Pour modifier la forme et la taille d'une pièce métallique, vous pouvez utiliser la méthode de traitement par décharge électrique. Il est utilisé depuis de nombreuses années dans diverses industries, caractérisées par une grande précision mais une faible productivité. Pour appliquer cette méthode de traitement, vous devez utiliser une machine à étincelles électrique spéciale, que vous pouvez acheter ou fabriquer vous-même. La version maison peut être utilisée au quotidien dans une production à petite échelle. Le coût de sa fabrication soi-même sera inférieur à celui de l'achat d'une version industrielle. Par conséquent, examinons de plus près comment vous pouvez fabriquer vous-même la machine à étincelles électrique en question, ce dont vous avez besoin pour cela et dans quels cas elle peut être utilisée.
Le principe de la méthode de traitement envisagée
Une particularité du traitement avec une unité à étincelle électrique est que l'évaporation du métal se produit sous l'effet d'une certaine charge sur la surface de la pièce. Un exemple d'un tel effet est le court-circuit d'un condensateur sur une plaque métallique - un trou d'une certaine taille se forme. L'EDM crée une température élevée qui fait simplement évaporer le métal de la surface. Il convient de noter qu'une machine de ce groupe a déjà été utilisée au cours des 50 dernières années dans diverses industries. La condition principale pour utiliser une telle machine à étincelles électrique est que la pièce soit constituée d'un certain métal. Dans ce cas, ce n’est pas le degré d’usinabilité qui est pris en compte, mais les propriétés électriquement conductrices.
Élément structurel principal
La machine EDM dispose d'un générateur d'étincelles qui agit comme un condensateur. Pour le traitement, un élément de stockage de grande capacité doit être utilisé. Le principe du traitement est de stocker de l’énergie sur une longue période puis de la restituer sur une courte période. Le dispositif laser fonctionne également sur ce principe : une réduction de la période de libération d'énergie entraîne une augmentation de la densité de courant, ce qui signifie que la température augmente considérablement.
Le principe de fonctionnement du générateur, qui est installé sur une machine à électroérosion, est le suivant :
- le pont de diodes redresse le courant industriel avec une tension de 220 ou 380 Volts ;
- la lampe installée limite le courant de court-circuit et protège le pont de diodes ;
- plus l'indicateur de charge est élevé, plus la charge de la machine à étincelles électrique est rapide ;
- une fois la charge terminée, la lampe s'éteindra ;
- Après avoir chargé le périphérique de stockage installé, vous pouvez amener l'électrode sur la pièce ;
- une fois le circuit ouvert, le condensateur recommence à se charger ;
- Le temps de charge de l'élément de stockage installé dépend de sa capacité. Généralement, la période de temps est de 0,5 à 1 seconde ;
- au moment de la décharge, le courant atteint plusieurs milliers d'ampères ;
- le fil allant du condensateur à l'électrode doit avoir une grande section, environ 10 millimètres carrés. Dans ce cas, le fil doit être exclusivement en cuivre.
La fréquence de génération lorsque l'électrode est fournie à une machine à étincelles électrique est de 1 Hz.
Conception d'une machine à étincelles électrique
Il existe des schémas assez difficiles à mettre en œuvre. Le système en question peut être mis en œuvre de vos propres mains. Les pièces pour le générateur installé ne manquent pas, elles peuvent être achetées dans un magasin spécialisé. Les condensateurs sont également très répandus, tout comme le pont de diodes. Dans le même temps, lors de la création d'une machine à étincelles électrique maison, les points suivants doivent être pris en compte :
- sur le condensateur, la tension indiquée ne doit pas être inférieure à 320 Volts ;
- le nombre de dispositifs de stockage d'énergie et leur capacité sont sélectionnés en tenant compte du fait que la capacité totale doit être de 1 000 μF. Tous les condensateurs doivent être connectés en parallèle. Il convient de considérer que la puissance d'une version maison augmente s'il est nécessaire d'obtenir une étincelle plus forte ;
- La lampe est installée dans une douille en porcelaine. La lampe doit être protégée contre les chutes, un disjoncteur avec une intensité de courant de 2 à 6 ampères est installé ;
- la machine est utilisée pour allumer le circuit ;
- les électrodes doivent avoir des pinces solides ;
- une pince à vis est utilisée pour le fil négatif ;
- Le fil positif est doté d'une pince avec une électrode en cuivre et d'un trépied pour la direction.
La version filaire faite maison a des dimensions hors tout relativement petites.
Éléments de base du circuit de l'équipement d'étincelle électrique
Le schéma est représenté par les éléments suivants :
- électrode;
- une vis de serrage utilisée pour fixer le fil positif et l'électrode ;
- bague de guidage ;
- corps en plastique fluoré;
- trou utilisé pour fournir de l'huile;
- trépied.
Le corps, qui sert à relier tous les éléments, est usiné en plastique fluoré. Une broche de mise à la terre est utilisée comme douille, dans laquelle un trou fileté est usiné le long de l'axe pour fixer l'électrode. Tous les éléments structurels sont montés sur un trépied doté de la possibilité de changer de hauteur. Un trou est également créé à travers lequel l'huile est fournie.
La découpe est souvent réalisée à l'aide d'un appareil alimenté par un démarreur avec une bobine connectée à une tension de 220V. La tige de démarrage peut avoir une course de 10 millimètres. L'enroulement du démarreur est connecté en parallèle avec la lampe. C'est pourquoi la lampe s'allume lorsque les condensateurs sont en charge et s'éteint une fois ce processus terminé. Une fois la tige abaissée, une charge d’étincelle se produit.
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
- 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.
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 :
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 :
Pour produire des éléments au profil complexe à partir de métaux difficiles à couper, une machine d'électroérosion est utilisée. Son travail est basé sur l'impact des décharges de courant électrique, qui créent une température élevée dans la zone de traitement, provoquant l'évaporation du métal. Cet effet est appelé érosion électrique. L'industrie utilise des machines fonctionnant selon ce principe depuis plus de 50 ans.
Types d'équipements et méthodes de traitement
Le fonctionnement d’une machine à électroérosion peut être décrit comme suit :: prenez un condensateur chargé et amenez ses électrodes sur une plaque métallique. Lors d'un court-circuit, le condensateur se décharge. Un flash lumineux s'accompagne d'une libération d'énergie (haute température). Au point de fermeture, une dépression se forme en raison de l'évaporation d'une certaine quantité de métal à haute température.
Différents types de décharges électriques génératrices sont mis en œuvre sur les équipements technologiques . Parmi les principaux projets figurent :
- étincelle électrique;
- contacts électriques ;
- impulsion électrique;
- anodique-mécanique.
En mettant en pratique l'un des schémas, les machines sont fabriquées. Basées sur le principe de l'érosion électrique, les machines suivantes ont été produites dans différentes modifications :
- découper;
- fil;
- cousu.
Pour obtenir des dimensions précises et automatiser le processus, l'équipement est équipé d'une commande numérique par ordinateur (CNC).
Une machine à étincelles électrique fonctionne à l'aide d'un générateur d'étincelles. Un générateur est un dispositif de stockage d'énergie qui fournit une impulsion électrique. Pour un approvisionnement constant en impulsions, une batterie de condensateurs est organisée.
Pour organiser un circuit électrique, la cathode est connectée à l'actionneur et l'anode est connectée à la pièce. Une distance constante entre l'électrode et la pièce garantit l'uniformité du processus. Lorsque l'électrode est abaissée verticalement sur la pièce, le métal est percé et un trou se forme dont la forme est déterminée par la forme de l'électrode. C'est ainsi que fonctionne une machine de perçage EDM.
Une machine d'électroérosion à fil est utilisée pour produire des pièces à partir de pièces en alliage dur et difficiles à usiner. Un fil fin fait office d’électrode. Lorsque le métal s'évapore, des oxydes à point de fusion élevé se forment à la surface de la pièce. Pour s'en protéger, le procédé est réalisé en milieu liquide ou huileux. Lors des étincelles, le liquide commence à brûler, emportant l'oxygène et d'autres gaz de la zone de travail.
Les machines de ce type constituent parfois le seul moyen possible de fabriquer un élément de structure. Mais acheter du matériel EDM pour des travaux peu fréquents est une entreprise inutile. Par conséquent, si le besoin s'en fait sentir, vous pouvez fabriquer vous-même une machine d'érosion électrique.
Caractéristiques d'un appareil fait maison
Avant de commencer à fabriquer une machine EDM maison, vous devez comprendre sa structure. Les principaux éléments structurels comprennent :
Fabriquer un générateur d'étincelles
Pour fabriquer un générateur d'étincelles, on trouve des pièces partout (dans les vieux téléviseurs, les moniteurs d'alimentation, etc.). Le principe de son fonctionnement est le suivant:
Précautions de sécurité lors du travail
Étant donné que l'érosion électrique organisée à faire soi-même est associée à la possibilité de choc électrique, les précautions de sécurité doivent être abordées en toute responsabilité. La pièce à usiner ne doit pas être mise à la terre. Sinon, une urgence se produira - un court-circuit dans le réseau d'alimentation. Les condensateurs évalués à 400 V peuvent être mortels avec seulement 1 000 µF de capacité.
Les appareils de connexion éliminent tout contact avec le boîtier. Pour connecter le condensateur à l'électrode, un fil de cuivre d'une section de 6 à 10 mètres carrés est nécessaire. mm. De grandes quantités d'huile utilisées pour empêcher la formation d'oxyde peuvent s'enflammer et provoquer un incendie.
Les appareils, machines, instruments et mécanismes modernes sont constitués de pièces plus complexes que les appareils apparus plus tôt. À ce stade du progrès technologique, les appareils doivent effectuer de grandes quantités de travail. Les gens ont tendance à tout mécaniser pour simplifier leur vie quotidienne, ainsi que pour obtenir de nouveaux résultats dans la recherche ou dans des domaines comme la construction, l'industrie, etc. Parallèlement à la complexité des pièces, leur traitement est devenu d'autant plus difficile.
Divers appareils sont utilisés pour traiter les pièces. Ils diffèrent par leur principe de fonctionnement, leur objectif et d'autres aspects. Mais un grand nombre de spécialistes soulignent l'avantage d'utiliser des machines à électroérosion, qui conçu pour traiter diverses pièces, et avec des résultats et des indicateurs très convaincants.
Objectif des machines électroérosives
Les machines électroérosives sont utilisées pour couper diverses pièces de différentes formes et tailles. Le traitement s'effectue soit à angle droit, soit à un angle de 1 à 30 degrés. L'angle selon lequel les pièces sont traitées dépend principalement de la configuration de la machine. Le début de la coupe peut se faire depuis le bord de la pièce, ainsi que depuis l'intérieur à travers un trou pré-percé. Les machines électroérosives sont conçues pour produire des pièces avec une précision allant jusqu'à 0,015 millimètres.
L'objectif principal des machines électroérosives est considéré comme le remplacement de l'emboutissage. Machines de ce type Peut couper plusieurs morceaux à la fois, grâce à la possibilité de traitement par lots. Dans ce cas, aucun fraisage ultérieur de la pièce n'est nécessaire, car lors du traitement, il n'y a pas de déformation de surface de la pièce à traiter.
La machine vous permet également de produire diverses matrices et modèles. L’un de ses grands avantages est qu’il peut être reconfiguré facilement et rapidement. En principe, toute la reconfiguration d'une machine électroérosive consiste à effectuer plusieurs opérations : vous devez d'abord télécharger le dessin requis depuis AUTOCAD, puis effectuer plusieurs actions sur l'ordinateur, puis configurer le générateur et après cela, vous pouvez commencer à traiter la pièce suivante. . Les opérateurs expérimentés ne consacrent en moyenne que 15 minutes à la configuration de l'appareil.
Les machines de ce type se composent des composants suivants :
Banc de machine
Cette pièce est en fonte. Les contraintes internes dans la chambre sont relâchées. Espace intérieur du lit destiné à l'installation d'équipements électriques, puisque le lit lui-même est en forme de boîte. La partie active du banc est grattée et meulée avec précision à certains endroits, à savoir : sur le chariot du tambour, sur les fixations des colonnes et sur les guides de la table de travail.
Table de travail mécanique
Il s'agit d'un élément très important de la machine EDM. La table de travail se compose de deux plaques montées sur des guides à billes. Les plaques sont installées les unes au-dessus des autres.
S'il est nécessaire de déplacer la table, vous devez utiliser deux moteurs pas à pas. Cela se fait à l'aide de deux vis à billes. Aussi vous pouvez changer la position du bureau manuellement, tout en utilisant la roue d'alimentation, qui sont toujours fixées aux mêmes arbres de vis à billes.
Convoyeur à fil
Cette partie de la machine se compose d'un tambour à fil, ainsi que d'un système de guides à rouleaux situés dans les bras inférieurs et supérieurs.
L'ordinateur de contrôle et le générateur peuvent être placés soit dans un rack, soit dans un bureau avec une armoire. Les seules différences résident dans le coût de l'appareil, la disposition monolithique ainsi que dans la conception de tous les équipements.
Principe de fonctionnement d'une machine à électroérosion
Après avoir abordé ci-dessus les aspects de conception des machines à électroérosion existantes, il est nécessaire de comprendre le principe de leur fonctionnement. Il est impossible de ne pas mentionner que les procédures de traitement des pièces utilisées sur des appareils de ce type permettent d'obtenir des résultats tout simplement étonnants.
Tout d'abord, quelques mots sur ce qu'est l'érosion électrique, car comme le lecteur l'a peut-être déjà deviné d'après le nom de la machine, c'est cette réaction qui est à la base du fonctionnement de tels appareils.
La destruction de la couche supérieure de la surface d'un matériau sous l'influence d'influences extérieures provoquées par des décharges électriques est appelée érosion électrique. Exactement ce processus est devenu la base du traitement de divers matériaux et pièces, qui est appelé électroérosif.
L'usinage par électroérosion lui-même est réalisé en modifiant la taille, la forme, la rugosité et les propriétés de surface de la pièce sous l'influence de décharges électriques résultant de l'érosion électrique affectant la pièce pendant le traitement.
En raison des températures très élevées qui règnent dans la zone de décharge (8 000 - 12 000 degrés Celsius), le métal subit les modifications suivantes: chauffage, puis fusion ultérieure et même évaporation partielle. Afin d'obtenir des températures aussi élevées dans la zone de décharge, une grande concentration d'énergie est créée, obtenue grâce à un générateur d'impulsions électriques. Le processus d'usinage par électroérosion lui-même se déroule dans un fluide de travail, à savoir de l'eau distillée. Il remplit l'espace entre les électrodes existantes. L'une de ces électrodes est la pièce elle-même et la seconde est l'électrode de l'outil (électrode tubulaire).
Sous l'influence des forces qui apparaissent dans le canal de décharge, ainsi que du fait que l'électrode tourne rapidement, le métal liquide et vaporeux est libéré de la zone de décharge dans le fluide de travail environnant, puis s'y solidifie avec la formation de petites pièces séparées. Un trou se forme dans la pièce sous l'action d'une impulsion de courant. En plus, vous pouvez observer le gaspillage de l'outil-électrode, se produisant parallèlement à la formation du trou.
Il convient de noter que l'outil électrode doit être constitué d'un matériau à haute résistance à l'érosion. Les matériaux qui ont une qualité si importante et qui peuvent assurer la stabilité du processus d'érosion électrique sont : les matériaux en tungstène, en graphite, en aluminium, en laiton, en cuivre et en graphite. Généralement, ces machines utilisent des électrodes tubulaires en cuivre ou en laiton.
Paramètres qui affectent la vitesse et la précision du traitement
Afin de mieux comprendre le fonctionnement des machines d'électroérosion et d'influencer sa qualité, vous pouvez préciser plusieurs paramètres importants, qui affectent directement la précision et la rapidité du processus de traitement :
En plus des paramètres ci-dessus, on peut en nommer un autre, qui peut également avoir une grande influence sur le processus d'usinage par électroérosion. Ce paramètre est la position de la cartouche universelle de fixation des électrodes, à savoir la rectitude de son emplacement par rapport à l'axe X. Par conséquent, l'utilisateur de la machine Il est fortement recommandé de vérifier la cartouche régulièrement.
Capacités GED
Après avoir discuté de toutes les subtilités du processus de traitement sur une machine à électroérosion, nous pouvons mentionner les capacités de cet appareil très utile, avec des fonctionnalités si impressionnantes.
Machine électroérosive :
conclusions
Les machines EDM sont des appareils très utiles capables d’effectuer des travaux très complexes. Le grand nombre d'utilisateurs qui traitent divers matériaux sur des machines de ce type témoignent en faveur de tels équipements, qui se sont révélés être les meilleurs.
Un certain nombre d'avantages, ainsi qu'un principe de fonctionnement atypique, qui permet d'obtenir des résultats exceptionnels lors du traitement de diverses pièces, font de cet équipement de traitement un véritable titane parmi les appareils d'autres types, mais également destinés au traitement de diverses pièces.
La facilité d'utilisation des machines électroérosives leur permet de fonctionner même pour les utilisateurs qui n'avaient auparavant aucune expérience ou certaines compétences pour travailler avec le même équipement.
Le principe de fonctionnement des machines électroérosives, qui consiste en l'utilisation de l'érosion électrique pour le traitement des pièces, permet d'obtenir des résultats de très haute qualité.
Pour fabriquer des équipements ou des produits non standards en production (dans une usine, dans une usine, dans un atelier industriel), ils ne réfléchissent généralement pas longtemps et s'ils ne peuvent pas produire quelque chose eux-mêmes et par eux-mêmes, alors ils commandent cet équipement ou ces produits en externe, quels que soient les coûts. Pour un artisan, cette option d’achat d’un produit non standard n’est pas toujours acceptable.
Alors que faire?
Ne vous découragez pas et rappelez-vous que tout problème technique comporte de nombreuses options de solution et qu'il vous suffit de trouver l'option de solution la plus acceptable et adaptée à votre cas spécifique.
Exemple : Vous devez fabriquer quelques produits, de la taille d'un bassin de taille moyenne, en tôle d'acier.
Pour fabriquer deux ou trois pièces, qui nécessiteront très probablement par la suite une refonte radicale ou même un nouveau design, louer une presse et réaliser un tampon (avec reprise) pour un artisan peut s'avérer un plaisir coûteux. Mais il ne faut pas abandonner vos projets, surtout si vous savez travailler non seulement avec vos mains, mais aussi avec votre tête. Au milieu du siècle dernier, l'effet électrohydraulique a été découvert : une étincelle dans l'eau provoquait un choc hydraulique qui permet d'emboutir des produits assez grands et complexes à l'aide d'un équipement relativement simple.
Les amortisseurs hydrauliques sont utilisés depuis relativement longtemps pour l'emboutissage. Lors de la conquête du Far West américain, les artisans estampillaient les casseroles, les bouilloires et autres produits avec des timbres primitifs, en tirant de l'eau (timbres) avec des fusils ou des revolvers.
La conception du tampon était la suivante : un flan de feuille était fixé à la matrice, de sorte qu'aucune eau ne pénètre sous le flan de feuille, puis l'ensemble était immergé dans une cuve d'eau à paroi épaisse et cuit. Des chocs hydrauliques plaquaient progressivement la tôle contre la surface intérieure de la matrice. L'air de la cavité matricielle était évacué par un trou spécial. Puis, dans le même but, au lieu de tirer, ils ont commencé à faire exploser des mini-charges explosives. L'équipement était compact et simple, bien qu'un peu "" dangereux.
Diriez-vous primitif ? Mais c'est simple. Les carrosseries des limousines extra-longues sont encore estampillées de cette manière, à l'aide d'eau et d'explosifs. Il s’est avéré que fabriquer une presse spéciale pour produire de tels corps coûte trop cher, même pour des entreprises réputées. En utilisant à peu près le même équipement, le blindage du navire est découpé sur mesure (épaisseur jusqu'à 0,8 mètre), le minerai est concassé, etc. et ainsi de suite.
Dans notre bien-aimé Pays des Interdictions, personne ne permettra à un maître solitaire de faire des farces industrielles avec des armes à feu et des explosifs, donc pour réaliser ses projets à la maison, l'effet électro-hydraulique serait très utile. Ce n'est pas interdit, sa puissance peut être réglée et son coût est relativement bon marché. La matrice est facile à réaliser à partir de béton ordinaire avec un revêtement polymère. Comme on peut le constater, cette idée est finalement assez réaliste.
Plus de détails pour ceux qui sont intéressés par le livre : Yutkin L.A. ,Effet électrohydraulique et son application dans l'industrie.""
Les exemples suivants :
Traitement des métaux par des méthodes électriques.
Il s'agit de méthodes électrochimiques, électroérosives et électrocontact pour le traitement dimensionnel des métaux et alliages métalliques de toute dureté. Découpe et usinage dimensionnels et volumétriques, poinçonnage simple et extra profond, trous profilés, cavités. Fraisage, marquage, affûtage, meulage, polissage, etc. Par rapport aux méthodes de traitement habituelles (découpe), l'outil utilisé (pour le traitement électrique) peut être moins cher, fait maison et fabriqué à partir de matériaux non rares ; les machines sont plus simples à fabriquer que les conventionnels.
Une méthode bien connue est la dissolution électrochimique du métal sous l'influence du courant électrique. Si deux électrodes métalliques sont connectées à une source de courant continu et que les électrodes sont immergées dans une solution électrolytique, l'électrode positive (pièce) commencera à se dissoudre et l'électrode négative (outil), selon l'électrolyte utilisé, restera inchangée ou commencent à se recouvrir d’une couche de métal dissous dans l’électrolyte. Dans notre cas, seule la dissolution du métal sur la pièce est la bienvenue, le métal dissous précipite et l'état inchangé de l'électrode-outil. À cette fin, une solution à 25 pour cent de sel de table est utilisée comme électrolyte. Plus l'électrode-outil est proche de l'électrode-pièce, plus l'empreinte de l'outil sur la pièce est précise. En réalité, la distance entre l'électrode de l'outil et l'électrode de la pièce à usiner est de quelques centièmes de millimètre ou plus.
Les principales difficultés sont :
Gardez l'électrode de l'outil à la même distance de l'électrode de la pièce pendant tout le processus de traitement, la dissolution du métal entraîne une modification de la zone de dissolution et d'autres modifications de divers paramètres.
éliminer le métal dissous de la zone de traitement et empêcher son dépôt sur la pièce et l'outil. Cela se fait généralement en fournissant de l'électrolyte dans l'espace de travail sous une pression élevée (jusqu'à 20 atmosphères).
Les avantages d'un tel traitement sont qu'il s'agit d'un outil relativement bon marché et presque éternel, la capacité de traiter des métaux de n'importe quelle dureté avec une très haute précision, sans modification ultérieure de leurs propriétés et en particulier de leur durcissement.
Une méthode plus simple de traitement des métaux est l’électroérosion. Il s’agit essentiellement d’une continuation de la méthode électrochimique. Lorsque l'espace entre l'électrode de l'outil et l'électrode de la pièce se rapproche, une étincelle de claquage se produit. Au point où l'étincelle se produit, des trous apparaissent sur les deux électrodes, mais sur la pièce, le trou est légèrement plus grand. Dans ce cas, le métal ne se dissout pas dans l’électrolyte, mais s’évapore puis se condense sous forme de minuscules billes métalliques dans le fluide de travail. Pour l'usinage par électroérosion, on n'utilise plus d'électrolyte conducteur, mais des diélectriques liquides (ou fluides de travail) : huile de machine, kérosène, eau desséchée, etc. Les diélectriques liquides empêchent le métal évaporé de l'électrode de la pièce de se déposer sur l'électrode. -outil. Ainsi, l'outil et la pièce sont détruits, mais la pièce au point de contact est davantage détruite et ainsi, après une série de contacts, la pièce est finalement traitée.
L'usure (destruction) de l'outil peut atteindre 30 à 80 pour cent par rapport à la destruction de la pièce. Cependant, l'outil peut souvent être fabriqué à partir d'étain ou de morceaux de fil non rare du diamètre requis, pour couper et percer des trous complexes et profonds non seulement dans le fer ordinaire, mais également pour le traitement d'autres métaux, jusqu'à la pobedite ultra-dure. soudure. Le poinçonnage de trous ultra-profonds s'effectue avec une rotation constante de l'outil et un apport de fluide de travail sous basse pression. La précision du traitement est relativement faible, mais le processus de traitement lui-même est assez simple.
Une machine EDM ressemble à une perceuse de table. Seul l'outil est fixé à un solénoïde connecté en parallèle à la bobine électromagnétique. Lors du contact des électrodes, l'outil et la pièce entrent en contact, le circuit électrique est fermé, un courant apparaît dans la bobine et la bobine électromagnétique soulève le solénoïde et l'outil au-dessus de la pièce. Mais à ce moment-là, le circuit électrique est hors tension et le solénoïde (et l'outil) tombe sous son propre poids sur la pièce à usiner et tout se répète. Se répète automatiquement tant qu'il existe des conditions de contact entre l'outil et la pièce.
Inconvénients : L'outil perd rapidement sa forme d'origine, ce qui entraîne une distorsion importante de la forme de la pièce. Ainsi, le traitement est parfois réalisé en plusieurs étapes et avec des outils différents, d'abord dans la version brute, puis dans la version finale.
La méthode de traitement des métaux par électro-contact est encore plus simple. Une solution de verre liquide (silicate de sodium ou de potassium) est utilisée comme fluide de travail. L'outil est un disque métallique rotatif en étain épais. Une solution de verre liquide (mieux connue sous le nom de colle de papeterie) forme un film insoluble sur le métal, mais des micro-irrégularités sur l'outil métallique arrachent le film sur la pièce et immédiatement une décharge électrique nivelle la saillie de l'outil et crée un nouvelle dépression sur la pièce. Et ainsi de suite en continu, à différents points de contact, pendant que le disque-outil tourne et entre en contact avec la pièce. Une solution de silicate de sodium (potassium) est soit versée dans la zone de contact, soit la pièce et l'outil sont immergés dans la solution. En utilisant la méthode du contact électrique, vous pouvez couper et traiter le métal de la même manière qu'avec une meuleuse ou une meule émeri.
Les machines pour le traitement des métaux par contact électrique sont les plus simples dans leur conception et doivent assurer la rotation de l'outil et la fourniture de courants importants à la zone de traitement par l'outil. L'usure des outils est importante, mais la finition est réalisée avec le même outil que l'ébauche.
La méthode de contact électrique est utilisée pour meuler et polir les irrégularités sur les surfaces de guidage des machines à travailler les métaux. Dans ce cas, la plaque en fonte (outil) et le lit (pièce) sont connectés à une source de courant continu basse tension et la surface des guides est polie en versant du verre liquide (frottée manuellement).
Si vous pensez que l'une des méthodes de traitement des métaux ci-dessus vous convient, ma description ne suffira bien sûr pas pour une étude sérieuse de ce sujet. Mais en substance, les machines sont assez simples et tout ce qui précède n’est pas si difficile à utiliser à la maison.