Machine à étincelles électrique de petite taille. Machines faites maison et non traditionnelles

Le traitement de métaux de différents niveaux de dureté avec une haute précision est possible en utilisant des méthodes non conventionnelles. Ceux-ci incluent la coupe, le meulage et le renforcement de la surface par érosion électrique. La machine électroérosive a été inventée il y a longtemps, mais ne s'est répandue qu'au cours des dernières décennies.

La première machine de qualité industrielle a été créée par CHARMILLES TECHNOLOGIES en 1952 et la machine d'électroérosion CNC est apparue en 1969. Par rapport aux méthodes traditionnelles de traitement des métaux - forgeage, coulée, meulage, fraisage, la méthode de l'étincelle électrique peut être considérée comme innovante. Les premières mentions de produits forgés et moulés remontent à plusieurs milliers d'années.

Tous les métaux sont des substances conductrices, l'usinage par électroérosion est donc applicable à tous les types d'alliages. Avec son aide, vous pouvez effectuer une large gamme de travaux, allant de la découpe et du perçage ordinaires à :

broyage fin;
augmenter la surface et restaurer la configuration ;
durcissement;
copier;
micrologiciel ;
gravure;
pulvérisation.

Les équipements électroérosifs reposent sur le principe de l'apparition d'un arc électrique de courte durée, qui entraîne une perte de substance par la cathode et l'anode. Avec une impulsion courte, la substance est retirée de l'anode, avec une impulsion plus longue, de la cathode. Les machines électroérosives modernes utilisent les deux types d’impulsions dans leur travail. L'outil de travail et la pièce à usiner peuvent être connectés au pôle positif ou négatif.

La seule condition observée dans tous les types de machines est que seul le courant continu est utilisé. Le niveau de tension et l'intensité du courant dépendent uniquement des paramètres du métal traité. La fréquence d'apparition des impulsions est déterminée par l'approche mécanique et la distance entre l'électrode et la surface de travail - la rupture ne se produit qu'à une certaine distance entre les surfaces de contact.

Le traitement par impulsions électriques des métaux visant à détruire la pièce (découpe ou perçage) est effectué dans un milieu diélectrique, qui est un liquide spécial. Les plus couramment utilisés sont l’huile, le kérosène ou l’eau distillée. Les opérations de surfaçage, de renforcement ou de pulvérisation sont réalisées sous air ou sous vide.

Découpe par électroérosion du métal

Ce type de traitement est utilisé dans les cas où il est nécessaire de produire des pièces de petites dimensions aux contours complexes avec des bords de haute précision, de produire des pièces en alliages particulièrement durs et en bijouterie. Les limites concernant la taille des pièces et l'épaisseur du matériau traité sont déterminées uniquement par la conception d'une machine particulière. Dans la plupart des cas, la découpe par électroérosion est utilisée dans les entreprises industrielles axées sur la production à grande échelle de pièces de haute précision ne nécessitant pas de traitement supplémentaire.

Mais sans trop de difficultés, vous pouvez construire une machine à électroérosion de vos propres mains, si vous avez des compétences en métallurgie et une certaine connaissance de l'électronique et de l'électrotechnique. La conception d'une machine de découpe par électroérosion faite maison est simple et peut être mise en œuvre même à la maison, sans parler de l'atelier de métallurgie ou de l'atelier d'une petite entreprise.

Mais il convient de garder à l'esprit que dans les machines artisanales, il est très difficile de réaliser les principaux avantages de l'usinage par électroérosion - haute précision et polyvalence. Les métaux et alliages réfractaires sont coupés très lentement et nécessitent une consommation d’énergie élevée.

Lors de la coupe du métal, la pièce est connectée au pôle positif de la source de courant et l'électrode de travail est connectée au pôle négatif. La perte de substance à l'anode n'est rien d'autre qu'une érosion, une coupure dont l'épaisseur dépend de la géométrie de la cathode. Le type de diélectrique avec lequel fonctionne un certain type de machine d'électroérosion joue également un rôle important.

Pour la production industrielle, deux principaux types d'équipements sont utilisés : une machine de découpe à fil électroérosive et une machine de perçage électroérosive. Le premier type est utilisé lors du traitement de grandes pièces en métal à paroi épaisse, le second - pour un travail plus précis de copie de pièces en matériaux à haute résistance ou des exigences strictes concernant leur forme.

Machines à couper le fil

La machine de coupe à fil industrielle électroérosive fonctionne selon le principe d'interaction sans contact entre un fil conducteur (molybdène, tungstène ou autre métal réfractaire) d'un diamètre de 0,1 à 0,2 mm et la pièce à usiner. Vous pouvez traiter du métal de n'importe quel niveau de caractère réfractaire dans différentes épaisseurs de pièce. Un pôle positif est connecté au fil enroulé sur des tambours rotatifs, qui se déplace dans deux directions - verticalement et vers la pièce, et un pôle négatif est connecté à la pièce.

Au fur et à mesure que la ligne métallique se déplace, une décharge se produit qui brûle une ligne de la configuration requise dans la pièce. Essentiellement, l'usinage par électroérosion sur une machine à fil effectue des opérations de fraisage, mais sur des métaux d'une résistance particulière et avec une précision inaccessible avec le traitement mécanique. Ceci comprend:

angles ultra-petits ;
arrondi des microdiamètres;
maintenir le parallélisme des lignes sur toute la profondeur ;
surfaces de bord de haute précision.

La précision du traitement atteint 0,110-0,012 mm.

Machines de perçage électroérosive

Le traitement électrique du perçage des contacts des métaux implique l'action d'une électrode ponctuelle avec une forme de section donnée, dont dépend la forme de la dépression d'érosion dans la pièce à usiner. Ils sont utilisés pour le traitement :

aciers inoxydables;
alliages d'outils;
titane;
acier trempé.

Mais ils peuvent travailler avec tous types de matériaux conducteurs lorsqu'il est nécessaire de réaliser des trous ou des évidements de grande profondeur avec un diamètre minimum et une géométrie de section précise.

L’une des opérations les plus difficiles d’une machine de perçage est la réalisation de trous filetés dans des matériaux réfractaires à haute résistance. Dans ce cas, seules des machines CNC sont utilisées. Une électrode constituée d'un fil fin est insérée dans le trou et se déplace dans les directions longitudinale et transversale (le long des axes X, Y, avec mouvement simultané le long de l'axe Z). Le résultat est un trou avec une configuration de paroi complexe, filetée ou autre.

Le traitement des contacts électriques vous permet d'obtenir des impressions de haute précision de tampons, moules ou autres petites pièces. Dans ce cas, l'électrode est une copie miniature du produit requis, en cuivre ou en graphite. Selon la polarité de la connexion, des dépressions claires ou des saillies tout aussi claires sont obtenues sur la pièce. De telles machines électroérosives sont produites en versions stationnaires et de bureau (par exemple, G11 ARAMIS (République tchèque)).

Machines d'électroérosion faites maison

Il est conseillé d'assembler une machine érosive électrique maison si des travaux de haute précision avec le métal sont effectués fréquemment et dans des volumes relativement importants. Il s’agit d’un équipement difficile à fabriquer et rarement utilisé dans la vie quotidienne. Il est justifié dans les ateliers et ateliers de métallurgie comme outil de finition pour le traitement de pièces après fraisage ou tours ou pour la fabrication de petites pièces de configurations complexes.

Le principe de fonctionnement d'une machine électroérosive nécessite la fabrication à la fois d'un circuit électronique qui génère un courant impulsionnel de forte puissance, et d'une pièce mécanique complexe qui assure le mouvement de l'électrode (fil ou pièce). La principale difficulté est de fabriquer un générateur capable d'accumuler une charge suffisante pour une panne en peu de temps, de le jeter en une fraction de seconde et de le restaurer dans un laps de temps tout aussi court. Si la densité de courant est insuffisante, l'usinage par électroérosion est impossible, même sur des pièces minces en métaux mous.

Les principales parties d'une machine d'électroérosion à fil maison :

lit - fonte ou acier;
bureau - plastique durable ou acier inoxydable ;
bain diélectrique, qui sert de zone de travail ;
système d'alimentation en fil (deux bobines, moteur électrique, entraînement, guides) ;
système de contrôle des électrodes (pour le perçage);
système de démarrage et d'arrêt ;
unité de pompage diélectrique - pompe, filtres, canalisations ;
Générateur;
Système de contrôle.

Le dernier point est l'un des plus difficiles : il faut synchroniser le dévidage du fil en vitesse et en direction, la fréquence d'impulsion et l'alimentation en fluide diélectrique. Il convient de garder à l’esprit que pendant le fonctionnement, le liquide est ionisé et que ses propriétés changent considérablement.

Selon le circuit du générateur de la machine, celui-ci utilise des courants très dangereux de 1 à 30 A sous une tension de 220 V. L'isolation de toutes les pièces conductrices doit être extrêmement fiable. Vous pouvez voir comment fonctionne une machine faite maison dans la vidéo ou ici.

Après avoir analysé diverses informations provenant d’Internet, nous pouvons conclure que seules les machines industrielles sont véritablement efficaces. Les produits faits maison conviennent à la gravure, à l'écriture et au sciage de fines feuilles de métal, ce qui peut être réalisé avec une scie sauteuse professionnelle de haute qualité.

Riz. 1. Crayon à étincelle électrique : 1 - électrode de travail ; 2 - noyau ; 3 - joue; 4 - tubes ; 5 - ruban isolant; 6 - enroulement électro-aimant ; 7 - printemps; 8 - fiche; 9 - fil de connexion ; 10 - pince

ki. Près des joues avant (selon l'image) du tube, soudez l'extrémité du fil de bobine (PELSHO 0,5-0,6) et enroulez le fil en tour pour retourner toute la surface du tube en 7-8 couches. La deuxième borne de la bobine est constituée d'un fil d'installation multiconducteur (par exemple, marque MGShV) d'une section d'au moins 1 mm", à l'extrémité duquel est soudée une pince crocodile. La bobine est protégée des dommages accidentels avec une couche de tissu verni sur laquelle est enroulée une couche de ruban isolant. Après cela, la bobine est protégée des dommages accidentels avec une couche de tissu vernis sur laquelle est enroulée une couche de ruban isolant. insérer un ressort ( 15-20 tours), vissez un bouchon (vis M5) et insérez fermement une électrode - une aiguille en acier d'un diamètre de 1 mm - dans l'extrémité fendue du noyau. Pendant le fonctionnement, la partie métallique sur laquelle elle est nécessaire pour appliquer un dessin ou une inscription est connecté à l'une des bornes des enroulements abaisseurs (5-10V) du transformateur, et l'autre borne de l'enroulement est avec une pince crocodile sur la borne de la bobine. Surface de la pièce avec du kérosène, touchez-la avec la pointe d'une aiguille. Cela ferme le circuit d'alimentation de la bobine, et le champ magnétique résultant tire le noyau à l'intérieur du tube. Le circuit s'ouvre. Puis le noyau, sous l'action du ressort , revient à son état d'origine et l'aiguille touche à nouveau le métal. Une étincelle apparaît entre l'aiguille et la surface de la pièce, ce qui laisse une marque claire sur le métal.

Installation d'étincelles électriques de petite taille

Une simple installation d'étincelle électrique vous permet de traiter facilement et rapidement de petites pièces constituées de matériaux électriquement conducteurs de toute dureté. Avec son aide, vous pouvez percer des trous de n'importe quelle forme, retirer un outil fileté cassé, découper de fines fentes, graver, affûter des outils, etc. L'essence du processus d'usinage par étincelle électrique est la destruction du matériau de la pièce sous l'influence d'un décharge électrique pulsée. En raison de la petite surface de travail de l'outil, une grande quantité de chaleur est libérée au niveau du site de décharge, ce qui fait fondre la substance de la pièce. Le processus de traitement se déroule le plus efficacement dans un liquide (par exemple, du kérosène), qui lave le point de contact entre l'outil vibrant et la pièce et élimine les produits d'érosion. Les outils sont des tiges de laiton (électrodes), reprenant la forme du trou prévu. Le schéma électrique de l’installation est présenté sur la Fig. 3. L'installation fonctionne comme suit. Le condensateur de décharge Ci est relié par sa tension positive

L'érosion électrique est la destruction des surfaces métalliques sous l'influence de charges électriques. Cette technologie est basée sur les travaux des scientifiques soviétiques N. I. Lazarenko et B. R. Lazarenko. En utilisant cette méthode, vous pouvez facilement modifier les dimensions des produits métalliques et y créer des trous de différentes formes et profondeurs. D'excellents résultats sont obtenus par l'usinage par électroérosion des rainures et rainures profilées, des cavités façonnées dans les pièces de machines et les mécanismes. De tels équipements sont particulièrement demandés pour la fabrication de pièces en alliages durs, où l'usinage conventionnel est difficile.

Les machines d'électroérosion ont des capacités universelles dans le traitement de matériaux à structure de surface dense. Ce type de traitement des matériaux se compare favorablement aux autres méthodes de modification de la forme et de la taille des pièces, car l'intensité de la main-d'œuvre des opérations grâce à la technologie d'érosion électrique est considérablement réduite.

Le principe de fonctionnement d'une machine à électroérosion est illustré dans le schéma ci-dessous. Sous l'action d'un générateur électrique pulsé, des décharges d'étincelles ou d'autres interactions électriques se forment dans l'espace entre l'électrode et la surface de la pièce. L'espace de l'éclateur est continuellement lavé par un flux de liquide de refroidissement, grâce à quoi le métal détruit est éliminé de la surface traitée. Sous le contrôle de l'unité CNC, le processus se déroule dans la direction spécifiée et dans la quantité requise. Le fil de laiton est le plus souvent utilisé comme électrode qui, au fur et à mesure de sa consommation, est introduite dans la zone de traitement par décharge électrique. Un matériau consommable plus moderne pour l'électroérosion est le fil de molybdène, dont la consommation pour le traitement d'une pièce est négligeable. Cependant, ces machines présentent également des limites importantes par rapport aux dispositifs d'usinage de pièces. Après tout, ils ne conviennent que pour le traitement des métaux conducteurs et de leurs alliages.

Il est possible d'influencer le métal par électroérosion de différentes manières : en appliquant à la fois des décharges électriques et des impulsions paramétriques à l'éclateur. En fonction du résultat de traitement requis, une voie plus appropriée pour sa mise en œuvre est sélectionnée. Un élément très important de cet effet sur les surfaces métalliques est qu'il permet de traiter la pièce dans différentes directions en même temps.

Parmi les méthodes de traitement par décharge électrique des produits figurent :

impulsion électrique;
étincelle électrique;
contacts électriques ;
anodomécanique.

Les opérations technologiques réalisées par électroérosion comprennent :

renforcement structurel;
affûtage;
marquage;
Coupe;
finition;
copie de volumes ;
réglage fin

Grâce à l'érosion électrique sur ces machines, il est possible de réaliser diverses ouvertures borgnes, évidements et trous de configuration non géométrique. Il est également possible de réaliser des filetages de n'importe quel profil à la surface des trous. Les machines sont capables d'enlever le métal de la surface intérieure des produits jusqu'à une profondeur donnée, effectuant ainsi des opérations qui remplacent le fraisage et le tournage. La technologie de l’érosion électrique est utilisée dans le traitement de métaux difficiles à traiter avec des machines-outils mécaniques classiques. Il s'agit notamment du titane et de ses alliages.

Pour choisir quelle machine EDM acheter, vous devez déterminer avec précision les tâches qui seront assignées à cet équipement dans l'entreprise et quels paramètres de fonctionnement de la machine seront nécessaires pour résoudre ces problèmes. Il est tout à fait acceptable d'acheter une machine d'occasion pour effectuer certaines opérations technologiques en atelier, après avoir vérifié au préalable ses performances. La pratique montre que même avec un grand nombre d'heures de fonctionnement, les équipements d'électroérosion ne sont quasiment pas sujets à l'usure.

Machines de type électroérosive

Les méthodes d'électroérosion mises en œuvre en production peuvent varier considérablement selon la conception des machines, mais le principe même de fonctionnement des équipements reste le même. Considérons les principaux types de machines d'électroérosion utilisées pour le traitement des pièces métalliques.

Machine de découpe de fil

Cet équipement de machine est utilisé pour le traitement des contours de produits avec une haute précision et une faible rugosité de surface. La pièce est exposée à une électrode sous la forme d'un fil de molybdène d'un diamètre de 0,18 mm. Les coûts d'exploitation de cet équipement sont assez faibles, puisque le fil lui-même est utilisé plusieurs fois. Une machine d'électroérosion à fil traditionnelle, qui ne peut pas utiliser de fil à plusieurs reprises, perd considérablement en coût des opérations de travail similaires.

Le rôle de l'électrolyte dans la zone de travail de la machine est joué par le liquide de refroidissement dont le flux élimine les produits érosifs et qui protège la surface traitée de la pièce de l'oxydation par l'air. Un concentré soluble dans l'eau d'une composition spéciale est utilisé comme fluide de coupe.

Le prix d'une photocopieuse électroérosive n'est pas très élevé par rapport aux appareils similaires de type traditionnel, mais son entretien est très pratique grâce à l'utilisation d'une unité CNC. Il ne faudra pas plus de deux jours pour former l'opérateur aux techniques d'exploitation de base.

Grâce à cette machine, vous pouvez produire :

divers moules;
timbres;
engrenages;
trous oblongs;
rainures de clavette ;
fouilles de profil complexe avec une profondeur allant jusqu'à 20 cm.

L'image ci-dessus montre une machine de découpe EDM CNC à grande vitesse, qui est une machine de type jet utilisée pour le contournage de pièces. Les machines de ce type peuvent être utilisées dans les ateliers de petites entreprises de production à la pièce et dans les grandes entreprises de production de masse. La machine d'électroérosion à fil DK 7720 peut actuellement être achetée pour 850 000 roubles.

Machine à coudre

La machine de copie et de perçage électroérosive de conception moderne est équipée d'une unité CNC dotée de fonctions intégrées de positionnement automatique, de mouvement orbital des pièces et de la capacité de brûler les surfaces latérales. La machine est également équipée des fonctions de recherche automatique des bords et de recherche du point central de la zone de traitement. Parallèlement à cela, les programmes de blocs CNC incluent la détermination de la profondeur de la cavité et la sortie automatique de la tête d'outil jusqu'au point zéro.

La machine de perçage EDM est conçue pour traiter des éléments sphériques internes et externes, en travaillant le long d'un chemin linéaire tridimensionnel. Outre un éventuel traitement de surface le long d'un arc bidimensionnel, il peut effectuer une combustion par décharge électrique, en utilisant la matrice originale du produit à traiter comme un original à copier.

Actuellement, le prix d'une machine électroérosive de ce type oscille autour de 1 million 800 000 roubles.

Machine électroérosive pour couper les métaux

La découpe électro-érosive avec fil est utilisée lorsqu'il est impossible de réaliser la coupe requise d'une pièce métallique ou d'une pièce à l'aide d'un traitement traditionnel classique, lorsque la fraise et la fraise d'un tour sont impuissantes devant la résistance de la pièce. La découpe mécanique n'est pas rentable voire impossible lorsqu'il faut obtenir des angles vifs avec des rayons de courbure ultra réduits à l'intérieur ou à l'extérieur de la pièce. Cette situation se produit lors du traitement de pièces trempées ou de joints métalliques en carbure. Parfois, ils ont également recours à l'électroérosion du métal si, en raison de la profondeur ou de la structure complexe de la cavité, il est impossible de le réaliser par une simple opération mécanique sur une fraiseuse. Les machines à couper le fil complètent la gamme d'opérations de fabrication de pièces complexes de la construction mécanique moderne.

La découpe électroérosive est une érosion électrique intensive du métal dans la section souhaitée d'une pièce. Les impulsions haute fréquence générées par le générateur sont appliquées à une électrode, qui est un fil de molybdène. Lorsque le générateur fonctionne, la pièce elle-même se déplace dans la direction souhaitée grâce à un entraînement électrique des guides du plateau de la machine. Le métal est brûlé par des étincelles électriques, puis la couche détruite est lavée avec un liquide de refroidissement d'une composition spéciale, fourni en continu à la zone de coupe. Le mouvement du fil pour les machines EDM se produit toujours dans une direction perpendiculaire à l'axe du tambour d'enroulement.

On peut distinguer les opérations technologiques où le fonctionnement des machines de découpe par érosion électrique se compare avantageusement au traitement mécanique des métaux :

traitement de métaux et alliages super-durs;
réaliser des coupes dans des pièces avec des arêtes vives angulaires ayant des rayons de courbure ultra-petits ;
traitement de surfaces cylindriques et façonnées de grande profondeur;
traitement de surface avec une très haute précision.

Pour programmer le traitement d'une pièce avec une machine d'électroérosion, vous devez disposer d'une spécification technique et d'une maquette du produit lui-même. Le format des données présentées peut être quelconque, leur traduction en commandes du bloc CNC est effectuée par l'opérateur de la machine ou le programmeur.

Lors de la découpe par électroérosion, il n'est pas nécessaire d'utiliser des outils plus durs que le matériau de la pièce à usiner. Pour couper les joints en carbure, on utilise un fil en alliage non ferreux, obtenu de la manière habituelle. L'équipement de coupe n'est pas non plus très complexe, tout comme les méthodes technologiques permettant de travailler avec celui-ci. La vitesse du processus de travail ne dépend pas de la dureté et de la résistance du matériau traité. Lors de la découpe, aucun effort mécanique n'est requis, ce qui permet un traitement de très haute qualité. Le nombre d'opérations et de transitions diverses par usinage est réduit au minimum, même avec une forme de pièce très complexe. Les machines de découpe ayant des caractéristiques techniques différentes ont une productivité différente, mais elles peuvent toutes effectuer des opérations similaires, mais à des moments différents.

Modèles de machines modernes

Une machine moderne pour l'usinage par électroérosion des métaux se compose des composants suivants :

moteurs électriques fonctionnant indépendamment les uns des autres ;
dispositif pour introduire le fil dans la zone d'érosion ;
bain de travail avec liquide de refroidissement ;
table de travail pour positionner la pièce pendant le traitement ;
unité de commande de la machine.

Les fabricants de machines de ce type sont des pays asiatiques et européens. Ayant le même objectif, les machines de différents fabricants diffèrent considérablement par leurs fonctionnalités et leur prix. Si les équipements chinois et sud-coréens coûtent beaucoup moins cher que les équipements européens, ces derniers sont alors réalisés par des fabricants de niveau supérieur avec un plus grand degré d'automatisation des processus de travail.

ARTA

Les fabricants russes produisent des équipements de précision ARTA pour l'usinage par électroérosion des métaux.

La société scientifique et industrielle "Delta-Test" est aujourd'hui leader en Russie dans la fabrication d'équipements de ce type. Tout en fabriquant de nouvelles machines, l'entreprise modernise également les équipements des périodes de production antérieures.

Sodic

La société Sodick, qui produit des machines d'électroérosion à fil, est bien connue sur le marché des équipements modernes.

Possédant des paramètres technologiques élevés, les équipements de cette entreprise sont utilisés pour le traitement des métaux réfractaires et des monocristaux. À l'aide de ces machines, des plaques et des tuyaux perforés, des éléments de travail de machines à copier, des matrices avec des profils à trois dimensions de coordonnées et des matrices céramo-métalliques sont produits. Les spécialistes utilisant de tels équipements peuvent facilement réaliser des cames et leurs prototypes, des électrodes-outils pour les machines du groupe copie-brochage.

La machine à couper le fil Mitsubishi MV1200S, d'un coût d'environ 7 millions de roubles, permet d'effectuer des opérations complexes d'usinage par électroérosion de pièces de toute forme, constituées d'une grande variété de matériaux conducteurs.

Avec une utilisation intensive de cet équipement de machine dans la production moderne, les coûts de son achat sont amortis en peu de temps.

Agie

L'équipement Agie EDM est fabriqué en Suisse et concurrence avec succès les autres modèles de ce groupe de machines.

Avec ses dimensions réduites, la machine Agie peut effectuer automatiquement les travaux les plus complexes de traitement de produits en carbure pour un large éventail d'applications.

Comme le montre l'article, il existe de nombreux équipements pour l'usinage par électroérosion de pièces sur le marché moderne. Il est produit par presque tous les principaux pays industriels du monde sous différentes marques et à différents prix. Il n'est pas facile de choisir parmi cette offre exactement ce dont notre fabricant national a besoin. Cependant, en pesant vos capacités financières et en menant des négociations de fond avec les dirigeants des entreprises représentées sur les sites Internet sur ce sujet, vous pourrez tirer les bonnes conclusions puis procéder à l'achat vous-même.

Une machine à électroérosion est conçue pour couper des pièces métalliques de formes complexes. Les équipements de perçage modernes permettent de traiter des matériaux conducteurs le long de quatre axes à la fois, produisant ainsi des produits de toutes formes, même à partir d'alliages durs et difficiles à usiner.

Capacités des machines EDM

La machine électroérosive fait face à des tâches technologiques complexes :

réaliser des évidements et des trous de configuration complexe, y compris des ouvertures aveugles ;
, aciers à outils et alliés, alliages durs et aciers trempés de la plus haute dureté ;
réaliser des évidements de diverses configurations sur les surfaces internes de la pièce ;
trous filetés dans les pièces en métal dur ;
production de pièces impossibles ou difficiles sur des tours et fraiseuses commandés par ordinateur.

Types de traitement

Il existe plusieurs types d’usinage par électroérosion :

combiné - effectué simultanément avec d'autres types de traitement ;
abrasif électroérosif - le matériau est détruit à l'aide d'électricité et poli avec des particules abrasives ;
électrochimique - le métal se dissout dans un électrolyte sous l'influence du courant ;
anodique-mécanique - le métal se dissout avec l'apparition d'un film d'oxydes, associé à la méthode de décharge électrique ;
durcissement;
la copie volumétrique est une méthode de traitement qui permet d'obtenir une projection d'un outil sur une ébauche ;
marquage;
meulage - le métal est poli sous l'influence de l'électricité;
perçage - l'outil coupe le flan et forme un trou ;
coupe - l'outil à électrode effectue des mouvements d'alimentation et rembobine constamment, enlevant les couches supérieures de la pièce, créant ainsi la forme requise ;
découpe - diviser le flan en morceaux séparés;
réglage fin

Principe de fonctionnement de la machine

Le traitement primaire de l'ébauche et l'enlèvement des principaux volumes de matière s'effectuent sur un tour ou une fraiseuse CNC. Le principe de fonctionnement des équipements électroérosifs est que le métal est traité par des décharges de courant apparaissant entre la pièce et l'outil. Un fil tendu est utilisé comme coupeur.

Le générateur libère du courant par impulsions sans modifier les propriétés du fluide de travail. Lorsqu'une tension supérieure à la valeur critique apparaît entre les électrodes, un canal de plasma se forme, détruisant la surface de la pièce. Une petite encoche apparaît. La polarité du courant est choisie de manière à ce que la pièce soit détruite plus fortement.

Afin de réduire l'usure de la fraise, des impulsions électriques unipolaires sont créées. En fonction de la durée de l'impulsion, la polarité est sélectionnée, car avec une courte durée, l'électrode négative s'use plus rapidement et avec une durée plus longue, la cathode s'use. En fait, lors du traitement, les deux principes de création d'impulsions électriques unipolaires sont utilisés : une charge alternative positive et une charge négative sont appliquées au flan. L'eau réduit la température de l'outil (fil) et emporte les produits de destruction.

Sous l'influence d'impulsions à haute fréquence, l'érosion se produit uniformément sur toute la longueur de l'espace, élargissant progressivement le point le plus étroit. Progressivement, l'outil (fil) ou la pièce est déplacé dans la direction souhaitée, augmentant ainsi la zone d'influence. Une pièce constituée de n'importe quel matériau laissant passer l'électricité peut être traitée selon ce principe.

Le temps de traitement dépend des propriétés physiques du matériau (conductivité électrique, conductivité thermique, point de fusion). Plus le travail est effectué rapidement, plus la surface reste rugueuse. Le meilleur effet est obtenu par un traitement multi-passes avec une puissance d'impulsion décroissante.

Conception de la machine

Principaux éléments d'une machine à électroérosion :

lit - en fonte spéciale très durable, qui confère résistance et stabilité à la structure.
bureau - rectangulaire en acier inoxydable ;
bain de travail en acier inoxydable ;
Le dévidoir se compose de bobines d'entraînement (céramique), de guides-fil et d'un système d'entraînement ;
dispositif d'installation automatique des fils (installé à la demande du client) ;
le bloc diélectrique est constitué de filtres en carton ou en papier, d'un récipient diélectrique et d'un récipient pour la masse échangeuse d'ions, et d'une pompe pour entraîner l'eau ;
un générateur anti-électrolyse est utilisé, ce qui évite la destruction de la pièce ;
système de commande numérique avec affichage.

Fabriquer une machine de vos propres mains

La principale difficulté de fabriquer une machine de vos propres mains est d'assembler le générateur d'étincelles. Au fil du temps, il doit accumuler une quantité suffisante d'électricité et la rejeter d'un seul coup. Il est nécessaire d'obtenir une surintensité de courant la plus courte possible afin que sa densité soit la plus élevée possible. Vous pouvez soit retirer vous-même les composants d'un vieux téléviseur, soit les acheter.

schéma d'une machine faite maison : 1 - électrode ; 2 — vis de serrage de l'électrode ; 3 — vis de serrage à contact positif ; 4 — douille de direction ; 5 — corps en plastique fluoré ; 6 — ouverture pour l'entrée d'huile ; 7 - trépied

Le condensateur doit résister à 320 V, avec une capacité totale de 1 000 µF. Toutes les pièces sont assemblées dans une boîte isolée en plastique fluoré. Vous pouvez réaliser un manchon de guidage pour l'électrode à partir de la broche de mise à la terre de la prise Euro. Il est avancé au fur et à mesure qu'il s'évapore, pour lequel la vis de serrage est desserrée. Le trépied pour le montage de l'ensemble de l'appareil doit être réglable en hauteur. Un tube est inséré dans le trou pour l'entrée d'huile et la bague de direction fait couler l'huile le long de la ligne longitudinale de l'électrode.

Un variateur (démarreur avec une bobine de 230 V) est connecté à l'électrode. La course de la tige fixe la profondeur du trou. Pendant que les condensateurs se chargent, la lampe s'allume et la tige de démarrage est maintenue à l'intérieur. Dès que les condensateurs sont suffisamment chargés, la lampe s'éteint et la tige descend. Il touche la pièce et une décharge se produit sous la forme d'une étincelle, le cycle se répète. La fréquence de répétition dépend de la puissance de la lampe.

Pendant le fonctionnement, l'huile peut s'enflammer. Il est important de respecter les précautions de sécurité ! Après toutes ces étapes, nous obtiendrons une machine à érosion fabriquée par nous-mêmes.

La vidéo démontre les capacités de la machine EDM :

Certains artisans à domicile ont l'idée de fabriquer de leurs propres mains une machine à éroder électrique pour leur propre atelier. Le désir s'explique par le fait qu'il est parfois nécessaire de traiter des pièces d'une dureté élevée. Le recuit visant à réduire la résistance n'est pas autorisé. Une déformation de la pièce est possible et les exigences relatives à la qualité de la surface traitée ou à d'autres caractéristiques seront violées.

En raison de l'érosion par étincelle, des trous traversants sont brûlés ou des marquages sont appliqués. Il est possible de traiter une surface de forme complexe spécifiée par l'électrode.

Principales caractéristiques de l'érosion électrique

Le principe de fonctionnement d'une installation d'érosion pour pièces métalliques repose sur l'élimination des plus petites particules du matériau en cours de traitement par une décharge d'étincelles. Suite à une seule exposition, un petit trou reste au point de contact. Plus l’étincelle est puissante, plus la dépression se forme large et profonde.

Si vous effectuez un traitement par étincelle répété, le processus d'évaporation des plus petites particules dans la zone d'étincelle sera plus visible. Le métal va chauffer. Par conséquent, du liquide de refroidissement est fourni pour réduire la température.

Le circuit électrique de l'appareil prévoit l'utilisation de :

pont de diodes, il redresse la tension alternative fournie par le réseau 220 V ;
une lampe à incandescence H₁ de 100 W représente une charge résistive ;
les condensateurs C₁, C₂, C₃ accumulent de l'énergie pour produire une décharge d'étincelle unique.

Lorsque le circuit est connecté au réseau, la lampe H₁ s'allume, et une charge électrique s'accumule sur les condensateurs C₁,..., C₃. Lorsque les condensateurs sont complètement chargés, la circulation du courant électrique dans le circuit s’arrête. La lampe H₁ s'éteint, ce qui signale la possibilité d'une étincelle.

L'électrode est appliquée sur la pièce. Il reste une brèche par laquelle la rupture se produit. Un petit trou est gravé dans le métal.

Pour produire la prochaine décharge électrique et brûler une autre partie du métal, il est nécessaire de retirer l'électrode de la pièce. Ensuite, les condensateurs sont rechargés.

Des actions similaires se produisent plusieurs fois. À chaque action ultérieure, l'électrode pénètre plus profondément dans le métal, arrachant les particules plus profondément.

Le circuit ci-dessus nécessite environ 0,5 à 0,7 s pour charger complètement les condensateurs. La valeur du courant dans le circuit de charge est d'environ 0,42...0,47 A. Lorsqu'un contact est établi dans la zone de décharge, le courant augmente jusqu'à 7 000...9 000 A. À une valeur aussi élevée, 0,010...0,012 g de métal (l'acier) s'évapore.

Pour des valeurs de courant élevées, il est nécessaire d'utiliser des fils de cuivre d'une section de 8…10 mm². Pour brûler un trou, l'électrode est constituée d'un fil de laiton épais. Pour démarrer un processus de travail continu, vous devez amener l'électrode sur la pièce à une fréquence d'environ 1 Hz.

Spécifications techniques pour la conception d'une machine maison

Pour fabriquer une machine à décharge électrique maison, vous devez fabriquer un certain nombre de dispositifs qui aideront à automatiser le processus de production.

Un cadre est nécessaire, le mécanisme de déplacement de l'électrode sera placé dessus.
Vous aurez besoin d'un mécanisme qui vous permettra d'amener et de retirer périodiquement l'électrode du matériau en cours de traitement.
Pour graver des trous de différentes formes, vous devez disposer d’un jeu d’électrodes. Les experts recommandent d'utiliser du fil de molybdène.
Pour différents types d'outils principaux, vous devrez modifier la puissance et l'ampérage de l'appareil. Dans différents modes de fonctionnement, le schéma électrique doit permettre de réguler la valeur de décharge sur l'électrode. Il est nécessaire de prévoir une modification de la fréquence d'ondulation de la tension.
Pour refroidir la pièce (l'acier trempé ne peut pas être surchauffé ; le revenu se produit avec une diminution de la dureté), du liquide de refroidissement doit être fourni à la zone de travail. Le plus souvent, de l'eau ordinaire ou des solutions salines sont utilisées. L'eau élimine simultanément les boues (particules métalliques détruites).

Attention! Dans les installations industrielles, par exemple, le fabricant japonais de machines-outils Sodick utilise des bains en verre résistant aux chocs. Ils organisent l'écoulement du liquide dans la zone de traitement, ainsi que l'évacuation des eaux usées et leur filtration ultérieure.

Développement d'une machine à décharge électrique horizontale

Le schéma d'installation comprend les principaux composants et pièces :

1 – électrode ;
2 – vis de fixation de l'électrode dans le manchon de guidage ;
3 – borne pour fixer le fil positif du convertisseur de tension ;
4 – manchon de guidage ;
5 – corps en plastique fluoré ;
6 – trou pour l'alimentation en lubrifiant ;
7 – lit.

L'unité est de petite taille et peut être placée sur une table. Dans le boîtier 5, le manchon de guidage 4 peut se déplacer dans les deux sens. Pour le conduire, vous avez besoin d'un mécanisme ou d'un appareil spécial.

L'électrode 1 est fixée au manchon 4, le fil positif est également connecté à l'aide de la borne 3. Il ne reste plus qu'à assembler le circuit proposé en une véritable installation chez soi. Il utilise l'équipement le plus simple.

Brève description d'une installation maison

L'électrode 1 est installée dans le boîtier 2. Son mouvement alternatif est effectué par un électro-aimant de la bobine 7. La borne 3 est connectée au manchon de guidage (un potentiel positif est appliqué).

La pièce à usiner est montée sur la table de travail 4. Il y a la borne 5 sur la table, le conducteur négatif y est connecté. Le lubrifiant est fourni par le tube 6 dans le boîtier.

Un convertisseur de tension est connecté à travers les filtres, leurs fils positifs et négatifs sont connectés aux bornes correspondantes 3 et 5. Une pièce est fixée sur la table 4, dans laquelle différents types de traitements peuvent être effectués, par exemple la gravure d'un trou dans une pièce durcie.

En allumant le convertisseur, la tension de fonctionnement sera obtenue sur les fils porteurs de courant. De plus, une tension est appliquée à la bobine d'induction 7. Elle crée une vibration de l'électrode 1, dirigeant son mouvement vers la droite et la gauche. L'électrode 1 touche la pièce. Un courant de 7000...9000 A apparaît dans la zone de contact.

Chaque fois que l'outil se déplace vers la pièce, une petite quantité de métal est brûlée. Dans les 10 à 12 minutes de fonctionnement de la machine érosive électrique, un trou traversant sera obtenu dans la pièce. Un trou est obtenu dans la tige du foret. Il est assez difficile de percer un tel trou par la méthode habituelle.

Comment améliorer la machine ?

La machine la plus simple réalisée est un modèle fonctionnel. Son but est de créer des trous dans les pièces durcies.

À l'avenir, vous devrez envisager l'option avec une disposition verticale des électrodes. Ensuite, vous pouvez installer une baignoire en dessous. Le processus se déroulera sans dysfonctionnements possibles liés à la présence de boues qui ne peuvent être évacuées de la zone de travail.

Il est également nécessaire d'envisager des mécanismes supplémentaires pour une alimentation en douceur des outils. Il peut être nécessaire d'effectuer non seulement un mouvement axial, mais également un mouvement de l'électrode dans le plan horizontal pour réaliser un traitement de surface tridimensionnel.

Toute machine simple donne des idées sur la façon de l'améliorer encore et de créer une unité plus pratique. L'essentiel est de faire le premier pas et d'essayer de réaliser le premier échantillon.

Vidéo : machine à étincelles électrique faite maison.

Conclusion

Une machine de traitement par électroérosion du métal vous permet d'affiner des pièces trempées sans réduire leur résistance.
Même la machine la plus simple, fabriquée à partir de matériaux de rebut, vous permet d'effectuer un certain nombre d'opérations qui ne peuvent être effectuées avec d'autres outils et appareils.