2.4. Оборудование для ээо

Оборудование для ЭЭО выпускается серийно, однако в ряде случаев выполняется по индивидуальным заказам. Его проектирование содержит выбор структурной схемы, включающей:

• механическую часть;

• генератор;

• электрошкаф;

• ванну с устройствами для очистки среды.

Генераторы могут быть выбраны из числа серийных:

• релаксационные (RC – схема);

• RLC, CL, LC, CC – схемы;

• широкодиапазонные (ШГИ – схема).

При создании нового генератора необходимо рассчитать его параметры.

2.5. Типовые технологические процессы электроэрозионной обработки профильным эи [131]

2.5.1. Удаление обломков осевого инструмента

Исходные данные: - габариты и масса детали;

- наличие оборудования.

Для выполнения операции используют прошивочные станки RC-схемы или выносные головки с местными ваннами.

В качестве инструмента, применяют стержни и трубки из меди, латуни, алюминия, диаметр которых выбирают конструктивно. Их не покрывают диэлектриком, для них не нужны кондукторы, приспособления. Для удаления обломков сверл диаметр ЭИ берут от 1/4 до 3/4 диаметра сверла.

Режимы обработки не рассчитывают, а берут их значения из условия получения наибольшей скорости съема материала.

Если удаляют обломки болта, шпильки, метчика, то прошивают квадратное или 6-угольное отверстие под ключ. При этом следует учесть появление при ЭЭО конуса (2-5⁰) на боковой поверхности углубления.

2.5.2. Прошивание отверстий профильным эи

Отверстия могут быть различного сечения и профиля, сквозные и глухие. Для отверстий малой (до 5 диаметров) глубины используют ЭИ в виде стержней, трубок из меди, латуни и других токопроводящих сплавов с диэлектрическим покрытием боковой поверхности.

Расчет диаметра (сечения) таких отверстий выполняют с учетом боковых межэлектродных зазоров. Точность рабочего профиля должна быть на 1-2 квалитета выше, чем у отверстия.

Обработку выполняют с применением кондукторных втулок (чаще из капролона).

Последовательность обработки отверстий включает установку:

- приспособления на станок;

- ЭИ и контроль его положения;

- режимов обработки (или контроль их установки).

Далее выполняют:

- обработку отверстия;

- контроль точности и шероховатости отверстия.

Глубокие отверстия могут быть предварительно вскрыты, например сверлением круглого отверстия, с последующей прошивкой иного сечения.

Для прошивки круглых отверстий желательно вращение ЭИ, прокачка рабочей среды или периодический вывод ЭИ из отверстия, наличие кондуктора, продольная вибрация ЭИ.

Материалом ЭИ может быть медь, латунь, вольфрам (как правило с покрытием медью) в виде проволоки.

Требования к точности аналогичны ранее указанным для мелких отверстий. Шероховатость рабочей части ЭИ R_a =0,16-0,32 мкм.

При диаметрах отверстий в ЭИ более 0,5 мм в центре отверстия образуется керн, который, особенно в конце обработки, нарушает стабильность процесса. Для устранения этого явления внутреннюю поверхность трубки изолируют, например, лаком.

2.5.3. Проектирование технологического процесса электроискровой обработки непрофилированным проволочным электродом (нэ) [106]

Процесс проектируют в следующей последовательности:

1. Обосновывают целесообразность применения НЭ. Из сводных данных оценивают возможности процесса по достижению заданного качества поверхности и производительности. Критериями служат тираж выпуска и возможность получения окончательного профиля. Если это недостижимо, то назначают последующую операцию.

2. Выбирают оптимальную шероховатость (R_a), которая составляет для твердых сплавов 0,32-0,63 мкм, для сталей – 1,5-3,0 мкм.

3. Выбирают напряжение в пределах для:

• сталей 80-120 В (предварительная обработка), 80-90 В (чистовая);

• твердых сплавов 80-100 В.

4. Рассчитывают емкость (С) конденсаторов (МкФ) через R_z и напряжение (U)

,

где k_R – для твердых сплавов 0,20-0,26, для сталей 0,35-0,417.

5. Находят силу тока короткого замыкания, которую рассчитывают по эмпирическим зависимостям: для твердых сплавов I_к.з = 0,5+0,62С; для сталей I_к.з = 0,2+0,72С.

6. Определяют производительность (мм²/с) по эмпирической формуле

Q = k₁₀k₁₂ I_к.зU,

где k₁₀=0,93-0,96; k₁₂=(4,78-5,42)10^-4 (для твердых сплавов);

k₁₀=0,875-0,92; k₁₂=(5,28-6,75)10^-4 (для сталей).

7. Назначают диаметр проволоки ЭИ (d_пр) в мм (для латунного ЭИ):

- для черновой обработки – 0,25-0,3; чистовой – 0,15-0,2.

8. Выбирают материал проволоки: латунь, вольфрам. Для пазов шириной менее 0,12 мм выбирают вольфрам, в остальных случаях – латунь.

9. Рассчитывают натяжение проволоки (Р_Н)

,

где - начальное натяжение для выравнивания проволоки (табл. 2.1);

Н – расстояние между точками опоры проволоки;

k₀ – (0,95-1,15)10^-7;

- среднее давление на единицу поверхности лунки в момент разряда (0,5-1 МПа);

- отброс проволоки, ≤0,5 S_бок ( =0,003-0,004 мм).

Таблица 2.1. К расчету

Диаметр проволоки	, Н
0,1 0,15 0,20 0,25 0,30	200-300 600-700 1500-1600 2500-2700 4000-4200

10. Находят скорость перемотки проволоки ЭИ, мм/с

V_{пр min}=k_σА_иf/(0,25πd_пр²-k_sP_{H min}/σ );

где σ – удельная прочность проволоки на разрыв (МПа);

k_σ=(0,58-0,67)10^-1d_пр;

k_s=1,15-1,20.

Перемещение проволочного ЭИ выполняется путем обхода контура по копиру или программе, рассчитанной в форме траектории автоматического перемещения.

На рис. 2.8 приведена расчетная схема для получения копира.

На рис. 2.8 показано получение детали с заданными размерами A_i из листа толщиной "h" по копиру, установленному на заготовку детали через слой диэлектрика. Проволочный ЭИ перемещается в направлении, показанном стрелкой. За счет износа ЭИ образуется уклон поверхности в детали.

Если заданная в чертеже детали шероховатость может быть получена при обработке непрофилированным ЭИ, то размер копира A_ki

,

где S_δ – боковой межэлектродный зазор; знак учитывает смещение контура детали относительно копира.

Рис. 2.8. Схема расчета копира

При необходимости назначения последующей обработки

,

где Z – припуск на последующую обработку.

Последовательность расчетов копира следующая:

Находят величину бокового межэлектродного зазора (МЭЗ), обозначенного на рис. 2.8 через "S_δ".

.

Расчет величины емкости конденсаторов для RC-схемы приведен выше.

Для известной величины "С" определяют боковой зазор (S_δ), который для НЭ должен находиться в пределах, приведенных в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Изменение бокового зазора при ЭЭО НЭ

С, мкФ	Sδ, мкм
	Твердые сплавы	Стали
0,1 0,5 1,0	7-9 11-12 13-14	6-7 8,8-9,3 10,5-12

Далее устанавливают припуск (Z) на последующую операцию (если она требуется по условиям обеспечения заданной шероховатости поверхности или точности контура детали).

,

где R_Z0 – высота неровностей после обработки непрофилированным ЭИ;

R_Zg – высота неровностей после последующей операции доводки поверхности (R_Zg1,6 мкм);

Т – глубина измененного слоя после обработки непрофилированным ЭИ;

δ_k – погрешность: изготовления копира или системы программирования;

δ_уст – погрешность: установки на заготовку копира или передачи информации исполнительной системой ЧПУ станка;

δ_с – погрешность механической части станка с непрофилированным ЭИ.

Если наблюдается существенное отклонение S_δ от расчетного, то пересчитывают величину напряжения по приведенной ниже формуле и корректируют режимы обработки.

Расчеты выполняют по зависимостям:

,

где – может отличаться от коэффициента K_R, т.к. в процессе обработки возможны колебания режимов (например, напряжения). Если отличия не учитываются, то .

Глубина измененного слоя

,

где K_Т=0,347-0,455 (для твердых сплавов) и K_Т=0,573-0,760 (для сталей).

Точность обработки НЭ рассчитывают с учетом:

- погрешности изготовления копира, которую находят по эмпирической формуле

,

где R_i – минимальный радиус скругления обрабатываемого контура. При использовании современных технологий δ_k8 мкм.

- погрешности установки копира

,

где – радиальное смещение копира при установке его на заготовку ( );

– поперечное сечение наружного контура заготовки (детали), мм;

– поперечное сечение обрабатываемого контура, мм (табл. 2.3).

Таблица 2.3. Погрешность контура детали

после обработки НЭ

, мм	, мкм
< 20 20-40 40-60 > 60	1,0-1,5 1,5-2,0 2,0-3,0 3,0-4,0

Погрешность δ_с зависит от марки, степени износа, точности настройки станка. По техническим характеристикам и результатам испытаний δ_с≤3 мкм.