Зачем нужно передвигать проволоку при электроэрозионной вырезке

Зачем нужно передвигать проволоку при электроэрозионной вырезке

Что такое нагрузочная вилка

Это устройство для проверки аккумуляторной батареи. Оно не проверяет все параметры АКБ, однако позволяет получить достаточно информации о состоянии таковой, чтобы вовремя спохватиться и заменить эту важную составляющую любого автомобиля. Возможно приобрести изделие, в том числе цифровую вилку, а можно изготовить нагрузочную вилку своими руками.

Конструкция

Вот из чего состоит нагрузочная вилка:

• две клеммы с подсоединенными к ним проводами;
• нужное сопротивление в виде спирали или резисторов;
• вольтметр.

Встречаются изделия, разные по форме:

• классическая (в виде столовой вилки);
• с двумя проводами и двумя клеммами;
• с одним проводом и одним шипом.

Подойдет все, однако есть своя специфика. Если применяется вариант с проводом и шипом, то, соответственно, для шипа ищут клемму на АКБ. Многие предпочитают, чтобы было две клеммы. Но принципиальной разницы тут нет. Для проверки подойдет даже самодельная нагрузочная вилка.

Зачем проверять АКБ вилкой

Особенно важно делать это для тех, кто покупает автомобиль с рук. Но не стоит забывать о том, что проверка должна быть в комнатной температуре (от 20 до 25 градусов). Автомобиль должен быть прогрет, нельзя проверять АКБ у машины, которая только что долго простояла на морозе.

Однако, даже если речь об абсолютно новой батарее, таковую стоит иногда проверять с помощью нагрузочной вилки. Это даст представление об:

• степени заряженности АКБ;
• необходимости проведения десульфатации или отсутствии таковой;
• состоянии батареи в целом.

Нестандартное решение вопроса

В данном случае нагрузочная вилка изготавливается еще более интересным способом, с помощью канализационной трубы, аккуратно разрезанной в продольном направлении.

Здесь приводится схема конструкции вилки, рассчитанная на проверку показателей сорпотивления аккумуляторов на 12 вольт с емкостью от нескольких десятков ампер-часов:

• константовая проволока, 12 витков со внутренним диаметром намотки 38 мм;
• к концам проволоки привариваются шпильки М8;
• все это может прекрасно подойти к канализационной трубе, если ее диаметр составляет 50 мм;
• щель закрывается вторым куском такой же трубы;
• по бокам устанавливаются заглушки, и конструкция готова.

Это интересно: Чем хорош аккумулятор delkor?

Технические параметры: показатель сопротивления около 0,1 Ом, ток при напряжении 12 вольт составляет от 110 до 120 ампер. Длительность нагрузки в этом случае должна быть минимальной, не более 3-5 секунд (к сожалению, устройство очень быстро нагревается). Все показатели аккумулятора измеряются так же, вольтметром любого типа. При создании такой вилки рекомендуется воспользоваться таблицей расчета сопротивлений проводов различной длины.

Как правильно проверять

Сейчас вы узнаете как проверить аккумулятор нагрузочной вилкой. Это важный навык, ведь он позволяет получить практически всю необходимую информацию о батарее. Ничего сложного в проверке АКБ нагрузочной вилкой нет. Делается все согласно инструкции. Для этой процедуры вовсе не нужно вынимать батареи. Вилка даже может быть помещена под капот. Благо этот проверяющий прибор не имеет больших размеров. Перед замерами проверяют цепь на предмет утечек. Также осматривают батарею визуально. Вот почему важно также знать и как проверить аккумулятор без нагрузочной вилки. При проверке не оставляют оба устройства без внимания.

Батарея не держит нагрузку, что делать?

При проверке нагрузочной вилкой напряжение на аккумуляторе должно «просесть», после чего оно начинает подниматься.

Читать также: Генератор для трехфазной сети

Если же этого не происходит, и АКБ не держит нагрузку (напряжение продолжает снижаться), можно делать вывод о выходе устройства из строя и необходимости его замены.

Аккумуляторная батарея (АКБ) обеспечивает питанием электрические системы и приборы транспортного средства. Если своевременно не проводить техническое обслуживание батареи, ее долговечность может значительно сократиться. В регламент технического обслуживания входит периодическая проверка состояния аккумулятора нагрузочной вилкой. Вилка позволяет проверить степень заряда АКБ, т.е. полноту заряда или глубину разряда. Нагрузочные вилки отличаются разнообразием конструкций, но все они позволяют проверить работоспособность и состояние АКБ.

Под нагрузкой

Вот как пользоваться нагрузочной вилкой:

1. Подсоединяют вилку к батарее.
2. Вилка формирует нагрузку. Последняя длится от пяти до шести секунд.
3. Получают показания, фиксируют.
4. Сверяют с данными таблицы с нормативами для АКБ.
5. Делают выводы.

В итоге становится понятно, возможно ли дальше использовать аккумуляторную батарею, или же нужна новая.

Нагрузочная вилка для аккумулятора своими руками

Сегодня есть разные модели для проверки автомобильных АКБ. Однако если хочется сэкономить и помастерить, возможно собственноручно изготовить такую вилку. Сделанные кустарным методом изделия уступают по внешнему виду промышленным, но по функциональности – нет.

Вот как сделать нагрузочную вилку:

1. Берется спираль. Это может быть спираль от старой электроплиты, или иная. Заядлому автомобилисту стоит покопаться в гараже, наверняка что-нибудь да найдется. Или же, если там ничего такого нет, возможно, в доме есть ненужная техника, которую возможно разобрать по такому поводу.
2. Такую деталь сворачивают в несколько слоев, то есть проволочных жил. Делается это для того, чтобы добиться сопротивления в 0,1 – 0,15 Ом. В итоге получается этакий небольшой элемент сопротивления, но он должен быть грамотно соединен с другими деталями устройства, иначе будет бесполезен.
3. Теперь понадобится автомобильная лампочка на 21 Ватт (например, с поворотников). Также понадобится и аккумулятор до 15 Вольт. В результате получится самодельное сопротивление. Последнее либо закрепляют гайкой и винтом, либо припаивают. Добавляют мультиметр с диапазоном в 10 Ампер. Подойдет обычный вариант из магазина. Главное – быть уверенным в работоспособности прибора. От последнего зависит, получится ли собрать рабочую вилку, способную давать точные показания. А от этих показаний уже будет зависеть информированность владельца о состоянии АКБ и, возможно, безопасность на дороге.
4. Теперь собирают всю цепь. Подключение делают последовательное.
5. Закрепляют зажимы на клеммах автомобильного аккумулятора.
6. Смотрят на мультиметр, получают показания. Должно быть в районе 1,78 Ампер.
7. Мультиметр убирают.
8. Вновь включают всю цепь.
9. Замеряют напряжение на спирали. Должно быть около 197 милливольт.
10. Рассчитывают сопротивление, применяя закон Ома. Напряжение делят на силу тока, получают где-то 0,11 Ом (если цифры такие, как выше).
11. Теперь вилка подсоединяется к АКБ секунд на пять. Предварительно подключают мультиметр. Подается постоянный ток напряжением 20 Вольт.
12. Остается снять показания и сделать выводы.

Важно, чтобы все компоненты самодельного прибора были в исправном состоянии. Если хотя бы один из таковых окажется ненадлежащего качества, все измерения могут оказаться неточными. Так что либо нужно сделать вилку не хуже промышленной, либо купить таковую в магазине.

В заключение, стоит отметить, что проверка аккумулятора нагрузочной вилкой – дело несложное, но ответственное. Важно знать особенности применения и как проверить АКБ таким способом. На всякий случай, стоит ознакомиться и с тем, как изготовить такое устройство собственноручно. И тогда проблемы с батарей удастся вовремя заметить. А это иногда жизненно важно.

Выбор измерительного прибора

При выборе нагрузочной вилки учитываются важные параметры, в том числе тип, характеристики АКБ, конструктивные особенности, необходимые для применения. В частности, прибор, имеющий на корпусе два заостренных контакта, подходит для оценивания 6-вольтовой аккумуляторной батареи и 12-вольтовой батареи, имеющей внешнее соединение банок.

Помимо технических характеристик, устройства различаются на группы по назначению, индикации, результатам измерений, функциональным возможностям.

По назначению они бывают двух типов:

• для батареи с наружным соединением — представляют форму вилки с контактами большого сечения стержневого или плоского вида;
• для батареи с внутренним соединением элементов — имеют стержневой контакт на корпусе и выносной контакт на конце провода.

Читать также: Зачем нужно передвигать проволоку при электроэрозионной вырезке

Чтобы получить результат измерения индикации, применяются устройства двух вариантов:

• стрелочные;
• цифровые.

Цифровая нагрузочная вилка с жидкокристаллической панелью, либо светодиодным индикатором, является более точным, технологичным и скоростным прибором с привлекательным эргономичным дизайном. Но в ценовом сегменте он дороже стандартных и в бытовом применении не обладает особыми преимуществами перед другими моделями изделий.

Ярким примером является цифровая модель НВ-04 с двумя спиралями, подходящая для измерений тягового и автомобильного аккумулятора 24 В. Точно провести измерения позволяет таймер, на котором выставляется время. А упрощенному использованию способствует легкая коммутация спиралей. Сверхмощный прибор имеет коррозиестойкое покрытие. Его используют в профессиональных целях, в том числе в автомастерских, на СТО.

К универсальным вариантам относятся конструкции с токовой нагрузкой 200 А. Они, как правило, имеют два типа нагрузочных сопротивлений (100 А и до 200 А, если параллельно подсоединить), и обозначаются 100/200 или 100+100 А. Также на рынке приборов сегодня имеются более мощные приборы с 3-мя сопротивлениями, расширяющие измерения с повышением точности показаний. При работе с современными конструкциями батарей, имеющими внутренние соединения банок, применяется вилка с выносными одним или двумя контактами в виде штырей.

По советам экспертов, сопротивление рассчитывается с учетом необходимой токовой силы. Чтобы деталь не повредилась, следует выбирать подходящую мощность, а не продавливать при измерении окислы, желательно концы контактов заострить. Время работы измерительного устройства не должно превышать указанного в инструкции, чтобы не допустить его поломки. Как сделать нагрузочную вилку для аккумулятора своими руками, читайте здесь →

Аккумуляторная батарея — специальное устройство, обеспечивающее напряжением приборы и электрические системы машины.

При неправильном подходе к техническому обслуживанию источника питания его срок службы может уменьшиться, что приведет к необходимости дополнительных затрат.

В регламенте диагностики АКБ прописана проверка нагрузочной вилкой.

Что это за устройство? Какие параметры можно измерить с его помощью? Что стоит учесть в процессе применения? Эти вопросы требуют детального рассмотрения.

Для чего нужен электроэрозионный проволочно-вырезной станок?

Электроэрозионный проволочно-вырезной станок служит для аккуратного исполнения отверстий в металлах различной плотности. Движение инструмента происходит с высокой точностью и плавностью. Двигатели к нему производятся на предприятии — изготовителе станков — по уникальной технологии.

Конструкция

Электроэрозионный проволочно-вырезной станок оснащается плоскопараллельными двигателями. Для этого производители создают свои неодимовые магниты (NdFeB — неодим-железо-бор). Кроме них потребовалась и уникальная система управления K-SMS.

Классический электроэрозионный проволочно-вырезной станок способен обрабатывать только электропроводящие заготовки. Металлы прожигаются дугой на значительную глубину. На месте среза остается гладкая поверхность, часто не требующая дополнительной обработки.

Электроэрозионный проволочно-вырезной станок помогает получить сложные изделия: пресс-формы, штаммы, конические и цилиндрические поверхности, выступы и скосы. В продаже можно найти двухкоординатные сборки, применяемые для простейших операций. Более сложные изделия получаются с применением пятикоординатных машин.

Принцип работы

В процессе применения проволочно-вырезного станка латунная проволока используется наиболее часто в качестве режущего инструмента. Она выполнятся по уникальной технологии, и от её качества зависит скорость и аккуратность обработки.

Если применяется генератор высокочастотных импульсов повышенной мощности, встроенный в описываемый станок, латунная проволока оснащается специальным покрытием. Ее структура имеет несколько слоев:

• Основа — CuZn40 (медно-цинковый сплав) или латунь. Также может использоваться молибден, медь.
• Термодиффузионный слой — концентрация цинка более 50%.
• Верхний слой — чистый цинк.

За счёт такой структуры проволока обладает рядом достоинств:

1. Выдерживает высокие температуры.
2. Дуга в процессе обработки стабильна, исключается образование наплывов на месте разреза.
3. Снижен расход проволоки на длину разреза.

Проволочные электроэрозионные станки с ЧПУ применяются, в основном, в серийном производстве. Единичные изделия не оправдывают покупку дорогостоящего оборудования, но некоторые детали возможно получить только данным видом реза. Покрытие из цинка обеспечивает непрерывность автоматического процесса за счёт исключения осыпания латуни от высокочастотных токов.

Процесс обработки

Электроэрозионная обработка материалов основана на образовании искры за счёт пропускания тока высокой частоты через минимальный воздушный или водный зазор. Наиболее активно этот процесс происходит с участием латуни.

Существует несколько типов обработки металлов на приведенном оборудовании:

• Копировально-прошивочные технологии.
• Профильно-вырезные.
• Прошивочные.

Чаще проволока для электроэрозионных станков крепится на подвижный узел. Заготовка же размещается на неподвижном столе. Процесс реза контролируется контроллером системы ЧПУ, управляющей одновременно несколькими осями.

Суть технологии

Электрический разряд между проволокой и заготовкой приводит к удалению части металла. Выделенные частицы выводятся в объем рабочей жидкости. Шлам (кристаллизующиеся частицы) отфильтровывается и удаляется в конце реза. Скорость обработки регулируется силой тока. Но должны быть подобраны оптимальные режимы, при которых не образуются наплывы в процессе реза.

Электроэрозия помогает изготовить изделия с очень тонкими стенками, обрабатывать мягкие металлы без механических повреждений. Данный способ резки используется для прошивки на большую глубину. Толщина проволоки минимальна, лишь этим параметром ограничен диаметр получаемых отверстий.

Дополнительной обработки не требуется, так как после реза импульсами тока не остается заусенцев. Также не требуется дорогостоящего инструмента, применяемого при классических методах фрезерования. Это становится актуально при заготовках из вязких материалов.

Параметры оборудования

ЧПУ-управление процессом расширяет возможности обработки металлов электроэрозией. Отклонения перпендикулярностей и прямолинейностей перемещения осей составляют не более 0,01 мкм.

Механическая точность заявлена производителями, и не требуется делать дополнительных регулировок. Станок полностью готов к старту автоматического цикла, достаточно лишь загрузить модель детали в стандартном коде.

Современная электроника обеспечивает точности перемещения за счёт угловых и линейных датчиков, разрешение которых равно 1,5 мкм. Точность получаемых контуров варьируется в пределах от ± 1,5 до ± 5 мкм на длине 300 мм.

Характеристики подбираются индивидуально под потребности производства. Исходя из этого формируется стоимость оборудования, ориентированная на подходящую модель.

Дополнительные опции

Покупатель станка с электроэрозией может дооснастить оборудование представленными опциями:

• Контролируемое положение оси C. Чаще требуется для фрезерной обработки цилиндрических заготовок.
• Револьверная головка с дополнительными степенями свободы инструмента. При помощи такой модели получают геометрически сложные детали.
• Стол может иметь дополнительные оси. Такой вариант используется при обработке корпусных изделий или нескольких заготовок за один цикл.

В стандартную комплектацию включают системы очистки рабочей жидкости, позволяющие проводить фильтрацию с качеством до 3 мкм. Загрязнившиеся картриджи имеют стандартные размеры и меняются довольно быстро.

Зачем нужно передвигать проволоку при электроэрозионной вырезке

Электроэрозионная обработка (аббр. ЭЭО) — обработка, заключающаяся в изменении формы, размеров, шероховатости и свойств поверхности электропроводной заготовки под действием электрических разрядов, возникающих между заготовкой и электродом-инструментом.

Один из электродов является обрабатываемой заготовкой, другой — электрод-инструментом. Разряды производятся периодически, импульсно, так чтобы среда между электродами восстановила свою электрическую прочность. Для уменьшения износа электрода-инструмента подаются униполярные импульсы технологического тока. Полярность зависит от длительности импульса, поскольку при малой продолжительности импульса преобладает эрозия (износ) анода, а при большой длительности импульса преобладает эрозия (износ) катода. На практике используются оба способа подачи униполярных импульсов: с подключением заготовки к положительному полюсу генератора импульсов (т. н. включение на прямую полярность), и с подключением заготовки к отрицательному полюсу (т. н. включение на обратную полярность).

Содержание

Виды ЭЭО [ править | править код ]

• Комбинированная электроэрозионная обработка — выполняется одновременно с другими видами обработки
• Электроэрозионно-химическая обработка (ЭЭХО) — комбинированная электроэрозионная обработка, осуществляемая одновременно с электрохимическим растворением материала заготовки в электролите
• Электроэрозионная абразивная обработка — абразивная обработка с использованием электроэрозионного разрушения металла
• Анодно-механическая обработка — электрохимическая обработка в жидкой среде, при которой осуществляется растворение материала электрода-заготовки под действием электрического тока с образованием на обрабатываемой поверхности окисных плёнок и их удаление механическим действием.

Может сопровождаться электроэрозионной обработкой

• Электроэрозионное упрочнение — электроэрозионная обработка, при которой увеличивается прочность поверхностного слоя заготовки
• Электроэрозионное объёмное копирование — электроэрозионная обработка, при которой на электроде-заготовке отображается форма поверхности электрода-инструмента
• Электроэрозионное прошивание — электроэрозионная обработка, при которой электрод-инструмент, углубляясь в электрод-заготовку, образует отверстие постоянного сечения
• Электроэрозионное маркирование
• Электроэрозионное вырезание — электроэрозионная обработка, при которой электрод-инструмент в виде непрерывно перематывающейся проволоки при движении подачи осуществляет обход заготовки по заданной траектории, образуя поверхность заданного контура
• Электроэрозионная отрезка — электроэрозиониая обработка, при которой заготовка разделяется на части
• Электроэрозионное шлифование — шлифование с использованием электроэрозионного разрушения металла
• Электроэрозионная доводка
• Электроэрозионная обработка с прямой полярностью
• Электроэрозионная обработка с обратной полярностью
• Многоэлектродная эрозионная обработка
• Многоконтурная обработка

Характеристики электрического разряда при ЭЭО [ править | править код ]

Электрический разряд между электродами идёт в несколько этапов: сначала происходит электрический пробой, который может сопровождаться искровыми разрядами; затем устанавливается дуговой разряд. Поэтому многие генераторы способны выдавать многоступенчатую форму импульса.

Частота импульсов и их длительность выбирается исходя из технологических требований к обрабатываемой поверхности. Длительность импульса обычно лежит в диапазоне 0,1 .. 10 −7 секунды, частота от 5 кГц до 0,5 МГц. Чем меньше длительность импульса, тем меньше шероховатость получаемой поверхности. Средний ток во время ЭЭО зависит от площади обрабатываемой поверхности. При площади 3600 мм² оптимальный ток приблизительно равен 100 А.

Особенности ЭЭО [ править | править код ]

Электрод-инструмент может иметь достаточно произвольную форму, что позволяет обрабатывать закрытые каналы, недоступные обычной механической обработке.

ЭЭО могут подвергаться любые токопроводящие материалы. Основные недостатки ЭЭО это невысокая производительность (скорость подачи обычно

10 мм/мин) и высокое энергопотребление.

История [ править | править код ]

Роберт Бойль (1694), Бенджамин Франклин (1751), Джозеф Пристли (1766) Лихтенберг Георг Кристиан (1777): делали первые сообщения об электрических разрядах и эффектах, их сопровождающих.

1938 году советский инженер Л. А. Юткин показал, что серия электроискровых разрядов порождает формообразующие гидравлические удары, что положило начало электроискровой штамповке металлов, и стало следующим, после электродуговой сварки, шагом по развитию технологических методов формообразования электрическими разрядами [1] .

В 1941 году докторам Борису Романовичу Лазаренко и Наталье Иосифовне Лазаренко (Московский Государственный Университет) было поручено найти методы увеличения срока службы прерывателей-распределителей зажигания автомобильных двигателей.

В результате исследований и экспериментов с вольфрамом было обращено внимание на направленное разрушение электрическими разрядами, создаваемыми импульсами определённой формы тока, что послужило толчком к созданию в 1943 году нового технологического процесса обработки заготовок с помощью электроэрозии.

В 1943 году советские учёные — супруги Борис Романович Лазаренко и Наталия Иоасафовна Лазаренко, предложили использовать электроэрозионные свойства разрядов в воздушном промежутке для формообразования (электроискровой метод электроэрозионной обработки) [2] . На изобретение было получено авторское свидетельство № 70010 от 3.04.1943 года, патент Франции № 525414 от 18.06.1946 года, патент Великобритании № 285822 от 24.09.1946 года, патент США № 6992718 от 23.08.1946 года (указанный патент имеет совсем иную дату и тему [3] ), патент Швейцарии № 8177 от 14.07.1946 года, патент Швеции № 9992/46 от 1.11.1946 года [4] . В 1946 году им была присуждена Сталинская премия, а 26 июня 1949 года Борису Романовичу Лазаренко была присуждена учёная степень доктора технических наук.

В 1948 году советский специалист М. М. Писаревский предложил более экономичный электроимпульсный метод обработки [2] .

В 1952 году швейцарская фирма CHARMILLES TECHNOLOGIES представила миру первый электроэрозионный прошивочный станок ELERODA D1.

В 1969 году швейцарская фирма AGIE представила первый станок электроимпульсной обработки непрофилированным электродом с ЧПУ [5] .

Рекомендованные сообщения

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Сейчас на странице 0 пользователей

Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

Проволока, используемая в процессе электроэрозионной обработки (EDM), может состоять из латуни, оцинкованной латуни, меди с латунью, вольфрама, молибдена или латуни со стальным сердечником. Каждый тип электрода имеет свое применение.

Типы и размеры проволоки для электроэрозионной обработки

Диаметр проволоки имеет диаметр от 0,008 до 0,13 мм. Проводом диаметром 0,008 мм можно получить радиус 0,0044 мм в углу, что почти невозможно получить любым другим способом. Такая точность может потребоваться, например, для отверстий в матрицах для производства электрических компонентов. Однако такой провод редко используется из-за проблем, которые он создает. Как правило, чем меньше провод, тем больше машинное время обработки.

Простая латунная проволока диаметром 0,10 мм используется в более чем 80 процентах работы на электроэрозинном оборудовании. Существуют три типа латунной проволоки: твердая, полутвердая и мягкая. Мягкая латунь обычно используется для резки конусов, потому что требуется низкая прочность на растяжение. Этот тип может без нарушения изгибаться при разрезании под углом.

Жесткая латунь лучше всего подходит как для черновой обработки, так и для чистовой обработки, когда требуется более высокая прочность на растяжение. Жесткая латунь выдерживает агрессивную СОЖ и позволяет применять высоковольтное напряжение к проводу без нарушения его целостности. Результатом является более быстрая скорость обработки.

Латунная проволока поставляется с цинковым покрытием. Поскольку цинк плавится при более низкой температуре, чем латунь, цинк поглощает тепло. Меньше тепла остается внутри провода, поэтому он сохраняет свои свойства. В то время как латунная проволока очень гладкая снаружи, оцинкованная латунь имеет более грубую внешнюю поверхность. Эта более грубая поверхность улучшает охлаждение, что приводит к увеличению скорости обработки. Как правило, покрытая проволока обеспечивает 10-15-процентное повышение скорости резания.

Провод с медным сердечником и цинковым наружным слоем часто называют высокоскоростным электродом. Высокая электропроводность меди позволяет удвоить скорость резания. Однако цена провода может быть вдвое больше, чем у других типов. Этот провод рекомендуется для черновой обработки. Простая медная проволока теперь редко используется, потому что она слишком мягкая и слишком дорогая.

Независимо от того, какой тип провода выбран, его можно использовать только один раз. Любая проволока разрушается при электроэрозионной обработке.

Прочность на растяжение проводов

Важное значение имеет также определение прочности на растяжение проволоки для электроэрозионного станка. Несмотря на то, что провод не касается детали во время резки, он растягивается механизмом подачи проволочного механизма станка, который состоит из натяжителя проволоки, направляющих роликов и верхних и нижних контактов подачи (где применяется электрический ток). Натяжение предварительно загружается на проволоку, а затем может быть увеличено или уменьшено для выполнения различных методов резания. Прочность на растяжение определяет способность провода выдерживать напряжение, возникающее при резке. Чем ниже прочность на растяжение, тем легче ее разорвать.

Провод с меньшей прочностью на растяжение разрезает углы без разрушения. Вытесняя или компенсируя проволочные направляющие. Им можно генерировать большие конусы и угловые разрезы до 45 градусов. Провод с большей прочностью на растяжение может растягиваться более плотно для тщательного контроля перпендикулярности вертикальных стенок для точной резки.

Проволока для электроэрозионной обработки продается метрами и обычно поставляется в 10-метровой катушке. При нормальных условиях резания одной катушки будет хватать на 8-10 часов непрерывной обработки. Большинство производителей электроэрозионных инструментов предлагают опцию большой катушки до 35 или 50 метров, что позволяет сократить время работы без перерывов. Однако для поддержки таких длительных периодов времени требуется робот или устройство автоматической загрузки заготовки.

Зачем нужно передвигать проволоку при электроэрозионной вырезке

Обрыв электрода в процессе резания является одним из существенных минусов проволочно-вырезной электроэрозионной обработки. В первую очередь это связано с тем, что на поверхности обработанной детали остаются видимые следы – ступеньки, которые впоследствии требуют дополнительной зачистки, что приводит к снижению качества поверхности. Кроме того, обрыв электрода приводит к полной остановке всего процесса резания. Оператору необходимо в ручном режиме самостоятельно заправить проволоку в фильеры станка и, если невозможно продолжить операцию резания с места обрыва, заново запустить всю технологическую операцию. В результате возрастает время изготовления одной детали. В настоящее время нет однозначного ответа на вопрос возникновения причин обрыва проволоки.

Целью исследования является установление причины, вызывающей разрыв электрода-инструмента при проволочно-вырезной электроэрозионной обработке.

Материал и методы исследования

Процесс электроэрозионной обработки протекает за счет кратковременных импульсов электрического тока. Таким образом, при подключении электродов к прямой полярности происходит максимальная концентрация количества теплоты на электроде-детали и минимальная на электроде-инструменте. В результате чего происходит обработка заготовки при минимальном износе электрода-инструмента. Можно предположить, что при обрыве электрода-проволоки на его поверхности происходит резкое возрастание количества тепловой энергии. Подобное явление может быть объяснено тем, что в канале пробоя вместо импульса тока образовалась электрическая дуга. Согласно закону Джоуля-Ленца при возникновении короткого замыкании резко и многократно возрастает сила тока, протекающего в цепи, что приводит к значительному тепловыделению [1; 3; 5]. Обильное количество теплоты, выделившееся в промежуток, ведет к расплавлению и разрыву проволоки.

Количество выделяющегося в проводнике тепла пропорционально его сопротивлению, квадрату силы тока и времени [4]:

С другой стороны, для того чтобы произошел разрыв электрода-проволоки, на него необходимо сообщить количество теплоты, необходимое на его нагрев, плавление и испарение. В этом случае можно воспользоваться формулой, предложенной в работах [1-3]:

Приравняв между собой уравнения (1) и (2), выражаем величину силы тока, возникающего в канале пробоя:

где V – объем удаленного материала электрода-проволоки (м3).

Для вычисления удаленного объема был проведен эксперимент. Суть эксперимента заключалась в обработке листовых заготовок, выполненных из материала «Сталь 65 Г» по ГОСТ14959-70, на разных режимах и при разном сочетании числа деталей, собранных в пакет. В ходе эксперимента выявлялись режимы, на которых происходит обрыв электрода-проволоки. После чего были исследованы концы оборванного электрода и рассчитан объем удаленного материала.

Эксперименты проводились на проволочно-вырезном электроэрозионном станке EcoCut. Количество заготовок в пакете варьировалось от 1 до 15. Толщина одной заготовки 2 мм. Межслойный зазор отсутствовал. В процессе резания варьировались параметры импульса: toff от 30 до 60 мкс, и ton от 1 до 30 мкс.

Результаты исследования и их обсуждение

Из результатов проведенного эксперимента следует, что обрыв электрода происходил независимо от высоты собранного пакета. Основополагающими факторами являлись параметры импульсов. Постоянный обрыв электрода наблюдался на режимах toff = 51 мкс, ton = 30 мкс. Сила тока при обработке на остальных режимах была стабильна и варьировалась в диапазоне от 1 до 2 А. Установлено, что обработку заготовок целесообразнее проводить на режиме ton= 21 мкс; toff= 60 мкс при сборке в пакет 15 заготовок. При таком сочетании режимов наблюдается оптимальная производительность. Увеличение числа заготовок приводит к снижению производительности резки, что делает процесс обработки экономически нецелесообразным.

Исследование поверхности проволоки после резки происходило на микроскопе OlympusGX51. Коэффициент коррекции измеренных результатов при работе на данном микроскопе равняется 1,5.

На рис. 1 представлена поверхность проволоки при увеличении х100 крат.

Рис. 1. Поверхность электрода, х100

Из рисунка видно, что диаметр обработанной проволоки не постоянен, характерны следы испарения металла. Такую структуру проволока принимает при силе тока 1 А.

На рис. 2 (а, б) и 3 (а, б) представлены концы электродов после обрывов на режимах ton =30 мкс и toff =51 мкс.

Рис. 2. Концы оборванного электрода х100: а) при обработке 1 заготовки; б) при обработке 5 заготовок.

Рис. 3. Концы оборванного электрода х100: а) при обработке 10 заготовок; б) при обработке 15 заготовок.

Из рис. 2 и 3 видно, что размеры оборванных концов электрода не отличаются существенным образом.

Объём удалённой проволоки находится по формуле [4]:

где ;

Объём удалённой проволоки рассчитывается на длине 200 мкм.

Зная объём удалённого металла, можно рассчитать силу тока, проходящую при разрыве электрода:

где плотность латуни ; удельная теплоёмкость латуни с=400 Дж/кг °С; удельная теплоёмкость жидкой меди =545 Дж/кг °С; напряжение на проводнике U= 50 В; время включения импульса =30 мкс; разница начальной и конечной температуры нагрева C; разница температуры испарения и кипения C; удельная теплота плавления латуни = удельная теплота парообразования Дж/кг.

Анализируя полученные результаты, видим, что в процессе обработки происходит резкое возрастание силы тока от 1 до 288 А, что приводит к немедленному разрыву проволоки. Следовательно, можно предположить, что гипотеза возникновения в процессе резания электрической дуги подтверждается. В таком случае причиной возникновения дуги являются вторичные разряды, возникающие между ЭИ и металлическим шламом, заполняющим канал пробоя, а также наличие в МЭЗ воздуха. Для получения более полной картины протекания процесса ЭЭО пакетированных заготовок необходимо оценить влияние межслойного зазора между заготовками на стабильность процесса резания.

Рецензенты:

Иванов В.А., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Металлорежущие станки и инструменты» механико-технологического факультета ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», г. Пермь.

Синани И.Л., д.т.н., профессор кафедры «Сварочное производство и технология конструкционных материалов» ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», г. Пермь.