Электроискровой метод обработки металлов

Электроискровой метод — обработка — металл

Электроискровой метод обработки металлов состоит в том, что между двумя сближенными металлическими электродами, находящимися под током ( одним из которых — анодом — служит обрабатываемая деталь), возникает электроискровой разряд, вследствие чего происходит местное направленное разрушение ( электроэрозия) металла — анода. [1]

Электроискровой метод обработки металлов применяется для изготовления отверстий различной формы с прямыми и криволинейными осями, для разрезания металла на части, извлечения сломанных метчиков, сверл, шпилек и др., для заточки твердосплавных инструментов, а также для обработки штампов, пресс-форм и других деталей, изготовляемых из твердых металлов и закаленных сталей. [3]

Электроискровой метод обработки металлов вытесняется электроимпульсной обработкой. Это объясняется тем, что электроискровая обработка имеет ряд серьезных недостатков: производительность сравнительно низка; износ электрода-инструмента относительно большой ( например, величина износа латунных электродов составляет 25 — 300 % объема металла, снятого с детали), что значительно удорожает этот вид обработки и затрудняет получение необходимой точности. Кроме того, электроискровая обработка требует большого расхода электроэнергии. [5]

Электроискровой метод обработки металлов применяется для изготовления отверстий различной формы с прямыми и криволинейными осями, разрезания металла на части, извлечения поломанных метчиков, сверл, шпилек и др., для заточки твердосплавных инструментов. Электроискровой метод дает возможность обрабатывать любые токопроводящие материалы независимо от их твердости и физико-механических свойств. [6]

Основу электроискрового метода обработки металлов составляет процесс электроэрозии металлов. Сущность его заключается в том, что под воздействием электрических разрядов, посылаемых источником электрического тока, металл разрушается. [7]

Основу электроискрового метода обработки металлов составляет процесс электроэрозии металлов. Сущность его заключается в том, что под воздействием коротких искровых разрядов, посылаемых источником электрического тока, металл разрушается. При обработке на электроискровом станке для прошивки отверстий ( рис. 18.3, а) заготовку 2 погружают в бак с жидкостью и соединяют с положительным полюсом, выполняющим функции анода. Заготовка 2, стол 1, на котором ее закрепляют, корпус бака и станина станка электрически соединены между собой и заземлены, так что их электрический потенциал всегда равен нулю. Это необходимо для безопасности работы на станке. [9]

Сущность электроискрового метода обработки металлов состоит в том, что два электрода ( фиг. [10]

Объясните сущность электроискрового метода обработки металлов и кем он изобретен. [11]

В годы Великой Отечественной войны советскими учеными, лауреатами сталинской премии Лазаренко В. Р. и Лазаренко Н. И. открыт новый, так называемый, электроискровой метод обработки металлов . [13]

Читайте также:  Периодичность проверки манометров контрольным манометром

Электроискровая обработка металлов [2] основана на использовании кратковременных искровых разрядов. Схема такой обработки приведена на рисунок 239, а.

Электроискровой метод обработки металлов

Заготовку (анод) 1 и инструмент (катод) 2 подключают к источнику питания с напряжением, достаточным для возбуждения искровых разрядов. Для их получения используют релаксационные генераторы импульсов. При работе таких генераторов по схеме сопротивление-конденсатор электрическая энергия поступает от источника энергии (например, от сети) через сопротивление 5 и постепенно заряжает конденсатор 6. По окончании зарядки напряжение на обкладках конденсатора повышается.

Электроискровой метод обработки металлов

При сближении заготовки и инструмента происходит ионизация межэлектродного промежутка и его пробой, т.е. возникает электрический разряд в виде узкого проводящего канала (столба) с температурой от 6000 до . Канал разряда обычно образуется между двумя самыми близкими выступами на электродах. У основания этого канала на поверхности выступов электродов происходит разрушение (оплавлением с частичным испарением материала) — электрическая эрозия.

Электроискровой метод обработки металловЭлектроискровой метод обработки металлов

В зависимости от длительности разряда изменяется глубина распространения тепла в электродах и характер их разрушения. При кратковременных (искровых) разрядах длительностью с тепло распространяется на очень малый объем металла, который, расплавляясь и частично испаряясь, удаляется, оставляя углубление — лунку, точно воспроизводящую форму инструмента. При более длительных разрядах ( с и более) воспроизведения формы инструмента на металле не получается.

Канал, образовавшийся в процессе разряда, заполняется сильно ионизированными парами металла с появлением значительных ударных давлений, выбрасывающих капли расплавленного металла за пределы электродов, где они (капли) застывают в виде мелких частиц. Следующий разряд возникает между двумя другими выступами, оказавшимися в данный момент наиболее близко друг к другу. Так продолжается до тех пор, пока разряды не снимут с поверхности электродов все точки, лежащие на пробивном расстоянии. При увеличении расстояния между электродами (за счет съема металла) настолько, что приложенное напряжение окажется недостаточным для пробоя межэлектродного промежутка, процесс эрозии автоматически прекратится. Дли возобновления и продолжения этого процесса электроды нужно сблизить. Постоянное расстояние между инструментом и заготовкой при заданном приложенном напряжении поддерживается специальным реле 4 (рис, 239, а), которое при съеме слоя металла с заготовки автоматически опускает шпиндель 3, в нижней части которого закреплен инструмент.

В ванне 7 с диэлектрической жидкостью частицы выплавляемого металла быстро отвердевают и в виде шариков оседают на дно ванны; жидкость препятствует расширению зоны действия разряда и способствует концентрации его тепловой энергии на малом участке поверхности. В качестве рабочей жидкости используют керосин и минеральные масла.

Читайте также:  Твч установки индукционного нагрева

Электрод-инструмент изготовляют из латуни, меди, алюминия; реже из чугуна, медно — или углеграфитовой массы.

На рис. 239, 6 показан общий вид универсального электроискрового станка модели 18М2 для прошивки отверстий и обработки плоскостей. На основании 8 закреплена станина 6, по горизонтальным направляющим 5 которой может перемешаться каретка 4. Шпиндель 3 с инструментом имеет ручное перемещение и автоматическую регулировку межэлектродного расстояния. Обрабатываемая деталь закреплена на столе 2. После опускания шпинделя бак 1 с минеральным маслом поднимают так, чтобы обрабатываемая деталь и инструмент полностью погрузились в масло. На пульте управления 7 включают кнопку "Пуск" и начинается процесс обработки.

Точность и чистота обрабатываемой поверхности зависят от энергии импульсов и длительности (частоты) разрядов. Чем меньше энергия импульсов и больше частота разрядов, тем более гладкой получается поверхность детали. При чистовой обработке (1000-10 000 имп/с) получается поверхность 6-8-го классов чистоты, а при черновой обработке (50-3000 имп/с) — 1-4-го классов чистоты.

Электроискровая обработка относится к группе электрофизических методов. К этой же группе относятся рассмотренные выше электромеханическая обработка, обработка с применением ультразвука, плазменной струей и др.

Сущность электроискровой обработки заключается в способности электрических искровых разрядов разрушать поверхности электродов. Обработка выполняется на установках, собранных по различным схемам. При выполнении операций, связанных со снятием определенного слоя металла, наиболее распространена конденсаторная установка, показанная на рис. 3.61. Эта установка питается постоянным током с напряжением 110. 220 В от двигателя-генератора 7 мощностью 5 кВт. Обрабатываемая заготовка 2 подключается к аноду, а инструмент 4 — к катоду. Переменное сопротивление 8 и регулируемая емкость конденсатора 6 служат для назначения определенного режима обработки.

Электроискровой метод обработки металлов

Рис. 3.61. Установка для электроискровой обработки

Обрабатываемая деталь может быть изготовлена из любого металла или сплава; материалом для инструмента могут служить латунь, медь, чугун, алюминий и его сплавы и др. Разрушение материала происходит в результате многочисленных искровых разрядов между инструментом и заготовкой, сосредоточенных на небольших участках. В процессе искрового разряда металл анода переходит в жидкое и газообразное состояния. В результате мгновенного расширения паров металла происходят микровзрывы и расплавленный металл сбрасывается с поверхности анода. Чтобы в процессе работы установки не было переноса металла с анода на катод (инструмент), обработка ведется в диэлектрической жидкости 3 (керосин, минеральное масло и пр.), поэтому частицы металла оседают на дно ванны 1. Инструмент вдоль оси подается автоматически от следящей системы 5, включенной в цепь генератора и подающей инструмент короткими импульсами.

Читайте также:  Самодельный горн для ковки на газу

При ремонте машин электроискровую обработку применяют для прошивки отверстий в особо твердых металлах, удаления сломанных метчиков, сверл, шпилек, болтов и других деталей, вырезания прорезей сложной формы.

При выполнении обдирочно-шлифовальных работ и резке особо твердых металлов применяют установки бесконденсаторного типа (рис. 3.62): 1 — деталь; 2 — щеткодержатель; 3 — контактное кольцо; 4 — электрод-инструмент. Эти установки работают при напряжении

6. 36 В и силе тока до 200 А.

Электроискровой метод обработки металлов

Рис. 3.62. Установка бесконденсаторного типа

Электроискровой метод используют также для наращивания и упрочнения поверхностей деталей. На рис. 3.63 показана схема электроискрового нанесения металла: 1 вибратор; 2 — присадочный электрод (анод); 3 — деталь; 4 — конденсатор. Электрод 2, получающий от вибратора возвратно-поступательное движение, периодически замыкает и размыкает вторичную цепь, касаясь детали. В процессе разряда составляющие электрода переносятся на деталь, диффундируют, образуя слой определенной толщины с необходимыми физико-механическими свойствами. Электроискровым наращиванием можно получить слой до 0,5 мм из стали, твердого сплава, алюминия и др.

Рис. 3.63. Схема электроискрового нанесения металла

Электроискровой метод обработки металлов

Для упрочнения деталей, работающих при трении скольжения, наиболее эффективно применение твердого сплава Т15Кб, а при трении скольжения — феррохрома.

В результате электроискровой обработки усталостная прочность деталей снижается на 10. 20% вследствие ухудшения шероховатости поверхности и возникновения растягивающих напряжений.

Электроискровое наращивание и упрочнение применяют при восстановлении размеров шеек валов под подшипники качения и скольжения, для наращивания отверстий в корпусных деталях, для повышения износостойкости штампов, режущей части инструментов и др. Для электроискровой обработки промышленностью выпускаются установки типа ЭФИ-25, УПР-ЗМ и другие с ручным вибратором.

Анодно-механическая обработка относится к группе электрохимических методов. Она основана на анодном растворении металла и удалении продуктов электрохимической реакции с обрабатываемой поверхности. При анодно-механической обработке используется перемещение инструмента 1 (рис. 3.64) относительно обрабатываемой детали 3 с подачей электролита 2 (раствор жидкого стекла). В качестве инструмента применяют металлический диск, металлическую ленту или проволоку. В процессе обработки на поверхности заготовки образуется токонепроводящая пленка кремнекислоты, которая удаляется движущимся инструментом в местах соприкосновения

Электроискровой метод обработки металлов

Рис. 3.64. Схема анодномеханической обработки с заготовкой. Кроме электрохимического растворения наблюдается эрозионное разрушение поверхности детали в результате кратковременных электрических разрядов в зоне контакта. С помощью анодно-механической обработки можно разрезать металл, прорезать пазы, обрабатывать поверхности в металлах любой твердости, затачивать твердосплавные инструменты.