Электроэрозионная обработка заготовок

Электроэрозионная обработка заготовок основана на явлении эрозии (разрушения) электродов из токопроводящих материалов при пропускании между ними импульсного электрического тока. Разряд между электронами происходит в газовой среде или при заполнении межэлектродного промежутка диэлектрической жидкостью – керосином, минеральным маслом. В жидкой среде эрозия происходит более интенсивно. При наличии разности потенциалов на электродах происходит ионизация межэлектродного пространства. Когда разность потенциалов достигает определенного значения, в среде между электродами образуется канал проводимости, по которому передается электрическая энергия в виде импульсного искрового или дугового разряда. При высокой концентрации, реализуемой за 10^-5–10^-8 сек., мгновенная плотность тока в канале проводимости достигает 8000-10000 Н/мм², в результате чего температура на поверхности обрабатываемой заготовки-электрода возрастает до 10000-12000 ⁰С. Благодаря кратковременности процесса теплота не может распространиться по объему электрода, а поэтому происходит мгновенное оплавление и испарение элементарного объема металла анода, и на его поверхности образуется лунка.

Следующий импульс тока пробивает межэлектродный промежуток там, где расстояние между электродами наименьшее. Эрозия продолжается до тех пор, пока не будет удален весь металл, расположенный между электродами на расстоянии, при котором возможен электрический пробой при заданном напряжении импульса.

Для продолжения процесса необходимо сблизить электроды.

Совокупность силовых и тепловых факторов приводит к разрушению металла и формообразованию поверхности обрабатываемой заготовки-электрода.

Одной из разновидностей электроэрозионной обработки является электроискровая обработка (рис. 7.1.).

Метод обработки основан на использовании импульсного искрового разряда между двумя электродами, один из которых является обрабатываемой заготовкой (анод) 1, а другой – инструментом (катод) 2. В качестве источников импульсов используют электронные, ламповые и транзисторные генераторы.

Обработку ведут в ваннах 3, заполненных диэлектрической жидкостью 4. Наличие этой жидкости предотвращает нагрев электродов, вызывает охлаждение продуктов разрушения, уменьшение боковых разрядов между инструментом и заготовкой, что повышает точность обработки.

а) б)

В) г)

Рис. 7.1. Схема электроискровой обработки.

1 – заготовка(анод); 2 – инструмент(катод);

3 – ванна; 4 – диэлектрическая жидкость

Для обеспечения непрерывности обработки необходимо, чтобы ширина зазора была постоянной. Для этого электроискровые станки снабжают следящей системой и механизмом автоматического движения подачи инструмента.

Использование метода:

- получение сквозных отверстий (рис. 7.1, а);

- получение глухих отверстий и полостей (рис. 7.1, б);

- получение отверстий с криволинейными осями (рис. 7.1, в);

- вырезание заготовок из листа (рис. 7.1, г).

Наиболее целесообразно электроискровую обработку применять:

1) для обработки заготовок из твердых сплавов – тантал, вольфрам, молибден;

2) для изготовления штампов, пресс-форм, фильер, режущего инструмента, деталей двигателя внутреннего сгорания, сеток.

Зависимость интенсивности эрозии от физико-механических свойств металла называют электроэрозионной обрабатываемостью. Принимая электроэрозионную обрабатываемость стали за единицу, другие металлы и сплавы принимают:

вольфрам – 0,3; твердые сплавы – 0,5; титан – 0,6; никель – 0,8; медь – 1,1; латунь – 1,6; алюминий – 4,0; магний – 6,0.