Электроэрозионная обработка
Электроэрозионные методы обработки основаны на явлении эрозии электродов из токопроводящих материалов при пропускании между ними импульсного электрического тока.
Разряд между электродами происходит в газовой среде или при заполнении межэлектродного пространства диэлектрической жидкостью (керосин, минеральное масло). При наличии разности потенциалов на электродах происходит ионизация межэлектродного пространства. При определенном значении разности потенциалов – образуется канал проводимости, по которому устремляется электроэнергия в виде импульсного искрового или дугового разряда. На поверхности заготовки температура возрастает до 10000 – 12000°C. Происходит мгновенное оплавление и испарение элементарного объема металла и на обрабатываемой поверхности образуется лунка. Удаленный металл застывает в диэлектрической жидкости в виде гранул диаметром 0,01 – 0,005 мм.
При непрерывном подведении к электродам импульсного тока процесс эрозии продолжается до тех пор, пока не будет удален весь металл, находящийся между электродами на расстоянии, при котором возможен электрический пробой (0,01 – 0,05 мм) при заданном напряжении. Для продолжения процесса необходимо сблизить электроды до указанного расстояния. Электроды сближаются автоматически с помощью следящих систем.
Электроискровую обработку применяют для упрочнения поверхностного слоя металла (рисунок 4.7). На поверхность изделия наносят тонкий слой металла или композиционного материала. Подобные покрытия повышают твердость, износостойкость, жаростойкость и эрозионную стойкость.
При электроискровой обработке – используют импульсные искровые разряды между электродами: обрабатываемая заготовка (анод) – инструмент (катод). Конденсатор заряжается через резистор от источника постоянного тока напряжением 100200 В. Когда напряжение на электродах и достигает пробойного образуется канал, через который осуществляется искровой разряд энергии, накопленной конденсатором. Продолжительность импульса 20200 мкс. Точность обработки до 0,002 мм.
Получают сквозные отверстия любой формы поперечного сечения, глухие отверстия и полости, отверстия с криволинейными осями, вырезают заготовки из листа, выполняют плоское, круглое и внутреннее шлифование. Изготовляют штампы и прессформы, фильеры, режущий инструмент.
1 – электродинструмент; 2 – ванна; 3 – заготовкаэлектрод; 4 – диэлектрическая жидкость; 5 – изолятор
Рисунок 4.7 – Схема электроискрового станка
Для обеспечения непрерывности процесса станки снабжаются следящей системой и системой автоматической подачи инструмента.
Электроимпульсная обработка. При электроимпульсной обработке используют электрические импульсы большой длительности (510 мс), в результате чего происходит дуговой разряд.
Большие мощности импульсов от электронных генераторов обеспечивают высокую производительность обработки.
Электроимпульсную обработку целесообразно применять при предварительной обработке штампов, турбинных лопаток, фасонных отверстий в детали из коррозионностойких и жаропрочных сплавов (рисунок 4.8).
1 – электродвигатель; 2 – импульсный генератор постоянного тока;
3 – инструмент – электрод; 4 – заготовка – электрод; 5 – ванна
Рисунок 4.8 – Схема электроимпульсной обработки
Электроконтактная обработка основана на локальном нагреве заготовки в месте контакта с электродоминструментом и удалении размягченного или расплавленного металла из зоны обработки механическим способом: относительным движением заготовки или инструмента. Источником теплоты служат импульсные дуговые разряды. Этот вид обработки рекомендуется для крупных деталей из углеродистых и легированных сталей, чугуна, цветных сплавов, тугоплавких и специальных сплавов.