§ 4.6. Пути снижения износа

Одним из путей снижения износа электрода-инструмента явля­ется использование материалов, имеющих высокую эрозионную стойкость. Если расположить известные материалы, используемые для изготовления электродов-инструментов, в порядке возрастания их эрозионной стойкости, то перечень будет выглядеть так: алюми­ний и его сплавы, серый чугун, латунь, медь, вольфрам, графитированные материалы.

Износ электродов зависит от формы и энергии импульсов, при­чем для различных материалов форма импульсов, обеспечивающая минимальный износ, различна. Значительное влияние на износ ока­зывает прокачка жидкости. У медных электродов-инструментов с уменьшением скорости прокачки износ снижается, у меднографитовых композиций - повышается. Наиболее интересным решением проблемы является создание условий, при которых износ электро­да-инструмента компенсируется слоем углерода, осаждающегося на рабочей поверхности инструмента в результате разложения углеродосодержащих рабочих жидкостей. Если добиться равновесия между удаляемым за счет эрозии и осаждающимся на электрод-инструмент материалом, то износ полностью прекратится. Этого удается достичь за счет особой формы импульса, вырабатываемого генератором. Импульсу придают крутой передний фронт с большим амплитудным значением напряжения, что обеспечивает нормаль­ный разряд; далее напряжение снижают и ведут процесс в течение времени, необходимого для разложения рабочей среды и осажде­ния графита (так называемый импульс «гребенка»). Таким путем удается сохранить достаточно высокую производительность и уст­ранить или снизить до минимума износ электрода-инструмента. На­пример, у инструмента из меди, покрытой слоем графита, осажден­ного из рабочей жидкости, износ снижается в десятки раз по срав­нению с медным электродом-инструментом.

При использовании проволочного электрода износ инструмента не оказывает влияния на точность вырезания профиля, так как при неизменном режиме обработки сечения электрода-инструмента на входе в заготовку и на выходе из нее постоянны в течение всего процесса изготовления детали.

§ 4.7. Особенности проектирования, расчета и изготовления копиров для станков с непрофилированным электродом

Точность изготовления детали зависит от параметров копира. Для станков с непрофилированным электродом копир должен быть жестким, поскольку он является носителем размеров, и в то же время иметь минимальную толщину кромки, чтобы проволока ка­салась ее без перекосов. Копир изготовляют из латуни или другого сплава, обладающего небольшим переходным сопротивлением в месте контакта с проволокой, а рабочую кромку со стороны, про­тивоположной заготовке, срезают, оставляя ее высоту /р не более 0,3 мм (рис. 1.30). Тогда колебание угла наклона проволоки / не вызывает значительных отклонений ее от рабочей кромки 2, что позволяет повторить профиль копира на детали с минимальными погрешностями.

Рис. 1.30 Рис. 1.31

Копир 1 (рис. 1.31) крепят над заготовкой 2, добиваясь мини­мального зазора между его нижней плоскостью и заготовкой. Для получения надежной изоляции копира 1 от заготовки 2 его уста­навливают с помощью диэлектрического кольца 3 (рис. 1.31, а), с помощью клеев 3 (рис. 1.31,6), механическими прижимами. При установке на клей 3 копир базируют по съемной пробке или коль­цу. Схема расчета копира приведена на рис. 1.32. Размер копира

Рис. 1.32

где А_д - размер детали; s - зазор; z - припуск на последующую обработ­ку. За счет износа проволоки 1 при движении ее в направлении стрелки происходит уменьшение ее диаметра, паз в детали 3 приобретает уклон в сторону копира 2, поэтому припуск под последующую обработку заготовки считают с учетом угла наклона а бо­ковой стенки паза к оси проволоки. В формуле (1.24) берут знак «-», если обрабатывают охватывающий контур детали, например получают отверстие. При изготовлении охватываемого элемента конструкции, например стержня, размеры копира должны превышать размеры детали и в формуле (1.24) берут знак « + ». Припуск z определяют по следую­щей зависимости:

где R_zo высота неровностей после электроэрозионной обработки (экономически целесообразно получать под доводочные операции такую шероховатость, при которой суммарная трудоемкость элект­роэрозионной обработки и доводки минимальна; для сталей этому условию отвечает диапазон R_zo = 3...10 мкм, для твердых сплавов R_zo = 2...7 мкм). Если последующие после электроэрозионной обра­ботки операции отсутствуют, берут R_zo = R_zд; R_zд - высота неров­ностей, которую необходимо получить на детали; Н - глубина измененного слоя после электроэрозионной обработки (после обра­ботки непрофилированным электродом измененный слой в зависи­мости от режима составляет для сталей 4...25 мкм, для твердых сплавов 3...15 мкм); h_д - толщина изготовляемой детали; δ_к - по­грешность изготовления копира (при точной оснастке δ_к <6... 8 мкм); δ_уст - погрешность установки копира (при применении оптических устройств для контроля положения копира при уста­новке δ_уст = 2...4 мкм); δ_ст < 0,005...0,01 мм — погрешность станка; угол уклона а ≈ 1...3' (рис. 1.32) зависит от диаметра проволоки, скорости ее перемещения вдоль оси, толщины заготовки.

Операции изготовления копира проводят в два этапа: черновой и чистовой. Черновой этап выполняют на металлорежущих стан­ках. Он включает вырезание заготовки, расточку базовых отвер­стий, черновую обработку контура, снятие фаски по толщине кон­тура. Чистовой этап выполняют с использованием специальных при­способлений. Припуск под эти операций не превышает 0,3 мм. После окончательного контроля на копир составляют паспорт, ему при­сваивают шифр и хранят как инструмент длительного пользова­ния.

Если требования к точности изготовления деталей невысоки, то в качестве копира можно использовать саму деталь.