Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный

технический университет

Автоматическое изготовление электродом–проволокой деталей на электроискровом станке сэр

Методические указания к лабораторной работе

по курсам «Электротехнологические установки и системы»,

для студентов специальностей 180500 и 100400

Электронное издание локального распространения

Одобрено

редакционно-издательским

советом Саратовского

государственного

технического университета

Саратов – 2006

Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком.

Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.

Составитель: асс. Лаврентьев Владимир Александрович

Рецензент д.т.н., проф. Архангельский Ю.С.

410054, Саратов, ул. Политехническая, 77

Научно-техническая библиотека СГТУ

Тел. 52–63–81, 52–56–01

htpp : // lib.sstu.ru

Регистрационный номер……

© Саратовский государственный

технический университет, 2006

Цель работы: изучение работы электроискрового станка СЭР с числовым программным управлением, осуществляемого устройством 2М43-04.

Основные понятия

Существует большое разнообразие способов обработки токопроводящих металлов, в основе которых лежит физическое явление электрической эрозии. «Электрическая эрозия» – это местное разрушение, изъязвление поверхности металла, вызванного электрическими явлениями в контакте металл–металл или металл–плазма. Первый случай характерен для работы электрических контактов в коммутирующих ток устройствах, второй лежит в основе процесса электроэрозионной обработки (ЭО).

ЭО материалов – это разновидность размерной обработки, осуществляемой с помощью импульсных электрических разрядов в жидкой диэлектрической среде. Для осуществления её используются разряды с энергией от 10 до десятков джоулей, напряжением от 10 – 20 до 300 – 400В, длительность от долей секунд до миллисекунд, частотой от 50Гц до сотен килогерц. Точность электроэрозионной обработкивесьма высока – достигает нескольких микрометров при температурной стабилизации процесса. ЭО развивается в двух направлениях: вырезание проволочным электродом-инструментом, с помощью профилирования (прошивание профильным электродом).

ЭО определяется сложным комплексом физических явлений, протекающих в межэлектродном промежутке малых размеров (от нескольких микрометров до десятых долей миллиметра) и на поверхности электрода­–инструмента и заготовки. Комплекс явлений можно разделить на две группы:

1. Явления, протекающие в течение импульсного разряда, такие, как развитие облака разрядной плазмы, выделение энергии на электродах, приводящее к эрозии поверхности металла, перенос материала одного электрода на другой, деионизация среды и т.д.

2. Гидродинамические явления в межэлектродном промежутке, характеризующиеся значительно большей длительностью протекания: эволюция газовых пузырей, возникающих при разрядах, и выход продуктов обработки через межэлектродный зазор. Они обуславливают такую важную закономерность, как зависимость скорости съёма металла от площади обработки, влияют на точностные характеристики процесса, шероховатость поверхностей и т.д.

Высокая плотность энергии в материале вызывают изменение его агрегатного состояния – плавление и испарение, т.е . выброс в межэлектродное пространство. Для усиления эрозионного разрушения повышают концентрацию энергии в разрядах, используя различные приёмы (например, жидкую диэлектрическую среду) или параметры импульсного разряда выбирают с учётом физических свойств материала электродов. Для эффективной ЭО важна полярность электрической эрозии электродов. Под полярностью подразумевается более интенсивное разрушение одного из электродов – катода или анода, обусловленное принципиальным различием приэлектродных процессов у их поверхности. Соответствующим подбором пар различных материалов для электродов можно значительно усилить полярный эффект эрозионного процесса. Желательный предел – отсутствие эрозионного поражения одного из электродов и максимальное разрушение другого.

К числу основных физических процессов, возникающих при ЭО относятся следующие:

• энергетические в канале разряда и на поверхности электродов;

• тепловые на электродах;

• гидродинамические в межэлектродном промежутке;

• термомеханические на электродах.

Эти взаимосвязанные и взаимообусловленные процессы определяют факторы технологической группы.

Для эффективности данного процесса ЭО требуется выполнение двух условий:

• эрозионный процесс должен обладать достаточной интенсивностью и, как указано выше, значительным различием величин эрозии катода и анода при разряде в рабочей жидкости;

• импульсные разряды должны возникать в жидком слое, несмотря на наличие перекрывающих межэлектродных промежутков газовых пузырей (газовые пузырьки перекрывают рабочую поверхность и в место обработки происходит нарушение процесса съёма металла).

Первое условие может быть выполнено выбором материала электрода–инструмента и соответствующих параметров импульсного разряда. Второе условие может быть обеспечено применением рабочей жидкости с соответствующими соотношениями пробивных характеристик жидкой парообразной фазы.

Таким образом, от характера развития эрозионного процесса и состояния в межэлектродном зазоре зависит эффективность ЭО, скорость съёма металла, износ электродов, качество получаемой поверхности. При разработке конкртных технологических процессов все эти изменения должны учитываться.

Процесс ЭО, реализуемый при межэлектродном зазоре, составляющим десятые – сотые доли мм, весьма чувствителен к изменениям,Ю происходящим в результате появления продуктов эрозии, нагрева электродов и т.п. Для стабилизации процесса и сохранения приемлемого уровня скорости съёма металла используют:

• релаксацию электрода;

• прокачка рабочей жидкости (промывка рабочей зоны) для обеспечения продуктов эрозии рабочей жидкости, снижение уровня температуры на рабочей поверхности;

• сообщение одному из электродов вращательного, вибрационного или орбитального движения.

Скорость съёма металла определяется энергией импульсных разрядов и частотой их следования U = F(W)f, здесь U – функция энергии единичных импульсных разрядов W и частоты их следования f.

Величина межэлектродного зазора l (длина пробивного промежутка) является функцией приложенного к электродам напряжения и времени l = F[U(t)].

Электроды изготавливаются из материалов: медь, латунь, молибден, сталь. В качестве рабочей жидкости применяются: вода, керосин, трансформаторное масло.

Область применения ЭО: инструментальное производство, изготовление формовочных штампов, пресс–форм, деталей сложной конфигурации для различных областей промышленности, электроэрозионная проработка зубчатых колёс, электроискровое шлифование мукомольных валов и т.д.

Благодаря уникальным возможностям электроэрозионный способ обработки раскрыл новые перспективные пути формообразования деталей и получения поверхностей с особыми свойствами, что обусловило целесообразность развития развития его в направлении повышения эффективности использования, в расширении областей применения. Эффективное использование процесса ЭО при решении той или иной технологической задачи требует разработки ряда приёмов и определённой последовательности операций, т.е. необходимой технологической схемы. В её основу закладывается общетехнологический принцип последовательной обработки на гамме режимов, обеспечивающих получение заданных точностных характеристик и требуемой шероховатости поверхности. При этом станочное время обработки детали выступает в качестве важнейшего фактора эффективности обработки детали процессом ЭО.