федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»

Учебно-методическое объединение по образованию в области автоматизированного машиностроения (УМО АМ)

Окунькова А.А., Федоров С.В.

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ по курсу «ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ»

Учебно-методическое пособие

ИЦ МГТУ «СТАНКИН»

Москва, 2012

У ДК 621.9 (075)

ББК 34.5

О52

Окунькова А.А., Федоров С.В.

Лабораторные работы по курсу «Электрофизические и электрохимические методы обработки». Учебно-методическое пособие. М.: Издательский центр МГТУ «СТАНКИН», 2012. 85 с.: ил.

Учебно-методическое пособие посвящено методике выполнения, указаниям и рекомендациям к лабораторным работам в рамках учебного курса «Электрофизические и электрохимические методы обработки».

На основе исследований и разработок, выполненных в МГТУ «СТАНКИН», представлен порядок выполнения лабораторных работ с целью ознакомления с принципами работы современного оборудования и особенностями технологической подготовки производства обработки деталей в современном машиностроении таких наиболее распространенных методов, как электроэрозионная вырезка и прошивка. Эти методы, относящиеся к группе электрофизических и электрохимических методов обработки, являются одними из наиболее известных способов обработки материалов, и, в силу своей природы, используются для изготовления особо точных формообразующих деталей, к которым традиционно предъявляются повышенные требования по качеству изготовления в процессе эксплуатации в составе механизмов и машин.

Учебное пособие предназначено для подготовки бакалавров технических университетов по направлению 151900 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» и подготовки инженеров по специальности 151701 «Высокоэффективные технологии и оборудование современных производств».

© Окунькова А.А., Федоров С.В., 2012

© ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», 2012

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ 5

2. ПРАВИЛА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ И ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЁТНОСТИ 9

3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 11

4. ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ОБРАЗЦОВ 16

5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1. Ознакомление с принципами работы и устройством оборудования для выполнения технологической операции электроэрозионной вырезки 18

6. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2. Определение значения коррекции электрода-инструмента и используемых технологических параметров обработки для технологической операции электроэрозионной вырезки 27

7. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3. Определение значения износа электрода-инструмента и производительности обработки для технологической операции электроэрозионной вырезки 41

8. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4. Ознакомление с принципами работы и устройством оборудования для выполнения технологической операции электроэрозионной прошивки 43

9. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5. Определение значения коррекции электрода-инструмента и используемых технологических параметров обработки для технологической операции электроэрозионной прошивки 50

10. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6. Определение значения износа электрода-инструмента и производительности обработки для технологической операции электроэрозионной прошивки 61

11. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 63

12. ПРИЛОЖЕНИЯ 73

1. Введение

Данное учебно-методическое пособие ставит перед собой цель по практическому ознакомлению студентов машиностроительных специальностей с основными принципами работы современного оборудования для электрофизической и электрохимической обработки. В учебно-методическом пособии представлены лабораторные работы для студентов для их ознакомления с устройством и принципами работы электроэрозионного оборудования для технологических операций вырезки и прошивки – одних из самых наиболее распространенных электрофизических и электрохимических методов обработки в современном машиностроительном производстве.

В учебно-методическом пособии подробно представлены особенности технологической подготовки производства и определения технологических параметров электроэрозионной обработки, которые позволят студенту ознакомиться с основными зависимостями и взаимосвязями между используемыми технологическими параметрами обработки, качеством изготавливаемой поверхности образцов и производительностью их изготовления.

Одними из самых важных характеристик, определяющими эффективность применения технологической операции электроэрозионной обработки, являются следующие:

• производительность обработки;

• степень износа электрода-инструмента;

• качество поверхности изделия (шероховатость);

• точность исполнения геометрических параметров детали (размеров в соответствии с установленными допусками и эксплуатационным назначением изделия).

Все эти характеристики взаимосвязаны и определяются множеством факторов. Например, используемым материалом электродов (для инструмента и заготовки), степенью износа электрода инструмента, а также установленными технологическими параметрами обработки, такими как:

- напряжение и сила тока основного и вспомогательного импульсов,

- длительность и частота импульсов тока,

- скорость подачи электрода в зону обработки;

- давление и скорость подачи диэлектрика в зоне обработки,

- скорость обновления электрода-инструмента в зоне обработки для операции электроэрозионной вырезки и пр.

На современных электроэрозионных вырезных станках технологические коды, используемые для изготовления изделий, включают в себя до 13-15 программируемых параметров обработки, которые определяют стабильность процесса обработки и качество полученной детали. Производители оборудования предлагают использовать свои коды для обработки тех или иных материалов с тем или иным заданным качеством. Например, для технологической операции электроэрозионной вырезки в комплекте со станками часто поставляют руководства с рекомендуемыми технологическими параметрами обработки, которые ранжированы в зависимости от толщины заготовки, материала инструмента и заготовки, диаметра электрода-инструмента и требуемой шероховатости изделия для нескольких проходов инструмента с предварительно рассчитанным искровым зазором. Таких кодов, указанных в руководстве или заранее введенных в систему ЧПУ станка (используется автоматизированная система подбора кодов по заданным входным параметрам), может быть до нескольких тысяч.

Технологическая подготовка производства на современных машиностроительных предприятиях включает в себя, а том числе, и выбор технологов оптимальных технологических параметров обработки в соответствии с теми требованиями, которые предъявляются к детали, согласно конструкторской и технологической документации на нее. Производители современного электроэрозионного оборудования поставляют свое оборудование в комплекте с базой данных технологических параметров обработки в бумажном и/или электронном виде. Далее технолог выбирает технологический код, используя базу данных. Технологические коды выбираются исходя из требуемого качества поверхности детали, ее средней толщины (так как зачастую верхняя и нижняя кромка зоны обработки не лежат в параллельных плоскостях) и материала электрода-детали и электрода-инструмента, выбирая наиболее подходящий по химическому составу к тем, что представлены в базе данных.

Зачастую необходимо выполнять пробный рез заготовки, чтобы убедиться в правильном выборе кода, при выполнении особо ответственных и точных деталей.

Практика показывает, что технологические параметры кодов всегда несколько завышены. Это может привести к сбоям при работе оборудования, и к останову станка (например, при коротком замыкании или обрыве электрода-проволоки). Возможны потери качества детали из-за нестабильного процесса обработки или изменения размеров конечной детали от требуемых в меньшую или большую сторону.

Для стабилизации процесса обработки технологу рекомендуется использовать первоначально более мягкие «режимы» обработки, следить за тем, чтобы процесс обработки носил постоянный характер [41,45]. Затем рекомендуется постепенное увеличение режимов обработки вручную с целью достижения оптимальной производительности. Таким образом формируется своя собственная база данных для конкретных работ в полном соответствии с технологическими задачами того или иного производства.

Однако не всегда указанные коды соответствуют поставленным перед современным технологом задачам. Часто данные коды не подходят для обработки отечественных марок сталей, а их состав может значительно отличаться от партии к партии. На основании этого можно заключить, что при подготовке инженеров-технологов машиностроительных специальностей необходимо развивать знания и навыки по работе современных электроэрозионных вырезных и прошивных станков с ЧПУ. Перед студентами стоит цель по изучению особенностей работы оборудования, выявлению основных зависимостей между факторами, влияющими на производительность и качество обработки, определению оптимальных технологических параметров обработки для достижения необходимо результата с наименьшими материальными и временными затратами.