灰熊放电或超级钻

在本文中,我想谈一谈可以咬各种金属和钢的放电。主要涉及放电加工。


我将假设你们中的大多数人都熟悉电弧焊和该过程的操作原理。类似的原理是由放电进入两个电极之间的电弧所产生的EDM的基础。如果在焊接过程中电弧应持续燃烧以获得最佳的质量和均匀的接缝,则在腐蚀处理期间,该电弧会以一定的频率中断。在每次击穿的初始时刻,一部分金属会从加工材料的表面拉出。该过程是由于局部暴露于两个电极之间的短期放电而导致金属或其他导电材料的破坏,两个电极之一是工件,另一个是电极工具。在高温的影响下,金属的加热,熔化和部分蒸发发生在放电区域。咬的强度取决于放电中嵌入的脉冲的功率,而放电的功率又取决于电源的特性,脉冲宽度和暂停,在此期间放电必须能够衰减。



还应注意一个重要的参数,例如:电极间距离,其在几微米内变化。在长期加工过程中,电极间的距离必须保持恒定,并且坐标定位系统(相对于CNC机器)是造成这种情况的原因。放电本身会以足够的间隙和电压(脉冲幅度)被点燃。该间隙不能减小为零,因为它充满了短路,并且处理过程将被暂停或延迟时间。



电腐蚀的所有过程都在液体介质中发生。最常见的是,最关键的部分使用普通的自来水或煤油。所使用的液体主要用于从脉冲影响区域去除热量和淤渣,因此它还通过一系列过滤器驱动,以清洁反应产物,例如被处理金属的氧化物和电极-工具,因为后者也被破坏了。

电火花加工有很多种:线切割,复制,铣削,冲孔,合金化。电腐蚀加工可用于制造大量零件:模具,模具型腔和模具,机器的模具零件,硬质合金刀具等。

现在让我们继续实践部分。

如果我没有尝试自己制造脉冲发生器原型,至少不是简单版本,我就是我自己。

发生器本身是无用的,因为它必须是任何用于腐蚀处理的技术机器的一部分。在这方面,决定制作一种穿孔冲孔机的外观,因为在以前的项目之一中,我仍然拥有机械部件,该部件是一个垂直移动悬臂梁的基座。

我唯一要更改的是将驱动器更改为带有编码器的步进电机,并将电机轴连接至皮带轮螺丝。



步进电机控制通过中文程序(WireCut)进行,以控制侵蚀切割机。该程序主要由中国人在其EDM机器上执行;在俄罗斯,也有很多人将其安装为旧机器的现代化。它带有AutoCut扩展板。我不想赘述,因为这会使文章大大膨胀。另外,程序员是马马虎虎,但您可以使用它。

脉冲源的基础是直流电源90V 20A。然后,您需要将此电压转换为脉冲。对我来说,发生的最简单的事情是拿起arduino,并接上带有功率晶体管的上下键驱动器。当然,您可以使用特殊的PWM芯片,但是由于我考虑将来扩展功能,因此我仍然选择使用微控制器。

那么,我们需要什么样的冲动?而且,我们需要呈曲折形式的脉冲,其恒定频率最高为30 kHz,并且能够改变脉冲宽度。



为了改变脉冲宽度,我在控制器上连接了一个10kΩ电阻,该控制器将占空比从0更改为50%,将频率设置为静态,从20 kHz开始。



另外,我显示了主要数据,即以微秒为单位的脉冲宽度和以百分比表示的占空比。他摊开了一条小围巾,并用他的小型数控机床制作了它。我在这些问题上经验不足,但结果很好。

在对电路板进行布线之后,该将所有东西放到一起了:



为了控制电流,我在电路中内置了一个电流表,我将用它来监视处理过程中的电流消耗。

我将正极线连接到工作电极,因为我使用了一根直径为1.5毫米的铜线,也就是说,我们会打孔。

我通过发生器板连接了电源的负极线,并将其连接到要打孔的牺牲金属部分。

该零件是由40X 5毫米厚的钢制成的法兰。
当然,此技术最好用于加工更耐用的金属。

将法兰放入装有1升自来水的密封塑料容器中。工作中的水没有循环,也没有被净化。



完成所有连接后,该打开所有电源并检查操作了。首先,我打开发生器并将PWM电平设置为0%。然后,他打开电源装置,并慢慢开始增加占空比。小的氧气气泡开始在工作电极上突出。在手动模式下,他将电极放到零件上,直到出现第一个火花,此后,他以1μm/ s的速度和1.5μs的脉冲宽度开始自动降低电极。这产生了微弱的脉冲,并迅速导致短路。在进一步的尝试中,他开始增加脉冲的宽度,直到电极自动降低时,没有“塞子”就没有恒定的火花。

他以5μs的脉冲宽度,20 kHz的频率停止。脉冲宽度的进一步增加将导致更强大的脉冲和电流的增加,这会使我的镇流电阻和功率晶体管过热。



由于暂停宽度的增加,降低频率可获得更好的结果。这使得可以将电极的下降速度增加到5μm/ s,放电变得稳定,并且电流增加到6A。他打了几个通孔,“钻孔”平均持续15分钟,具体取决于加工开始时和孔出口处的“塞子”。


综上所述,我们可以说脉冲发生器的这种简化结构(原型)起作用。发生器电路远非理想,并且计划在增加新的脉冲生成模式的同时对其进行改进。

本文并不声称上述所有内容都是正确的,因为其中有许多细微之处可能未在其中披露。

我们都是艺术家,并且以不同的方式看待。

感谢您的关注!

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