Grizzly Discharges oder Super Drill

In diesem Artikel möchte ich über elektrische Entladungen sprechen, die verschiedene Metalle und Stähle nagen können. Es wird hauptsächlich um die Bearbeitung von elektrischen Entladungen gehen.

Ich gehe davon aus, dass die meisten von Ihnen mit dem Lichtbogenschweißen und den Funktionsprinzipien dieses Prozesses vertraut sind. Ein ähnliches Prinzip liegt dem Erodieren zugrunde, das durch eine elektrische Entladung erzeugt wird, die in einen Lichtbogen zwischen zwei Elektroden übergeht. Wenn der Lichtbogen während des Schweißens konstant brennen sollte, um die qualitativ hochwertigste und gleichmäßigste Naht zu erhalten, wird dieser Lichtbogen während der Erosionsbehandlung mit einer bestimmten Häufigkeit unterbrochen. Zu Beginn jedes Zusammenbruchs wird ein Teil des Metalls von der Oberfläche des verarbeiteten Materials abgezogen. Der Prozess ist die Zerstörung eines Metalls oder eines anderen leitfähigen Materials infolge lokaler Exposition gegenüber kurzfristigen elektrischen Entladungen zwischen zwei Elektroden, von denen eine ein Werkstück und die andere ein Elektrodenwerkzeug ist.Unter dem Einfluss hoher Temperaturen kommt es in der Entladungszone zu Erhitzen, Schmelzen und teilweiser Verdampfung des Metalls. Die Intensität des Nagens hängt von der Leistung der in die Entladungen eingebetteten Impulse ab, die wiederum von den Eigenschaften der Stromquelle, der Impulsbreite und der Pause abhängen, während der die Entladung abklingen muss.



Es sollte auch ein so wichtiger Parameter wie der Abstand zwischen den Elektroden beachtet werden, der innerhalb weniger Mikrometer variiert. Während der Langzeitverarbeitung muss der Elektrodenabstand konstant gehalten werden, und das Koordinatenpositionierungssystem (in Bezug auf CNC-Maschinen) ist dafür verantwortlich. Die Entladung wird von selbst mit ausreichendem Spiel und ausreichender Spannung (Impulsamplitude) gezündet. Diese Lücke kann nicht auf Null reduziert werden, da dies mit einem Kurzschluss behaftet ist und der Verarbeitungsprozess unterbrochen oder zeitlich verzögert wird.



Alle Prozesse der Elektroerosion finden in einem flüssigen Medium statt. Am häufigsten wird gewöhnliches Leitungswasser oder Kerosin für die kritischsten Teile verwendet. Die verwendete Flüssigkeit dient hauptsächlich dazu, Wärme und Schlamm aus der Einflusszone von Impulsen zu entfernen. Daher wird sie zusätzlich durch eine Reihe von Filtern angetrieben, die von Reaktionsprodukten wie Oxiden des zu behandelnden Metalls und der Elektrode - dem Instrument - gereinigt werden, da letztere ebenfalls kollabieren.

Es gibt eine Reihe von EDM-Varianten: Drahtschneiden, Kopieren, Fräsen, Flashen, Legieren. Die elektroerosive Verarbeitung wird zur Herstellung einer großen Anzahl von Teileklassen verwendet: Matrizen, Matrizenhohlräume und Formen, Matrizenteile von Maschinen, Hartmetallfräser und andere.

Kommen wir nun zum praktischen Teil.

Ich bin nicht ich selbst, wenn ich nicht versucht hätte, selbst einen Prototyp eines Impulsgenerators herzustellen, zumindest in einer einfachen Version.

Der Generator selbst ist unbrauchbar, da er Teil jeder technologischen Maschine zur Erosionsbehandlung sein muss. In diesem Zusammenhang wurde beschlossen, den Anschein einer erosiven Piercing-Maschine zu erwecken, da ich bei einem der vorherigen Projekte noch den mechanischen Teil hatte, der eine Basis mit einer vertikal beweglichen Ausleger-Traverse ist.

Das einzige, was ich daran geändert habe, war, den Antrieb gegen einen Schrittmotor mit Encoder auszutauschen und die Motorwelle mit der Riemenradschraube zu verbinden.



Die Schrittmotorsteuerung erfolgt über das chinesische Programm (WireCut) zur Steuerung der Erosionsschneidemaschine. Dieses Programm wird hauptsächlich von den Chinesen auf ihren Erodiermaschinen installiert, auch in Russland wird es von vielen als Modernisierung alter Maschinen installiert. Es wird mit der AutoCut-Erweiterungskarte geliefert. Ich möchte nicht weiter darauf eingehen, da dies den Artikel stark aufblasen kann. Außerdem ist der Programmierer so lala, aber Sie können damit arbeiten.

Die Basis der Impulsquelle war eine Gleichstromversorgung 90V 20A. Dann müssen Sie diese Spannung in Impulse umwandeln. Das einfachste, was mir in den Sinn gekommen ist, ist, ein Arduino zu nehmen und den unteren oder oberen Schlüsseltreiber mit einem Leistungstransistor aufzunehmen. Natürlich können Sie einen speziellen PWM-Chip verwenden, aber da ich daran dachte, die Funktionalität in Zukunft etwas zu erweitern, habe ich mich immer noch für den Mikrocontroller entschieden.

Welche Impulse brauchen wir also? Und wir brauchen Impulse in Form eines Mäanders mit einer konstanten Frequenz von bis zu 30 kHz und der Fähigkeit, die Impulsbreite zu ändern.



Um die Impulsbreite zu ändern, habe ich einen 10-kΩ-Widerstand an der Steuerung aufgenommen, der das Tastverhältnis von 0 auf 50% ändert, die Frequenz auf statisch setzt und bei 20 kHz beginnt.



Zusätzlich habe ich die Hauptdaten angezeigt, dh die Impulsbreite in Mikrosekunden und das Tastverhältnis in Prozent. Er breitete einen kleinen Schal aus und machte es auf seiner kleinen CNC-Maschine. Ich habe wenig Erfahrung in diesen Angelegenheiten, aber es ist ziemlich gut geworden.

Nach der Verkabelung der Platine war es an der Zeit, alles zusammenzusetzen:



Um den Strom zu steuern, habe ich ein Amperemeter in die Schaltung eingebaut, mit dem ich den Stromverbrauch während der Verarbeitung überwachen werde.

Ich habe den Plusdraht mit der Arbeitselektrode verbunden, als ich ein Stück Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1,5 mm verwendet habe, das heißt, wir werden das Loch flashen.

Ich habe den Minuskabel von der Stromversorgung über die Generatorplatine angeschlossen und ihn an dem zu perforierenden Opfermetallteil befestigt.

Das Teil ist ein Flansch aus Stahl mit einer Dicke von 40 x 5 mm.
Natürlich ist diese Technologie besser für die Verarbeitung von haltbarerem Metall geeignet.

Der Flansch wurde in einen versiegelten Plastikbehälter gegeben, der mit 1 Liter Leitungswasser gefüllt war. Wasser zirkulierte während der Arbeit nicht und wurde in keiner Weise gereinigt.



Nach allen Verbindungen ist es Zeit, alles einzuschalten und den Betrieb zu überprüfen. Zuerst habe ich den Generator eingeschaltet und den PWM-Pegel auf 0% eingestellt. Dann schaltete er das Netzteil ein und begann langsam, den Arbeitszyklus zu verlängern. An der Arbeitselektrode stachen kleine Sauerstoffblasen hervor. Im manuellen Modus brachte er die Elektrode zu dem Teil, bis der erste Funke auftrat, wonach er das automatische Absenken der Elektrode mit einer Geschwindigkeit von 1 & mgr; m / s mit einer Impulsbreite von 1,5 & mgr; s startete. Dies gab schwache Impulse und führte schnell zu einem Kurzschluss. Bei weiteren Versuchen begann er, die Breite der Impulse zu erhöhen, bis beim automatischen Absenken der Elektrode keine konstante Funkenbildung ohne „Stecker“ auftrat.

Er stoppte bei einer Impulsbreite von 5 μs bei einer Frequenz von 20 kHz. Eine weitere Vergrößerung der Impulsbreite führt zu stärkeren Impulsen und einer Erhöhung des Stroms, wodurch mein Ballastwiderstand und meine Leistungstransistoren überhitzt werden.



Das Verringern der Frequenz ergab bessere Ergebnisse aufgrund der Vergrößerung der Pausenbreite. Dies ermöglichte es, die Absenkgeschwindigkeit der Elektrode auf 5 & mgr; m / s zu erhöhen, die Entladungen wurden stabil und der Strom stieg auf 6A an. Ich habe mehrere Durchgangslöcher gemacht, das „Bohren“ dauerte durchschnittlich mindestens 15 Minuten, abhängig von den „Stopfen“ zu Beginn der Verarbeitung und am Ausgang des Lochs.


Zusammenfassend kann man sagen, dass dieser vereinfachte Aufbau (Prototyp) des Impulsgenerators funktioniert. Die Generatorschaltung ist alles andere als ideal und soll parallel zur Hinzufügung neuer Impulserzeugungsmodi verbessert werden.

Dieser Artikel behauptet nicht, für alle oben genannten Punkte zutreffend zu sein, da es viele Nuancen gibt, die darin möglicherweise nicht offenbart werden.

Wir sind alle Künstler und sehen auf unterschiedliche Weise.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!