Электроэррозионные методы обработки

Этот метод предлжен в 1943 г. Советскими учёнми Б.Р. Лазаренко и Н.И. Лазаренко. Электроэррозионные методы основаны на явлении эрозии электродов из токопроводящих материалов при пропускании между ними импульсов электрического тока. Разряд между электродами происходит в газовой или жидкостной (керосин, минеральные масла) среде. В жидкостной среде электроэрозия более интенсивна. При наличии разности потенциалов в среде между электродами проскакивает искра или зажигается дуга с мгновенной плотностью тока до 8000…10000 А/мм². В результате на поверхности заготовки-электрода температура возрастает до 10000…12000˚С. При такой температуре происходит мгновенное оплавление и испарение элементарного объёма металла и на обрабатывемой поверхности образуется лунка в результате элекрической эрозии.

Следующий импульс тока проходит там, где расстояние между электродами наименьшее, и так до тех пор, пока не будет удалён весь металл между элеродами на расстоянии, при котором возможен пробой. Для продолжения процесса электроды сближают.

Кроме теплового воздействия при электоэррозионной обработке на электрод-заготовку действуют электродинамические и элктростатические силы, а также давление жидкости вследствие кавитации. В электроэрозионном методе выделяют три разновидности:

1. Электроискровая обаботка.
2. Электроимпульсная обработка.
3. Электроконтактная обработка.

Электроискровая обработка основана на использовании импульсного искрового разряда между электродами, один из которых – заготовка (анод+), другой – инструмент (катод-). Источник тока – электронные, ламповые, транзисторные и триатронные генераторы. Длительность разрядов 0,01…1 мкс, частота – 50…10000 кГц, напряжение U=30…250В, сила тока I=1…100А, расстояние между электродами ≤0,1 мм, затраты на съём 1 кг металла ≈40…50 кВт·ч, производительность метода – 0,01…20 мм³/мин. Этот метод применяют для обработки твёрдых сплпавов, труднообрабатываемых материалов, Та, W, Mo; с его помощью изготавливают штампы, прсс-формы, фильеры, режущий инструмент, детали топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания. Можно получать размеры с точностью до 0,002 мм при шероховатости Ra=0,63…0,16 мкм.

Инструменты – электроды изготавливают из меди, латуни, вольфрама, СЧ, Al, графитированные материалы ЭЭГ, ЭЭПГ. В качестве рабочих жидкостей при данной обработке используют керосин, диз.топливо и индустриальное масло. Э/э обработку выполняют на специальных станках 57М, СН – 145, МЭ-38(профилированный инструмент); 4531Ф3, 452Ф3, ЛЭ-501М, ОЧИК-1(непрофилированный инструмент).

Электроимпульсная обработка основана на использовании импульсных дуговых разрядов большой длительности 500…10 000 мкс в результате чего происходит дуговой разряд. Большая мощность импульсов обеспечивает высокую производительность обработки.

Эту обработку целесообразно применять для предварительной обработки штампов, турбинных лопаток, твердосплавных деталей, фасонных отверстий в деталях из нержавеющих и жаропрочных материалов.

Режимы э/и обр-ки: частота импульса 0.1…30 кГц, мощность 0.3…10 кВт, произодительность 1…300 мм³ /мин, шероховатость пов-ти 0.2…1.25 мкм; инструмент из тех же материалов, что и в э/э обработк, рабочие жидкости: индустриальное масло 12, трансформаторное масло, дизельное топливо, сила тока I = 5…50 А.

Оборудование: станки 4Б722, 4723, 4А724, 473, 4725, где используют различные системы программного управления для э/э обработки.

Электроконтактная обработка основана на локальном нагреве заготовки в месте контакта с электродом инструментом и удаление размягченного или даже расплавленного металла из зоны обработки механическим способом относительным движением инструмента и заготовки. Источником образования теплоты в зоне обработки являются импульсные дуговые разряды. Электроконтактную обработку оплавлением применяют для обработки крупных деталей машин из углеродистых и легированных сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов, тугоплавких и специальных сплавов.

Метод электроконтактной обработки не обеспечивает высокой точности и качества поверхностного слоя, но обладает высокой проимзводительностью. Его применяют для зачистки отливок от заливов, отрезки литников и прибылей, зачистки проката из спецсплавов, чернового круглого наружнего, внутреннего и плоского шлифования корпусных деталей машин изи труднообрабатываемых сплавов, шлифования с одновременной заккалкой деталей из углеродистых сталей, прошивания отверстий.