Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике   ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику и электронику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, технологии автоматизации и многое другое.
Чтобы не тратить каждый раз свое время на поиски добавляйте наш сайт в закладки и подписывайтесь на наши странички в соцсетях!
 


 

 Школа для электрика / Электрооборудование предприятий / Электроэррозионная обработка металлов


 

Электроэррозионная обработка металлов



Электроэррозионная обработка металлов — разновидность электрофизических методов обработки материалов (см. Электрофизическая и электрохимическая размерная обработка материалов).

Характерными особенностями электроэрозионной обработки являются: возможность обработки материалов трудно или совсем необрабатываемых механическим способом, возможность производительного изготовления изделий со сложной формой, в том числе и недоступной для методов механической обработки. Технология электроэррозионной обработки металлов интенсивно развивается, заменяя методы механической обработки давлением и резанием.

Этот метод обработки металлов основанн главным образом на тепловом действии импульсов электрического тока, непрерывно подводимых непосредственно к локальным участкам обрабатываемой заготовки с целью придания ей заданной формы и размеров (размерная электроэррозионная обработка) или изменения структуры и качества поверхностного слоя (упрочнение или покрытие).

Первичными при этом являются электрические импульсы (электрические разряды), преобразуемые в зоне обработки в тепловые импульсы, которые собственно и осуществляют работу по съему металла.

Электроэррозионная обработка металлов

Вследствие импульсного характера процесса электроэррозионная обработка даже при сравнительно малой средней мощности генератора достигаются большие значения мгновенной мощности и энергии электрических разрядов, достаточные для ослабления связей частиц твердого тела, отделения и эвакуации их из зоны обработки.

Так как электрические разряды, при прочих равных условиях, возникают в последовательности, определяемой изменением минимального расстояния между взаимодействующими поверхностями электродов (условие избирательности), на электроде-заготовке отображается форма электрода-инструмента.

При размерной электроэррозионной обработке необходимо соблюдать 3 основных условия:

  • импульсный подвод энергии;
  • применение искрового или дугового электрических разрядов, обеспечивающих избирательное и локальное воздействие на поверхность обрабатываемого предмета;
  • соблюдение непрерывности процесса.

Принцип действия эррозионной обработки

Принцип действия эррозионной обработки: 1 - проводник, 2 - электрическая дуга (эрозия электрическим разрядом), 3 - источник питания, 4 - обрабатываемая деталь.

Электрический разряд создает кратковременно и на ограниченном участке в зоне обработки высокие температуры, достигающие (10 — 11)103°С.

Термический эффект электрического разряда на электродах можно представить как результат совместного действия поверхностных (тепло, поступающее из канала разряда) и объемных (тепло Джоуля — Ленца) источников тепла.

Под действием обоих источников, из которых поверхностные занимают превалирующее место, на катоде и аноде образуются ванночки расплавленного металла, причем часть металла испаряется.

Интенсивность полезного съема металла с одного электрода и вредного — с другого, характер механизма эвакуации, удельный расход энергии и выходные технологические характеристики электроэррозионной обработки зависят от теплофизических и электрических параметров процесса:

  • теплопроводности;
  • теплоемкости;
  • температуры и теплоты плавления и испарения;
  • удельного веса и удельного электросопротивления материалов электродов;
  • вида среды, в которой размещены электроды, и ее физико-механических характеристик;
  • продолжительности;
  • амплитуды;
  • скважности и частоты импульсов;
  • зазора между электродами;
  • условий эвакуации продуктов эрозии;
  • некоторых других факторов.

Станок для электроэррозионной обработки металлов

Установка для электроэррозионной обработки состоит из трех основных элементов:

  • генератора импульсов сильного тока, обеспечивающего непрерывное поступление на электроды импульсов напряжения с заданными частотой и параметрами;
  • устройства для установления и поддержания между электродами зазора такой величины, при которой осуществляется непрерывное возбуждение разрядов, преобразование в зоне обработки их энергии в тепловую, съем металла и эвакуация продуктов эрозии (регулятор подачи);
  • собственно станка для электроэррозионной обработки, содержащего необходимые устройства для установки и перемещения электродов, снабжения зоны обработки рабочей жидкостью, отсоса газов и паров, автоматизации, управления, контроля и защиты.

Панель управления электроэррозионным станком

 Панель управления электроэррозионным станком

Вид электрического разряда (искра, дуга), параметры импульсов тока, напряжения и другие условия определяют характер размерной электроэрозионной обработки, подразделяющейся по этим признакам на четыре основные разновидности:

  • электроискровую обработку;
  • электроимпульсную обработку;
  • анодно-механическую обработку;
  • электроконтактную обработку.

Общие черты всех видов размерной электроэррозионной обработки — единство физического механизма процесса, практическое отсутствие силового воздействия на обрабатываемое изделие, сходство кинематических схем формообразования, возможность автоматизации процесса обработки и осуществления многостаночного обслуживания, общность принципиальных схем авторегулирования подачи, систем снабжения рабочей жидкостью и др.

Электроэрозионное упрочнение и покрытие осуществляются от электрических генераторов в воздушной среде вибрирующим электродом-упрочнителем. Благодаря кратковременному воздействию высоких температур происходит своеобразная термическая обработка, перенос и диффузия легирующих элементов электрода-упрочнителя.

Толщина упрочненного слоя при твердосплавном или графитовом электроде составляет 0,03 — 0,05 мм, поверхностная твердость значительно выше исходной, но ее величины колеблются структура неоднородна, чистота поверхности низкая.

Электроэрозионное упрочнение применяется для некоторых видов инструментов и деталей машин.