Качество поверхности

Как уже было отмечено, в результате ЭЭО поверхность приобретает характерные неровности, а поверхностный слой металла претерпевает физико-химические изменения. Это оказывает влияние на эксплуатационные показатели обрабатываемости деталей.

Обрабатываемая поверхность формируется из перекрывающих друг друга произвольно расположенных лунок. Размеры лунок зависят от энергии импульса (увеличиваются с увеличением энергии импульса) и материала электродов.

Рис.10. Микропрофиль поверхности

Высота неровностей профиля зависит от степени перекрытия лунок

где h_лi – глубина одной из пяти лунок в пределах базовой длины.

Если предположить, что размеры всех лунок на базовой длине одинаковы, то Rz≈ h_лi

Из теории процесса видно, что углубления имеют форму лунок с плавным сопряжением. Это затрудняет оценку высот неровностей с помощью световых методов измерений. Для получения достоверных результатов следует пользоваться профилографами и профилометрами, работающими по методу ощупывания поверхности иглой.

Шероховатость после обработки:

на электроискровом режиме:

твердые сплавы Ra=0,2 – 0,3мкм

сталь Ra=0,3 – 0,6мкм

на электроимпульсном режиме:

Rz=20 – 40мкм

при шлифовании в жидкости:

Ra=0,5 – 0,8мкм

при упрочнении и легировании (растет с увеличением толщины наносимого слоя):

Rz=10 – 100мкм

Поверхностный слой при ээо

Поверхностный слой после ЭЭО представляет собой сочетание трех основных зон:

Рис.11. Зоны поверхностного слоя

1. слой, в котором произошли химико-термические превращения (белый слой). Содержит продукты диэлектрика и электрода-инструмента. Глубина этого слоя: 0,1-0,4мм на электроимпульсном режиме; 0,004-0,1мм на электроискровом режиме; 0,005-0,08мм при шлифовании в жидкости

2. переходный слой, только термические изменения

3. металл заготовки

При ЭЭО возможно появление трещин в поверхностном слое. Так как мощный разряд энергии проходит через материал за короткий промежуток времени, возникает большая разница температур по глубине заготовки, наружные слои расширяются больше, внутренние меньше. Если металл в зоне лунки не обладает достаточной пластичностью, то происходит разрыв из-за возникающих внутренних напряжений. Внутренние напряжения возникают также в конце импульса, когда нагретый поверхностный слой резко охлаждается диэлектриком.

Особенно подвержены растрескиванию хрупкие материалы (например, твердые сплавы).

Если Н≥1мм, у всех сплавов наблюдаются микротрещины. Подогрев заготовки перед обработкой позволяет уменьшить величину Н в несколько раз, но это требует использования негорючих рабочих сред, а, следовательно, усложняет конструкцию станков и их обслуживание.

Производительность процесса ээо

Производительность процесса ЭЭО можно оценить как произведение энергии импульсов на их частоту с учетом влияния некоторых факторов:

Расчет производительности ведут по формуле

,

где k – коэффициент, определяемый экспериментально, зависит от вида рабочей среды, ее прокачки, материала и размера электродов, характеристик импульсов;

- частота импульсов, где

q – скважность – отношение периода повторения импульсов к их длительности;

τ_И – длительность импульса. Например, при черновой обработке стали τ_И=200…10⁵мкс, при чистовой обработке стали τ_И=5…200мкс, при обработке твердых сплавов еще меньше – на 2…3 порядка.

Таким образом, можно повысить производительность, если достичь оптимального соотношения между максимальным значением силы тока I_max в импульсе и его длительностью, которые связаны зависимостью

Для черновых операций используют импульсы с энергией более 1Дж, для чистовых – 0,1…1Дж, и отделочных – менее 0,1Дж.

Производительность процесса ЭЭО зависит от площади обрабатываемой поверхности. При разрезании заготовок непрофилированным Э-И влияние площади обработки учитывают через произведение толщины обработки на ширину паза. Наибольшее влияние толщина заготовки оказывает при использовании проволоки диаметром менее 0,1…0,15мм, когда условия удаления продуктов обработки из паза неблагоприятные. Если толщина заготовки больше 25…30мм, то скорость резания снижается. Поэтому для заготовок толщиной более 30мм необходимо применять проволочные электроды диаметром не менее 0,2…0,25мм.

Производительность также снижается из-за загрязнения рабочей жидкости. При загрязненности более 5% производительность снижается, так как, остывая, частицы металла испаряют часть жидкости, изменяя ее свойства. Поэтому необходимо периодически менять рабочую среду.