Электроды-инструменты - Электроэрозионная обработка материалов. Физические явления. Прошивка отверстий шлифованием
Электроды-инструменты (ЭИ) должны обеспечивать стабильную работу во всем диапазоне рабочих режимов ЭЭО и максимальную производительность при малом износе. Электроды-инструменты должен быть достаточно жестким и противостоять различным условиям механической деформации (усилиям прокачки РЖ) и температурным деформациям.
На поверхности ЭИ не должно быть вмятин, трещин, царапин и расслоения.
Поверхность ЭИ должна иметь шероховатость.
При обработке углеродистых, инструментальных сталей и жаропрочных сплавов на никелевой основе используют графитовые и медные ЭИ. Для черновой ЭЭО заготовок из этих материалов применяются ЭИ из алюминиевых сплавов и чугуна, а при обработке отверстий - ЭИ из латуни. При обработке твердых сплавов и тугоплавких материалов на основе вольфрама, молибдена и ряда других материалов широко применяют ЭИ из композиционных материалов, так как при использовании графитовых ЭИ не обеспечивается высокая производительность из-за низкой стабильности электроэрозионного процесса, а ЭИ из меди имеют большой износ, достигающий десятка процентов, и высокую стоимость.
Износ ЭИ зависит от материала, из которого он изготовлен, от параметров рабочего импульса, свойств РЖ, площади обрабатываемой поверхности, а также от наличия вибрации.
На выбор материала и конструкции ЭИ существенное влияние оказывают материал заготовки, площадь обрабатываемой поверхности, сложность ее формы, требования к точности и серийности изделия.
Если увеличивать площадь обрабатываемой поверхности, то скорость съема материала металла будет возрастать, но в дальнейшем произойдет ее снижение. Это объясняется тем, что с течением времени ухудшаются условия удаления продуктов обработки из МЭП. Все большее число импульсов генератора не будет вызывать эрозии из-за накопления газов и металлических частиц в пространстве между электродами. Количество продуктов обработки зависит также от энергии импульсов, их числа и времени действия, т. е. от мощности, реализуемой в МЭП. При малой мощности количество расплавленного металла невелико, с ростом подводимой мощности оно возрастает, но при этом увеличивается и количество продуктов обработки, которые тормозят процесс съема металла. Для получения высокой производительности необходимо правильно выбрать сочетание площади обрабатываемой поверхности и мощности. Такой выбор выполняют с помощью пространственных диаграмм в координатах силы тока - площадь обработки - производительность. [4]
Влияние производительности глубины внедрения ЭИ. По мере углубления отверстия усложняется удаление продуктов обработки и поступление свежей жидкости в МЭП. Наличие большого количества электропроводных капель застывшего металла вызывает импульсы, энергия которых тратится на расплавление таких частиц. Для предотвращения таких (паразитных) импульсов используют принудительную прокачку жидкости через МЭП под давлением 100..200 кПа. Прокачку можно применять и при периодическом прекращении процесса в выведением ЭИ из заготовки; используют также вибрацию электродов, их вращение и др.
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. [5]
Первый в мире советский электроэрозионный (электроискровой) станок был предназначен для удаления застрявшего в детали сломанного инструмента (1943). С тех пор в СССР и за рубежом выпущено большое число разнообразных по назначению, производительности и конструкции электроэрозионных станков. По назначению (как и металлорежущие станки) различают станки универсальные, специализированные и специальные, по требуемой точности обработки - общего назначения, повышенной точности, прецизионные. Общими для всех электроэрозионных станков узлами являются устройство для крепления и перемещения инструмента(заготовки), гидросистема, устройство для автоматического регулирования межэлектродного промежутка (между заготовкой и инструментом). Генераторы соответствующих импульсов (искровых или дуговых) изготовляются, как правило, отдельно и могут работать с различными станками. Основные отличия устройств для перемещения инструмента (заготовки) в электроэрозионных станках от таковых в металлорежущих станках - отсутствие значительных силовых нагрузок и наличие электрической изоляции между электродами. Гидросистема состоит из ванны с рабочей жидкостью (технического масла, керосин и т. п.), гидронасоса для прокачивания жидкости через межэлектродный промежуток и фильтров для очистки жидкости, поступающей в насос, от продуктов эрозии. [1]
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, 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, включает рабочий стол для установки управления 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 может быть как встроенным, так и выполненным в виде автономного блока. Электро-шкаф включает электрические узлы-пускатели, рубильники, предохранители и др. Рабочая жидкость хранится в ванне, которая комплектуется насосом и устройством для очистки среды от продуктов обработки. [2]
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 межэлектродного промежутка (МЭП).
RC-генераторы. При замыкании включателя конденсатор через резистор заряжается от источника питания и напряжение на конденсаторе, а следовательно и на МЭП повышается. Когда напряжение достигнет пробивного для данного размера МЭЗ, происходит пробой промежутка и энергия, запасенная в конденсаторе 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. Время зарядки конденсатора, как известно, определяется постоянной времени. 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 и емкости конденсатора. 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.
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 электронная лампа 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 напряжения на управляющую сетку лампы в ней появляется анодный ток и на вторичной обмотке трансформатора 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 зарядная и разрядная цепи разделены. В качестве токоограничивающего элемента использована катушка индуктивности. [3]
Похожие статьи
-
Цель курсовой работы - выявить в чем преимущества электроэрозионной обработки от других видов обработок, так же понять ее принцип и узнать о...
-
Типовой технологический процесс ЭЭО на копировально-прошивочных станках заключается в следующем: 1. Заготовку фиксируют и жестко крепят на столе станка...
-
Рабочие жидкости (РЖ) должны удовлетворять следующим требованиям: - обеспечение высоких технологических показателей ЭЭО; - термическая стабильность...
-
Обработка резанием является одним из самых универсальных видов обработки. Этим методом можно получать детали любой формы при любых требованиях к чистоте...
-
Сварочные электроды Металлические электроды для сварки представляют собой пруток из специальной проволоки, называемой стержнем электрода (в подавляющем...
-
Технологический метод формообразования поверхностей заготовок точением характеризуется двумя движениями: вращательным движением заготовки (скорость...
-
Общая характеристика размерной обработки - Технологические возможности способов резания
Механическая обработка поверхностей заготовок является одной из основных завершающих стадий изготовления деталей машин. Одна из актуальных задач...
-
Введение - Деревообрабатывающие станки и их эксплуатация
Деревообрабатывающие станки и их эксплуатация Деревообрабатывающий станок -- рабочая машина, на которой изготовляют детали и обрабатывают изделия из...
-
Сущность процесса заключается в механическом разрушении наружного слоя материала на обрабатываемой поверхности заготовки под воздействием внешней силы -...
-
Применяемые в современном машиностроении протяжки разделяют по назначению на две большие группы: внутренние протяжки, используемые для обработки...
-
Экономическая эффективность спроектированного приспособления С - себестоимость обработки детали на операцию без применения приспособления. 1 - заработная...
-
Выбор марки материала, назначение химико-термической обработки зубьев; определение допускаемых напряжений Используя таблицу П21 и П28, назначаем для...
-
Схема размещения технологического оборудования - это расположение технологического оборудования и рабочих мест на производственной площади. В курсовом...
-
Абразивно-жидкостная отделка - Методы отделочной обработки поверхности
Отделка объемно-криволинейных фасонных поверхностей обычными методами вызывает большие технологические трудности. Для отделочной обработки поверхностей...
-
Системы автоматического управления точностью обработки деталей Обработка заготовок на станках с ПУ обеспечивает высокую степень автоматизации и широкую...
-
Несмотря на высокие качества современных токарных станков, совершенство методов обработки, точность применяемых измерительных инструментов и наличие...
-
Пластмассовые антифрикционные материалы - Пластмассы. Их свойства и области применения
Из-за малого сходства с металлами и из-за больших упругих деформаций пластмассы в узлах трения менее чувствительны к схватыванию и задиранию, что резко...
-
Выбор материала при проектировании конструкции кузова инновационного подвижного состава обусловлен тенденций современного вагоностроения направленного на...
-
ОБРАБОТКА РЕЗАНИЕМ - Основные технологические процессы механообрабатывающих производств
Обработка металлов резанием, технологические процессы обработки металлов путем снятия стружки, осуществляемые режущими инструментами на металлорежущих...
-
Выбор материала и технология производства заготовок деталей и инструментов
ВЫБОР МАТЕРИАЛА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТОВ Цель работы - провести анализ условий работы заданного изделия, выбор...
-
Технологический процесс производства хлеба - Технологический процесс производства хлеба
Испокон веков выпекание хлеба требовало от пекаря особого мастерства, терпеливости и старания. Невзирая на бурное развитие передовых приемов переработки,...
-
Выбор оборудования Выбираю вертикально сверлильный станок модели 2Н135. Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования, развертывания...
-
Характеристика материалов Разрабатывая легкое женское платье, очень важно уточнить из какого материала оно будет изготавливаться. Выбор материала зависит...
-
Резание металлов - сложный процесс взаимодействия режущего инструмента и заготовки, сопровождающийся рядом физических явлений, таких как: 1)...
-
Неполный отжиг, Лазерная резка металла - Механическая обработка металлов
Неполный отжиг доэвтектоидной стали проводят при нагреве до температур выше Ас1 , но ниже Ас3 . При таких температурах происходит частичная...
-
Данному виду обработки подлежат следующие поверхности: - линейные - 4, 16, 7, 9, 13, 19; - диаметральные - 3, 6, 17, 8, 14; - фаски - 2, 5, 10, 12, 15,...
-
Высокоскоростные методы штамповки - Способы формообразования конструкционных материалов
Особенностью таких методов является высокая скорость деформирования в соответствии с высокими скоростями преобразования энергии. Кратковременное...
-
При выполнении курсового проекта была подобрана группа деталей, а также выполнен технологический чертеж комплексной детали. Дана характеристика материала...
-
Характеристика сварочного узла и применяемых материалов Корпус является составной частью статора газотурбинного двигателя (ГТД), он устанавливается в...
-
Формообразующие операции листовой штамповки - Способы формообразования конструкционных материалов
При формообразующих операциях стремятся получить заданную величину деформации, чтобы заготовка приобрела требуемую форму. Основные формообразующие...
-
Данному виду обработки подлежат следующие поверхности: - Ш16 с фаской 1Ч45° - 30 и 31 соответственно. Обработка поверхностей будет проходить за 2...
-
При конструировании, изготовлении и сборке оптических деталей большое значение имеют базовые поверхности или сокращенно базы. Базами называют...
-
Данному виду обработки подлежат следующие поверхности: - шпоночный паз (10Н9 глубиной 7) - 27. Глубина резания (мм) пов. 27 будет равняться глубине паза....
-
История применения активных металлов для связывания газов внутри вакуумного прибора насчитывает более 100 лет. Для этой цели впервые был использован...
-
Отделка и художественная обработка ювелирных изделий - Ювелирное дело
Ювелирные изделия декорируют различными способами: золочением и серебрением, оксидированием, анодированием, гравировкой, чернением. А также нанесением...
-
МАТЕРИАЛ И КЛАССЫ ПРОЧНОСТИ БОЛТОВ - Виды болтов и типоразмеры
Механические свойства крепежных изделий с диаметром резьбы до 48 мм и материалы для их производства регламентируются ГОСТ 1759--70. Для болтов...
-
Для измерения деформаций широко применяются проволочные тензорезисторы. Они используются также и при исследовании остаточных напряжений. Тензорезисторы в...
-
Особенности механической обработки - Изготовление деталей из пластмасс
При разделительной штамповке, наряду с известными особенностями для штамповки металлов, имеют место особенности, связанные с резкой анизотропией...
-
Определение погрешностей - Точность механической обработки деталей машин
Определение погрешностей обработки методом математической статистики В процессе изготовления деталей машин качество их изготовления зависит от...
-
Стратегия ускорения социально-экономического развития страны предусматривает всемерную интенсификацию производства на основе научно-технического...
Электроды-инструменты - Электроэрозионная обработка материалов. Физические явления. Прошивка отверстий шлифованием