4. 10. Электрофизические и электрохимические станки — презентация на 🎓

. 2. Теоретические основы

• При прохождении в межэлектродном

пространстве импульсов электрического

тока электроды разрушаются, т. е.

возникает электроэрозия. Разрушение

происходит образованием лунки на

поверхности электрода под воздействием

единичного электрического разряда.

Причини образования лунки — местный

нагрев электрода до очень высоких

температур.

• Возникновение и распределение

электрических разрядов по поверхности

определяются изменением минимального

расстояния между взаимодействующими

поверхностями электродов. Вследствие этого

при обработке (в условиях воздействия на

материал периодических импульсов

определенной последовательности) на

электроде-заготовке отражается форма

электрода-инструмента.

• Процесс эрозии значительно

интенсифицируется в жидкости.

• Электроэрозионный процесс является

электротермическим. Поверхность

электродов нагревается в результате

бомбардировки анода электронами, а

катода — положительными ионами.

Вначале разряд обусловлен ионами

жидкости, затем — ионизированными

парами металла. Температура канала искры

достигает 40 000 СС, температура на

поверхности металла электрода 10 000 °С.

• Характер протекания электроэрозионного

процесса, количество и состав удаляемого

из эрозионной лунки материала, скорость

его удаления зависят от различных

параметров импульсов электрического

тока.

• Основные параметры импульсов —

длительность, скважность, частота и

амплитуда.

• Скважностью q импульсов называют

отношение периода повторения импульсов Т к

длительности импульса т (рис.): q = Т/ .

Рис. 3. Характеристики импульсов тока

Величиной скважности определяется

возможность концентрации во времени

значительных энергий и мощностей в зоне

обработки.

• Важная характеристика импульса — его

форма.

Электрофизические и электрохимические методы обработки

Классификация методов

Теоретические основы

Электроэрозионная обработка

Электроконтактная обработка

Абразивно-эрозионная

обработка

6. Электрохимическая обработка

. 3. Технологические характеристики электроэрозионной обработки

• Электроэрозионная обработка успешно

применяется для изготовления полостей штампов,

пресс-форм, литейных форм и сквозных отверстий

сложной конфигурации, при обработке наружных

поверхностей различного профиля.

• При электроэрозионной обработке можно

довольно точно определить объем металла,

расплавленного под действием единичного

электрического импульса известной частоты, а

следовательно, и минутную производительность.

• В общем случае связь любого технологического

параметра П с режимами обработки можно

выразить структурной формулой вида

• где I — рабочий ток; U — напряжение между

электродами; С — емкость конденсатора в

схеме; k — коэффициент, зависящий от

условий проведения процесса; х, y, z —

показатели степени, определяющие законы

изменения режимов процесса

• Обрабатываемость материалов

электроэрозионными методами зависит от

теплофизических свойств материалов и

условий протекания процесса. Так,

жаропрочные и нержавеющие стали,

магнитные сплавы, алюминий и его сплавы

лучше поддаются обработке, чем

углеродистые стали.

• Обрабатываемость закаленных сталей на

25—30 % выше, чем незакаленных.

• Точность электроэрозионной обработки

зависит от точности и погрешностей

настройки станка, точностей установки

заготовки и электрода-инструмента,

изготовления электрода-инструмента,

степени его износа, режимов и др.

• В частности, при работе на отделочных и

чистовых режимах достижимая точность

обработки составляет 0,005—0,2 мм, на

грубых (черновых) режимах она снижается

до 0,04—0,2 мм.

• Различают профилированные и

непрофилированные электроды-инструменты.

Форма профилированного электрода-инструмента

частично или полностью отражается в

обрабатываемой детали.

• Непрофилированный электрод — это проволока

различного диаметра.

• В качестве материалов для электродовинструментов используют медь Ml и М2, латунь,

алюминиевые сплавы Д1, АК7, АЛЗ, АЛ5, медный

сплав ЛЩ4, серый чугун, вольфрам, специальный

графитированный материал ЭЭГ.

1. Классификация методов

• В основе этих методов лежит использование различных

физико-химических процессов энергетического

воздействия на заготовку для формообразования детали.

• Их можно разделить на 5 основных групп, каждая из

которых состоит из нескольких самостоятельных методов

(рис. ).

• При электроразрядной обработке — Международный

термин EDM (Electro Discharge Machining) — используется

энергия электрических разрядов, возбуждаемых между

электродом-инструментом и электродом-заготовкой.

• В зависимости от способа генерирования разрядов

различают электроэрозионную, электроконтактную и

абразивно-эрозионную обработку.

. Рис.5. Схемы изготовления деталей при электроэрозионной обработке

Изготовляя детали сложной формы, широко

применяют многоинструментную обработку. Ее

можно вести по одноконтурной и многоконтурной

схемам. Под контуром понимают электрическую

цепь питания с одним (рис. 17, а) или несколькими

(рис. 17, б) электродами-инструментами

. 4. ЭЛЕКТРОКОНТАКТНАЯ ОБРАБОТКА

• Электроконтактную обработку, как одну из

разновидностей электроразрядной

применяют, изготовляя детали из

труднообрабатываемых токопроводящих

материалов.

• Этот метод можно использовать для

разрезных операций, точения,

фрезерования, шлифования деталей,

обдирки слитков и т. д.

• В зависимости от среды, в которой

протекает процесс, различают

электроконтактную обработку в воздухе и в

жидкости (воде). В первом случае в зону

процесса можно поднести большие

мощности (до 300—500 кВт) при токе до 15

—20 кА.

• Однако в этих условиях образуется большой

дефектный слой. Толщина его значительно

снижается при обработке в жидкости.

• Инструменты для электроконтактной

обработки в большинстве операций

профильные диски. Металл с заготовки

удаляется слоями, ширина которых равна

толщине диска или его подаче на проход, а

толщина – глубине врезания.

• В зависимости от мощности источника

питания диском можно удалять слои

сечением 6 – 7 см2 и более.

. Рис.7 Электрод-инструмент Рис.8. Схема удаления поломанного инструмента

• Электроконтактное резание осуществляется

вращающимся диском или непрерывной лентой с

подводом тока низкого напряжения к

инструменту и заготовке. Этот метод

рекомендуется для резания труб, круглых и

прямоугольных заготовок, профильного проката и

других деталей из различных токопроводящих

материалов.

• Режимы электроконтактного шлифования

следующие:

• Рабочий ток, А 600 – 800

• Рабочее напряжение, В26 – 28

• Скорость вращения дискового

инструмента, м/с 30

• Скорость вращения детали, м/с 0,25

• Средний снимаемый припуск, мм 2,5

• Производительность

обработки, мм3/мин 60000

Рис.1 Классификация электрофизических и электрохимических методов обработки материалов

• Все перечисленные методы имеют

следующие общие достоинства:

1) можно обрабатывать материалы с любыми физикохимическими свойствами, причем режимы

обработки не зависят от свойств материала;

2) осуществима обработка, невыполнимая или

трудновыполнимая обычными механическими

методами;

3) нет силового воздействия на заготовку при

обработке, а при некоторых методах нет

механического контакта между инструментом и

заготовкой;

4) можно использовать инструмент менее

твердый и прочный, чем обрабатываемый

материал;

5) велика производительность обработки при

сравнительно высокой точности получения

размеров;

6) можно легко автоматизировать и

механизировать процессы обработки.

• К методам электрофизической и

электрохимической обработки материалов

относят и те, которые изменяют форму и

размеры заготовки без удаления лишнего

материала (взрывная обработка,

использование электро- и светогидравлического эффектов для обработки, магнитноимпульсное формирование заготовки,

изготовление деталей методом экструзии,

различные новые виды сварки и т. д.).

• Новые методы обработки коренным

образом изменяют технологию

изготовления деталей. Так, при лучевых

методах технологический процесс

обработки алмазных волок, рубиновых

подшипников и других подобных деталей

сокращается на 2—3 операции.

Использование одного электроэрозионного

станка при обработке ковочных штампов

высвобождает до трех-четырех фрезерных

станков.

Например, изогнутое отверстие можно получить или

сверлением детали, состоящей из одной части, с

двух сторон (рис. 2, а) или фрезерованием

криволинейного паза в детали, состоящей из двух

частей (рис. 2, б). Электроэрозионным или

электрохимическим методом криволинейное

отверстие можно изготовить за одну операцию

(рис. 2, в).

• В настоящее время к электроразрядной

обработке относят электроэрозионную,

электроконтактную и абразивноэрозионную. В основе этих методов лежит

использование энергии электрического

разряда, возбуждаемого между

электродами (инструментом и

обрабатываемой заготовкой), для удаления

материала при формообразовании детали.

• Электроразрядную обработку широко

применяют в промышленности при

изготовлении деталей из

труднообрабатываемых токопроводящих

материалов (обработка полостей штампов,

пресс-форм, литейных форм, получение

отверстий различной конфигурации,

изготовление криволинейных пазов,

контурная резка, клеймение, удаление

сломанных инструментов и крепежных

деталей из изделия н т. п.).

• До недавнего времени в электроэрозионной

обработке существовало деление на

электроискровую и электроимпульсную.

• Это деление условно и было возможным в

связи с использованием различных

генераторов, дающих импульсы электрического

тока с различными параметрами. Возможность

получать кратковременные искродуговые и

дуговые электрические разряды обусловила

появление терминов «электроискровая

обработка» и электроимпульсная обработка»

. 5. АБРАЗИВНО-ЭРОЗИОННАЯ ОБРАБОТКА

• Метод хорошо зарекомендовал себя на шлифовании

различных труднообрабатываемых материалов твердых сплавов, нержавеющих, жаропрочных,

титановых сплавов, немагнитных, магнитных

материалов и т.п.

• В обычную зону резания подводится

дополнительная энергия в виде электрических

разрядов. Для этого токопроводящий

шлифовальный круг и заготовку подключают к

генератору импульсов или к источнику

постоянного либо переменного тока.

• Импульсные электрические разряды удаляют продукты,

засаливания и стружку с поверхности шлифовального

круга, а при разрушении (эрозии) под действием этих

разрядов связки вскрываются новые зерна абразива и

таким образом стабилизируются режущие свойства

круга.

• В качестве электрода-инструмента используют

алмазные, эльборовые и другие абразивные

круги на токопроводящей связке. При

использовании в качестве абразива алмаза

процесс известен под названием алмазноискрового или алмазно-эрозионного

шлифования.

10. Электрофизические и электрохимические станки — презентация на 🎓

10. Электрофизические и электрохимические станки — презентация, доклад, проект