Machines d'électroérosion à fil. Choisir une machine à décharge électrique Machines à fil de production russe

Le processus d'usinage par décharge électrique (EDM) de matériaux conducteurs est basé sur le principe de la destruction directionnelle de l'anode (pièce), qui se trouve dans un milieu diélectrique liquide, à la suite du passage d'une décharge électrique de haute puissance entre elle et la cathode (outil de travail). En raison des capacités technologiques importantes du procédé, il est mis en œuvre sur des machines à décharge électrique de conceptions diverses.

La structure et les types d'équipements pour les EEE

Une machine EDM typique comprend :

1. plusieurs moteurs électriques fonctionnant indépendamment les uns des autres ;
2. unité d'alimentation d'électrode d'outil;
3. un bain avec un environnement de travail;
4. table pour placer la pièce à traiter ;
5. schéma de contrôle.

Le classement des équipements en question se fait selon les critères suivants :

• A des fins technologiques. Il est possible de distinguer les machines universelles, spécialisées et spéciales pour les EEE ;
• Basé sur le principe de la disposition des unités principales. Il peut être horizontal et incliné, mais le plus souvent, une disposition verticale est utilisée;
• Par type de table : fixe ou coordonnée ;
• Type de bain - amovible ou montant ;
• En termes de degré de précision - équipement de précision normale et travail de précision;
• Par le principe d'excitation et de régulation ultérieure des paramètres de la décharge électrique.

La gamme de tailles des équipements de décharge électrique produits dans le pays est déterminée par les exigences de GOST 15954.

Méthodes pour obtenir une décharge électrique dans les circuits de travail des machines-outils

Le dimensionnement peut être effectué par des décharges d'étincelles, d'impulsions et d'arcs. Dans le premier cas, une décharge d'étincelle de faible rapport cyclique est formée entre la cathode et l'anode, mais avec des caractéristiques précisément spécifiées de l'espace interélectrode. De telles machines sont compactes, se distinguent par une grande précision de travail et une qualité de surface après électroérosion, une facilité de régulation des paramètres technologiques, mais en même temps, elles ont une faible puissance et, par conséquent, une productivité. Les domaines d'utilisation judicieux de telles machines sont la découpe précise de matériaux difficiles à usiner (en particulier les alliages durs), en obtenant des pièces aux contours complexes. Ils peuvent également être utilisés pour récupérer des outils cassés, etc.

Une augmentation de l'énergie d'une décharge électrique est obtenue en introduisant un générateur d'impulsions dans le circuit, ce qui augmente l'intervalle entre les décharges adjacentes et augmente simultanément la puissance thermique en un seul acte de décharge électrique. En conséquence, la productivité du travail augmente, mais la précision diminue et la surface de la pièce traitée peut présenter une zone affectée thermiquement assez étendue, ce qui n'est pas toujours acceptable. Les machines à impulsions électriques sont utilisées lorsqu'un enlèvement de métal plus important par unité de temps est requis.

S'il est nécessaire de prévoir un enlèvement de métal encore plus élevé (et pas seulement pour la mise en forme de la pièce d'origine, mais aussi pour son durcissement), des machines à arc électrique sont utilisées. Les performances de tels équipements augmentent plusieurs dizaines de fois, car l'arc, contrairement à d'autres types de décharges électriques, brûle en continu. Pour contrôler les paramètres technologiques de la décharge d'arc, il est comprimé par le flux transversal du milieu diélectrique, qui est constamment et sous haute pression pompé à travers la zone de combustion de l'arc par une unité de pompage prévue dans le schéma de la machine. Les machines à arc électrique peuvent produire de grandes pièces pour les rouleaux, les marteaux d'estampage à chaud, etc.

L'utilisation de machines EDM de différents types

Parmi les équipements de type electrospark, l'un des plus précis est la machine à copier-piquer MA4720. Il est conçu pour travailler avec des pièces difficiles à usiner de configuration complexe, par exemple, pour l'outillage de matrice en carbure, les moules, les moules de refroidissement. La productivité de la machine ne dépasse pas 70 mm 3 / min, mais il est possible d'atteindre une précision de 0,03 ... 0,04 mm, avec une rugosité suffisamment faible de la surface finale (pas supérieure à Rz 0,32 ... 0,4 microns dans les modes de finition). La table de travail est déplacée par le système CNC. Les dimensions de la table de travail et la plage de valeurs admissible de l'écart interélectrode entre l'anode et la cathode ne permettent pas d'obtenir des produits de dimensions hors tout supérieures à 120 × 180 × 75 mm sur cette machine.

Un exemple de machine à impulsions électrique est le modèle commun 4E723, également équipé d'une CNC. Des indices de puissance spécifiques plus élevés permettent d'atteindre une productivité EEE jusqu'à 1200 m 3 / min, avec des erreurs de traitement dans les modes de finition de l'ordre de 0,25 ... 0,1 mm. Une plus grande précision est obtenue avec l'EEE des surfaces façonnées. La machine est également principalement utilisée dans la production d'outils, cependant, la rugosité de surface augmente considérablement - jusqu'à Ra 2,5 microns, par conséquent, après le traitement, un meulage sera nécessaire dans la plupart des cas. Sur la machine, vous pouvez effectuer l'EEE de pièces avec des dimensions globales de 620 × 380 × 380 mm, ainsi que la découpe de rainures profilées.

Ces types appartiennent aux machines EDM universelles. Un exemple d'équipement spécialisé est la machine EDM modèle 4531, qui produit le profilage de contours complexes à l'aide d'une électrode non profilée. La machine 4531 utilise du fil de laiton qui est enroulé en continu à travers l'espace interélectrode, initiant une décharge entre la cathode et l'anode. Avec une productivité relativement faible (pas plus de 16 ... 18 mm 3 / min pour l'acier ; pour l'alliage dur, la productivité est encore plus faible), la machine 4531 permet en principe de fournir une erreur de ± 0,01 mm, par conséquent, l'équipement considéré est efficace dans la production de matrices de matrices de poinçonnage d'une configuration et de gabarits particulièrement complexes. Les dimensions maximales du contour découpé sont de 100 × 60 mm.

Principes du choix optimal de la technologie et de la taille standard de la machine pour les EEE

Les données initiales sont la précision du contour, les dimensions (profondeur) de la zone thermiquement modifiée, ainsi que la valeur d'enlèvement souhaitée par unité de temps. Pour les machines-outils travaillant avec des électrodes non profilées, il est important de disposer de dispositifs d'enfilage automatique des fils et pour les machines à impulsions - des générateurs permettant l'utilisation de fil bimétallique, ce qui augmente l'efficacité de l'EEE.

Pour améliorer la qualité du processus et réduire l'usure érosive de l'électrode-outil, il est préférable d'utiliser de l'huile comme fluide de travail (le plus courant est un mélange d'huile industrielle-20 avec du kérosène). En principe, pour les produits avec des tolérances accrues, il est également possible d'utiliser de l'eau.

Les capacités technologiques des machines EDM sont considérablement étendues par la disponibilité de dispositifs supplémentaires (par exemple, pour obtenir des surfaces coniques).

Pour l'enlèvement de métal à partir de 20 000 mm 3 / min et plus, seules des machines à arc électrique doivent être utilisées. La plus petite erreur dans le fonctionnement d'un tel équipement est obtenue à polarité inversée lors de l'utilisation d'électrodes en graphite. Dans le même temps, une rugosité de surface relativement élevée - pas moins de Rz 0,8 ... 1,6 m - nécessite de prévoir un meulage final du contour résultant après la décharge d'arc EDM. La pression de pompage du fluide de travail doit être d'au moins 50 ... 60 kPa.

La fabrication de pièces complexes est souvent difficile en raison de la nécessité de maintenir la précision dimensionnelle des produits finis. Le plus souvent, cela s'applique à la production de bijoux, de pièces automobiles, d'outils, etc. Dans ce cas, le problème peut être résolu en utilisant une machine de découpe à fil d'érosion avec CNC, qui garantit une précision et une qualité élevées de traitement des pièces à partir de tous les alliages métalliques.

Caractéristiques techniques et avantages de la machine d'électroérosion à fil

Le fonctionnement de l'équipement est basé sur le principe de l'usinage par décharge électrique, lorsque l'action sur la surface de la pièce est effectuée non pas mécaniquement, mais électriquement. Dans le même temps, l'efficacité du travail est extrêmement élevée, ce qui vous permet d'obtenir des pièces de haute précision avec des caractéristiques externes irréprochables. Les défauts externes, y compris mineurs, sont totalement absents et le produit ne nécessite pas de traitement de serrurier supplémentaire et ne nécessite pas le contrôle de spécialistes hautement qualifiés impliqués dans les travaux aux étapes finales de la production.

Une caractéristique importante : seules les pièces en alliages métalliques conducteurs d'électricité peuvent être usinées sur des machines d'électroérosion à fil. Cela leur permet d'être influencés par les méthodes d'évaporation ou de fusion de la couche de surface. L'électrode machine est un fil tendu situé à proximité de la pièce fixe. Un courant électrique est déchargé entre le fil et la surface de la pièce, et la tension la plus élevée forme de petits creux de la taille d'un micron sur la surface de la pièce. Avec l'aide de l'eau, les traces latérales d'érosion sont éliminées et la surface métallique prend un aspect soigné et attrayant. Et la couche métallique, de quelques micromètres de profondeur, acquiert une structure compactée et une résistance accrue.

Actuellement, la machine à découper au fil est utilisée dans la production de timbres, de gabarits, de couteaux et d'autres éléments. La présence d'un système CNC sur l'équipement nous permet d'améliorer le processus de production et, en même temps, de simplifier la maintenance des équipements. Si vous avez uniquement l'intention de maîtriser une nouvelle direction d'activité à l'aide d'une machine à découper au fil, faites attention aux modèles d'occasion de marque. Leur coût est inférieur, tandis que la ressource de travail reste suffisamment élevée et que l'équipement lui-même est complètement prêt à fonctionner et ne nécessite aucun réglage supplémentaire.

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Les pièces et ensembles des machines et dispositifs modernes se distinguent par une grande variété de conceptions et de matériaux utilisés, y compris ceux dont la mise en forme par des procédés d'usinage connus est difficile et parfois impossible. Ceci est lié à l'utilisation croissante des procédés d'usinage par décharge électrique. "Les possibilités des machines EDM sont infinies!" - une telle phrase peut souvent être entendue par les utilisateurs de machines un mois seulement après la mise en service de l'équipement.

Classification
Selon l'objectif technologique, les machines pour l'usinage par décharge électrique (EE) sont divisées en deux types principaux - le perçage par copie et le coupe-fil.
Les machines de copie-perçage permettent de traiter des trous et des cavités façonnés, des surfaces intérieures et extérieures de corps de révolution, de meulage, de coupe. Il est possible d'obtenir des surfaces hélicoïdales et en développante, ainsi que divers trous et cavités internes de forme avec un cône droit, inversé et variable. Dans les machines à copier-perforer, l'électrode-outil est façonnée, sa forme est une copie inversée de la cavité à traiter.
Les machines à couper le fil EE sont utilisées pour la fabrication de pièces de timbres, de copieurs, de gabarits, de couteaux façonnés, de modèles et d'autres outils. L'électrode d'outil dans les machines de découpe est un fil enroulé en continu. Les caractéristiques de conception des machines déterminent leurs avantages technologiques : aucun outil de forme n'est nécessaire, il n'y a pas besoin de faire de corrections pour l'usure des électrodes, il est possible d'obtenir des petites pièces de forme complexe, y compris des pièces de profil équidistant (matrices, poinçons ) à l'aide d'un programme CNC.

Étapes de progression
Le traitement EE n'est plus une méthode de traitement non conventionnelle à la fois dans le monde et dans notre pays. L'équipement EE est actuellement le quatrième le plus utilisé au monde après le fraisage, le tournage et le meulage. Les ventes de machines EDM sont passées de 0,5% en 1960 à plus de 6% du marché MOO en 2000.
La priorité dans la découverte de l'érosion électrique appartient à la Russie. Les premières recherches pratiques dans ce domaine ont été faites dans l'Oural à la fin des années 30 par les époux B. et N. Lazarenko en étudiant les problèmes d'érosion des contacts. La découverte a été enregistrée en 1943. La première machine de découpe EE au monde a été fabriquée dans une usine de Fryazino, dans la région de Moscou en 1954. Mais, malheureusement, la production d'équipements EE en Union soviétique n'a pas été correctement développée.

fil EE coupé
La découpe au fil EE est apparue au début des années 70 et progresse continuellement dans plusieurs directions.
Vitesse de coupe augmenté d'environ 10 mm 2 / min. au début des années 70 jusqu'à 35 mm 2 / min. au milieu des années quatre-vingt, et maintenant il a atteint 330-360 mm 2 / min. L'augmentation de la vitesse a été obtenue principalement grâce au lavage de la surface de travail avec un liquide sous pression accrue et à l'utilisation de générateurs d'impulsions plus efficaces, qui permettent de définir les paramètres optimaux. L'augmentation de la vitesse est également facilitée par une amélioration de la qualité des électrodes.
Des dispositifs d'enfilage de fil automatique fiable et efficace, de prévention des ruptures de fil et de chargement automatique de pièces ont été développés pour tirer parti de la coupe à grande vitesse et éliminer les temps d'arrêt de la machine.
Hauteur maximale les matrices et poinçons de matrices, traités au départ sur des machines d'érosion, variaient de 50 à 100 mm. Cependant, pour l'usinage de moules, de matrices d'extrusion et d'une variété d'autres pièces, les fabricants de machines EDM ont élargi la gamme de tailles de leurs pièces.
Initialement angle de trou coniqueégal à 1° pour des pièces d'une hauteur de 100 à 125 mm était pratiquement le maximum possible. Pour répondre aux exigences des clients, un angle de 30° avec une hauteur de pièce de l'ordre de 400 mm peut désormais être atteint sur la plupart des modèles de machines.
Précision maximale réalisable est passé de 25 microns, ce qui était typique pour les premières machines-outils, à 1 micron - pour les machines EE modernes. Les opérateurs de machines à découper modernes nécessitent nettement moins d'efforts pour atteindre une précision d'usinage de l'ordre de 1 micron par rapport aux opérateurs expérimentés des premières machines à découper, qui ont reçu une précision d'usinage de l'ordre de 5 ou 2,5 microns.
Cette simplification du travail pour assurer une précision accrue est due au développement de plusieurs facteurs. La technologie "intégrée" dans les machines les plus récentes garantit que le contour requis est coupé en conformité exacte avec le programme géométrique. Les règles optiques offrent une précision constante quelle que soit la durée de la machine-outil et les fluctuations de température importantes.
L'innovation la plus importante est l'équipement des machines avec des dispositifs d'enfilage automatique très fiables et efficaces, qui permettent le traitement d'un certain nombre de pièces sans intervention de l'opérateur. La facilité d'utilisation des machines vous permet d'augmenter la rentabilité de l'usinage et de maintenir plus de machines dans l'atelier avec moins d'effort, même sur un poste de jour.

EE micrologiciel
L'amélioration la plus significative des machines de perçage CNC par rapport aux machines manuelles a été la réduction des temps de cycle, et surtout, la réduction du temps de l'opérateur. En 1960, l'usinage d'une cavité avec un outil électrode nécessitait environ 4 heures de travail de l'opérateur et 4,5 heures de temps d'électroérosion. Avec l'avènement de la CNC, déjà au milieu des années 80, le temps de travail requis de l'opérateur n'était que de 0,5 heure et le temps d'érosion était d'environ trois heures.
Une nouvelle étape dans la réduction du temps cycles de traitement a commencé en 1999 en équipant les copieuses-perceuses de générateurs d'impulsions adaptatifs. Par rapport aux générateurs produits précédemment, ces générateurs ont la capacité d'optimiser le processus de traitement en fonction de sa surveillance continue. Un tel générateur adapte également la densité de courant lors de l'ébauche, ce qui contribue fortement à augmenter la productivité d'usinage avec des électrodes de toute forme. Lors du traitement en modes de finition, le système fournit un contrôle du processus afin de protéger la qualité et l'uniformité de la surface traitée à l'aide d'un capteur plus avancé pour la contamination de l'espace interélectrode. Tout cela augmente la productivité de 10 fois par rapport aux générateurs précédents.
Les entreprises se tournent vers les systèmes de chargement robotisés pour les machines-outils afin d'augmenter leur temps de disponibilité dans régime déserté, une productivité accrue par machine et des temps de changement d'outils réduits. Le robot est intégré à la machine, le système CNC assure le contrôle direct de la machine et du robot. Les autres avantages de ce système sont le contrôle adaptatif, des temps de changement d'électrode 50 % plus courts et un encombrement réduit.
Les nouveaux systèmes de contrôle offrent des opportunités programmation plus facile, contribuant à la réduction temps de travail de l'opérateur... Un système de contrôle typique permet à l'opérateur d'effectuer une programmation hors ligne sur un ordinateur personnel, puis de télécharger le programme sur la machine. Cela permet une réduction du temps de programmation et du temps d'érosion pour la plupart des opérateurs d'environ 25 %.
Précision de traitement sur les machines à copier-perforer dépend en grande partie de la précision de l'électrode. L'avènement de fraiseuses à grande vitesse abordables pour l'usinage d'électrodes en graphite a permis aux entreprises de simplifier la tâche d'usinage efficace d'un grand nombre d'électrodes de précision.
La précision des derniers modèles de machines à coudre a également été améliorée. Ceci s'applique en particulier au micro-usinage. Par exemple, lors de l'usinage par électroérosion de cavités de section carrée dont la surface est de 60 mm 2, à l'aide des derniers générateurs d'impulsions, il est possible d'obtenir un profil de cavité avec un rayon d'angle de 0,025 mm, en raison à une réduction de 65% de l'usure des électrodes dans ces coins. Cela permet d'utiliser six fois moins d'électrodes.
En augmentant la vitesse d'usinage, la taille et la complexité de la forme des pièces, une précision améliorée, des machines-outils plus faciles, un fonctionnement sans surveillance, la formation des utilisateurs, le support client et l'accessibilité, l'EDM s'est imposé dans la fabrication d'outils et est de plus en plus utilisé dans la production grand public. ...
Aujourd'hui, aucune entreprise ne peut manquer de prendre en compte les possibilités d'érosion électrique, qui permettent de résoudre de nombreux problèmes de production.
Passant directement à l'analyse des équipements EE, attardons-nous sur plusieurs questions fondamentales qui déterminent de manière significative l'efficacité du traitement EE.

Actionneurs linéaires
Les entraînements d'avance EE pour machines CNC sont construits selon le schéma traditionnel. Des entraînements plus fiables et modernes sont fabriqués sans entraînement par courroie. Dans ces variateurs, le moteur pas à pas de puissance est directement connecté à la vis mère. Les inconvénients de ces variateurs sont bien connus :

• un grand nombre d'éléments intermédiaires de la source d'énergie au corps de travail (OI);
• la formidable inertie de ces éléments, particulièrement visible dans les grosses machines-outils ;
• la présence de lacunes dans les dispositifs de transmission ;
• frottement des pièces jointes, qui change fortement lorsque le système passe d'un état de repos à un état de mouvement ;
• température et déformations élastiques de presque toutes les liaisons de transmission;
• usure des éléments d'accouplement pendant le fonctionnement et perte de la précision d'origine ;
• erreurs dans le pas de la vis mère et erreur de longueur cumulée, etc.

Étant donné que ces inconvénients réduisent les principales caractéristiques de qualité des entraînements (précision et uniformité du corps de travail, quantité de jeu lors de la marche arrière, accélérations et vitesses admissibles du RO), l'idée de conception des constructeurs de machines-outils a longtemps essayé de réduire leur influence. Par exemple, au lieu d'une vis-mère avec un écrou, une connexion à vis à billes coûteuse et complexe est utilisée pour réduire le frottement ; afin d'éliminer les espaces, des dispositifs de tension spéciaux sont introduits dans la connexion de la vis avec l'écrou; les vis-mères de machines particulièrement précises sont fabriquées selon la classe de référence; les erreurs de pas de vis sont réduites à l'aide de compensateurs ; des systèmes de refroidissement sophistiqués sont créés pour lutter contre les déformations thermiques. Néanmoins, il est clair que les problèmes des entraînements à vis sans fin ne peuvent en principe pas être résolus en raison de leur nature physique et technique.
La tâche consistait à remplacer radicalement les entraînements standard des machines à travailler les métaux par d'autres. Et cette solution était l'utilisation de moteurs linéaires (LD). Le principe de fonctionnement d'un tel moteur présente de nombreux avantages: il n'y a pas d'éléments intermédiaires entre la source d'énergie et l'osmose inverse, l'énergie est transférée à travers un entrefer, rien n'a besoin d'être tourné, il devient possible de mettre en œuvre la tâche principale - le mouvement longitudinal de l'OI. Depuis des décennies, tous les éléments d'équipements électro-automatiques, systèmes de freinage électrique, systèmes de protection, équipements spéciaux de type choc, etc. ont fonctionné sur ce principe : grand effort créé, facilité de personnalisation.
La perspective de la solution, bien sûr, a été immédiatement appréciée. Il n'y avait qu'une chose - la possibilité de réguler la vitesse de RO dans le système électromagnétique. Et sans cela, il était impossible d'utiliser un entraînement électromagnétique comme hélice pour le RO de la machine.
Des recherches particulièrement intensives dans cette direction ont été menées au Japon, où un entraînement linéaire a d'abord été utilisé comme dispositif de propulsion pour les trains à grande vitesse. Des tentatives y ont également été faites pour créer des entraînements linéaires pour les machines à travailler les métaux, mais les premiers échantillons développés présentaient des inconvénients importants : ils créaient de forts champs magnétiques, surchauffés et surtout, n'assuraient pas l'uniformité du mouvement RO.
Ce n'est qu'au seuil du nouveau millénaire que les machines-outils produites en série (jusqu'à présent uniquement des machines d'électroérosion) ont commencé à être équipées d'une nouvelle génération de LD, qui se caractérise par le mouvement uniforme des chariots de machine avec une précision ultra-élevée, un large plage de contrôle de la vitesse, accélérations énormes, inversion instantanée, facilité d'entretien et de réglage, etc. En principe, la conception LD n'a pas beaucoup changé. Le moteur se compose de deux éléments : un stator plat stationnaire et un rotor plat avec un entrefer entre eux. Le stator et le rotor sont des blocs plats facilement démontables. Le stator est fixé à la crémaillère (base) de la machine et le rotor est fixé au corps de travail. Le rotor est élémentairement simple, il se compose d'un ensemble de barres rectangulaires, qui sont de puissants aimants permanents. Ces derniers sont fixés sur une plaque mince en céramique minérale spéciale, dont le coefficient de dilatation thermique est deux fois inférieur à celui du granit, et la dureté est proche de celle du saphir.

Avec ou sans bain
Les machines à couper le fil EE sans bain (coupe uniquement au jet) sont produites et exploitées depuis longtemps. Les machines sans bain sont 15 à 25 000 dollars moins chères que les machines avec bain (coupe en plongée). Si l'entreprise dispose d'une surface suffisamment grande de machines EDM, une partie des machines sans bain est une décision justifiée. S'il n'y a qu'une seule machine, vous devriez réfléchir à ce qu'elle devrait être.
Les machines-outils sans bain (jet) limitent considérablement les capacités technologiques :

• il est impossible (ou extrêmement difficile) de découper des contours dans des pièces telles qu'un tube creux ;
• il est impossible (ou extrêmement difficile) de réaliser une découpe de contour de dalles multicouches avec des vides entre les couches et dans des parties avec des trous, des "poches", etc.;
• les machines à jet ne conviennent qu'à la découpe de pièces de matrices simples, mais n'assurent pas la stabilité de l'environnement des décharges d'étincelles électriques sur des tâches complexes;
• seulement pendant le grenaillage, l'air ne peut pas être complètement évacué des cavités, ce qui conduit à une formation accrue de décharges anormales et, par conséquent, à des ruptures de fil, des rebuts et une instabilité de coupe ;
• sans bain, il est impossible d'assurer la stabilité de la température si la température dans la pièce fluctue considérablement au cours de la journée; ceci est particulièrement dangereux lors de la découpe de matrices de tampons séquentiels multifenêtres. Dans un jet d'eau, la coupe conique avec des angles supérieurs à 15° est instable aux grandes épaisseurs.

Eau ou huile
L'huile est un environnement délicat et convivial pour l'électroérosion des métaux. La résistivité élevée permet la génération de décharges d'étincelles ultra-faibles. L'éclateur lors de la coupe dans l'huile est beaucoup plus petit que dans l'eau.
Dans la coupe au fil EE, la taille de l'outil correspond au diamètre du fil plus 2 espaces. Puisqu'un écart plus grand est nécessaire pour la décharge EE dans l'eau, la taille de l'outil EE dans l'eau est toujours plus grande. Autrement dit, pour un même diamètre de fil, la coupe obtenue dans l'eau est plus large que dans l'huile. De plus, l'eau est corrosive pour le métal, ce qui crée des problèmes connus. Et ces problèmes sont d'autant plus graves que les dimensions des éléments du contour découpé sont petites.
La principale raison pour laquelle les machines EE utilisent de l'eau est la vitesse. Les machines de découpe au fil EE modernes permettent de couper à des vitesses allant jusqu'à 360 mm2 / min. Cependant, la vitesse en microdécoupe est un indicateur secondaire.
L'huile en tant que médium de coupe EE est beaucoup plus attrayante que l'eau. En plus des espaces plus petits, l'huile est totalement exempte d'érosion électrolytique et de corrosion de surface. La qualité et la durabilité de la surface de l'outil après la coupe dans l'huile sont nettement plus élevées qu'après la coupe dans l'eau. Dans l'huile, la vitesse de coupe est stable même avec un fil d'un diamètre de 0,025-0,03 mm.
L'huile est un médium indispensable pour la coupe EDM d'outils de précision et de petites pièces.

Fabricants
Le terrain pour le jeu (c'est-à-dire le marché des équipements EDM) est vaste et il y a beaucoup de joueurs sur ce terrain, cependant, comme l'a dit le célèbre footballeur néerlandais Marco Van Basten, 22 personnes jouent au football et les Allemands gagnent toujours. Ainsi, dans la production d'équipements de décharge électrique, il existe de nombreux fabricants, et il y a deux leaders évidents : la société japonaise Sodick et le groupe suisse AGIE Charmilles, qui comprend les sociétés AGIE et Charmilles. AGIE Charmilles Group et Sodick représentent plus de 60 % des ventes mondiales d'équipements EDM.
Produits de sociétés étrangères telles que Fanuc, Hitachy, Mitsubishi (Japon), Dekkel, Diter Hansen (Allemagne), CDM Rovella (Italie), Electronica (Inde), Maurgan, Joemars Machinery (Taiwan), CJSC MSHAK (Arménie)…

Avis d'experts

Michel Riedel, chef du département des outils spéciaux, SCOB (Allemagne) : « Étant donné que le PKD (diamants polycristallins) en tant que matériau a une dureté similaire à celle du diamant, presque toutes les technologies de traitement traditionnelles lui sont inapplicables. Seule l'action électroérosive peut être utilisée comme méthode de traitement des produits fabriqués à partir de ce matériau. »

Rudolf Eggen, directeur de Kroeplin GmbH (Suisse) : « Il existe trois possibilités pour la fabrication de bras de contact pour appareils de mesure linéaire : le moulage, la découpe laser et l'électroérosion à fil. Nous avons choisi l'EDM car la coulée avec une production annuelle de 6 000 pièces par modèle est trop chère, et la découpe laser n'atteint pas la précision requise en raison du manque de répétabilité. De plus, du fait de la courte durée des opérations préparatoires et finales et de la grande autonomie de traitement sur les équipes de nuit et les jours chômés, l'EDM est plus économique que les autres méthodes. »

Frank Haug, directeur général de Frank Haug GmbH (Allemagne) : « Les possibilités d'utilisation de l'EDM sont infinies. Nos attentes concernant son utilisation et sa précision ont été largement dépassées. Grâce à cette technologie, nous sommes aujourd'hui en mesure de fabriquer de nombreux produits dans des délais serrés. »

Walter Gunter, propriétaire de Ganter Werkzeug (Allemagne) : « Grâce à l'utilisation rationnelle de la découpe par électroérosion, nous sommes en mesure de produire des microtomes avec une grande précision avec leurs composants à partir des meilleurs matériaux et de répondre aux exigences strictes du marché qui irritent nos concurrents. »

Avantages du traitement EE par fil

De nouvelles opportunités dans la fabrication de pièces

Les différents diamètres de fil et la grande adéquation des machines à fil EE pour le traitement des formes internes nous permettent de produire des pièces qui ne sont pas réalisables avec les méthodes de traitement traditionnelles :

• obtenir des rainures profondes;
• fabrication de pièces avec des rayons internes minimes;
• production d'outillage de matrice de haute précision sans finition manuelle.

Temps de traitement réduit

Obtention d'une pièce finie à partir d'une pièce traitée thermiquement sans l'utilisation d'opérations intermédiaires, obtention de la rugosité de surface requise sans utilisation de finition manuelle, fabrication de pièces en alliages durs, facilité de fixation des pièces sur une machine grâce à l'absence de charges sur le pièce à usiner pendant le traitement - tous ces avantages peuvent réduire considérablement le temps de production et les coûts de l'entreprise par rapport aux méthodes de traitement traditionnelles.
Des économies sont réalisées grâce à :

• économie de matière (déchets entiers, pas de copeaux) ;
• utiliser une machine avec un outil pour fabriquer une pièce finie ;
• pas besoin d'opérations intermédiaires pour le traitement thermique des pièces ;
• la capacité de fabriquer des pièces à parois minces et des pièces à partir de matériaux cassants sans utiliser d'outillage complexe et coûteux.

Coûts de main-d'œuvre réduits lors de l'utilisation de la machine

Les machines EE sont conçues pour un fonctionnement autonome, ce qui permet à un opérateur d'entretenir simultanément plusieurs machines.

Fiabilité et haute précision

En raison de l'absence de charges mécaniques sur la pièce et de la mise à jour constante de l'outil - fil - les dimensions de la pièce résultante ne sont pas faussées. Chaque pièce, fabriquée selon le programme correspondant, peut être répétée un nombre illimité de fois, des changements de dimensions ou de configuration peuvent être effectués, si nécessaire, en quelques secondes.

Un peu de physique

Le principe de l'usinage par électroérosion est basé sur la destruction et l'enlèvement de matière par l'action thermique et mécanique d'une décharge de gaz électrique pulsée dirigée vers la section traitée de la pièce, qui se trouve dans un liquide. Dans ce cas, des processus physico-chimiques complexes se produisent dans le canal de décharge, dans la pièce, dans le fluide de travail et dans l'électrode-outil, qui déterminent les caractéristiques technologiques du processus de mise en forme.
Lorsque l'électrode-outil et la pièce, immergées dans le fluide de travail (diélectrique ou électrolyte faible), se rapprochent, des décharges s'amorcent entre elles sous l'action de la tension impulsionnelle du générateur. La génération des rejets dépend du mode de traitement. Une décharge électrique est une impulsion d'énergie électrique très concentrée dans l'espace et dans le temps, convertie en chaleur entre l'électrode outil et l'électrode pièce. Après la panne, un canal de décharge est formé, entouré d'une bulle de gaz, et les deux se dilatent au fur et à mesure que la décharge se développe. Lorsque la surface des électrodes est bombardée d'électrons et d'ions de décharge, un dégagement de chaleur concentré se produit, provoquant l'apparition de trous avec du métal en fusion, dont une partie est surchauffée et peut s'évaporer. Une partie importante du métal est retirée à la fin de l'impulsion de courant en raison d'une forte diminution de la pression dans le canal de décharge, accompagnée d'effets de chocs mécaniques. Ainsi, une érosion électrique du matériau conducteur est réalisée.
Les matériaux à partir desquels l'électrode d'outil est fabriquée doivent avoir une résistance élevée à l'érosion. Le cuivre, le laiton, le tungstène, l'aluminium, le graphite ont les meilleurs indicateurs dans ce sens. Pour les travailleurs, les liquides doivent répondre à un certain nombre d'exigences : faible corrosivité des matériaux de l'électrode-outil et de la pièce, point éclair élevé et faible volatilité, bonne filtrabilité, absence d'odeur et faible toxicité.

Coupez des matériaux électriquement conducteurs, de l'aluminium et du cuivre au graphite et au diamant polycristallin.La technologie EDM vous permet d'atteindre la plus grande précision dans la production de pièces extrêmement critiques à une vitesse de coupe relativement élevée. Dans le même temps, les capacités de la machine ne se limitent pas à la fabrication de tampons et de moules. Puisqu'un seul outil est nécessaire pour terminer le travail, cette machine est une alternative abordable aux équipements de fraisage, de tournage, de meulage ou de brochage. De plus, une variété d'autres processus peuvent être effectués avec la machine EDM polyvalente - même en mode automatique.
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Avantages des machines de découpe EDM

Machine de découpe EDM : huit étapes en une

La technologie EDM élimine jusqu'à huit étapes de production, y compris le pré-usinage, le raidissement, la finition et la facturation, nécessaires dans les processus d'usinage traditionnels tels que le fraisage, le perçage et le tournage. La roue (à gauche) a été fabriquée à l'aide de cette technologie. C'est une méthode de coupe très économique.

Vos possibilités avec une machine à fil coupé :

Dans le sens du travail des métaux, la méthode d'usinage par décharge électrique (EDM) s'est généralisée. La méthode électroérosive d'usinage a été découverte par des scientifiques soviétiques en 1947.

Cette technologie a pu faciliter considérablement le processus de traitement des métaux, en particulier elle a aidé dans le traitement des métaux à haute résistance, dans la fabrication de pièces de conception complexe, ainsi que dans d'autres domaines.

Le travail de la méthode est basé sur l'effet de la part des décharges électriques dans un milieu diélectrique, à la suite desquelles le métal est détruit ou ses propriétés physiques changent.

Application de la méthode EEE :

• Lors du traitement de pièces en métaux aux propriétés physiques et chimiques complexes ;
• Dans la fabrication de pièces de paramètres géométriques complexes, à usinage difficile ;
• Lors de l'alliage de la surface pour augmenter la résistance à l'usure et conférer les qualités requises aux pièces ;
• Amélioration des caractéristiques de la couche supérieure de la surface métallique (durcissement) due à l'oxydation du matériau sous l'influence d'une décharge électrique ;
• Marquage des produits sans l'effet nocif présent lors du marquage mécanique.

Différents types d'EDM sont utilisés pour effectuer diverses opérations. Sur les machines industrielles, des dispositifs de commande numérique (CNC) sont installés, ce qui simplifie grandement l'utilisation de tout type de traitement.

Types d'usinage par décharge électrique du matériau :

• Le traitement par électroétincelle est utilisé pour la découpe de matériaux en carbure, la découpe de formes et pour la réalisation de trous dans les métaux à haute résistance. Donne une grande précision, mais la vitesse de fonctionnement est lente. Il est utilisé dans les machines à coudre.
• La méthode de traitement par électrocontact est basée sur la fusion locale du métal par des décharges d'arc avec l'élimination ultérieure des déchets. La méthode a une précision inférieure, mais une vitesse de fonctionnement plus élevée que la méthode électro-étincelle. Il est utilisé pour travailler avec de grandes pièces en fonte, acier allié, réfractaire et autres métaux.
• La méthode des impulsions électriques s'apparente à la méthode des étincelles électriques, mais des décharges d'arc d'une durée allant jusqu'à 0,01 seconde sont utilisées. Cela donne des performances élevées avec une qualité relativement bonne.
• La méthode anodique-mécanique est basée sur une combinaison d'action électrique et mécanique sur le métal. L'outil de travail est un disque et le milieu de travail est du verre liquide ou une substance aux caractéristiques similaires. Une certaine tension est appliquée à la pièce et au disque, lors de la décharge, le métal fond et les boues sont éliminées mécaniquement par le disque.

Dans l'industrie, on utilise des machines qui fonctionnent sur la base de la méthode de traitement électroérosif des métaux. Ils sont classés selon plusieurs paramètres : principe de fonctionnement, contrôle, disponibilité de la CNC, etc.

Types de machines fonctionnant sur le principe EEE :

• Machine d'électroérosion à fil ;
• Machine d'électroérosion à fil ;
• Machine de perçage à décharge électrique.

La machine EEE, en raison de sa polyvalence dans l'économie, est nécessaire, et parfois elle n'est pas remplaçable du tout. Tout le monde aimerait avoir un tel appareil dans son garage. Malheureusement, il est très coûteux d'acheter une telle machine assemblée en usine et n'est souvent pas possible. Il existe un moyen de sortir de cette situation - faites-le vous-même.

Machine à couper et à coudre

Contrairement aux idées reçues sur la complexité et l'impraticabilité d'une telle tâche, ce n'est pas le cas. C'est une tâche tout à fait réalisable pour un homme ordinaire dans la rue, même si tout n'est pas si simple. Le type de machine le plus simple est une machine de découpe conçue pour le traitement de pièces en métaux alliés, réfractaires et autres métaux durables.

Le circuit électrique contient : une alimentation, un pont de diodes, une ampoule et un ensemble de condensateurs connectés en circuit parallèle. Une électrode et une pièce sont connectées à la sortie. A noter encore qu'il s'agit d'un schéma de principe pour la notion figurative du principe de fonctionnement de l'appareil. En pratique, le schéma est complété par divers éléments qui vous permettent d'ajuster la machine de perçage aux paramètres requis.

Exigences générales pour le schéma électrique de la machine de découpe :

• Tenez compte de la puissance requise de la machine lors du choix d'un transformateur;
• La tension du condensateur doit être supérieure à 320 V ;
• La capacité totale des condensateurs doit être d'au moins 1000 F ;
• Le câble du circuit aux contacts doit être uniquement en cuivre et avoir une section d'au moins 10 mm ;

Un exemple de schéma fonctionnel :

Comme vous pouvez le voir immédiatement, le schéma est très différent du principe, mais en même temps, ce n'est pas quelque chose de surnaturel. Tous les détails du circuit électrique se trouvent dans les magasins spécialisés ou tout simplement dans de vieux appareils électroniques qui prennent la poussière quelque part dans le garage depuis longtemps. Une excellente solution consiste à utiliser la CNC pour contrôler la machine, mais cette méthode de contrôle coûte cher, et la connecter à une machine maison nécessite certaines compétences et connaissances.

Conception de la machine

Tous les éléments du circuit électrique doivent être solidement fixés dans un boîtier diélectrique ; il est souhaitable d'utiliser du plastique fluoré ou un autre matériau ayant des caractéristiques similaires comme matériau. Les interrupteurs à bascule, les régulateurs et les instruments de mesure nécessaires peuvent être affichés sur le panneau.

Sur le lit, vous devez fixer le support pour l'électrode (doit être fixé de manière mobile) et la pièce, ainsi que le bain pour le diélectrique, dans lequel se déroulera tout le processus. En complément, vous pouvez fournir une alimentation automatique des électrodes, ce sera très pratique. Le processus de fonctionnement d'une telle machine est très lent et il faut beaucoup de temps pour faire un trou profond.

Machine à fil de bricolage

Le circuit électrique de la machine à fil est le même que sur la machine à découper, à quelques nuances près. Jetons un coup d'œil à certaines des autres différences dans la machine à fil. Structurellement, une machine à fil est également similaire à une machine à découper, mais il y a une différence - c'est un élément de travail de la machine. Sur une machine à fil, contrairement à une machine coupée, il s'agit d'un fil de cuivre mince sur deux tambours et, en cours de fonctionnement, le fil est enroulé d'un tambour à l'autre.

Ceci est fait pour réduire l'usure de l'outil de travail. Le fil fixe se détériorera rapidement. Cela complique la conception par le mécanisme de mouvement du fil, qui doit être installé sur le lit pour un traitement pratique des pièces. En même temps, cela donne à la machine des fonctionnalités supplémentaires. Lors de la découpe d'éléments complexes, la meilleure option serait de fournir une CNC, mais, comme mentionné ci-dessus, cela est dû à certaines difficultés.