.

При традиційних методах для виконання цих робіт необхідно використовувати кілька різних типів верстатів.

Типи обладнання для електроерозії

У промисловості застосовують два види ерозійних верстатів – дротяний вирізні і прошивальний, принципова відмінність яких полягає в технології.

Проволочно-вирізні верстат

Як інструмент використовується дуже тонка, діаметром всього 0,1 0,2 мм, дріт з тугоплавкого матеріалу, звичайно вольфраму або молібдену. Провiд намотаний на барабани і при русі уздовж поверхні заготовки вирізає лінії по заданому контуру.

Проволочно-вирізні верстат виконує функції фрезерного обладнання. Однак точність виходить набагато вище, ніж при традиційній механічній обробці, в тому числі при роботі з металами особливої ??міцності.

Електроерозійні прошивні верстати

Прошивальні верстати випускаються як в стаціонарному, так і в настільному виконанні. Як робочий інструмент служить електрод заданої форми. Поглиблення або отвір в заготівлі копіює форму електрода. На таких верстатах обробляють:

  • сталь нержавіючих, інструментальних та загартованих марок;
  • титан і інші електропровідні матеріали.

На таких верстатах отримують глибокі отвори дуже малого діаметру або складної форми. За допомогою методу електроерозії можна отримувати дуже точні копії прес-форм, штампів чи інших деталей. Електрод, який в цьому випадку служить шаблоном, виготовляється з м’якого матеріалу, наприклад, графіту або міді. Змінюючи полярність підключення заготовки, можна отримати на її поверхні поглиблення або опуклий рельєф з відбитком електрода.

Однією з найбільш трудомістких операцій є нарізкарізьблення в тугоплавких і особливо міцних матеріалах. Рухом електрода всередині отвори в цьому випадку управляє верстат з ЧПУ.

Електроерозія – сучасний високотехнологічний метод обробки металів. Електроерозійні верстати приходять на заміну традиційним механічним там, де необхідна висока точність, створення поверхонь або порожнин складної конфігурації, робота з заготовками з особливо міцних металів, легованих і загартованих сталей.