С тех пор, как человек стал сознательно обрабатывать камень, ему постоянно требуется инструмент. Веками проходило его усовершенствование. В результате у металлообработчиков сформировались такие требования к инструменту: резец должен быть более твердым и прочным, чем обрабатываемая заготовка, а режущая кромка - острой. Совершенствование металлорежущего инструмента, изготовление резцов из углеродистых, затем быстрорежущих сталей, а в последние десятилетия из металлокерамических твердых сплавов привело к значительному прогрессу в металлообработке. Позиции резца, казалось, были непоколебимы. Но развитие авиационной, космической, атомной техники, совершенствование изделий электронной, приборостроительной и других отраслей промышленности поставило перед металлообработчиками новые сложные задачй. С каждым годом все острее вставала необходимость разработки новых тяжелонагруженных машин, узлов, деталей без значительного увеличения их габаритов и веса. С каждым годом предъявляются все более жесткие требования к прочности, твердости, жаростойкости и прочим свойствам материалов, из которых изготовляются детали новых современных машин и аппаратов. Металлурги создали соответствующие материалы. И, как это ни парадоксально, подобные новые замечательные стали и сплавы, способные обеспечить нормальную работу машин при огромных механических нагрузках и тепловых воздействиях, с трудом получают путевку в жизнь. И происходит это только потому, что «всесильный» резец не способен резать эти сплавы, так как прочность материала для изготовления деталей машин в ряде случаев превышает прочность инструментального материала. Именно по этому все более востребована электроискровая обработка материалов в современной промышленности.читать далее ... (развернуть/свернуть полный текст)
С другой стороны, разработка новых электровакуумных приборов привела к необходимости изготовления чрезвычайно малогабаритных ажурных нежестких деталей с квадратными и другими формами отверстий размерами в пределах нескольких десятков микрон. Ограниченные же возможности механического резания, неспособность «всесильного» резца обеспечить изготовление таких деталей сдерживали широкое использование оригинальных перспективных приборов.
Аналогичные примеры можно было бы продолжить и дальше, но и из приведенных ясно, что некогда непоколебимые позиции механического резания, «всесильного» резца основательно пошатнулись. И не случайно, что в настоящее время равнение только на возможности резания определяется как отставание в развитии промышленности.
В 1768 г. английский ученый Пристли впервые описал явление электрической эрозии металла. И с тех пор во многих странах со все возрастающим размахом ведется борьба с этим вредным явлением, разрушающим контакты коммутационных устройств. В последние десятилетия в связи с развитием автоматики и телемеханики эти работы приняли особенно широкий размах: подбираются эрозионно-стойкие материалы, разрабатываются дугогасящие схемы, определяются наивыгоднейшие условия работы эродируемых поверхностей. И все это - с целью ликвидировать вредное влияние электрической эрозии.
Исследуя природу электрической эрозии, лауреат Государственной премии академик Б. Р. Лазаренко установил ряд закономерностей. Основные из них таковы: все токопроводящие материалы независимо от их физико-химических свойств подвержены электрической эрозии; величина и знак эрозии зависят от характера разряда, т. е., подбирая параметры (индуктивность, емкость, сопротивление) электрической схемы, можно получить преобладающее разрушение анода или катода.
Был найден еще один путь борьбы с электрической эрозией. Но попробуем подойти к этому явлению с другой стороны.
Исследуя влияние параметров электрической схемы на величину эрозии, супруги Лазаренко обратили внимание на странное явление. При обычной работе контакты коммутационных устройств, подверженных эрозии, сильно нагреваются, а их рабочие поверхности в значительной степени окисляются. При определенном же соотношении тока и емкости изучаемой ими схемы разряд между электродами переходит из дуговой в искровую форму; в этом случае нагрев электродов отсутствует, а их поверхности не окисляются. При этом перенос металла с анода на катод увеличивается. Изучение поверхностного слоя такого анода показало, что его сцепляемость с обрабатываемой заготовкой высокая, а твердость значительно превышает исходную.
Это явление, открытое в 1941 г. при работе в воздухе, Б. Р. и Н. И. Лазаренко назвали электроэрозионным упрочнением металлических поверхностей. Новый способ обработки в настоящее время нашел применение для повышения твердости, износостойкости, коррозионной стойкости различных деталей машин и инструментов и для других целей (1-3 и др.)
Дальнейшее изучение природы электрической эрозии металлов при работе контактов в жидкой среде выявило, что через некоторое время работы контактов наблюдается потемнение жидкости. Исследуя продукты эрозии в жидкой среде, супруги Лазаренко установили, что потемнение жидкости - это следствие загрязнения ее как продуктами разложения среды, так и шарообразными частицами размером до нескольких десятков микрон, образованными из тех же материалов, из которых изготовлены электроды. В результате детального изучения этого явления было предложено использовать разрушающее действие электрической эрозии для получения порошков.
Разрушение контактов под действием электрической эрозии в жидкой среде идет более интенсивно. При этом, так же как и в газовой среде, изменяя параметры схемы, можно дуговой разряд с преобладающим разрушением и оплавлением катода перевести в искровую форму. При искровом разряде преобладает разрушение анода и полностью отсутствует оплавление обрабатываемой поверхности. Это еще в большей степени натолкнуло супругов Лазаренко на мысль не бороться против электрической эрозии металлов, а найти пути и средства усилить ее разрушающее действие.
Первые попытки получить фасонное отверстие показали, что форма катода четко копируется в аноде. Причем интенсивность процесса разрушения анода и качество воспроизведения формы катода могут регулироваться в широких пределах. Тем самым Б. Р. и Н. И. Лазаренко было сделано открытие мирового значения. Десятки стран признали приоритет Советского Союза в открытии нового способа обработки, названного авторами электроэрозионный.
Дальнейшее изучение электроэрозионного способа обработки позволило установить его характерные особенности, основные из которых следующие .
1. Искровой электрический разряд является нестационарным физическим процессом длительностью 10-3 секунд и меньше.
2. Плотность тока в искровом канале достигает 105- 108 а/мм2.
3. Давления, развивающиеся в искровом канале, могут достигать очень больших величин.
4. Амплитудные значения тока и мощности, которые могут быть достигнуты при искровом электрическом разряде, невозможно получить никакими другими способами.
5. По степени концентраций взрыва искровой импульс во много раз превосходит наиболее мощные взрывчатые вещества.
6. Температура искрового канала не может быть получена никакими другими управляемыми процессами.
7. Место приложения импульса всегда строго локализовано на обоих электродах.
Коротко о сути процесса электроискровой обработки - при сближении электродов наступает такой момент, когда под действием напряжения источника питания между ними создается канал сквозной проводимости, по которому от катода к аноду устремляется лавинообразный поток электронов. Благодаря малому размеру диаметра канала (от нескольких микрон до десятых долей миллиметра) и скоротечности процесса (длительность импульса менее 10-3 сек.) величина и плотность выделяемой энергии огромны. Резкое торможение потока электронов твердой металлической поверхностью анода вызывает нагрев определенной части металла до весьма высоких температур, В результате этого часть металла из обрабатываемой заготовки удаляется в испаренном состоянии, часть - в расплавленном, а некоторый слой металла остается при температуре, находящейся между температурой плавления и исходной температурой заготовки,
После прохождения серии таких искровых разрядов электрод-инструмент постепенно внедряется в обрабатываемую заготовку, копируя в ней свою форму и осуществляя тем самым процесс размерной электроэрозионной обработки металлов.
Для обеспечения требований, предъявляемых к точности размеров и качеству обработанной поверхности детали, изготовляемой электроэрозионным способом, необходимо соблюдать определенные условия, вытекающие из существа процесса обработки, и учитывать важные его особенности.
Основные из них следующие.
1. Для проведения размерной обработки металлов электроэрозионным способом пригодны электрические импульсы длительностью не более 0,001 сек.
2. Размерная обработка производится в жидкой среде.
3. Электроэрозионным способом можно обрабатывать токопроводящие материалы любой твердости, вязкости, хрупкости и химической активности, т. е., другими словами, можно обрабатывать материалы с любыми физико-химическими свойствами.
4. При обработке изделия не требуется применять инструмент из более твердого материала, чем обрабатываемая заготовка.
5. При электроэрозионном способе обработки электрод-инструмент изготовляется из латуни, меди, чугуна, коксографитовой, меднографитовой, вольфрамо-медной композиции и других материалов.
6. При электроэрозионной обработке всегда изменяются исходные физико-химические свойства обрабатываемой поверхности.
7. После каждого импульса на обрабатываемой заготовке образуется чечевицеобразная лунка. Сочетание этих лунок образует новую поверхность, не имеющую направленной шероховатости, качество которой не зависит от направления ее рассмотрения.
8. Производительность процесса и качество обработанной поверхности определяется энергией единичного импульса, частотой следования импульсов, составом материала электродов, составом и состоянием среды в межэлектродном промежутке:
а) чем больше энергия и длительность импульса, тем глубже лунка, тем выше производительность, но ниже класс чистоты обработанной поверхности;
б) чем больше длительность импульса, тем больше зона термического влияния, а также внутренние напряжения в поверхностном слое, которые могут привести к образованию сетки микротрещин;
в) параметры импульса (длительность, энергия) могут регулироваться в широких пределах, что позволяет получить любой наперед заданный класс чистоты обработанной поверхности;
г) повышая частоту следования импульсов при малых значениях энергии и длительности импульса, можно получать высокую производительность при высоком качестве обработанной поверхности.
9. Электроэрозионная обработка производится, как правило, без непосредственного соприкосновения электрода-инструмента с обрабатываемой заготовкой.
10. Электроэрозионный способ обработки позволяет изготовлять детали практически любых размеров, обеспечивая удаление любого по величине объема металла с обрабатываемой заготовки.
В настоящее время электроэрозионным способом с применением методов прямого и обратного копирования геометрических форм электрода-инструмента в обрабатываемой заготовке, вырезания непрерывно движущимся электродом-проволокой, плоского, круглого наружного и внутреннего шлифования, чистового и заготовительного разрезания представляется возможным изготовить деталь любой сложности с соблюдением всех требований к точности ее размеров и качеству обрабатываемых поверхностей.
Добавить свое объявление
Электроэрозионный проволочно-вырезной станок DK 7725
Получите передовые металлообрабатывающие станки по лучшим ценам ...
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ