Сообщение Станок завода SJ (КНР) vs Sodick (Япония). Время резки 3м 23с против 10м 47с. В 3 раза быстрее!!! появились сначала на Центр эрозионных технологий им. Лазаренко.

Два главных преимущества современного программного обеспечения

1. Базирование детали на рабочем столе, у которой нет традиционной базы в виде шлифованной прямолинейной грани, базирующих отверстий и т.п.
2.  Возможность изготовления детали с габаритами, выходящих  за пределы хода рабочего стола. Например, зубчатое колесо диаметром 1200мм или выше или пазы как на фото. Паз для этой детали можно посмотреть здесь

Для иллюстрации сказанного мы провели тест.

Цель работы:  установить, сохраняется ли точность обработки произвольно установленной (без начального базирования) детали с прерванной обработкой, последующей перестановкой детали, привязкой к вырезанному фрагменту,  и продолжением обработки с тем, чтобы получить траекторию резания в соответствии с чертежом.

Постановка задачи:

Чертеж вырезаемой детали приведен ниже на фото монитора . Произвольная установка, прекращение резки на криволинейной части между зубцами (ближе к основанию толстого зубца), переустановка, привязка, продолжение резки и контроль размеров. После вырезки тестового образца планировалось  контролировать  4  параметра:

Размеры 3 мм, 5 мм, 25 мм и наличие ступеньки в криволинейной части в точке прерывания резки. Последние два параметра покажут сохранение точности.  А размеры 3,5 мм показывают точность станка, причем полученное отклонение на образце, при резке «боевой» детали, можно нивелировать, введя поправочный коэффициент.

Итог. Получены фактические размеры: 3,008 мм; 5,022 и 25,007. «Ступенька» получилась визуально видимой с очень незначительной глубиной, похожие  места наблюдаются на остальной части обработанной поверхности. На увеличенной фотографии контура, выявить ступеньку невозможно.

Все остальные фотографии эксперимента можно посмотреть в галерее

Сообщение Преимущество современного ПО появились сначала на Центр эрозионных технологий им. Лазаренко.

Сообщение «Сюрприз» устаревшего станка появились сначала на Центр эрозионных технологий им. Лазаренко.

Сообщение Китайский быстрее японского Sodick в 3 раза появились сначала на Центр эрозионных технологий им. Лазаренко.

Сообщение Преимущества многопроходной резки появились сначала на Центр эрозионных технологий им. Лазаренко.

Общий вид проволочно-вырезного станка.
Работа производится следующим образом: на рабочий стол устанавливается и закрепляется заготовка.

Молибденовая проволока — режущий инструмент, располагается вертикально и перпендикулярно плоскости рабочего стола. Опционально проволока может располагаться под углом с ЧПУ, позволяя получать конусность. На фото ниже рабочий процесс вырезания. СОЖ выносит продукты эрозии и охлаждает деталь.

Сообщение Вырезание проволокой появились сначала на Центр эрозионных технологий им. Лазаренко.

1. Вырезание проволокой
2. Прошивка электродом
3. Прошивка (прожиг, сверление) тонких глубоких отверстий

Все эти операции показаны ниже.
Смотрите все наши работы, полученных электроэрозионной обработкой.

Вырезание проволокой

Вырезание фасонных отверстий в толщине 650 мм.

Видео 1а. Вырезание лопатки для испытания на прочность.

Видео 1б. Вырезание восьмигранника для измерения точности проволочно — вырезного станка

DK 7732 в г.Тольятти. Точность станка оказалась 7 мкм, при паспортной 12. Отчет, согласованный с Заказчиком здесь.

Смотрите еще примеры изделий, полученных электроэрозионной обработкой.

Прошивка (прожиг, сверление) тонких глубоких отверстий

В настоящее время на электростанциях и газоперекачивающих станциях парк газовых турбин импортного производства, в первую очередь производства «Simens» и «General Electric», исчисляется сотнями и вопрос уменьшения затрат при ремонтах для собственников оборудования приобретает особое значение.
Исчерпавшие моторесурс рабочие лопатки, снимаются с ротора турбины, закупается новый комплект рабочих лопаток и устанавливается на место старых.
Между тем, в 80 % случаев технологии ремонта позволяют проводить ремонт и восстановление направляющих (сопловых) рабочих лопаток и назначать им новый гарантированный ресурс равный первоначальному. Такое восстановление лопаток можно проводить 3-4 раза. То есть, вместо назначенного изготовителем рабочих лопаток рабочего ресурса до их замены в 35-40 тысяч часов, жизнь лопаток может быть продлена до 90-120 тысяч. Стоимость восстановленных лопаток с гарантированным ресурсом, таким же, какой имеют вновь изготовленные лопатки, на 35-50 % ниже. Таким образом, потребитель получает комплект лопаток, соответствующий по своим свойствам новым лопаткам, за цену вдвое меньшую.

Смотрите еще примеры изделий, полученных электроэрозионной обработкой.

Прошивка электродом.

Видео 2. Прошивка матрицы медным электродом.

Видео 3. Прошивка электродом диаметром 1 мм.

Смотрите еще примеры изделий, полученных электроэрозионной обработкой.

Электроэрозионная обработка основана на вырывании частиц материала с поверхности импульсом электрического разряда. Если задано напряжение (расстояние) между электродами, погруженными в жидкий диэлектрик, то при их сближении (увеличении напряжения) происходит пробой диэлектрика — возникает электрический разряд, в канале которого образуется плазма с высокой температурой.

Так как длительность используемых в данном методе обработки электрических импульсов не превышает 10^—2сек, выделяющееся тепло не успевает распространиться в глубь материала и даже незначительной энергии оказывается достаточно, чтобы разогреть, расплавить и испарить небольшое количество вещества. Кроме того, давление, развиваемое частицами плазмы при ударе об электрод, способствует выбросу (эрозии) не только расплавленного, но и просто разогретого вещества. Поскольку электрический пробой, как правило, происходит по кратчайшему пути, то прежде всего разрушаются наиболее близко расположенные участки электродов. Таким образом, при приближении одного электрода заданной формы (инструмента) к другому (заготовке) поверхность последнего примет форму поверхности первого (рис. 1). Производительность процесса, качество получаемой поверхности в основном определяются параметрами электрических импульсов — их длительностью, частотой следования, энергией в импульсе. Электроэрозионный метод обработки объединил электроискровой и электроимпульсный методы.

Электроэрозионные методы особенно эффективны при обработке твёрдых материалов и сложных фасонных изделий. При обработке твёрдых материалов механическими способами большое значение приобретает износ инструмента. Преимущество электроэрозионных методов, как и вообще всех электрофизических и электрохимических методы обработки, состоит в том, что для изготовления инструмента используются более дешёвые, легко обрабатываемые материалы. Часто при этом износ инструментов незначителен.

Например, при изготовлении некоторых типов штампов механическими способами более 50% технологической стоимости обработки составляет стоимость используемого инструмента. При обработке этих же штампов электроэрозионными методами стоимость инструмента не превышает 3,5%. Условно технологические приёмы электроэрозионной обработки можно разделить на прошивание и копирование. Прошиванием удаётся получать отверстия диаметром менее 0,3 мм,что невозможно сделать механическими методами. В этом случае инструментом служит тонкая проволочка. Этот приём на 20—70% сократил затраты на изготовление отверстий в фильерах, в том числе алмазных. Более того, электроэрозионные методы позволяют изготовлять спиральные отверстия. При копировании получила распространение обработка ленточным электродом. Лента, перематываясь с катушки на катушку, огибает копир, повторяющий форму зуба. На грубых режимах лента «прорезает» заготовку на требуемую глубину, после чего вращением заготовки щель расширяется на нужную ширину. Более распространена обработка проволочным электродом, то есть лента заменяется проволокой. Этим способом, например, можно получать из единого куска материала одновременно пуансон и матрицу штампа, причём их соответствие практически идеально.

Разрушение поверхностных слоев материала под влиянием внешнего воздействия электрических разрядов называется электрической эрозией. На этом явлении основан принцип электроэрозионной обработки.

Электроэрозионная обработка заключается в изменении формы, размеров, шероховатости и свойств поверхности заготовки под воздействием электрических разрядов в результате электрической эрозии.

Под воздействием высоких температур в зоне разряда происходят нагрев, расплавление, и частичное испарение металла. Для получения высоких температур в зоне разряда необходима большая концентрация энергии. Для достижения этой цели используется генератор импульсов. Процесс электроэрозионной обработки происходит в рабочей жидкости, которая заполняет пространство между электродами; при этом один из электродов — заготовка, а другой — электрод-инструмент.

Под действием сил, возникающих в канале разряда, жидкий и парообразный материал выбрасывается из зоны разряда в рабочую жидкость, окружающую его, и застывает в ней с образованием отдельных частиц. В месте действия импульса тока на поверхности электродов появляются лунки. Таким образом осуществляется электрическая эрозия токопроводящего материала, показанная на примере действия одного импульса тока, и образование одной эрозионной лунки.

Материалы, из которых изготавливается электрод-инструмент, должны иметь высокую эрозионную стойкость. Наилучшие показатели в отношении эрозионной стойкости электродов-инструментов и обеспечения стабильности протекания электроэрозионного процесса имеют медь, латунь, вольфрам, алюминий, графит и графитовые материалы.

Общая характеристика процесса электроэрозионной обработки

Типовой технологический процесс электроэрозионной обработки на копировально-прошивочных станках заключается в следующем:

• Заготовку фиксируют и жестко крепят на столе станка или в приспособлении. Тяжелые установки (весом выше 100 кг) устанавливают без крепления. Устанавливают и крепят в электродержателе электрод-инструмент. Положение электрода-инструмента относительно обрабатываемой заготовки выверяют по установочным рискам с помощью микроскопа или по базовым штифтам. Затем ванну стакана поднимают и заполняют рабочей жидкостью выше поверхности обрабатываемой заготовки.
• Устанавливают требуемый электрический режим обработки на генераторе импульсов, настраивают глубинометр и регулятор подачи. В случае необходимости включают вибратор и подкачку рабочей жидкости.
• В целях повышения производительности и обеспечения заданной шероховатости поверхности обработку производят в три перехода: предварительный режим — черновым электродом-инструментом и окончательный — чистовым и доводочным.
  4.1 Типовые операции электроэрозионной обработки

Прошивание отверстий

При электроэрозионной обработке прошивают отверстия на глубину до 20 диаметров с использованием стержневого электрода-инструмента и до 40 диаметров — трубчатого электрода-инструмента. Глубина прошиваемого отверстия может быть значительно увеличена, если вращать электрод-инструмент, или обрабатываемую поверхность, или и то и другое с одновременной прокачкой рабочей жидкости через электрод-инструмент или с отсосом ее из зоны обработки. Скорость электроэрозионного прошивания достигает 2-4 мм/мин.

Маркирование

Маркирование выполняется нанесением на изделие цифр, букв, фирменных знаков и др. Электроэрозионное маркирование обеспечивает высокое качество, не вызывает деформации металла и не создает зоны концентрации внутреннего напряжения, которое возникает при маркировании ударными клеймами. Глубина нанесения знаков может колебаться в пределах от 0,1 до 1 мм.

Операция может выполняться одним электродом-инструментом и по многоэлектродной схеме. Изготавливаются электроды-инструменты из графита, меди, латуни, алюминия.

Производительность составляет около 3-8 мм/с. Глубина знаков зависит от скорости движения электрода. При скорости движения электрода более 6 мм/с четкость знаков ухудшается. В среднем на знак высотой 5 мм затрачивается около 4.

Вырезание

В основном производстве электроэрозионное вырезание применяют при изготовлении деталей электро-вакуумной и электронной техники, ювелирных изделий и т.д. в инструментальном производстве, при изготовлении матриц, пуансонов, пуансонодержателей и других деталей, а также вырубных штампов, копиров, шаблонов, цанг, лекал, фасонных резцов и др.

Шлифование

Процесс электроэрозионного шлифования применяют для чистовой обработки труднообрабатываемых материалов, магнитных и твердых сплавов.

Отклонение размеров профиля после электроэрозионного шлифования находится в пределах от 0,005 до 0,05 мм, шероховатость Ra = 2,50,25, производительность — 260 мм2/мин.

С появлением электрических способов обработки оказалось в принципе возможным осуществление методами электротехнологии всего комплекса операций, необходимых для превращения заго­товки в готовую деталь, включая и ее термическую обработку.

Сообщение Описание технологии электроэрозионной обработки появились сначала на Центр эрозионных технологий им. Лазаренко.

При сравнении сразу же становятся очевидными принципиальные различия между ними. Если высокоскоростная и электроэрозионная виды обработки представляют собой процессы снятия металла тем или иным способом, то лазерное спекание или плавление (DMLS) являются процессами наращивания металла. При этом решающее значение здесь имеют не столько скорость выполнения процесса, например или наращивания, сколько объем снимаемого или наращиваемого металла.  На рис. 1 показано, что при больших удельных съемах металла генеративная технология оказывается более производительной. Для высокоскоростной и электроэрозионной обработки необходимо наличие заготовки, из которой, собственно, и получают готовую деталь, тогда как при технологии DMLS эту деталь послойно выращивают из металлического порошка (рис. 2). Если при копировальной прошивке в качестве формы детали получают зеркальное отображение используемого инструмента, расширяющегося относительно искрового промежутка, то при высокоскоростной обработке, вырезке и технологии DMLS используют геометрически нейтральные инструменты, создающие требуемую конечную геометрию посредством оптики или управляемого перемещения осей координат станка.

Резание до твердости 63 HRC

Рассмотрим в качестве первого критерия сравнения технологий свойства обрабатываемых материалов. Именно здесь проявляется основное преимущество электроэрозионной обработки, а именно — независимость от твердости и вязкости обрабатываемого материала, потому что при высокоскоростной обработке износ инструмента растет вместе с ростом твердости обрабатываемого материала. Если любой материал до твердости 58 HRC можно обрабатывать достаточно легко, то уже начиная с твердости 62-63 HRC  наступает предел экономической эффективности высокоскоростной обработки. И все-таки постоянно продолжающиеся исследования режущих материалов и конструктивные разработки новых инструментов, при которых все усилия сосредоточены на твердой обработке, позволяют постепенно сдвигать вверх границу экономической эффективности высокоскоростной обработки до более высоких значений твердости заготовок. Генеративные технологии позволяют в настоящее время получать детали с максимальной твердостью лишь 42 HRC. Поэтому для достижения их более высокой твердости необходима дополнительная физико-химическая или термообработка.

Плотность детали при механической и электроэрозионной обработке остается такой же, какой была плотность заготовки. При прямом лазерном спекании металла плотность детали снижается до 92-98 % исходной плотности заготовки, а при плавлении составляет почти 100 %. Такие параметры вполне приемлемы для изготовления пресс-форм.

Другим важным критерием сравнения являются достигаемая точность и получаемое качество поверхности. Здесь высокоскоростная и электроэрозионная обработка имеют явное преимущество. Если при высокоскоростной обработке (пятикоординатное фрезерование) точность находится в пределах 15¸ 30 мкм, то при электроэрозионной она достигает (погрешность профиля) 10-20 мкм у копировальной прошивки и 4¸6 мкм у вырезки. Точность детали, полученной с использованием генеративной технологии, не превышает 0,1 мм. Такие же результаты и по качеству поверхности: в результате высокоскоростной и электроэрозионной обработки получают Ra не хуже 0,2 мкм, а для деталей, изготовленных методом DMLS технологии  и не подвергнутых дальнейшей обработке (например, микродробеструйной и полированию) характерно значение Ra = 10 мкм.

Решающее слово за геометрией

Геометрические параметры заготовок при изготовлении пресс-форм и штампов накладывают определенные ограничения на использование той или иной технологии. Например, поддающиеся обработке внутренние радиусы заготовки, которую необходимо подвергнуть высокоскоростному фрезерованию, зависят от диаметра фрезы. Хотя сегодня уже выпускают стандартные фрезы диаметром 0,2 мм, отношение длина/диаметр (l/d), т.е. отношение между длиной вылета фрезы и ее диаметром ограничивает производительность высокоскоростного фрезерования. С ростом этого отношения надежность фрезерования снижается, поскольку фреза начинает вибрировать. При отношении l/d до 5 можно рассчитывать на стабильность фрезерования, а при больших его значениях необходимо применение специальных технологий, разработанных, например в дармштадтском Институте технологии и станков. Указанное отношение отражается также и на глубине обрабатываемых полостей. При обработке глубоких пазов с филигранными углами границы эффективности высокоскоростного фрезерования резко сужаются.

Для глубоких пазов — только электроэрозионная обработка

При большой глубине полостей рекомендуется их электроэрозионная обработка. Радиусы углов не должны быть больше, чем искровой промежуток между инструментом и заготовкой, а полости могут быть выполнены неограниченно глубокими. При использовании генеративных технологий могут быть получены радиусы углов в пределах точности детали, т.е. примерно 0,1 мм. Глубины полостей так же, как и при электроэрозионной обработке, не являются проблемой, хотя все-таки высота ребра ограничена 4 — 10 значениями его ширины.

Одним из решающих факторов выбора той или иной технологии является наличие  (или отсутствие) возможности в случае ее применения закрепления сложных объемных контуров. Здесь и проявляется своеобразие генеративной технологии, применяя которую можно изготовить деталь практически любой сложности. Если при пятикоординатном фрезеровании еще существуют ограниченные возможности получения на заготовке без ее переустанова поверхностей с обратным наклоном, то при копировальной прошивке это практически невозможно.

Наряду с получаемым качеством поверхности детали другим решающим фактором выбора технологии является время ее изготовления. При высокоскоростном фрезеровании  и электроэрозионной обработке оно определяется объемом снимаемого материала, при DMLS технологии – объемом наслаиваемого. Разумеется, фрезерование производительнее как электроэрозионной обработки (его производительность по закаленной стали достигает 3500 м³/мин, т.е. примерно вчетверо выше, чем при копировальной прошивке), так и тем более генеративной технологии (ее максимальная производительность составляет 960 мм³/мин, но сильно колеблется в зависимости от характеристик порошка). Тем не менее здесь следует руководствоваться темпами удаления или наращивания материала. Если темпы съема (например, степень срезания припуска) высоки, то получают незначительные темпы наращивания (генерируемый  объем). Таким образом, если заготовка имеет очень сложный профиль, то может случиться так, что получение детали прямым лазерным спеканием займет меньше времени, чем высокоскоростной обработкой (рис. 1). Как показано в табл. 1, каждая из трех технологий имеет свою нишу и сегодня не может быть заменена другой. На первый взгляд в связи с необходимостью использования электродов определенного профиля копировальная прошивка является негибким методом обработки. Однако если твердость заготовки исключительна высока  или в ней имеются очень глубокие полости, то прошивка будет единственным способом, которым эту заготовку можно обработать. Высокоскоростная обработка достигла сегодня больших успехов и вследствие большого разнообразия применяемых инструментов обладает большой гибкостью относительно геометрических параметров заготовок и их материала. Кроме того, такая высокая скорость обработки не может быть достигнута другими способами. Однако чем сложнее заготовка, тем больше трудностей возникает при ее высокоскоростной обработке. Конечно, по точности, качеству получаемой поверхности и твердости получаемого в результате материала металлических деталей генеративные технологии уступают пока остальным.  Но уже сейчас существует немало деталей, которые невозможно получить классическими способами, поэтому приходится использовать генеративные технологии и они обладают достаточной экономической эффективностью.

Примечание. В случае очень большой твердости материала и наличия глубоких пазов и выемок нельзя обойтись без копировально-прошивочной обработки.

Источник: Form + Werkzeug, 2004, № 2. pp. 48-50, табл. 1 Переводчик В. А. Потапов

Сообщение Преимущества электроэрозионной технологии появились сначала на Центр эрозионных технологий им. Лазаренко.

Вывод: на основании полученных данных, микротвердость практически не меняется по глубине, также микротвердость не меняется ни на вершине, ни на сердцевине. Это косвенно свидетельствует об отсутствии структурных изменений и значимых изменений химического состава при электроэрозионной обработке.

В статье рассмотрено влияние метода электроэрозионной обработки на технологические параметры, обрабатываемой поверхности.

За основу исследования была взята экспериментально изготовленная методом электроэрозионной обработки мелкомодульная твердосплавная червячная фреза. Фреза была изготовлена в инструментальном цехе Чистопольского Часового Завода “Восток”. Отличительной особенностью данного инструмента является то, что данная фреза имеет диаметр всего 12 мм и толщину 3 мм. Профиль зубьев изготавливается с точностью до 0,01 мм. В технологической цепочке изготовления данной фрезы используются технологии электроэрозии, так как твердосплавная фреза имеет высокую твердость 82-90 HRA и поэтому для ее обработки используется электроэрозионная обработка.

После изготовления мелкомодульной фрезы, она была отправлена в лабораторию для более детального исследования изменений в поверхностной структуре инструмента.

Микрошлиф, изготавливался на автоматическом шлифоватьно-полировальном станке TegraPol с приспособлением TegraForce. Автоматическая дозировка шлифовально-полировальных суспензий осуществляется с помощью устройства Tegra Doser-5.

Структура поверхностного слоя заготовки фотографировалась с помощью цифровой камеры на микроскопе Polyvar Met (Австрия).

Использованное оборудование:

• оборудование для изготовления шлифа фирмы Struers (Дания);
• пресс Pronto Press-20;
• смола для запрессовки эпоксидная с минеральными наполнителями DuroFast, для наилучшего удержания края.

Сообщение Зона термического влияния появились сначала на Центр эрозионных технологий им. Лазаренко.