122605 (716958), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Здесь k =kk , где k - коэффициент учитывающий взаимное влияние контуров или электродов на скорость эрозии.
Точность.
Под точностью обработки деталей понимается степень соответствия ее формы и размеров чертежу. Отклонения от формы и размеров называется погрешностью.
Также как и при механической обработке, на размеры погрешности оказывают влияние состояние технологической системы, погрешности установки, базирования инструментов, внутренние напряжения в материале заготовки, ее нагрев при обработке.
В процессе обработки форма и размеры электрода-инструмента нарушаются из-за износа. Износ на различных участках инструмента различен. Так, на участках инструмента, имеющих вогнутость, число разрядов меньше, следовательно, износ на них будет выражен слабее. Если учесть условия выноса продуктов обработки из промежутка, то различия в износе различных участков еще более возрастут.
Чтобы снизить влияние износа электродов-инструментов на точность изготовления, а) изготовляют инструмент из материала, стойкого к эрозии, например из вольфрама, меднографита, коксографитовых композиций; б) используют так называемые безызносные схемы, при которых часть материала заготовки или из рабочей среды осаждают на инструменте, компенсируя тем самым его износ; в) заменяют изношенные участки инструмента путем продольного перемещения, или заменяют весь инструмент; г) производят правку и калибровку рабочей части инструмента.
Качество поверхности
В результате ЭЭО поверхность приобретает характерные неровности, а приповерхностные слои металла притерпевают физико-химические изменения. Это оказывает влияние на эксплуатационные показатели обрабатываемых деталей.
Поверхностный слой формируется за счет расплавленного металла, оставшегося на поверхности лунки, и прилегающего к ней слоя металла, подвергнутого структурным изменениям от быстрого нагрева и охлаждения металла. Поверхностный слой состоит из так называемого белого слоя 1, в котором наблюдаются химико-термические превращения, переходного слоя 2, в котором имели место только термические изменения и под которым находится неизмененный металл 3 заготовки (рис.5). Измененная зона, образуемая слоем 1, содержит продукты диэлектрической среды, в частности углерод и элементы, входящие в состав электрода-инструмента. У остальных заготовок в этой зоне образуются карбиды железа, которые способствую упрочнению поверхности.
Состояние поверхностного слоя определяет износостойкость, прочность и другие свойства детали в механизме. После ЭЭО поверхностный слой приобретает свойства, по разному влияющие на эксплуатационные характеристики деталей. Положительными являются повышение твердости поверхности при сохранении вязкости середины, большое количество лунок на поверхности, плавное их сопряжение. К недостаткам следует отнести возможность появления трещин, растягивающих напряжений, трудность получения поверхности с малой шероховатостью.
Электроэрозионное оборудование. Компоновка. Станки для
электроэрозионной обработки в отличие от механообрабатывающих имеют генератор импульсов, систему очистки и подачи рабочей среды в зону обработки, средства регулирования и управления процессом. Механическая часть 1, (рис. 9), включает рабочий стол для установки и закрепления приспособлений и заготовки, ванну для рабочей жидкости, устройство для закрепления ЭИ, механизмы его перемещения, следящие элементы систем регулирования и управления процессом.Механическая часть 1 , (рис.6),включает рабочий стол для установки и закрепления приспособлений и заготовки , ванну для рабочей жидкости, устройство для закрепления ЭИ, механизмы его перемещения, следящие элементы системы регулирования и управления процессом.Генератор импульсов 2 может быть как встроенным, так и выполненным в виде автономного блока. Электрошкаф 3 включает электрические узлы-пускатели, рубильники, предохранители и др.Рабочая жидкость хранится в ванне 4, которая комплектуется насосом и устройством для очистки среды от продуктов обработки.
Генераторы импульсов При расчете и выборе
генератора исходят из условия получения формы и мощности импульса, необходимых для обеспечения требуемых технологических показателей процесса.
В настоящее время в электроэрозионных станках используют релаксационные, машинные, магнитонасыщенные, ламповые и полупроводниковые генераторы.
Релаксационными генераторами называют те, у которых параметры импульса определяются состоянием МЭП.
RC-генераторы (рис.7). При замыкании включателя K конденсатор C через резистор R заряжается от источника питания ИП и напряжение на конденсаторе C, а следовательно и на МЭП повышается. Когда напряжение достигнет пробивного для данного размера МЭЗ, происходит пробой промежутка и энергия, запасенная в конденсаторе C за время заряда, выделяется в МЭП. Напряжение на конденсаторе падает, и разряд через МЭП прекращается. С этого момента начинается период деионизации МЭП (восстановление его диэлектрической прочности) и зарядка конденсатора C. Время зарядки конденсатора, как известно, определяется постоянной времени т=RC. Для нормального протекания процесса необходимо, чтобы время зарядки было больше периода деионизации промежутка, иначе возможен переход импульсного разряда в дуговой. Требуемое соотношение этих периодов достигают подбором сопротивления резистора R и емкости конденсатора C. Чем они больше, тем медленнее происходит зарядка конденсатора. По мере съема металла с заготовки расстояние между электродами растет и достигает такого значения, при котором напряжение на конденсаторе становится недостаточным для разряда. Если быстро сближать электроды (быстрее, чем происходит съем материала под действием эрозии), разряды будут происходить при низком напряжении, т.е. иметь малую энергию. И хотя частота следования разрядов возрастает, скорость съема металла снижается. При совсем малых расстояниях между электродами паузы между разрядами будут недостаточны для деионизации промежутка и процесс перейдет в дуговой. таким образом, режим работы релаксационного RC-генератора определяется состоянием МЭЗ.
В RC-генераторах значительная часть энергии теряется на нагрев резистора и другие потери. Поэтому КПД таких генераторов не превышает 25%. Мощность RC-генераторов обычно ограничивают 5..7 кВт, т.е. используют в основном для чистовой обработки.
RLC-генераторы. Включением в зарядную цепь индуктивного элемента L (рис.8) удается ускорить процесс зарядки конденсатора и увеличить напряжение на нем. За счет сокращения времени прохождения тока через резистор снижаются потери на его нагрев, поэтому КПД RLC-генераторов значительно выше.
После разряда напряжение резко снижается до нуля, и затем меняет знак. Возникает так называемая обратная полуволна. Она ускоряет износ ЭИ, и ее стремятся устранить. Однако в RC- и RLC-схемах этого не удается сделать.
RCL-генераторы. Если индуктивный элемент включить в разрядную цепь (рис.9), то удается практически устранить обратную полуволну и резко снизить износ ЭИ. Но при этом уменьшается производительность. RCL-генераторы используют для чистовых операций, где необходимо сохранить без изменений форму ЭИ. В таких схемах применяется обратная полярность (инструментом является анод).
LC-генераторы. С целью повышения КПД создают генераторы, в которых вообще исключен токоограничивающий резистор. Так, в LC-схеме (рис.10) в зарядную цепь введен электромагнитный вибратор ЭМВ. Якорь вибратора жестко связан с ЭИ. При включении тока якорь притягивается к сердечнику и перемещает ЭИ от заготовки, цепь разрывается и происходит зарядка конденсатора C от ИП. Когда конденсатор заряжен, ток в обмотке вибратора ЭМВ прекращается, якорь отскакивает от сердечника и ЭИ возвращается к заготовке. В момент сближения происходит разряд. Для эффективной работы LC-генератора требуется, чтобы вибратор колебался синхронно с изменением напряжения генератора. Это усложняет настройку, поэтому LC-схема используется для какого-либо одного режима. Благодаря большой мощности эти генераторы применяются в основном на черновых операциях.
CC-генераторы. В CC-схеме (рис.11) также отсутствует токоограничивающий резистор, что способствует повышению ее КПД. Для ограничения тока в зарядную цепь включен конденсатор C , включатель K заряжает конденсатор C. Разряд происходит аналогично RC-схемам. Мощность таких генераторов ограничена и не может превышать нескольких киловатт. CC-генераторы используют весьма редко и только для черновых режимов.
В релаксационных генераторах не удается добиться высокой производительности процесса, т.к. с ростом энергии импульса возрастает время накопления заряда и падает частота импульсов.
В ламповом генераторе (рис.12) электронная лампа Л служит переключающимся прибором, управляющим импульсами напряжения. Здесь параметры генератора не зависят от состояния промежутка, и искровой разряд не может перерасти в дуговой. Следовательно можно использовать импульсы с высокой частотой следования, не заботясь о деионизации промежутка. После подачи от задающего генератора ЗГ напряжения на управляющую сетку лампы Л в ней появляется анодный ток и на вторичной обмотке трансформатора Тр возбуждается импульсная ЭДС. Под действием импульса напряжения происходит пробой МЭП. Период между импульсами регулируется задающим генератором. Для нормальной работы лампового генератора требуется прокачка рабочей жидкости.
Ламповые генераторы позволяют повысить частоту следования импульсов до 20 кГц, получить импульсы малой длительности. К недостаткам ламповых генераторов относятся низкий КПД, необходимость применения источников питания с напряжением до нескольких тысяч вольт, необходимость принудительной прокачки жидкости через промежуток, ограничение энергии импульса.
Использование управляемых полупроводниковых приборов позволяет создать генераторы с широким диапазоном режимов обработки, у которых частота следования импульсов не зависит от свойств МЭП. Известно 2 вида генераторов этого типа: на основе инверторов, в которых управляемые тиристоры регулируют период зарядки и разряда конденсатора в релаксационных генераторах, и широкодиапазонный генераторы импульсов.
В генераторе импульсов (рис.13) зарядная и разрядная цепи разделены. В качестве токоограничивающего элемента использована катушка индуктивности L. Конденсатор C заряжается при включении тиристора T1 от блока управления тиристорами БУТ. После снижения зарядного тока до нуля тиристор Т1 закрывается и включается от БУТ тиристор Т2. Происходит разряд конденсатора C через МЭП. Выключение тиристора Т2 отрегулировано так, чтобы отсечь обратную полуволну, ускоряющую износ ЭИ. Резистор R, включенный параллельно промежутку, позволяет конденсатору разряжаться при разомкнутых электродах.
К недостаткам рассмотренной схемы относятся непостоянство напряжения пробоя, что приводит к изменению режима обработки.
Для стабилизации напряжения пробоя может быть использована схема со стабилитроном Ст (рис.14). Заряд конденсатора С происходит через резистор R. Во время зарядки тиристор Т закрыт. После достижения на конденсаторе C напряжения, превышающего напряжение стабилитрона, на управляющий электрод тиристора Т подается открывающее напряжение. Происходит разряд со строго дозированной энергией через промежуток.
Широкодиапазонные генераторы (ШГИ) вырабатывают импульсы с частотой 1..880 кГц и выходным током 16..180 А, т.е. дают возможность работать на любых режимах ЭЭО. Кроме того, они вырабатывают импульсы такой формы, при которой износ ЭИ становится минимальным.
ШГИ на рис.15 состоит из двух частей: блока поджигающих импульсов (справа от МЭП) и силового блока.
Блок поджигающих импульсов имеет малую мощность, но высокое напряжение U =100..300 В. В отличие от него силовой блок дает напряжение U =60..70 В, но обладает большей мощностью. Оба блока управляюся задающим генератором ЗГ. После сигнала от него на включение транзистора Т через МЭП пройдет импульс высокого напряжения от блока поджигающих импульсов, происходит пробой, затем напряжение снижается, но остается канал проводимости. В этот момент от задающего генератора ЗГ подается сигнал на включение транзисторов Т1, Т2, ... , Тк. Одновременно открывается диод Д. Ток от силового блока поступает в МЭП и протекает через образовавшийся канал проводимости. Время включения транзисторов Т1, Т2, ... , Тк определяет длительность импульсов. Требуемую форму импульсов получают включением балластных резисторов R1, R2, ... , Rк в силовом блоке. Генератор имеет блок защиты от короткого замыкания, который отключает его при перегрузках.
Регуляторы подачи электрода-инструмента. Регуляторы
необходимы для поддержания размера МЭЗ в течение времени обработки. На рис.16 показана схема регулятора, в котором исполнительных механизм 1 перемещает электрод-инструмент к заготовке или от нее в зависимости от сигнала из МЭП 5. Сигнал о положении Эи снимают измерительным преобразователем 4 и подают его в блок сравнения 3. В нем заранее устанавливают опорный сигнал, который является базой для сравнения. Если сигнал, поступающий от измерительного преобразователя 4, совпадает с опорным, то на исполнительный механизм 1 не поступает каких-либо команд. Если сигнал с преобразователя 4 отличается от опорного, их разность передается в усилитель 2 и далее, с учетом знака, на исполнительный механизм 1, например обмотку управления реверсивного двигателя. Механизм 1 перемещает ЭИ. Размер перемещения зависит от величины поступившего сигнала. Зажимы 6,7 служат для подключения генератора импульсов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
