4.1.1.Технологические применения разряда в жидкости

Как уже отмечалось, технологии с применением электрического разряда в жидкости относятся к высокоскоростным. Этим и определяется их преимущество.

Можно назвать ряд технологических процессов, которые либо нашли применение, либо перспективны. Среди них отметим следующие:

Рис. 4.4. Типичные электрогидравлические технологические процессы:

а) штамповка; б) дробление хрупких материалов (щебень, гранит и т.д.);

в) разрушение некондиционных железобетонных изделий;

г) разрушение камней в почках человека

штамповка деталей из труднодеформируемых материалов или сложной конфигурции. Штамповка осуществляется в устройстве, схематично показанном на рис. 4.4,а. Листовая заготовка вместе с матрицей помещается в бак с водой. Над заготовкой размещается электродная система. В результате разряда в жидкости механическое воздействие ударной волны и потоков жидкости на заготовку приводит к ее деформации. Перемещаясь при каждом разряде к матрице на некоторое расстояние, в конце обработки заготовка принимает форму матрицы. Для того, чтобы в процессе обработки заготовка плотно прилегала к матрице, образуя изделие, воздух из пространства между заготовкой и матрицей откачивается. Как видно из рисунка, при электрогидравлической штамповке реализуется экономия на оснастке: для приготовления детали требуется только матрица. Пуансон, необходимый при традиционной штамповке отсутствует.

дробление хрупких материалов (строительных материалов, геологических проб, некондиционного бетона, негабаритов и т.д.) (рис. 4.4,б,в). При этом порция обрабатываемого материала помещается в сосуд, заполняемый водой. В сосуде имеется один (рис. 4.4,б) или несколько (рис. 4.4,в) электродов, с которых развивается разряд на дно камеры или на арматуру разрушаемого железобетона. После серии разрядов бетон разрушается, извлекаются продукты обработки и цикл повторяется.

очистка литья от формовочной земли. При этом удается проводить очистку в формах сложной формы и существенно улучшить условия труда.

очистка поверхностей от окалины, минеральных отложений и т.д.

разрушение камней в почках человека без хирургического вмешательства, путем концентрации ударных волн в требуемом месте. При этом пациент помещается в ванне в водой (рис. 4.4,г). Следящая ка правило рентгеновская система обеспечивает излучение разряда в момент, когда разрушаемый камень оказывается в фокусе концентрирующей системы. Раздробленный камень выводится из организма естественным путем.

активизация нефтяных скважин.

эхолокация водоемов и многие другие.

4.2. Электроэрозионная обработка материалов

4.2.1. Электроэрозионные установки

Под электроэрозионной обработкой понимают обработку металлов с использованием электрической эрозии, возникающей при организации импульсного разряда между обрабатываемой деталью и специальным электродом-инструментом. Электроэрозионная обработка производится с целью придания детали требуемой формы (размерная обработка), упрочнения поверхности или нанесения на нее защитного покрытия.

Принципиальная схема обработки детали на электроэрозионном станке показана на рис.4.5. При обработке используется собственно станок 1 с рабочей ванной 2, в которой находится стол 3 для установки электрода-изделия 4 с перемещением по двум координатам; 5  регулятор подачи электрода-инструмента; 6  источник питания  генератор импульсов; 7  система снабжения рабочей жидкостью, состоящая из насосов, фильтров, бака и т.п.; 8  электрод-инструмент.

Рис.4.5. Электроэрозионный станок со вспомогательными устройствами

энергопитания и снабжения рабочей жидкостью

Источник питания 6 преобразует переменный ток промышленной частоты в импульсный с регулируемыми частотой следования импульсов от сотен до сотен тысяч герц, амплитудой от долей до тысяч ампер, скважностью от 1,01 до 510, длительностью импульса от долей до нескольких тысяч микросекунд. Изменением указанных параметров устанавливается технологический режим обработки.

Регулятор 5 подачи осуществляет автоматическое изменение положения одного из электродов с целью поддержания заданного межэлектродного зазора, изменяющегося благодаря эрозии материала электродов.

Система снабжения 7 служит для урегулирования расхода и очистки рабочей жидкости, подаваемой с целью облегчения удаления продуктов процесса и охлаждения непосредственно в межэлектродный промежуток (рабочую зону) и в ванну 2 станка.

Различают два вида электроэрозионной обработки: электроискровую и электроимпульсную.

Электроискровая обработка производится короткими импульсами тока (менее 100 мкс). Условно такие разряды называют искровыми, из чего следует и название обработки.

Электроимпульсная обработка характеризуется более длительными импульсами тока (более 100 мкс), при которых разряд по своим характеристикам приближается к дуговому: с характерными зонами и столбом канала, для которого характерны малые градиенты напряжения.

Принцип реализации электроэрозионной обработки основан на тепловом действии канала разряда на обрабатываемую деталь. В канале разряда, включая приэлектродную зону, за короткое время выделяется энергия, нагревая газовую среду канала (в основном пары металла) до температуры в несколько тысяч градусов. За счет теплопроводности из зоны разряда формируется тепловой поток, который быстро нагревает непосредственно примыкающий к месту разряда металл заготовки, плавит и частично испаряет некоторое количество металла, образуя эрозионную лунку. Для организации разряда с нужными параметрами и эвакуации продуктов эрозии (пара и частиц расплавленного металла) разряд производится в технологической жидкости (керосин, масло, вода).

На рис.4.6 показаны открытая (а) и закрытая (б) рабочие зоны электроэрозионного станка.

Рис.4.6. Схема открытой (а) и закрытой (б) рабочей зоны при пузырь;