Перспективы использования электроэрозионной обработки материалов
Применение электроэрозионной обработки для изменения размеров металлических изделий. Устройство электроэрозионного станка со вспомогательными устройствами энергопитания и снабжения рабочей жидкостью. Режимы электроимпульсной и электроискровой обработки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.03.2019 |
| Размер файла | 332,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФГБОУ ВО СПбГАУ
Перспективы использования электроэрозионной обработки материалов
магистрант Миннуллина Р.Ф.
к.т.н., доцент Волков В.С.
Электроэрозия - это разрушение поверхности изделия под действием электрического разряда. Основателями технологии являются советские ученые-технологи Б.Р. Лазаренко и Н.И. Лазаренко.
Электроэрозионная обработка (ЭЭО) широко применяется для изменения размеров металлических изделий - для получения отверстий различной формы, фасонных полостей, профильных канавок и пазов в деталях из твердых сплавов, для упрочнения инструмента, для электропечатания, шлифования, резки и др. [2]
Принципиальная схема обработки детали на электроэрозионном станке показана на рис.1. При обработке используется собственно станок 1 с рабочей ванной 2, в которой находится стол 3 для установки электрода-изделия 4 с перемещением по двум координатам; 5 - регулятор подачи электродаинструмента; 6 - источник питания - генератор импульсов; 7 - система снабжения рабочей жидкостью, состоящая из насосов, фильтров, бака и т.п.; 8 - электрод-инструмент.
Рис. 1. Электроэрозионный станок со вспомогательными устройствами энергопитания и снабжения рабочей жидкостью
Источник питания 6 преобразует переменный ток промышленной частоты в импульсный с регулируемыми частотой следования импульсов от сотен до сотен тысяч герц, амплитудой от долей до тысяч ампер, скважностью от 1,01 до 5ё10, длительностью импульса от долей до нескольких тысяч микросекунд. Изменением указанных параметров устанавливается технологический режим обработки. Регулятор 5 подачи осуществляет автоматическое изменение положения одного из электродов с целью поддержания заданного межэлектродного зазора, изменяющегося благодаря эрозии материала электродов. Система снабжения 7 служит для урегулирования расхода и очистки рабочей жидкости, подаваемой с целью облегчения удаления продуктов процесса и охлаждения непосредственно в межэлектродный промежуток (рабочую зону) и в ванну 2 станка[1].
Стадии электроэрозионной обработки Режим электроискровой обработки. Обрабатываемая деталь является анодом (+), то есть в данном случае деталь обрабатывается электронным потоком, то есть работает электронный стример, расплавляя объем анода-детали в виде лунки. Для того чтобы ионный поток не разрушал электрод-инструмент, используются импульсы напряжения длительностью не более 10-3 с. Электроискровой режим используется для чистовой, точной обработки, поскольку съем металла в данном случае небольшой.
Режим электроимпульсной обработки. Обрабатываемая деталь является катодом, то есть на нее подается отрицательный импульс длительностью больше 10-3 с. При электроимпульсной обработке между электродами зажигается дуговой разряд и обработка деталей ведется ионным потоком. Данный режим характеризуется большой скоростью съема металла, превышающей производительность электроискрового режима в 8-10 раз, но при этом чистота обработки существенно хуже. При обоих режимах в качестве рабочей жидкости, как правило, используется керосин или изоляционные масла[2].
Физика электроэрозионной обработки. Как показано на рис. 2, к электродам 1 подведено напряжение, которое создает электрическое поле в межэлектродном промежутке. При сближении электродов на критическое расстояние, возникает электрический разряд в виде проводящего канала. Для повышения интенсивности разряда электроды погружают в диэлектрическую жидкость 2 (керосин, минеральное масло и др.) На поверхности электродов имеются микронеровности различной величины. Напряженность электрического поля будет наибольшей между двумя наиболее близкими друг к другу выступами на поверхности электродов, поэтому именно здесь возникают проводящие мостики из примесных частиц жидкости. Ток по мостикам нагревает жидкость до испарения и образуется газовый пузырь (4), внутри которого и развивается мощный искровой или дуговой разряд, сопровождающийся ударной волной. Возникают потоки электронов и ионов (положительные и отрицательные стримеры), которые бомбардируют электроды. Образуется плазменный канал разряда. Благодаря высокой концентрации энергии в зоне разряда температура достигает тысячи и десятков тысяч градусов. Металл на поверхности электродов плавится и испаряется. Капли расплавленного металла в результате движения потока жидкости в рабочей зоне выбрасываются за пределы электродов и застывают в окружающей электроды жидкости в виде мелких частиц сферической формы (5).
От взаимодействия жидкости с участками электродов, нагретых до температуры 100-400 0С, на границах плазменного канала разряда происходит пиролиз диэлектрической жидкости. В результате в жидкости образуются газы, а также асфальтосмолистые вещества. Из газовой среды выделяется углерод, отлагающийся на нагретых поверхностях электродов в виде тонкой пленки кристаллического графита. В месте действия импульса тока на поверхностях электродов остаются небольшие углубления - лунки, образовавшиеся вследствие удаления разрядом некоторого количества металла.
В табл. 1 приведена зависимость величины эрозии стального электрода от энергии и длительности одиночного импульса.
Таблица 1. Зависимость величины эрозии стального электрода (анода) от энергии и длительности одиночного импульса
|
Характеристика импульса |
Размеры лунки |
||||
|
Энергия, Дж |
Длительность, мкс |
Глубина, мм |
Диаметр, мм |
Объем, м3 |
|
0,0010,11,02,0 |
940601500 |
0,0150,0250,0420,050 |
0,10,751,652,00 |
0,0000780,00740,060,10 |
Рис. 2. Режим электроэрозионной обработки: 1 - электроды, 2 - жидкость, 3 - лунки, 4 - газовый пузырь, 5 - продукты эрозии
После разряда в течение некоторого времени происходит остывание столба канала и деионизация вещества плазмы в межэлектродном промежутке. Электрическая прочность межэлектродного промежутка восстанавливается. Время деионизации жидкого диэлектрика составляет 106-10-2 с. Следующий разряд обычно возникает уже в новом месте, между двумя другими ближайшими точками электродов.
Длительность интервалов между импульсами должна быть достаточной для удаления из зоны разряда продуктов эрозии, а также газового пузыря, являющегося главным препятствием для возникновения следующего разряда.
В связи с этим частота разрядов с возрастанием их энергии снижается.
Так происходит до тех пор, пока разряды не удалят с поверхности электродов все участки металла, которые находятся на расстоянии пробоя при величине приложенного напряжения. Когда расстояние между электродами превысит пробивное, для возобновления разрядов электроды должны быть сближены. Обычно электроды сближают в течение всего времени обработки так, чтобы электрические разряды не прекращались[2].
Важной особенностью электроэрозионной обработки является простота регулирования выделяемой в разряде энергии путем изменения емкости источника питания. Тем самым обеспечивается желаемый режим: грубый (обдирочный) или более мягкий, с более гладкой поверхностью обрабатываемой детали (финишные режимы).
Электроэрозионная обработка металлов имеет ряд преимуществ:
-достижение высокого качества обрабатываемой поверхности (однородность, точность). При этом, необходимость в дальнейшей финишной обработке отпадает;
-возможность получения разных текстур поверхности; возможность обрабатывания очень твердых поверхностей (выше 60 единиц);
-исключение деформации тонких деталей благодаря отсутствию механической нагрузки; минимальный износ анода;
-получение поверхностей различных геометрических форм; -отсутствие шума в процессе обработки[3].
электроэрозионный обработка станок металлический
Заключение
Электроэрозионная обработка в последнее время используется в различных отраслях промышленности для изменения эксплуатационных качеств материала. Современное эрозионное оборудование позволяет в широком диапазоне регулировать характеристики импульсов в зависимости от выполняемых операций. Без электроэрозионных станков невозможно современное производство многих приборов, инструмента, изделий из твердых сплавов, фильер, матриц, пуансонов и многого другого.
Литература
1. Беззубцева М.М. Электротехнологии и электротехнологические установки: Учебное пособие, 2012. - СПб.: СПбГАУ, 242 с.
2. Электроэрозионная обработка // Описание процесса, принципы, установки электроэрозионной обработки URL: http://www.eti.su/articles/electrotehnika/electrotehnika_887.html (дата обращения: 14.01.2017).
3. Немилов Е.Ф. Электроэрозионная обработка материалов, 1983. - Машиностроение. - 1983. - 160 с
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Электрофизические и электрохимические технологии, их применение. Схема разрушения электродов при электроэрозионной обработке. Режимы электроимпульсной и электроискровой обработки, их отличия. Характеристика электроэрозионного проволочно-вырезного станка.
презентация [1,2 M], добавлен 21.12.2015История возникновения электрических методов обработки. Общая характеристика электроэрозионной обработки: сущность, рабочая среда, используемые инструменты. Разновидности и приемы данного типа обработки, особенности и сферы их практического применения.
курсовая работа [34,8 K], добавлен 16.11.2010Сущность и особенности механизма электроискровой обработки материалов, оценка его преимуществ и недостатков. Технология ультразвуковой и анодно-механической и электроимпульсной обработки, лазером и электронным лучом, пластическим деформированием.
контрольная работа [40,6 K], добавлен 25.03.2010Понятие электрофизических и электрохимических методов обработки детали, их отличительные особенности и недостатки. Схема протекания электроэрозионной обработки, распределение импульсов и виды метода. Применение ультразвуковой и плазменной обработки.
презентация [2,0 M], добавлен 05.11.2013Принцип, методика и технология электроэрозионной обработки для изменения формы и размеров обрабатываемой заготовки. Расчет и проверка основных параметров электрических разрядов, вызывающих микроэрозию; определение производительности и времени обработки.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 14.09.2011Методы и необходимость совершенствования конструкции изделия РЭС. Сущность и порядок реализации электроэрозионной обработки материалов. Электрохимическая обработка, основанная на явлении анодного растворения. Ультразвуковые и лучевые методы обработки.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 15.09.2009Описание методов электроэрозионной, электрохимической и электроэрозионно-химической обработки деталей из труднообрабатываемых материалов, оценка их эффективности. Анализ способов улучшения эвакуации продуктов обработки из межэлектродного промежутка.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 21.12.2010Методики проектирования электрода-инструмента для прошивки отверстия методом электроэрозионной обработки. Анализ обрабатываемого материала - сталь У10А. Расчет технологических параметров обработки. Операционный маршрут изготовления электрода-инструмента.
курсовая работа [314,4 K], добавлен 28.01.2014Применение метода обработки без снятия стружки для деталей с ужесточением эксплуатационных характеристик машин. Данный метод обработки основан на использовании пластических свойств металлов. Обкатывание, раскатывание и алмазное выглаживание поверхностей.
реферат [508,5 K], добавлен 20.08.2010Процесс обработки и сборки бортов в разных видах изделий. Способы обработки и сборки бортов верхней одежды. Разработка технологической карты, составление графической схемы обработки изделия. Направление совершенствования процесса обработки изделий.
лабораторная работа [4,4 M], добавлен 14.04.2009Изготовление агрегатного станка для обработки группы отверстий в детали "Планка". Подбор технологического оборудования и узлов станка, их технические характеристики. Определение порядка обработки и технологических переходов. Расчет режимов резания.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 14.05.2012Виды поверхностной лазерной обработки. Лазерное легирование, наплавка, маркировка, гравировка, характеристика процессов. Эксплуатационные показатели материалов после поверхностной обработки. Способы подачи легирующего элемента в зону воздействия.
реферат [1,2 M], добавлен 19.04.2016Разработка модельной конструкции женской куртки из джинсовой ткани. Описание рекомендуемых материалов. Выбор и обоснование оборудования, приспособлений и режимов обработки изделия. Способы соединения деталей и режимы технологической обработки изделий.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 29.10.2010Применение металлов и сплавов в городском хозяйстве. Понятие о металлических и неметаллических материалах, способы их изготовления, области применения, технологии производства, способы обработки и использования. Стандартизация конструкционных материалов.
методичка [831,2 K], добавлен 01.12.2009Структурно-кинематический анализ горизонтально-фрезерного станка модели 6П80Г, выявление исполнительных движений и настройка необходимых параметров для обработки детали. Техническая характеристика и конструктивные особенности, основные узлы станка.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 09.11.2013Деталь "Шток" и маршрут ее обработки. Анализ конструкции устройств и механизмов станка. Компоновка модернизируемого станка. Особенности кинематической схемы и цепей станка. Обоснование и предварительный расчет приводов. Построение структурных сеток.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 14.04.2013Характеристика материалов, применяемых при изготовлении костюма для мальчика. Выбор методов обработки изделия и оборудования. Разработка графических методов обработки, основных узлов, разработка инструкционной карты на оптимальный вариант обработки.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 25.10.2009Обработка резанием является универсальным методом размерной обработки. Все виды механической обработки металлов и материалов резанием подразделяются на лезвийную и абразивную обработку согласно ГОСТ 25761-83. Основные виды обработки по назначению.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.02.2009Анализ формы точности, шероховатости, размеров материала и обработки детали, а также характера нагружения. Определение технологического маршрута обработки поверхности детали в зависимости от точности размеров и шероховатости поверхностей детали.
курсовая работа [594,7 K], добавлен 25.09.2012Цели и задачи технологического процесса механической обработки заготовок. Определение количества операций обработки поверхности заготовки. Назначение операционных припусков и расчет операционных размеров. Коэффициент уточнения и метод его расчета.
контрольная работа [31,6 K], добавлен 15.05.2014
