“Технология электроэрозионной обработки” Содержание 1 Технология электроэрозионной обработки 3 1. 1 Сущность электроэрозионной обработки 3 1. 2 Рабочая среда 4 1. 3 Электроды-инструменты 4 2 Электроэрозионные станки 5
3 Общая характеристика процесса электроэрозионной обработки 6 4 Типовые операции электроэрозионной обработки 7 4. 1 Прошивание отверстий 7 4. 2 Маркирование 7 4. 3 Вырезание 8 4. 4 Шлифование 8 Список используемых источников 9 1 Технология электроэрозионной обработки 1. 1 Сущность электроэрозионной обработки
Разрушение поверхностных слоев материала под влиянием внешнего воздействия электрических разрядов называется электрической эрозией. На этом явлении основан принцип электроэрозионной обработки (ЭЭО).
Электроэрозионная обработка заключается в изменении формы, размеров, шероховатости и свойств поверхности заготовки под воздействием электрических разрядов в результате электрической эрозии (ГОСТ 25331-82). Под воздействием высоких температур в зоне разряда происходят нагрев, расплавление, и частичное испарение металла. Для получения высоких температур в зоне разряда необходима большая концентрация энергии. Для достижения этой цели используется генератор импульсов. Процесс ЭЭО происходит в рабочей жидкости, которая заполняет пространство между электродами; при этом один из электродов— заготовка, а другой — электрод-инструмент.
Под действием сил, возникающих в канале разряда, жидкий и парообразный материал выбрасывается из зоны разряда в рабочую жидкость, окружающую его, и застывает в ней с образованием отдельных частиц. В месте действия импульса тока на поверхности электродов появляются лунки. Таким образом осуществляется электрическая эрозия токопроводящего материала, показанная на примере действия одного импульса тока на рисунке 1, и образование одной эрозионной лунки. Рисунок 1 — Схема процесса ЭЭО
Материалы, из которых изготавливается электрод-инструмент, должны иметь высокую эрозионную стойкость. Наилучшие показатели в отношении эрозионной стойкости ЭИ и обеспечения стабильности протекания электроэрозионного процесса имеют медь, латунь, вольфрам, алюминий, графит и графитовые материалы. 1. 2 Рабочая среда
Рабочие жидкости (РЖ) должны удовлетворять следующим требованиям: — обеспечение высоких технологических показателей ЭЭО;
— термическая стабильность физико-химических свойств при воздействии электрических разрядов с параметрами, соответствующими применяемым при электроэрозионной обработке;
— низкая коррозионная активность к материалам ЭИ и обрабатываемой заготовки; — высокая температура вспышки и низкая испаряемость; — хорошая фильтруемость; — отсутствие запаха и низкая токсичность.
При электроэрозионной обработке применение получили низкомолекулярные углеводородистые жидкости различной вязкости; вода и в незначительной степени кремнийорганические жидкости, а также водные растворы двухатомных спиртов. Для каждого вида ЭЭО применяют рабочие жидкости, обеспечивающие оптимальный режим обработки. На черновых режимах рекомендуется применять рабочие жидкости с вязкостью (смесь керосин-масло индустриальное), а на чистовых (керосин, сырье углеводородное). 1. 3 Электроды-инструменты
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. 2 Электроэрозионные станки
По технологическому назначению эти станки классифицируют на универсальные, специализированные и специальные.
В таблице 2. 1 приведены характеристики некоторых электроэрозионных станков. Таблица 1 — Электроэрозионные станки. Модель станка Наименование станка Назначение и краткая характеристика 4720М
Станок настольный электроэрозионный копировально-прошивочный. Универсальный. Изготовление рабочих деталей пресс-форм, фасонных деталей из труднообрабатываемых штампов. Производительность— 70 мм2/мин, шероховатость — Ra = 0, 8ё0, 4. 4К721АФ1
Электроэрозионный копировально-прошивочный станок. Универсальный. Обработка сложнопрофильных отверстий. Производительность — 250 мм2/мин, шероховатость — Ra = 1, 25. 4Е723-01Ф1
Электроэрозионный копировально-прошивочный станок. Универсальный. Изготовление элементов деталей из труднообрабатываемых сплавов, прореза отверстий. Производительность— 1200 мм2/мин, шероховатость — Ra = 2, 5. 4П724Ф3М
Электроэрозионный станок копировально-прошивочный с ЧПУ. Универсальный. Изготовление элементов деталей ковочных штампов, прореза фасонных отверстий. Производительность— 200 мм2/мин, шероховатость — Ra = 3, 2ё1, 6. 4Б611 Переносной электроэрозионный станок. Специальный.
Прошивание отверстий. Производительность — скорость углубления — 15 мкм/мин. Шероховатость Rz = 160. 4531Ф3
Электроэрозионный станок с программным управлением для профильной вырезки. Вырезка проволочным ЭИ деталей вырубных штампов, матриц, шаблонов. Производительность— 18 мм2/мин. Шероховатость — Ra=1, 25. 4735Ф3М
Электроэрозионный станок, вырезной, высокой точности с ЧПУ. Специализированный. Вырезка проволочным ЭИ деталей вырубных штампов, матриц, фасонных резцов, шаблонов. Производительность— 40 мм2/мин. Шероховатость — Ra = 1, 25. ЭФА
Электроэрозионный станок, фотокопировальный. Специализированный. Вырезка проволочным ЭИ деталей вырубных штампов, матриц, шаблонов, изделий народного потребления. Производительность— 20 мм2/мин. Шероховатость — Ra = 1, 25. 3 Общая характеристика процесса электроэрозионной обработки
Типовой технологический процесс ЭЭО на копировально-прошивочных станках заключается в следующем:
заготовку фиксируют и жестко крепят на столе станка или в приспособлении. Тяжелые установки (весом выше 100 кг) устанавливают без крепления. Устанавливают и крепят в электродержателе ЭИ. Положение ЭИ относительно обрабатываемой заготовки выверяют по установочным рискам с помощью микроскопа или по базовым штифтам. Затем ванну стакана поднимают и заполняют РЖ выше поверхности обрабатываемой заготовки.
Устанавливают требуемый электрический режим обработки на генераторе импульсов, настраивают глубинометр и регулятор подачи. В случае необходимости включают вибратор и подкачку РЖ.
В целях повышения производительности и обеспечения заданной шероховатости поверхности обработку производят в три перехода: предварительный режим— черновым ЭИ и окончательный — чистовым и доводочным. 4 Типовые операции электроэрозионной обработки
По технологическим признакам устанавливаются следующие виды ЭЭО: отрезка (ЭЭОт) объемное копирование (ЭЭОК) вырезание (ЭЭВ) прошивание (ЭЭПр) шлифование (ЭЭШ) доводка (ЭЭД) маркирование (ЭЭМ) упрочнение (ЭЭУ) 4. 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 ЭЭПр достигает 2-4 мм/мин. 4. 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 с. 4. 3 Вырезание
В основном производстве 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. 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, 5ё0, 25, производительность — 260 мм2/мин. Список используемых источников
1 Немилов Е. Ф. “Электроэрозионная обработка материалов”, Л. , изд-во “Машиностроение”, 1989 г.
2 Фатеев Н. К. “Технология электроэрозионной обработки”, Л. , изд-во “Машиностроение”, 1990 г.