124714 (Физические основы электроэрозионной обработки материалов), страница 3

3.3 Высокочастотная обработка

Электроискровую обработку применяют для повышения точности и уменьшение шероховатости поверхностей, обработанных электроэрозионным методом. Метод основан на использовании электрических импульсов малой мощности при частоте 100…150 кГц.

При высокочастотной электроискровой обработке конденсатор разрежается при замыкании первичной цепи импульсного трансформатора прерывателем, вакуумной лампой или тиратроном. Инструмент-электрод и заготовка включены во вторичную цепь трансформатора, что исключает возникновение дугового разряда.

Производительность метода в 30…50 раз выше, чем при электроискровом методе, при значительном увеличении точности и уменьшении шероховатости поверхности. Износ инструмента незначителен. [8]

Высокочастотный электроискровой метод применяют при обработки заготовок из твердых сплавов, так как он исключает структурные изменения и образование микротрещин в поверхностном слое материала обрабатываемой заготовки. [2]

3.4 Электроконтактная обработка

Основана на локальном нагреве заготовки в месте контакта с электродом-инструментом и удалении размягченного или даже расплавленного металла из зоны обработки механическим способом: относительным движением заготовки и инструмента. Источником теплоты в зоне обработки служат импульсные дуговые разряды. Электроконтактную обработку оплавлением рекомендуют для обработки крупных деталей из углеродистых и легированных сталей, чугуна, цветных сплавов, тугоплавких и специальных сплавов.

Метод применяют при зачистке отливок от заливов, от резке литниковых систем и прибылей, зачистке проката из спецсплавов, черновом круглом наружном, внутреннем и плоском шлифовании корпусных деталей машин из труднообрабатываемых сплавов, шлифовании с одновременной поверхностной закалкой деталей из углеродистых сталей. Метод обработки не обеспечивает высокой точности и качества поверхности, но дает высокую производительность съема металла вследствие использования больших электрических мощностей. [7]

Электроконтактная обработка основана на введении в зону механической обработки электрической энергии – возбуждении мощной дуги переменного или постоянного тока между, например, диском, служащим для удаления материала из зоны обработки, и изделием. Преимущества метода – высокая производительность (до 10⁶мм³/мин) на грубых режимах, простота инструмента, работа при относительно небольших напряжениях, низкие удельные давления инструмента – 30–50 кн/м² (0,3 – 0,5 кгс/см²) и, как следствие, возможность использования для обработки твёрдых материалов инструмента, изготовленного из относительно мягких материалов. К недостаткам относят: большую шероховатость обработанной поверхности, тепловые воздействия на металл при жёстких режимах.

Электроконтактная обработка не обеспечивает высокой точности и качества поверхности (шероховатость поверхности около50 мкм), но приводит к высокой производительности вследствие значительного съема металла. Применяется она для резки заготовок, обдирки отливок, заточки инструмента, плоского шлифования, прошивки отверстий, очистки от окалины, обработки криволинейных поверхностей т. д. Рекомендуется для обработки углеродистых и легированных сталей, чугуна, цветных сплавов, тугоплавких, труднообрабатываемых и специальных сплавов.

Разновидностью электроконтактной обработки является электроабразивная обработка – обработка абразивным инструментом (в т. ч. алмазно-абразивным), изготовленным на основе проводящих материалов. Введение в зону обработки электрической энергии значительно сокращает износ инструмента. [4]

3.5 Область применения (ЭЭО)

Типовые операции электроэрозионной обработки. По технологическим признакам устанавливаются следующие виды ЭЭО:

1. Прошивание отверстий: При ЭЭО прошивают отверстия на глубину до 20 диаметров с использованием стержневого ЭИ и до 40 диаметров – трубчатого ЭИ. Глубина прошиваемого отверстия может быть значительно увеличена, если вращать ЭИ, или обрабатываемую поверхность, или и то и другое с одновременной прокачкой РЖ через ЭИ или с отсосом ее из зоны обработки. Скорость электроэрозионного прошивания (ЭЭПр) достигает 2–4 мм/мин.

2. Маркирование: Маркирование выполняется нанесением на изделие цифр, букв, фирменных знаков и др. Электроэрозионное маркирование обеспечивает высокое качество, не вызывает деформации металла и не создает зоны концентрации внутреннего напряжения, которое возникает при маркировании ударными клеймами. Глубина нанесения знаков может колебаться в пределах от 0,1 до 1 мм. Операция может выполняться одним ЭИ и по многоэлектродной схеме. Изготавливаются ЭИ из графита, меди, латуни, алюминия. Производительность составляет около 3–8 мм/с. Глубина знаков зависит от скорости движения электрода. При скорости движения электрода более 6 мм/с четкость знаков ухудшается. В среднем на знак высотой 5 мм затрачивается около 4 c.

3. Вырезание: В основном производстве электроэрозионное вырезание (ЭЭВ) применяют при изготовлении деталей электро-вакуумной и электронной техники, ювелирных изделий и т. д. в инструментальном производстве, при изготовлении матриц, пуансонов, пуансонодержателей и других деталей, а также вырубных штампов, копиров, шаблонов, цанг, лекал, фасонных резцов и др.

4. Шлифование: Этот процесс шлифования применяют для чистовой обработки труднообрабатываемых материалов, магнитных и твердых сплавов.

Отклонение размеров профиля после электроэрозионного шлифования находится в пределах от 0,005 до 0,05 мм, шероховатость Ra = 2,5 (0,25), производительность ‑ 260 мм²/мин. [3]

Заключение

В современном обществе уровень жизни людей определяется эффективностью производства. Первоочередной задачей отечественной экономики является повышение производительности труда и качество выпускаемой продукции. Это может быть достигнуто на основе высокоэффективных технологий автоматизированного производства.

Развитие всех отраслей промышленности, особенно авиационной и ракетно-космической техники, привело к использованию материалов со специальными эксплуатационными свойствами: сверхтвердых, весьма вязких, жаропрочных, композиционных. Обработка заготовок из этих материалов обычными методами (способами) механической обработки весьма затруднительна или невозможна вообще. Поэтому параллельно с разработкой этих материалов создавались принципиально новые методы (способы) обработки. Характерно что при механической обработке в технологическом оборудовании электрическая энергия превращается в механическую и за счет силового воздействия инструмента (штампа, резца, фрезы, шлифовального круга и т. д.) на заготовку происходит ее формирование (формообразование).

Электрофизические (ЭФ) методы обработки основаны на непосредственном воздействии различных видов энергии на обрабатываемую заготовку. При обработке заготовок этим методом отсутствует силовое воздействие инструмента на заготовку или оно настолько мало, что практически не влияет на суммарную погрешность обработки. Эти методы позволяют изменять форму обрабатываемой поверхности заготовки и влиять на состояние поверхностного слоя. Так, в некоторых случаях наклеп обработанной поверхности не образуется, дефектный слой незначителен, удаляются прижоги поверхности, полученные при шлифовании, повышаются коррозионные, прочностные и другие эксплуатационные характеристики поверхностей деталей.

Кинематика формообразования поверхностей деталей электрофизическими методами обработки, как правило, проста, что обеспечивает точное регулирование процессов и их автоматизацию. Электрофизические методы обработки являются универсальными и обеспечивают непрерывность процессов при одновременном формообразовании всей обрабатываемой поверхности. При этом появляется возможность обрабатывать очень сложные наружные и внутренние поверхности заготовок.

Технологическое оборудование для электрофизических методов обработки, так же как и металлорежущие станки, оснащается системами ЧПУ. Внедрение их в различных отраслях промышленности обеспечивает получение значительного экономического эффекта.

Выполнив курсовую работу, я убедилась, что изобретение электроэрозионной обработки вот уже несколько десятилетий позволяет машино- и приборостроителям решать сложные технологические задачи при изготовлении деталей сложной конфигурации из обрабатываемых материалов. ЭЭО позволяет конструкторам и технологам выбрать оптимальный вариант конструкции, материала детали и технологического процесса.

К электротехнологии относятся электрические способы обработки металлов, получившие большое развитие за последнее десятилетие.

Таким образом, новые методы обработки металлов нашли широкое применение в отраслях промышленности и машиностроения. С помощью этих методов существенно повышается качество и точность обработки материалов.

Список литературы

1. Артамонов Б.А., Волков Ю.С. и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. М.: Высшая школа, 1983

2. Лившиц А.Л. Электроэрозионная обработка металлов. М.: Высшая школа, 1979

3. Артамонов Б.А. и др. Размерная электрическая обработка металлов. М.: Высшая школа, 1978

4. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки. Под ред. Волосатова В.А. Ленинград: Машиностроение, 1988

5. Немилов Е.Ф. Электроэрозионная обработка материалов, Л., Машиностроение, 1989

6. Фатеев Н.К. Технология электроэрозионной обработки, Л., Машиностроение, 1990

7. Артамонов Б.А., Волков Ю.С. и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов М.: Высшая школа, 1983

8. Дриц М.Е., Москалев М.А., Технология конструкционных материалов и материаловедение. М.: Высшая школа, 1990

9. Дальский А.М. Технология конструкционных материалов. М.: Машиностроение, 2002