Проволочная электроэрозия в Тайване: точные инсайты металлообрабатывающей индустрии

В металлообрабатывающей промышленности электроэрозионная обработка (ЭР) также известна как проволочная ЭР, искровая обработка, искровое эродирование, горение, выверточная ЭР, жжение проволокой, эрозия проволокой. Это производственный процесс, использующий электрические разряды, вызывающие искры для формирования заданной формы заготовки, поэтому в мандарине называют «искровую обработку».

Что такое процесс проволочной ЭР?

При обработке нежелательный материал удаляется с заготовки серией быстро повторяющихся токов. В компонентах один электрод — инструментальный (tool electrode), другой — заготовочный (workpiece electrode). В процессе нет поверхностного контакта инструмента и заготовки.

Краткая история проволочной ЭР

Сегодня много типов ЭР. Обсудим тип, широко применяемый в бытовых приборах, фильтрах, электронных расходниках и других мелких заготовках. Такой процесс необходим для широкого спектра продуктов. Тайвань — страна с опытом в металлообработке и производстве. Есть фирмы, посвященные проектированию и строительству проволочных ЭР-станков, поэтому Тайвань имеет мощность удовлетворять спрос и даже лидировать в этой области в Азии десятилетиями.

Проволочные ЭР-станки разработали в конце 1960-х — цель: использовать закаленную сталь для инструментов и форм. Ранние станки с числовым управлением (НУ) развились из копировно-фрезерного вертикального станка. В конце 1960-х Советский Союз изготовил первый коммерческий ЧПУ-станок в России — проволочную электроэрозионную машину. В этот период авиация, военная, оборонная, автопром развивались позитивно. Группа Дэвида Х. Дулебона разработала фрезерные и шлифовальные станки в Andrew Engineering Company в 1960-х.

Позже мастер-чертежи создавали ЧПУ-плоттеры для точности и повторяемости. В начале 1970-х — производство проволочной ЭР с ЧПУ-плоттерами и оптическим следованием линии. Дулебон позже использовал этот ЧПУ-плоттер, программируемый и напрямую управляющий ЭР. Первый ЧПУ-ЭР станок произведен в 1976 году.

Коммерческие применения ЭР

Благодаря технологическому прогрессу, в последние десятилетия функции и применения коммерческой проволочной ЭР сильно улучшились. Повышена скорость подачи, качество поверхности хорошо контролируется.

Выверточная ЭР (Die-sink EDM)

Другой процесс ЭР — выверточная (die-sinking). История с 1943 г. (конец WWII). Два советских ученых (Б.Р. и Н.И. Лазаренко) изучали методы предотвращения искровой коррозии вольфрамовых электрических контактов.

Задачу не решили, но усилия способствовали технологии. Обнаружили: при определенных условиях электродов коррозию можно контролировать точнее — вдохновило дальнейшие исследования.

Результаты привели к изобретению метода электроэрозионной обработки твердых материалов (вольфрам). Лазаренковская машина — R-C машина (резистивно-емкостная схема заряда электрода).

Прогресс ЭР-станков в мире

Американская группа (Герольд Старк, Виктор Хардинг, Джек Бевер) успешно разработала ЭР-станок для удаления сломанных сверл и гайок в алюминиевых литьях.

Повысила режущую способность проволочной ЭР. С точностью — общая точность проволочной ЭР выросла навсегда.

Американцы сначала слабые электроэрозионные инструменты — результаты не идеальны, затем сменили метод. Машины Старка, Хардинга, Бевер генерировали 60 искр/сек — прорыв тогда.

Позже — вакуумные схемы, тысячи искр/сек → резкий рост скорости резки, большой потенциал и производительность. Это великий скачок развития проволочной ЭР: из стадии разработки в официальное промышленное применение.

ЭР сегодня

Сегодня проволочная ЭР и смежные технологии — обычные методы резки твердых и сложных материалов. Широчайше в изготовлении форм и инструментов.

Также стал обычным методом прототипирования и изготовления деталей, особенно в аэро, авто, электронике с малой но разнообразной серией.