Электроэрозия в металлообработке – принцип работы, плюсы и минусы метода

Электроэрозионная обработка металлов: что это такое?

Электроэрозионная обработка (ЭЭО) — это метод обработки металлов с помощью электрических разрядов, которые возникают между электродом и поверхностью заготовки. Эти импульсы изменяют форму, размер, шероховатость и другие характеристики материала.

Немного истории. Концепция электроэрозии была впервые обсуждена в 1938 году, когда советский ученый Л. А. Юткин обнаружил, что серия электроискровых разрядов вызывает формообразующие гидравлические толчки. Эта находка положила начало электроискровой штамповке металлов и стала важным шагом в развитии методов формообразования с помощью электроразрядов.

Официальной датой рождения ЭЭО считается 10 мая 1943 года. В этот день советские ученые Б. Р. Лазаренко и Н. И. Лазаренко, проводя эксперименты, выяснили, что при помещении электродов в жидкий диэлектрик и размыкании электрической цепи, жидкость мутнеет, и в ней начинают плавать микроскопические металлические частицы. Стоит отметить, что Б. Р. Лазаренко оказал значительное влияние на освоение электроэрозионных технологий в Китае.

В 1969 году швейцарская компания AGIE представила первый электроэрозионный станок для импульсной обработки с ЧПУ, что стало важным достижением в этой области.

Применение электроэрозии сегодня

В современном применении ЭЭО включает в себя такие задачи, как изменение размеров металлических изделий, создание отверстий различного диаметра и формы, нанесение маркировки, извлечение сломанных инструментов и крепежей из узлов и деталей, шлифовка, резка, а также формирование фасонных полостей, канавок и пазов, упрочнение поверхностей и другие операции.

Технология электрической эрозии позволяет эффективно решать задачи, где использование других методов либо невозможно, либо экономически невыгодно.

Преимущества и недостатки технологии

Плюсы и минусы ЭЭО по сравнению с химической обработкой:

Анодное растворение происходит быстрее, чем электроэрозия, но при этом электроэрозия обеспечивает значительно большую точность. В химическом растворении необходимо защищать участки, которые не подлежат обработке, от воздействия химического раствора. В связи с этим трудно добиться правильной формы отверстий, лунок, острых кромок и углов.

При электрохимической обработке металлов отсутствует дефектный слой. В случае электроэрозии дефекты минимальны и могут составлять от нескольких микрон до сотых, в зависимости от режимов обработки.

Химическая обработка требует строгого соблюдения температурных режимов, тогда как электроэрозия таких требований не предъявляет и не создает риска возникновения трещин в материале.

При электроэрозии наблюдается износ электрода. В химической обработке подобной проблемы нет, но требуется проведение пассивации поверхности.

Основные преимущества электроэрозионной обработки металлов:

Электроэрозионной обработке поддаются любые токопроводящие материалы, включая как твердые и прочные, так и вязкие и хрупкие. В процессе работы используются электроды-инструменты (ЭИ), такие как латунные, медные, вольфрамовые и алюминиевые стержни, которые имеют относительно низкий износ. Это позволяет экономить на режущем инструменте из стали, твердых сплавов и абразивных материалах.

Электроды могут иметь различную форму и размер: цилиндры, шестигранники, плоские профили и другие. Это позволяет резать дорогостоящие сплавы и материалы по двум координатам с минимальной шириной среза. Также возможна обработка глубоких отверстий и щелей, даже с переменным сечением, расположенных в труднодоступных местах, а также прошивание отверстий специальной проволокой на электроэрозионных станках.

Извлечение сломанных инструментов или крепежей возможно без повреждения резьбы, часто без необходимости демонтажа узлов или деталей, что упрощает процесс. Магнитная головка с закрепленным электродом позволяет выполнять необходимые манипуляции на месте, что особенно важно при работе с крупногабаритными деталями и конструкциями.

Автоматическая и полуавтоматическая работа электроэрозионного оборудования позволяет сэкономить рабочие ресурсы. Поскольку нет силового воздействия на материал, можно обрабатывать тонкостенные и нежесткие конструкции без риска их повреждения. Обычно электроэрозионные станки и приборы обладают широким диапазоном работы, что обеспечивает необходимую мощность, производительность и точность. В некоторых случаях возможно не только черновое, но и чистовое нанесение.

Какие же недостатки ЭЭО?

При чистовой обработке электроэрозионные станки демонстрируют низкую производительность, хотя потребление электроэнергии остаётся на стандартном уровне. Для работы таких устройств требуется вода-диэлектрик, что в некоторых случаях может затруднить или сделать невозможным их использование.

Точность электроэрозионного оборудования (ЭЭО) и шероховатость обработанной поверхности зависят от множества факторов, которые не всегда поддаются контролю. До сих пор трудно точно прогнозировать степень износа и общий расход электродов.

Электроэрозионные станки, включая настольные портативные модели, стоят немало. Их целесообразно использовать в тех случаях, когда требуется частое решение задач или при работе с дорогостоящими деталями и материалами, когда полная замена узлов или деталей невозможна. Например, это может быть необходимо для извлечения сломанных метчиков из дорогостоящих узлов или для регулярного удаления сломанных болтов ступицы в автомастерской. В таких ситуациях покупка электроэрозионного устройства быстро оправдывает себя.

Одним из основных применений электроэрозии является извлечение обломков инструментов, таких как сломанные метчики, болты или сверла, из деталей и узлов. Этот метод позволяет безопасно и быстро удалять такие обломки, не повреждая отверстие, из которого они извлекаются, что особенно важно, если деталь слишком ценна для утилизации.

Цены на электроэрозионные экстракторы варьируются в зависимости от производителя и могут быть достаточно высоки. Однако стоит отметить, что в Китае давно и успешно производятся высококачественные электроэрозионные устройства и портативные супердрели по весьма конкурентоспособным ценам.