Электроэрозионная_обработка (журналы и методы по фхомнту для всех 8ми семинаров также лекций чутка)

ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННАЯ ОБРАБОТКАЭлектроэрозионная обработка (ЭЭО) относится к группеэлектрофизических методов обработки заготовок. Ее применяют приизготовлении деталей из токопроводящих материалов.Стремительный прогресс авиационной, ракетной, атомной иэлектронной техники, газотурбостроения, инструментального производстваи приборостроения вызвал необходимость в применении материалов,механическая обработка которых может быть осуществлена лишь с большимтрудом или вообще невозможна. Это материалы с очень высокой твердостью(вольфрамо и титанокарбидные твердые сплавы, алмазы, магнитные сплавы,закаленные стали), хрупкостью (керамика, кварц, стекло, ферриты),вязкостью (нержавеющие и жаропрочные стали), а также материалы,обладающие магнитными свойствами.

Особые трудности возникают прифасонной обработке таких материалов, когда в них необходимо получитьпазы, узкие щели, полости и глухие отверстия сложной формы. Остраянеобходимость эффективно обрабатывать детали сложной формы изматериаловтруднообрабатываемыхрезаниемпредопределилавозникновение ряда новых методов. К ним относится электроэрозионнаяобработкаПри электроэрозионной обработке изменение формы, размеров,шероховатости поверхности заготовки происходит под действиемимпульсных электрических разрядов в результате электрической эрозии(разрушения).Заготовкой при ЭЭО может быть любая продукция заготовительногопроизводства (отливка, поковка, машиностроительный профиль, в том числефольга) и др., а также изделия, прошедшие обработку резанием.Электроэрозионная обработка используется при изготовлении деталейиз труднообрабатываемых материалов, или для получения поверхностейсложной формы, которые не могут быть изготовлены обработкой резанием.Метод применяется для получения наружных и внутренних поверхностей:полостей, пазов, углублений, щелей, отверстий (сквозных и глухих,находящихся в труднодоступных местах, с близко расположенными осями,малых диаметров – до 0,02 мм).

Электроэрозионная обработка былапредложена Б.Р. Лазаренко и Н.И. Лазаренко в 1943 годуМодель процесса обработкиЗаготовка и инструмент при ЭЭО являются двумя электродами(электрод-заготовка Э-З и электрод-инструмент Э-И) в электрической цепи(рис. 1). Источником тока в цепи служит генератор импульсов (ГИ).ГИ используется для формирования импульсных (кратковременных) потоковэлектрической энергии.

Расстояние между Э-З и Э-И называютмежэлектродным зазором. Обработку проводят в среде рабочей жидкости сдиэлектрическими свойствами (диэлектрике).1Рис. 1При разности потенциалов на электродах происходит ионизациямежэлектродного зазора. Когда напряжение достигает определенногозначения, в среде диэлектрика образуется канал проводимости, в которомпроисходит импульсный искровой или дуговой разряд (см.

рис. 1, а): откатода к аноду устремляется поток электронов; навстречу этому потокудвижутся более тяжелые частицы – ионы (см. рис. 1, б). Высококонцентрированный импульс электрической энергии, характеризующийэлектрический разряд, в межэлектродном зазоре преобразуется в тепловуюэнергию. При этом в канале разряда происходит нагрев, расплавление ииспарение материала (эрозия) с поверхностей электродов (см.

рис. 1, в).Процесс эрозии носит полярный характер, в результате которого один изэлектродов (заготовка) разрушается значительно больше другого(инструмента). Температура на поверхности заготовки достигает 10000…12000ºС. На обработанной поверхности образуется сферическое углубление – лунка (см. рис. 1, г). Процесс повторяется с частотойследования отдельных импульсов. Удаленный металл застывает вдиэлектрической жидкости в виде гранул диаметром 5… 10 мкм. ПослеЭЭО обработанная поверхность представляет собой совокупность2большого числа лунок (см. рис.1, г), глубина которых определяетшероховатость поверхности.На практике межэлектродный зазор при ЭЭО принимают равным0,01… 0,05 мм.

Электроды сближают автоматически с помощью следящейсистемы.Технологическое оборудованиеНа рис. 2 показан копировально-прошивочный станок модели4Г721М. Электроэрозионные станки включают три основных агрегата:механическую часть, систему обеспечения диэлектрической жидкостью игенератор импульсов.Рис. 2Механическая часть станка I служит для установки инструмента изаготовки, сообщения им необходимых перемещений. На станине 1размещены рабочий стол 3 с ванной 2 для диэлектрической жидкости ипрошивочная головка 5 со шпинделем 4.Агрегат диэлектрической жидкости II размещается внутри станины 1и служит для очистки жидкости от шлама, наполнения, прокачки и сливажидкости из ванны.Генератор импульсов III обеспечивает создание в межэлектродномзазоре высококонцентрированные импульсы электрической энергии снеобходимой мощностью, длительностью и частотой их повторения.Рабочий инструмент3Электрод-инструмент (Э-И) должен иметь малый износ и высокуюудельную электропроводность.

Его изготовляют из токопроводящего материала. По форме Э-И может быть профильным (заданной формы) илииметь вид проволоки (диаметром 0,02… 0,3 мм).Форма рабочей части Э-И должна быть обратной формеобрабатываемой поверхности на детали. Размеры рабочей части Э-Иучитывают значение выбранного межэлектродного зазора. Такойинструмент может быть сплошным или пустотелым, цельным или составным. Его изготовляют из латуни, меди, графитовых и меднографитовых композиций, в отдельных случаях, из вольфрама.Проволочный Э-И, как правило, является вольфрамовым илилатунным. Вольфрамовая проволока применяется для электродовдиаметром до 0,08 мм.Виды электроэрозионной обработкиОсновными видами ЭЭО являются прошивание (рис.

3) и вырезание(рис. 4)Формообразование при прошивании осуществляется методомкопирования. При этом обрабатываемая поверхность копирует формурабочей части Э-И: направляющая линия соответствует формепоперечного сечения Э-И; образующая линия воспроизводитсявертикальным перемещением инструмента DSв. Для обработки необходимообеспечивать постоянство выбранного межэлектродного зазора. Данноетребование выполняется автоматически с помощью следящих систем.

Дляэтого электроды постоянно сближают вертикальным перемещением DSв ЭИ по мере съема материала с заготовки. Достоинством этого видаобработки является возможность получения сложной (в том числеобъемной) поверхности изделия при простом поступательном движенииинструмента.Рис. 3421Рис. 4Формообразование при вырезании осуществляется перемещениемпроволочного электрода-инструмента по траектории, соответствующейформе обрабатываемого контура (см. рис. 4). Образующая линия 2воспроизводится движением подачи инструмента - электрода-проволоки.Направляющая линия 1 копирует его пространственное положение.Вырезанием получают сложные контурные поверхности в заготовкахразной толщины.

Чтобы исключить обрыв проволоки в результате эрозии еенепрерывно перематывают. В обоих случаях перемещение электродасогласуется с интенсивностью разрушения обрабатываемого материала.Заготовка перемещается вдвухвзаимно-перпендикулярныхнаправлениях при помощи приводов по оси Х и Y. Управлениеперемещением электрода-инструмента и заготовки осуществляетсяавтоматически по заданной программе при помощи блока числовогопрограммного управления или компьютера (в зависимости от моделистанка).Напряжениетокосъемнику.кэлектрод-инструментуподводитсяблагодаряГенератор импульсов ГИ подключается к токосъемникам и заготовке.Заготовка во время обработки погружена в рабочую жидкость РЖ. Рабочаяжидкость постоянно прокачивается насосом через фильтр, в которомзадерживаются мелкие частицы, образующиеся в процессе обработки.Поскольку рабочая жидкость представляет собой диэлектрик (керосин,дистиллированная вода и т.п.), то в баке установлен прибор для измеренияее электропроводности.

Когда электропроводность жидкости становитсябольше допустимой, она подлежит замене на новую. Разъединительпроволоки служит для образования разрыва электрической цепи в целяхобеспечения безопасности работы. При необходимости разъединительобразует видимый разрыв между электродом-инструментом и источникомнапряжения.Отработанная проволока электрода-инструмента либо наматывается наприемную катушку, либо собирается в ящике для сбора проволоки и затемотправляется на переработку.Режим обработкиРежим обработки при ЭЭО – совокупность параметров: энергияимпульса, длительность импульса, частота импульсов, напряжение,величина тока короткого замыкания, скорость подачи Э-И.Энергия импульса Аи влияет на производительность (объемснимаемого с заготовки материала в единицу времени), точностьобработки и шероховатость обработанной поверхности.

По энергии Аирежимы ЭЭО подразделяют на черновые (5,0... 0,5 Дж), чистовые (0,5...0,05 Дж) и от-делочные (менее 0,05 Дж):иAи   IUd ,0где I – рабочий ток; Uравное и = (fq)-1. Здесьскважность (отношениепротекания импульса  и–– напряжение; и – время протекания импульса,f – частота следования импульсов; q = о/ и –периода повторения импульсов о к временирис.

5).5Рис. 5При ЭЭО используют импульсы разной длительности, полярности иформы.При малой длительности импульсов (5... 200 мкс) большинство ионовне успевает достичь поверхности катода, и эрозии подвержен в основноманод. Именно поэтому анодом делают заготовку (Э-З), а катодом –инструмент (Э-И). Такую полярность называют прямой (см. рис. 1, а).При большой длительности импульсов (200... 100000 мкс) многиеионы успевают достичь поверхности катода и, обладая большей энергиейпо сравнению с потоком электронов, вызывают интенсивную эрозиюкатода. В этом случае обработку осуществляют при обратной полярности:Э-И является анодом, а Э-З – катодом.По форме импульсы подразделяются на прямоугольные (см.

рис. 5, а),трапецеидальные (см. рис. 5, б) и гребенчатые (см. рис. 5, в). Формаимпульса при ЭЭО задается в зависимости от режима обработки (черновой,чистовой, доводочный), обрабатываемого материала и материала Э-И.Рабочая жидкостьРабочая (диэлектрическая) жидкость является средой, в которойпроисходит процесс ЭЭО. Она служит для повышения интенсивностивоздействия электрического разряда на материал заготовки. Рабочаяжидкость должна иметь высокую теплоемкость и низкую коррозионнуюактивность по отношению к материалам инструмента и заготовки.

Вкачестве диэлектрической используют жидкости на основе керосина имасел, дистиллированную воду, техническую воду с антикоррозионнымиприсадками.6Схема установки для электроэрозионной обработкиПриложениеСхема установки для электроэрозионной обработки показана на рис. 6.Два электрода, один из которых является заготовкой 5 (анод), а другойэлектрод — инструмент 3 (катод) помещены в ванну с диэлектрическойжидкостью 4 (индустриальное масло, керосин, вода и т.п.) и подключены кгенератору импульсов (RC-генератор). В качестве генератора импульсовслужит батарея конденсаторов 2, заряженных от источника постоянноготока.