Décharges Grizzly ou Super Drill

Dans cet article, je veux parler des décharges électriques qui peuvent ronger divers métaux et aciers. Il s'agira principalement d'usinage par décharge électrique.

Je suppose que la plupart d'entre vous connaissent le soudage à l'arc électrique et les principes de fonctionnement de ce procédé. Un principe similaire sous-tend l'EDM créé par une décharge électrique passant dans un arc entre deux électrodes. Si pendant le soudage l'arc doit brûler en continu pour obtenir la couture la plus haute qualité et la plus uniforme, alors pendant le traitement d'érosion, cet arc est interrompu avec une certaine fréquence. Au moment initial de chaque panne, une partie du métal est retirée de la surface du matériau traité. Le processus est la destruction d'un métal ou d'un autre matériau conducteur à la suite d'une exposition locale à des décharges électriques à court terme entre deux électrodes, dont l'une est une pièce et l'autre est une électrode-outil.Sous l'influence de températures élevées, un échauffement, une fusion et une évaporation partielle du métal se produisent dans la zone de décharge. L'intensité du rongement dépend de la puissance des impulsions incorporées dans les décharges, qui dépendent à leur tour des caractéristiques de la source d'alimentation, de la largeur d'impulsion et de la pause, pendant laquelle la décharge doit pouvoir se désintégrer.



Il convient également de noter un paramètre aussi important que: la distance interélectrode, qui varie en quelques micromètres. Pendant le traitement à long terme, la distance interélectrodes doit être maintenue constante, et le système de positionnement par coordonnées (par rapport aux machines cnc) est responsable de cela. La décharge s'enflamme d'elle-même avec un jeu et une tension suffisants (amplitude d'impulsion). Cet écart ne peut pas être réduit à zéro, car cela est lourd de court-circuit et le processus de traitement sera suspendu ou retardé dans le temps.



Tous les processus d'électro-érosion se produisent dans un milieu liquide. Le plus souvent, de l'eau du robinet ou du kérosène ordinaire est utilisé pour les parties les plus critiques. Le liquide utilisé sert principalement à éliminer la chaleur et les boues de la zone d'influence des impulsions, il est donc également entraîné à travers une série de filtres, nettoyant les produits de la réaction, tels que les oxydes du métal à traiter et l'électrode - l'outil, car cette dernière s'effondre également.

Il existe un certain nombre de variétés d'EDM: coupe de fil, copie, fraisage, trous de solin, alliage. Le traitement électroérosif est utilisé dans la fabrication d'un grand nombre de classes de pièces: matrices, cavités et moules, matrices de machines, fraises en forme de carbure et autres.

Passons maintenant à la partie pratique.

Je ne suis pas moi-même si je n'ai pas essayé de fabriquer moi-même un prototype de générateur d'impulsions, du moins dans une version simple.

Le générateur lui-même est inutile, car il doit faire partie de toute machine technologique de traitement de l'érosion. À cet égard, il a été décidé de faire un semblant de machine de perçage érosif, car de l' un des projets précédents, j'avais toujours la partie mécanique, qui est une base avec une traverse en porte-à-faux se déplaçant verticalement.

La seule chose que j'ai changé était de changer le variateur en un moteur pas à pas avec un codeur et de connecter l'arbre du moteur à la vis d'engrenage de la courroie.



Le contrôle du moteur pas à pas est effectué via le programme chinois (WireCut) pour contrôler la machine de découpe à l'érosion. Ce programme est principalement mis par les Chinois sur leurs machines d'électro-érosion; en Russie aussi, beaucoup de gens l'installent comme une modernisation de vieilles machines. Il est livré avec la carte d'extension AutoCut. Je ne veux pas m'étendre là-dessus, car cela peut considérablement gonfler l'article. De plus, le programmeur est moyen, mais vous pouvez travailler avec.

La base de la source d'impulsions était une alimentation CC 90V 20A. Ensuite, vous devez traduire cette tension en impulsions. De la chose la plus simple qui m'est venue à l'esprit est de prendre un arduino et de prendre le pilote de clé inférieur ou supérieur avec un transistor de puissance. Bien sûr, vous pouvez utiliser une puce PWM spéciale, mais comme je pensais étendre les fonctionnalités à l'avenir, je me suis quand même installé sur le microcontrôleur.

Alors, quel genre d'impulsions avons-nous besoin? Et nous avons besoin d'impulsions sous la forme d'un méandre avec une fréquence constante jusqu'à 30 kHz et avec la possibilité de changer la largeur d'impulsion.



Pour modifier la largeur d'impulsion, j'ai branché une résistance de 10 kΩ au contrôleur, ce qui modifie le rapport cyclique de 0 à 50%, règle la fréquence sur statique, a commencé à 20 kHz.



De plus, j'ai affiché les données principales, c'est-à-dire la largeur d'impulsion en microsecondes et le rapport cyclique en pourcentage. Il a déployé un petit foulard et l'a fabriqué sur sa petite machine à commande numérique. J'ai peu d'expérience dans ces domaines, mais cela s'est plutôt bien passé.

Après le câblage de la carte, c'était au tour de tout assembler:



Pour contrôler le courant, j'ai construit un ampèremètre dans le circuit, je vais l'utiliser pour surveiller la consommation de courant pendant le traitement.

J'ai connecté le fil positif à l'électrode de travail, car j'ai utilisé un morceau de fil de cuivre d'un diamètre de 1,5 mm, c'est-à-dire que nous allons faire clignoter le trou.

J'ai connecté le fil négatif de l'alimentation via la carte du générateur et je l'ai attaché à la partie métallique sacrificielle, qui doit être perforée.

La pièce est une bride en acier de qualité 40X 5 mm d'épaisseur.
Bien sûr, cette technologie est préférable d'utiliser pour traiter un métal plus durable.

La bride a été placée dans un récipient en plastique scellé rempli d'un litre d'eau du robinet. L'eau pendant le travail n'a pas circulé et n'a en aucun cas été purifiée.



Après toutes les connexions, il est temps de tout allumer et de vérifier le fonctionnement. Tout d'abord, j'ai allumé le générateur et réglé le niveau PWM à 0%. Puis il a allumé le bloc d'alimentation et a lentement commencé à ajouter un rapport cyclique. De petites bulles d'oxygène ont commencé à se détacher sur l'électrode de travail. En mode manuel, il a amené l'électrode sur la pièce jusqu'à l'apparition de la première étincelle, après quoi il a commencé l'abaissement automatique de l'électrode à une vitesse de 1 μm / s avec une largeur d'impulsion de 1,5 μs. Cela a donné de faibles impulsions et a rapidement conduit à un court-circuit. Dans d'autres tentatives, il a commencé à augmenter la largeur des impulsions jusqu'à ce que, lorsque l'électrode était automatiquement abaissée, il n'y ait pas d'étincelles constantes sans «bouchons».

Il s'est arrêté à une largeur d'impulsion de 5 μs à une fréquence de 20 kHz. Une nouvelle augmentation de la largeur d'impulsion entraîne des impulsions plus puissantes et une augmentation du courant, ce qui surchauffe ma résistance de ballast et mes transistors de puissance.



La réduction de la fréquence a donné de meilleurs résultats en raison de l'augmentation de la largeur de la pause. Cela a permis d'augmenter la vitesse d'abaissement de l'électrode à 5 μm / s, les décharges sont devenues stables et le courant a augmenté à 6A. Il a fait plusieurs trous traversants, le «perçage» a duré en moyenne 15 min, selon les «bouchons» au début du traitement et à la sortie du trou.


En résumé, nous pouvons dire que cette construction simplifiée (prototype) du générateur d'impulsions fonctionne. Le circuit générateur est loin d'être idéal et il est prévu de l'améliorer en parallèle avec l'ajout de nouveaux modes de génération d'impulsions.

Cet article ne prétend pas être vrai de tout ce qui précède, car il y a de nombreuses nuances qui ne peuvent pas être divulguées.

Nous sommes tous des artistes et voyons de différentes manières.

Merci pour l'attention!