Лекція №1 Задачі курсу

Задачі курсу – вирішення питань, які виникають у технолога в процесі розробки прогресивних методів і технологій обробки важкообробляємих матеріалів. В результаті вивчення дисципліни студент повинен знати основи технології обробки нових прогресивних методів обробки, вміти раціонально вибирати методи обробки і розробляти технологічні процеси обробки важкообробляємих матеріалів.

Використання прогресивних методів обробки важкообробляємих матеріалів дає можливість підвищити продуктивність, точність, якість продукції із зменшенням шорсткості.

Класифікація прогресивних методів обробки

ПМО
Електророзрядні
Електрохімічні
Ультразвукові
Променеві
Плазмові
Електрогідравлічні
Магнітоімпульсні
Комбіновані

Електророзрядні методи обробки

До електророзрядних методів обробки відносяться:

1. Електроерозійна обробка;

2. Електроконтактна обробка.

При електророзрядній обробці енергія електричних розрядів, які виникають між інструментом-катодом і заготовкою-анодом, здійснюють руйнування матеріалу заготовки. Тобто енергія електричних розрядів перетворюється в теплову і за рахунок цієї теплової енергії в результаті виникнення високої температури матеріал заготовки не тільки плавиться а і випаровується.

Електроерозійна обробка

Електроерозійна обробка розроблена в 1943 році. При електроерозійній обробці між електродом-інструментом і заготовкою є зазор через який проходить електричний розряд, в результаті чого руйнуються як матеріал заготовки так і матеріал електроду-інструменту. Але в більшій мірі проходить руйнування матеріалу заготовки. На поверхні заготовки утворюється лунка за рахунок розплавленого металу, температура в зоні обробки становить до 10000 . Імпульсні розряди, які виникають між катодом і анодом, мають енергію від ÷ Дж до десятків Дж. Напруга що виникає між електродом-інструментом і заготовкою становить від 10-20В до 300-400В. Тривалість імпульсу становить від долей мікросекунд до декількох мікросекунд. Частота імпульсів від 50Гц до сотень кГц.

Рисунок 1- Схема електроерозійної обробки

1. електрод-інструмент;

2. діелектрична рідина;

3. заготовка-анод;

4. батарея конденсаторів;

5. реостат.

Електроерозійна обробка здійснюється шляхом включення електроду-інструменту і заготовки в коло електричного струму коливального контуру, який перетворює постійний струм в імпульсний необхідної частоти і потужності. Зарядка батареї конденсаторів 4 здійснюється постійним струмом, який поступає від генератора через реостат 5. В зазорі між електродом-інструментом і заготовкою виникає електричний розряд, внаслідок чого електрод-заготовка руйнується. В результаті взаємодії електроду-інструменту і заготовки в останній утворюються порожнини певної форми і розмірів.

Рисунок 2- Схема утворення лунки при одиничному розряді

В процесі електроерозійної обробки злом матеріалу відбувається в 2 етапи:

1. Безпосередній злом матеріалу;

2. Видалення із зони обробки розплавленого матеріалу.

Ці етапи характеризуються комплексом складних фізичних явищ. В основі цих явищ лежать складні електро - термічні процеси.

Швидкість видалення шару матеріалу залежить від характеру і параметрів імпульсу до яких можна віднести тривалість імпульсу, скважність g –це відношення періоду повторення імпульсу Т, до його тривалості .

.

Якщо g =1÷30, то йде безперервний електричний розряд. Якщо g >30 то діють одиночні імпульси.

Величина скважності визначає можливість концентрації в часі значних енергій і потужностей в зоні обробки.

Важливо, щоб процес утворення лунки закінчувався раніше початку нового імпульсу. Тому діапазон скважності лежить в межах 1÷30.

----------------------------------------------------------------------------------------------------

Форма імпульсу – важлива характеристика електророзрядної обробки.

Розрізняють 4 форми імпульсів:

Рисунок 3 – Різновиди форм імпульсів

1 – уніполярна форма імпульсів з постійною складовою(пульсуючий струм);

2 – уніполярна форма;

3 – симетрична знакоперемінна;

4 – несиметрична знакоперемінна.

1, 2- форми імпульсів використовуються в електроерозійній обробці, а 3 і 4 в електроконтактній обробці.

Сила струму достатньо велика (декілька сотень ампер), напруга теж велика (десятки тисяч вольт), енергія імпульсу - ÷ Дж.

До режимів електроерозійної обробки відносять:

1. Тривалість імпульсу ;

2. Скважність імпульсу g;

3. Частота імпульсу ;

4. Енергія імпульсу Е.

Одним із основних параметрів являється частота імпульсів:

,

де Т – період повторення імпульсів;

Частота імпульсу може становити від 100 до 20 кГц.

Енергія імпульсів може становити ÷ Дж.

Електроерозійна обробка поділяється на:

• електроіскрову;

• електроімпульсну.

Відрізняються вони тривалістю імпульсу. Для електроіскрової обробки тривалість імпульсу < секунди, а для електроімпульсної > секунди.

Також електроіскрова обробка відрізняється від електроімпульсної скважністю, для електроіскрової – g > 5 а для електроімпульсної – g < 5.