2. Технология электроэрозионной обработки

2.1. Технологические показатели электроэрозионной обработки (ээо)

2.1.1. Производительность: в случае ЭЭО это объем или масса металла, снятого в единицу времени. При обработке непрофилированным проволочным электродом (НЭ) под производительностью понимают отношение площади боковой поверхности разреза к времени обработки. В общем случае объемная производительность

, (2.1)

где – коэффициент использования импульсов;

V – объем металла, снимаемый энергией 1 Дж;

А_u – энергия импульса.

, (2.2)

где f – частота импульсов процесса;

f₁ – частота импульсов генератора.

Отдельно рассмотрим определение производительности электроискровой и электроимпульсной обработки.

Для повышения производительности желательно увеличить до 1,0. Однако, величина зависит от частоты f₁. Если частота низкая, то принимают =0,85, если высокая =0,75.

Обозначим

частота

, (2.3)

где q – скважность;

– длительность импульса.

На рис. 2.1 показана форма импульсов генератора типа ШГИ.

Рис. 2.1. Форма импульсов тока генератора типа ШГИ

Из рис. 2.1 скважность

,

следовательно,

. (2.4)

Величина "К" зависит от рабочей среды (вода, керосин, масло), интенсивности прокачки, материалов электродов, вида импульсов. Обычно "К" находят экспериментально.

Частота следования импульсов для генератора RC-схемы

, (2.5)

где R – сопротивление первичного контура генератора;

С – емкость конденсаторов;

U₀ – напряжение холостого хода при разомкнутых электродах;

U_k – напряжение в конце импульса разряда;

U_ПР – напряжение пробоя межэлектродного промежутка.

Оптимизация производительности достигается за счет использования соотношения (для диапазона тока 10 – 100 А отношение =5-8 мА/С).

Энергия импульса ограничена величинами для:

- отделочных операций –  Дж;

- чистовых операций –  Дж;

- черновых операций –  Дж.

Для больших площадей время существования газового пузыря в 5-10 раз больше длительности импульсов. В результате снижается и Q. C ростом площади обработки Q сначала растет, а затем снижается.

Для каждой площади есть мощность импульса А_и, вызывающая наибольший съем. Для определения производительности решают задачу оптимизации, после чего строят пространственные диаграммы для оценки этой величины. При обработке НЭ на производительность влияет толщина заготовки. Чем меньше диаметр проволоки, тем сложнее условия удаления продуктов обработки и ниже производительность. С увеличением толщины заготовки необходимо увеличивать диаметр проволоки.

С увеличением глубины обработки ухудшается массовынос, возрастает расход энергии на вторичное расплавление металла. Для повышения производительности используется прокачка электролита при P=0,01-0,02 МПа, повышение жесткости системы, систематический вывод ЭИ из рабочей зоны, вибрация и вращение инструмента.

Скорость подачи инструмента (при постоянной площади обработки F)

. (2.6)

При известном припуске (z) находят время обработки на станке и штучное время _шт.. Если площадь сечений по глубине изменяется, то определяют скорость по нескольким сечениям.

Состав рабочей среды зависит от А_u и .

Для электроискровой обработки выгодна дистиллированная и техническая вода, керосин; для электроимпульсной обработки – дизельное топливо, масла.

Загрязнение рабочей среды снижает производительность. Предельное загрязнение при чистовой обработке – 2-3%, черновой – 4-5%. После использования рабочую жидкость утилизируют, а в станок или ванну заливают свежую.

Обрабатываемость оценивается коэффициентом к₀, который представляет отношение массы металла, снятого с рассматриваемого материала (Q_мат), к тому же показателю для стали 45 (Q_ст45).

.

При электроискровой обработке к₀ для вольфрама – 0,7; алюминиевых сплавов – 1,5; стали – 1,0.

Для повышения производительности электроискровой обработки применяется многоинструментальная обработка:

• от одного источника (многоэлектродная);

• от индивидуальных источников (многоконтурная).

В последнем случае производительность оценивают по формуле

, (2.7)

где n – число контуров;

К₁ – коэффициент влияния числа контуров на производительность.

При n=6, К₁=0,65;

n=20, К₁=0,5.

Рекомендуемое число контуров до 9–10, количество электродов до (1–3) (10²).

Эффективным способом повышения производительности при обработке непрофилированным проволочным электродом служит использование многослойной проволоки. Примером является латунная проволока покрытая цинком с толщиной 6–30 мкм. При этом за счет эффекта локального нагрева в зоне обработки удается повысить скорость разрезки материалов до 6 мм/мин.

Процесс электроконтактной обработки (ЭКО) в воздушной среде протекает при сильном разогреве электрода-инструмента, что вызывает его интенсивный износ.

Производительность ЭКО оценивается по зависимости

,

где К₂ – коэффициент учитывающий вид материала электродов и режим обработки.

Скорость ЭКО 2–3 мм/с, что в 5–10 раз выше, чем при механической обработке.

Производительность процесса покрытия и восстановления деталей ЭЭО. оценивается с учетом толщины наносимого слоя. Для изменения свойств поверхностного слоя используют покрытия, толщина которых 80–120 мкм. Скорость нанесения серебра (например, на электрические контакты) 1,5–20 мм²/с, твердого сплава (при упрочнении) – 2–8 мм²/с.

Наибольшая толщина покрытия, наносимого при восстановлении деталей достигает 1,5 мм. При этом шероховатость полученной поверхности около R_z=200 мкм. Время восстановления 1 см² детали составляет около 60 сек.