9

ТОЭ Лекция 16.17

4.3. Стадии протекания электроэрозионного процесса

Первой стадией эрозионного процесса является пробой МЭП в результате образования зоны с высокой напряжённостью поля. Для диэлектрических жидкостей, применяемых при ЭЭО, напряжённость поля в момент разряда достигает десятков мегавольт на метр. Под действием разряда происходит ионизация промежутка, через который между электродами 1 и 2 начинает

Рис.4.5. Образование канала проводимости при ЭЭО

протекать электрический ток (рис.4.5). То есть образуется канал проводимости 3 – сравнительно узкая цилиндрическая область, заполненная нагретым веществом (плазмой), содержащим ионы и электроны. Через канал проводимости протекает ток. Скорость нарастания его силы может достигать сотен килоампер в секунду. На границах канала металл плавится, образуются лунки. На этой стадии форма лунки близка к сферической.

Второй стадией является образование около канала проводимости газового пузыря из паров жидкости и металлов. Вследствие высокого давления (до 2·10⁷ Па) канал проводимости стремится расшириться, сжимая окружающую его газовую фазу. Вследствие инерции, сначала газовый пузырь и окру-

Рис.4.6. Направление расширения границы канала проводимости

жающая его жидкость неподвижны. Затем начинается их расширение. Граница канала проводимости движется с высокой скоростью в радиальном направлении (рис.4.6). Скорость расширения может достигать (150-200) м/с. На наружной границе образуется так называемый фронт уплотнения. В нём давление скачкообразно меняется от исходного в жидкости до высокого его значения на границе Р_Ф.

Третьей стадией будет прекращение тока, отрыв ударной волны от газового пузыря и продолжение его расширения по инерции. Ударная волна гасится окружающей жидкостью. В начале этой ста-

Рис.4.7. Начало третьей стадии электроэрозионного процесса

дии (рис.4.7) в МЭП находятся жидкий металл 2 в углублениях электродов 1 и 6; газовый пузырь 3, внутри которого имеются пары 4 металлов заготовки и инструмента; жидкий диэлектрик 5. Когда газовый пузырь достигает наибольшего размера, давление внутри него резко падает. Содержащийся в лунках расплавленный металл вскипает и выбрасывается в МЭП.

Не всякий импульс, вырабатываемый генератором, вызывает эрозию электродов. Может оказаться, что в момент поступления импульса МЭЗ велик, а напряжение, создаваемое генератором, мало для пробоя зазора. Проявляется и влияние других факторов. Например, в крупногабаритных установках, лунки могут быть значительно удалены от выхода из МЭП. В этом случае вынос твёрдых частиц из МЭП становится замедленным и процесс ЭЭО может прекратиться. Для его поддержания применяют принудительное прокачивание диэлектрической жидкости через зону обработки.

Если материал заготовки хрупкий, то под действием высоких температур возможно не только выплавление металла, но и его скалывание и удаление достаточно крупными частицами.

При изготовлении углублений разряды возникают не только на рабочей стороне ЭИ, но и на его боковых поверхностях. Поэтому кроме рабочего зазора, регулируемого скоростью подачи инструмента, формируется боковой зазор, зависящий от величины износа ЭИ.