7. Лабораторная работа №3. Определение значения износа электрода-инструмента и производительности обработки для технологической операции электроэрозионной вырезки

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определение значения шероховатости поверхности и производительности обработки для технологической операции электроэрозионной вырезки

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Согласно данным в таблице 12.1 определить ширину реза по формуле:

где D_И – диаметр электрода-инструмента (для большинства работ на электроэрозионном вырезном станке Seibu M500S используется электрод-проволока диаметром D_И = 0,25 мм); Δ – вычисленный искровой зазор.

2. При помощи штангенциркуля измерить высоту заготовки в трех различных точка образца, вычислить ее среднее значение, ввести полученные данные в таблицу 12.2.

3. Согласно данным таблицы 7.1 найти значение плотности материала образца.

4. Согласно данным таблицы 6.1 определить используемую скорость подачи электрода-инструмента (горизонтальную), использованную при изготовлении образцов.

5. Рассчитать скорость съёма металла по следующей формуле:

,

где – ширина реза, – высота заготовки для операции электроэрозионной вырезки, – плотность материала образца, – скорость подачи электрода-инструмента.

6. Определить шероховатость образца по эталону, внести значение в таблицу 12.2.

7. Рассчитать процентный износ электрода-инструмента

7.1) Рассчитать площадь торцевого образца в соответствии с размером на эскизе 6.7.;

7.2) Рассчитать площадь торцевого образца с учётом искрового зазора;

7.3) Рассчитать фактический износ электрода – инструмента

8. Полученные расчетные данные ввести в таблицу 12.2.

Таблица 7.1. Плотность материала исследуемых образцов

№ п/п	Материал	Плотность, кг/м3
1	Алюминий	2,7 x 103
2	Медь	8,93 x 103
3	Нержавеющая сталь 40Х	7,68 x 103
4	Твёрдый сплав	12,5 x 103

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

1. Номер, название и цели работы.

2. Протокол исследования лабораторных образцов (таблица 12.2).

3. Результат вычисления значения скорости съема металла.

4. Результат вычисления процентного износа электрода-инструмента.

5. Описание и анализ полученных результатов. Выводы.

8. Лабораторная работа №4. Ознакомление с принципами работы и устройством оборудования для выполнения технологической операции электроэрозионной прошивки

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомиться с принципом работы и устройством оборудования для выполнения технологической операции электроэрозионной прошивки на примере станка Z&K Genius 600 (Германия) (рис. 4.2.).

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Описание принципа работы и устройства электроэрозионного станка для выполнения технологической операции электроэрозионной прошивки аналогично и полностью соответствует приведенному выше описанию для электроэрозионного вырезного станка.

Электрод-инструмент. Для операции электроэрозионной прошивки обычно используется медный и графитовый электрод-инструмент, сложный профиль которого изготавливается при помощи других методов обработки (фрезерная, токарная, электроэрозионная вырезка и пр.). Особенности выбора технологических режимов при фрезеровании графитовых электродов для операции электроэрозионной прошивки приведены в [32].

Профиль электрода для операции электроэрозионной прошивки полностью соответствует требуемому профилю детали в зеркальном отражении с учетом искрового зазора (порядка 0,06 мм на диаметр, значение может отличаться в зависимости от используемого материала электродов в паре инструмент-деталь).

В общем случае электрод-инструмент состоит из двух основных частей: формообразующая с технологическими элементами (такими как, например, отверстия для промывки диэлектриком) и державки для крепления электрода в направляющей станка (рис.8.1).

Рис.8.1. Основные части электрода-инструмента для операции электроэрозионной прошивки

Технологические особенности обработки. При выполнении технологической операции электроэрозионной прошивки поступательно движущийся профильный электрод-инструмент включён катодом (рис. 8.2). Электрод-инструмент закреплен в верхней направляющей станка. Чаще всего на производстве используется последовательное перемещение электрода-инструмента вдоль оси Z, но могут использоваться и другие схемы перемещения (вдоль оси X и/или Y, вращательными, винтовыми и планетарными движениями, по любому заранее программированному контуру). Перемещения происходят с небольшим шагом (до нескольких сотых миллиметра) до достижения конечной точки траектории, после чего электрод-инструмент возвращается в исходное положение.

Во время обработки происходит износ электрода-инструмента, таким образом, искровой зазор к конечной точки траектории между электродом-деталью и электродом-инструментом становится больше начального. Это может привести к конусности формы получаемой полости и, в крайнем случае, к дестабилизации процесса обработки вплоть до его полного прерывания. Для того чтобы избежать искажения формы детали для ответственных высокоточных деталей используются от двух до нескольких электродов (для черновой, получистовой и чистовой обработок), что существенно увеличивает сроки технологической подготовки производства и изготовления конечного изделия. Поэтому использование операции электроэрозионной прошивки требуется тщательно обосновывать и применять только в том случае, когда другим способом невозможно получить результат требуемого качества.

Особенности расчёта технологических параметров для операции электроэрозионной прошивки приведены в [16].

Рис. 8.2. Принципиальная схема исполнения технологической операции электроэрозионной прошивки профильным электродом-инструментом, где 1 – заготовка; 2 - электрод – инструмент; V_п – перемещение электрода-инструмента по управляющей программе; Q_д – подача диэлектрика в зону обработки; Δ – искровой зазор

Рабочая жидкость. Струя диэлектрической жидкости (чаще всего используются эссенции на основе минерального масла) подается через форсунки коаксиально с электродом-инструментом, для заполнения искрового зазора и вымывания частиц металла. Часто в конструкции электрода-инструмента технологом предусматриваются специальные отверстия для промывки труднодоступных полостей обработки, особенно если речь идет об изготовлении крупных формообразующих полостей деталей (например, при изготовлении формообразующих деталей пресс-форм). Чем с большей скоростью диэлектрик вымывает частицы материала, тем выше качество получаемых поверхностей. Если промывка искрового зазора диэлектриком невозможна, тогда происходит «застой» отработанных частиц в определенных полостях искрового зазора, что может привести к дестабилизации процесса резания и как следствие к короткому замыканию.

Электроэрозионная обработка может осуществляться с наполнением или без заполнения рабочей ванны диэлектриком.

Основные части и узлы электроэрозионного прошивного станка на примере Z&K Genius 600 приведены на рис.8.3. На рис.8.4 представлены основные оси, по которым осуществляется перемещение рабочих органов станка при операции шести координатной электроэрозионной прошивки. При этом инструмент перемещается по ортогональным осям X-Y-Z. Дополнительно современное оборудование может быть оснащено вращательным модулем для поворота электрода-инструмента вокруг оси Z (дополнительная ось С) и поворотным столом для вращения заготовки относительно оси X и Y (дополнительные оси А и В). В начале обработки инструмент располагается на уровне +2…3мм над заготовкой.

Станина

Рабочий стол

для крепления заготовки

Бак для электролита

Державка для электрода

Консоль для перемещения электрода по оси X

Консоль для перемещения электрода по оси Y

Консоль для перемещения электрода по оси Z

Рис.8.3. Расположение основных узлов электроэрозионного прошивного станка (на примере Z&K Genius 600)

+Z

-Y

+Y

+Х

-Х

-Z

Рис. 8.4. Расположение координатных осей перемещений рабочих органов электроэрозионного прошивного станка

Типовые зоны обработки, получаемые при помощи технологической операции электроэрозионной прошивки. В таблице 8.1 приведена классификация типовых зон обработок, получаемых при помощи технологических операций электроэрозионной прошивки.

Таблица8.1

Типовые зоны обработки, получаемые при помощи технологической операции электроэрозионной прошивки

№ п/п	Краткое описание типовых зон	Схема
1	Электроэрозионное прошивание отверстий с прямолинейной осью. Для прошивания отверстий в труднообрабатываемых материалах.
2	Электроэрозионное прошивание отверстий с криволинейной осью. Обеспечивается подачей электрода инструмента 2 относительно заготовки 1. Для прошивания каналов аэродинамического профиля.
3	Электроэрозионное объёмное прошивание – копирование (одноконтурная схема). – подача электрода инструмента 2 на неподвижную заготовку 1. Для прошивания внутренних отверстий пресс-форм, штампов.
4	Электроэрозионное объёмное прошивание – копирование. Многоконтурная схема с независимой подачей каждого из электродов. и – скорости подачи электродов – инструментов 2 и 3 соответственно на неподвижную заготовку 1. Для прошивания внутренних отверстий пресс-форм, штампов.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Ознакомление с принципами работы и основными узлами электроэрозионного станка осуществляется в присутствии оператора станка, который наглядно поясняет теоритический материал и отвечает на вопросы студентов.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

1. Номер, название и цель работы.

2. Схема станка для выполнения технологической операции электроэрозионной прошивки с расположением и наименованием основных координатных осей и узлов (рис.12.3).