Определение режимов и основных технологических показателей ЭЭО

Пример. Определить режимы и основные технологические показатели ЭЭО глухого паза 50´10´10, выполненной по 7-му квалитету, Rа = 1,6 мкм, в закаленной стальной высокоуглеродистой пластине в условиях серийного производства. ЭЭО предусматривает принудительную прописку рабочей жидкости и использование широкодиапазонного генератора импульсов.

Решение. Указанны условия по точности и шероховатости поверхности могут быть выполнены при электроискровом режиме обработки с прямой полярностью включения электродов, со временем импульса = 5...200 мкс, при частоте f = (50...2)10³Гц. В качестве диэлектрической жидкости можно использовать пиронафт (керосин осветлённый тяжелый). Но при подобном режиме производительность обработки будет незначительна. В условиях серийного производства наиболее целесообразно применение комбинированной обработки, а именно: предварительную обработку, черновую, произвести в более производительном электроимпульсном режиме, а окончательную чистовую обработку - электроискровом режиме.

Для обеспечения комбинированной обработки необходимо изготовление двух видов инструментов-электродов: из металлографита по 10-му квалитету точности при Ra = 6,3 мкм и из меди по 6-му квалитету точности с Ra = 0,8 мкм, соответственно для черновой и чистовой обработок.

В конструкциях инструментов необходимо предусмотреть отверстия для прокачки рабочей жидкости. Схемы черновой и чистовой обработок изображены на рис. 5.3.

Примем межоперационный припуск z = l мм.

a). Определим режимы и основные технологические показатели черновой ЭЭО.

В качестве рабочей жидкости принимаем масло индустриальное 20 (кинематическая вязкость 10^-4 м²/с — при 30 °С, температура вспышки 170°). Согласно таблице 1.1 примем = 500А; = 30 В; = 10³ Гц; = 1.

Рис. 5.3-Схемы обработок: а) чистовая, б) черновая

По формуле 1.1 определяем энергию импульса:

Дж,

где c.

Находим радиус полусферы металла, выплавляемого одним импульсом, по формуле 1.3:

м мм,

где - температура плавления стали Т = 1800 °К(Т = 273,15 + t °С);

- начальная температура заготовки T ₀ = 300 °К;

- безразмерный температурный параметр ;

- коэффициент полезного использования энергии импульса ;

- удельная теплоёмкость заготовки Дж/(кг×К);

- плотность заготовки кг/м³.

Находим объём металла, удаляемого одним импульсом, по формуле 5.4:

( мм).

мм³.

Производительность ЭЭО определяем по формуле 5.7, принимая , мм³/с = 216 мм³/мин.

Определим скорость перемещения электрода-инструмента по формуле 5.9 с учётом припусков под чистовую обработку:

мм/мин;

где мм².

Определим основное время черновой обработки по формуле 5.10:

мин.

Определим ожидаемую шероховатость поверхности после черновой обработки по формуле 1.11, принимая р = 1/3 и k_н = 20:

мкм,

мкм.

б). Определим режимы и основные технологические показатели чистовой ЭЭО.

В качестве рабочей жидкости принимаем пиронафт. Режимы работы - электроискровой, прямой.

Определим энергию импульса, обеспечивающего требуемое качество обработки поверхностей ( = 1,6 мкм или мкм). Из формулы 5.11 находим , принимая р = 1/3 и k_н = 10, что соответствует чистовой обработке, получим

Дж.

Ориентируясь на полученное значение А_и.т, по рекомендациям, представленным в таблице 5.1, примем следующие электродинамические параметры: = 50 А; = 150 В; с; q = 2.

Отсюда находим реальное значение энергии импульса для чистовой обработки, по формуле 5.1:

Дж.

Меньшее значение энергии импульса, по сравнению с требуемым значением, гарантирует получение необходимого качества поверхности обработки и незначительно уменьшит производительность процесса, поэтому в дальнейших расчётах будем ориентироваться на выбранные электродинамические параметры.

Находим радиус полусферы в заготовке, выплавляемой под воздействием одного импульса, по формуле 5.3:

( K; ; ; Дж/(кг×К); кг/м³)

м мм ( мм).

Находим объём металла, удаляемого одним импульсом, по формуле 5.4:

мм³.

Определяем объём металла, удаляемого суммарной энергией импульса, в 1 Дж (чтобы использовать выражение 5.7, необходимо затратить энергию не менее 1 Дж).

мм³.

Определяем производительность чистового процесса ЭЭО по формуле 5.7 ().

мм³/с = 22,617 мм³/мин.

Скорость перемещения электрода-инструмента, с учётом припусков под чистовую обработку, (рис. 5.1 в зависимости от площади обработки) распределится по двум уровням, формула 5.9:

мм/мин; ( мм²);