Станок для электроэрозионной обработки металлов своими руками

Электроэрозионный станок предназначен для вырезания металлических деталей сложной формы. Современное прошивное оборудование позволяет обрабатывать токопроводящий материал сразу по четырем осям, производить изделия любых форм даже из твердых сплавов, трудно поддающихся механической обработке.

Возможности электроэрозионных станков

электроэрозионный проволочный станок
электроэрозионный проволочный станок

Электроэрозионный станок справляется с выполнением сложных технологических задач:

  • выполнение углублений и отверстий сложной конфигурации, в том числе глухих проемов;
  • обработка титана, инструментальных и легированных сталей, твердых сплавов и закаленной стали высочайшей твердости;
  • выполнение выемок различной конфигурации на внутренних поверхностях детали;
  • отверстия с резьбой в заготовках из твердых металлов;
  • изготовление деталей, которое невозможно или сложно на токарных и фрезерных станках с программным управлением.

Виды обработки

Существует несколько разновидностей электроэрозионной обработки:

  • комбинированная — производится одновременно с иными типами обработки;
  • электроэрозионно-абразивная — материал разрушается с помощью электричества и шлифуется абразивными частицами;
  • электрохимическая — металл растворяется в электролите под воздействием тока;
  • анодно-механическая — металл растворяется с появлением пленки окисей, сочетается с электроэрозионным методом;
  • упрочнение;
  • объемное копирование — метод обработки, позволяющий получить на болванке проекцию инструмента;
  • маркирование;
  • шлифование — под воздействием электричества происходит шлифовка металла;
  • прошивание — инструмент врезается в болванку и формирует отверстие;
  • вырезание — инструмент-электрод совершает движения подачи и постоянно перематывается, снимает верхние слои заготовки, создавая необходимую форму;
  • отрезка — разделение болванки на отдельные куски;
  • доводка.

Принцип работы станка

Первичная обработка болванки и снятие основных объемов материала происходит на токарном или фрезерном станке с ЧПУ. Принцип работы электроэрозионного оборудования в том, что металл обрабатывается разрядами тока, появляющимися между заготовкой и инструментом. В качестве резца используется натянутая проволока.

Генератор выпускает ток импульсами, не изменяя свойства рабочей среды. Когда между электродами появляется напряженность выше критической, формируется плазменный канал, разрушающий поверхность заготовки. Появляется маленькая выемка. Полярность тока подбирается таким образом, чтобы деталь разрушалась сильнее.

С целью снижения износа резца создаются униполярные электроимпульсы. В зависимости от длины импульса выбирается полярность, так как при небольшой продолжительности быстрее изнашивается отрицательный электрод, при повышенной — изнашивается катод. Фактически при обработке применяются оба принципа создания униполярных электроимпульсов: на болванку подают переменно положительный заряд и отрицательный. Вода уменьшает температуру инструмента (проволоки) и уносит продукты разрушения.

Под воздействием высокочастотных импульсов эрозия проходит равномерно по длине зазора, постепенно расширяя самое узкое место. Постепенно инструмент (проволоку) или деталь продвигают в необходимом направлении, увеличивая площадь воздействия. Обработать по этому принципу можно деталь из любого материала, пропускающего электричество.

Время обработки зависит от физических свойств материала (электропроводности, теплопроводности, температуры плавления). Чем быстрее выполняется работа, тем больше шероховатостей остается на поверхности. Наилучший эффект достигается путем многопроходной обработки с понижающейся мощностью импульсов.

Конструкция станка

Основные элементы электроэрозионного станка:

  • станина — выполняется из специального особо прочного чугуна, придающего крепость и устойчивость конструкции.
  • рабочий стол — прямоугольной формы из нержавеющей стали;
  • рабочая ванна из нержавейки;
  • устройство подачи проволоки состоит из приводных катушек (керамика), направляющих для проволоки и системы привода;
  • устройство автоматической установки проволоки (устанавливается по желанию заказчика);
  • блок диэлектрика состоит из картонных или бумажных фильтров, емкости диэлектрика и емкости для ионообменной массы, насоса для прогонки воды;
  • генератор используется антиэлектролизный, который предупреждает разрушение заготовки;
  • система числового программного управления с дисплеем.

Делаем станок своими руками

схема искрового генератора
схема искрового генератора

Основная сложность в изготовлении станка своими руками — это сборка искрового генератора. За некоторое время он должен скопить достаточное количество электроэнергии и залпом ее выбросить. Необходимо добиться наикратчайшего промежутка выброса тока, чтобы плотность его была как можно выше. Комплектующие для него можно своими руками вытащить из старого телевизора или купить.

схема самодельного станка: 1 - электрод; 2 - винт зажима электрода; 3 - винт зажима плюсового контакта; 4 - втулка направления; 5 - корпус из фторопласта; 6 - проем для притока масла; 7 - штатив
схема самодельного станка: 1 — электрод; 2 — винт зажима электрода; 3 — винт зажима плюсового контакта; 4 — втулка направления; 5 — корпус из фторопласта; 6 — проем для притока масла; 7 — штатив

Конденсатор должен выдерживать от 320 В, с суммарной емкостью от 1 тыс. мкФ. Все детали собираются в заизолированном коробе из фторопласта. Из штыря заземления евророзетки можно сделать направляющую втулку для электрода. Его продвигают вперед по мере испарения, для чего расслабляется винт зажима. Штатив для установки всего устройства должен быть с регулируемой высотой. В отверстие для притока масла вставляется трубочка, а втулка направления прокапывает маслом по продольной линии электрода.

К электроду подключается привод (пускатель с катушкой 230В). Ход штока фиксирует глубину отверстия. Во время зарядки конденсаторов включается лампа, а шток пускателя удерживается внутри. Как только конденсаторы достаточно зарядились, лампа тухнет, шток продвигается вниз. Он прикасается к заготовке и происходит разряд в виде искры, цикл повторяется. Частота повторений зависит от мощности лампы.

При работе масло может воспламениться. Важно соблюдать меры безопасности! После всеъ этих действий, мы получим эрозионный станок, сделанный своими руками.

Видео демонстрирует возможности электроэрозионного станка: