Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Обработка металлов -> Электро-эрозионная обработка -> Основные сведения об электроэрозионной обработке -> Основные сведения об электроэрозионной обработке

Основные сведения об электроэрозионной обработке

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6  7  8  9 

Сущность электроэрозионной обработки

Частичное или полное разрушение поверхности под влиянием внешнего воздействия называется эрозией. Под электрической эрозией токопроводящих материалов понимается разрушение поверхности материала под воздействием импульсов электрического тока.

Процесс электроэрозионной обработки (ЭЭО) представляет собой разрушение металла или иного токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между двумя электродами, один из которых является обрабатываемой деталью, а другой - электродом-инструментом (ЭИ). Под воздействием высоких температур в зоне разряда происходит нагрев, расплавление и частичное испарение металла.

Для получения высокой температуры в ограниченной области малого объема необходима большая концентрация энергии. Достижение этой цели осуществляется использованием импульсного напряжения, а ЭЭО осуществляется в жидкой среде, которая заполняет зазор между электродами, называемый межэлектродным промежутком (МЭП), или межэлектродным зазором.

Ввиду того, что любая гладкая поверхность имеет свой макро- или микрорельеф, между двумя электродами всегда найдутся две точки, расстояние между которыми будет меньше, чем между другими точками поверхностей электродов. При подключении к электродам источника напряжения (в данном случае импульсного) между электродами начинает протекать ток и возникает электрическое поле, напряженность которого между близлежащими точками электродов будет достигать наибольшего значения. Под воздействием электрического поля в зоне наибольшего напряжения происходит ионизация рабочей среды с образованием канала повышенной проводимости, т. е. нарушается электрическая прочность рабочей среды. И между этими двумя близлежащими точками происходит пробой МЭП. Между точками, в которых произошел пробой рабочей среды, образовывается канал с высокой электрической проводимостью.

Сечение канала разряда мало, а его расширению препятствует магнитное поле, которое сжимает канал. Ту же роль выполняет и рабочая среда, окружающая канал разряда. Длина канала разряда и его диаметр очень малы и поэтому плотность энергии в нем достигает больших величин, а температура в этом локальном объеме - десятквв тысяч градусов. В точках, в которых разрядный канал опирается на электроды, происходит оплавление и испарение материала с поверхности электродов. Рабочая среда, окружающая канал разряда, под воздействием высоких температур разлагается и испаряется. Все эти процессы происходят в очень малые отрезки времени и с выделением больших энергий, поэтому они носят динамичный взрывной характер.

 

Под действием сил, развивающихся в канале разряда, жидкий и парообразный материал выбрасывается из зоны разряда в рабочую среду, окружающую его, и застывает в ней с образованием отдельных частиц. В месте действия импульса тока на поверхности электродов появляются лунки, образовавшиеся вследствие удаления импульсным разрядом какого-то количества материала. Таким образом осуществляется электрическая эрозия токопроводящего материала, показанная на примере действия одного импульса, с образованием одной эрозионной лунки. После прекращения действия импульсного разряда напряжение на электродах падает. Начинается процесс деионизации рабочей среды, т. е. нейтрализация заряженных частиц, и электрическая прочность рабочей среды восстанавливается. Межэлектродный промежуток подготовляется для нового прохождения очередного разряда. Если на электроды от генератора периодически поступает импульсное электрическое напряжение, то процесс будет повторяться. При этом каждый новый импульсный разряд будет происходить в том месте, где расстояние между электродами минимально.

Если пауза между импульсными разрядами достаточна для деионизации рабочей среды, т. е. для восстановления ее электрической прочности, то процесс будет повторяться с образованием новых эрозионных лунок на поверхности электродов; этим и обусловливается электроэрозионный съем материала, т. е. ЭЭО. Описанный процесс представлен на рис. 1. Импульсное напряжение генератора 1 прикладывается к электродам 2 и 3. При достижении напряжения определенной величины происходит электрический пробой рабочей среды, находящейся в межэлектродном пространстве, с образованием канала разряда 6. Благодаря высокой концентрации тепловой энергии металл в точке разряда 5 плавится и испаряется, рабочая среда испаряется и окружает канал разряда газообразными продуктами распада 7 (газовым пузырем). В результате развивающихся в канале разряда и газовом пузыре значительных динамических сил, капли расплавленного металла 4 выбрасываются за пределы зоны разряда в рабочую среду, окружающую электроды, и застывают в ней, образуя каплеобразные частицы. В дальнейшем эти частицы выносятся течением рабочей среды из МЭП.

Количество тепловой энергии, выделяющейся на каждом из электродов при импульсном электрическом разряде, неодинаково; также различно и количество снимаемого материала с поверхности каждого из электродов. Масса расплавленного и удаленного материала с электрода зависит от ряда факторов; к ним относятся: теплофизические свойства материалов, из которых изготовлены электроды (температура кипения, плавления, теплопроводность и теплостойкость); параметры рабочего импульса; полярность подключенных электродов. Можно подобрать такое соотношение теплофизических свойств материала электродов и параметров импульса, при которых электрическая эрозия одного из электродов будет преобладать. Эрозия ЭИ нежелательна, так как под ее воздействием в процессе работы изменяются его геометрические размеры, что, в свою очередь, оказывает существенное влияние на точность ЭЭО. Поэтому стремятся создать условия, при которых эрозия ЭИ была бы значительно меньше, чем эрозия обрабатываемой заготовки. Решают эту задачу различными способами. Использованием импульсов, у которых ток не изменяет своего направления в течение всей длительности импульса. Такие импульсы называются униполярными.

Использование униполярных импульсов позволяет осуществить процесс избирательной электрической эрозии одного из электродов.

Если при этом оба электрода изготовлены из одного и того же материала, то при малой продолжительности импульсов преобладает эрозия электрода, имеющего положительную полярность (анода), а при импульсах большой длительности преобладает эрозия электрода, имеющего отрицательную полярность (катода). Деление импульсов на импульсы малой и большой длительности условное. Оно принято в ЭЭО и не имеет четких границ. Превышение эрозии одного электрода над другим принято называть в ЭЭО полярным эффектом.

При наличии изменений полярности за время прохождения импульсов полярный эффект также изменяется и может исчезнуть вовсе (в случае использования знакопеременных импульсов с одинаковой амплитудой частей импульса, имеющих разные полярности). Такое явление наблюдается, например, при работе на переменном токе. Полярный эффект может сохраниться при знакопеременных импульсах, когда электроды изготовлены из различных материалов, имеющих различные тепло-физические свойства. Полярный эффект достигает наибольшего значения при использовании униполярных импульсов значительной длительности и небольшой энергии. В ЭЭО принято, что если обрабатываемая деталь подключена к положительному полюсу генератора, а ЭИ - к отрицательному, то такое включение электродов называется включением на прямую полярность. Если ЭИ подключен к положительному полюсу генератора, а обрабатываемая деталь - к отрицательному, то такое включение электродов называется включением на обратную полярность.

Электрическая эрозия будет менее интенсивной у материалов, обладающих высокими температурами плавления, и наоборот. Интенсивность электрической эрозии обрабатываемого материала (детали) - одна из важнейших составляющих производительности процесса ЭЭО. Так, обрабатываемость алюминия выше, чем у стали, так как температура его плавления значительно ниже. Исключение составляет твердый сплав, который имеет эрозионную стойкость ниже, чем у стали, и обладает более высокой температурой плавления.

Материалы, из которых должны изготовляться ЭИ, должны иметь высокую эрозионную стойкость. Таким образом, подбирая материал для ЭИ с более высокими теплофизическими свойствами (что соответствует и более высокой эрозионной стойкости), можно значительно уменьшить его износ в процессе работы. Наилучшие показатели в отношении эрозионной стойкости ЭИ и обеспечения стабильности протекания электроэрозионного процесса имеют: медь, латунь, вольфрам, алюминий и углеграфитовые материалы. Они пригодны для изготовления ЭИ при обработке всей группы материалов, обрабатываемых электроэрозионным методом. ЭИ из меди применяются реже из-за высокой их стоимости и дефицитности меди, а чаще применяют ЭИ из углеграфита.

Применяются ЭИ различной конфигурации. Копировально-прошивочные операции выполняются профилированными ЭИ. Такие ЭИ имеют трехмерную поверхность, являющуюся зеркальным отображением обрабатываемой детали или ее элементов, т. е. форма и размеры ЭИ определяются формой и размерами обрабатываемой детали или ее элементов.

Контурная вырезка осуществляется непрофилированными ЭИ. В качестве непрофилированного ЭИ используется калиброванная проволока, изготовляемая из латуни, вольфрама и других сплавов. В этом случае форма и размеры ЭИ могут быть не связаны с формой и размерами обрабатываемой детали или ее элементов и отображать их лишь частично.

Электроэрозионным способом могут выполняться различные технологические операции профилированным и непрофилированным ЭИ.

Наибольшее распространение получили следующие схемы формообразования, показанные на рис. 2.

 

1. Копирование формы ЭИ 2, т. е. получение полости или выпуклости на обрабатываемом изделии 1, являющейся зеркальным отображением ЭИ (рис. 2, а, б).

2. Изготовление детали посредством взаимного перемещения профилированного ЭИ 2 и заготовки детали 1. В этом случае деталь приобретает форму, отличную от формы ЭИ (рис. 2, а).

3. Изготовление детали перемещением непрофилированного ЭИ 2 относительно заготовки 1. При этой схеме осуществляются операции разрезания заготовок и сложнопрофильная вырезка (рис. 2, г).

 

Схема формообразования способом копирования формы ЭИ получила наибольшее распространение и охватывает большинство операций, выполняемых электроэрозионным методом.

По схеме формообразования прямым копированием (рис. 2, а) ЭИ получает движение подачи в направлении к обрабатываемой детали, указанном стрелкой А. Движение подачи необходимо для компенсации увеличения межэлектродного зазора между деталью и ЭИ. В процессе электрической эрозии происходит удаление металла с поверхности обрабатываемой детали и расстояние между деталью и ЭИ монотонно увеличивается. Увеличение МЭП приводит к тому, что приложенного к электродам напряжения оказывается недостаточно, чтобы наступил пробой МЭП с образованием импульсного разряда. Для улучшения стабильности электроэрозионного процесса ЭИ может сообщаться колебательное движение в направлении стрелки Б. Колебательное движение ЭИ улучшает вынос продуктов эрозии из зоны обработки. Стрелкой В обозначено круговое (орбитальное) движение, которое перпендикулярно движению подачи ЭИ. При таком (орбитальном) перемещении ЭИ 2 все его точки движутся по одинаковым орбитам (рис. 3), что обеспечивает эквидистанционное копирование деталью 1 рабочей части ЭИ. Эквидистанта данной кривой есть геометрическое место концов равных отрезков, отложенных в определенном направлении на нормаль к этой кривой (например, эквидистанта окружности есть окружность). Орбитальное движение приводит к увеличению средней величины бокового зазора между ЭИ и деталью, благодаря чему улучшаются условия удаления продуктов эрозии из МЭИ. При обработке глубоких полостей по мере углубления ЭИ радиус траектории движения его увеличивают с одновременным переходом на чистовые режимы обработки. Такое сочетание орбитального движения ЭИ и режима обработки позволяет повысить точность обработки и снизить шероховатость обрабатываемой поверхности.

К недостаткам ЭЭО с орбитальным движением можно отнести уменьшение площади одновременно обрабатываемой поверхности. Это вызвано постоянно изменяющимися во времени межэлектродным зазором, т. е. уменьшением или увеличением его во времени на одном и том же участке межэлектродного пространства.

Уменьшение площади одновременно обрабатываемой поверхности приводит к снижению производительности процесса ЭЭО. Она определяется объемом материала, снятого с обрабатываемого изделия в единицу времени. Производительность ЭЭО зависит от мощности, подаваемой в МЭП, сочетания пары материалов электродов и обрабатываемости материалов (интенсивности их эрозионного разрушения).

Материал ЭИ, используемый при ЭЭО, также влияет на производительность процесса, так как для каждого материала существует предельная мощность, которая может быть использована. Наибольшая предельная мощность достигается при ЭЭО медными ЭИ, меньшая - алюминиевыми и еще меньшая - графитовыми материалами.

 

Однако в реальных условиях ЭЭО на производительность обработки будут оказывать влияние и другие факторы. К этим факторам относятся свойство рабочей среды, влияние глубины внедрения ЭИ в обрабатываемую деталь, форма обрабатываемой поверхности, площади обрабатываемой поверхности и др.

В процессе работы рабочая среда изменяет свои свойства, т. е. загрязняется продуктами разложения и эрозии, а вязкость ее увеличивается. Производительность ЭЭО в значительной степени зависит от вязкости рабочей среды (особенно при работе с импульсами большой энергии). Увеличение вязкости ухудшает условия выноса продуктов эрозии из зоны обработки. При сложных формах поверхности обрабатываемой детали условия удаления продуктов эрозии ухудшаются. Явление ухудшения эрозии проявляется при увеличении глубины внедрения ЭИ в изделие. Для поддержания необходимой производительности применяют различные приемы, обеспечивающие ускорение удаления из зоны обработки продуктов эрозии: прокачку и отсос рабочей среды через МЭП, вибрацию ЭИ и, если это возможно,- вращение ЭИ или детали.

 

Производительность ЭЭО можно повысить, используя многоконтурные схемы обработки, когда одно изделие обрабатывается несколькими ЭИ, изолированными друг от друга (по секциям). Каждая секция подключена к генератору импульсов автономно. При такой схеме ЭЭО может происходить несколько электрических разрядов одновременно. Использование многоконтурной схемы обработки повышает производительность, но не пропорционально количеству контуров, так как эти контуры работают от одного регулятора подачи и при нарушении электроэрозионного процесса в одном из контуров прекращается процесс во всех контурах.

Многоконтурную обработку следует применять, если площадь обрабатываемой поверхности превышает 40-50 тыс. мм2.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6  7  8  9 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2012.11.30   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

01:21 Лист сталь 10Х23Н18 (AISI 310S)

01:20 Лист сталь 08Х17Н13М2Т (AISI 316)

01:18 Лист сталь 08Х17Т

01:17 Лист сталь 12Х13

00:43 Лист сталь 15Х5М

23:55 Лист сталь AISI 310S

23:47 Лист сталь 20Х13Н18

23:46 Лист сталь AISI 316Ti

23:37 Лист 40Х стальной горячекатаный

21:18 Уголь, кокс литейный, коксовая мелочь, графит дробленный

НОВОСТИ

11 Декабря 2017 17:06
Инновационное строительное оборудование

8 Декабря 2017 11:54
Самодельные прицепы-самосвалы для легковых автомобилей (22 фото, 1 видео)

11 Декабря 2017 17:46
Колумбийский экспорт ферроникеля за 10 месяцев упал на 17,5%

11 Декабря 2017 16:42
”ВСМПО-Ависме” снизят налог на прибыль

11 Декабря 2017 15:27
Китайский экспорт стали за 11 месяцев упал на 30,7%

11 Декабря 2017 14:22
Погрузка на ”ВСЖД” за 11 месяцев выросла на 2,6%

11 Декабря 2017 13:30
Бразильский экспорт марганцевой руды в ноябре упал на 19%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Строительная экспертиза - основные направления

Бизнес с использованием франшизы

Бытовки – особенности и назначение

Хроматографы и комплектующие к ним

Автоматическое оборудование пожаротушения

Компания «МеталлСтрой» выводит сервис на новый уровень

Особенности и классификация некоторых типов металлолома

Утепление окон к зиме

Почему компании выбирают грузовые авиаперевозки

Приборы для контроля качества изделий металлообработки

Мягкие кушетки и диваны в интерьере дома

Арматура - происхождение и применение

Особенности и классификация стальных труб

Некоторые аспекты выбора квартир

Системы очистки воды в бассейнах

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "Русский металл" предлагает изготовление металлоконструкций.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.