ММК Спецтехнология ЛА 2013

В зависимости от мощности импульсов различают жесткий, средний и мягкий режимы. При жестком режиме Rz = 160…40 мкм, производительность 1,5-10 мм/с, при мягком режиме Ra = 6,3…0,8 мкм, производительность 0,001 мм/с.

Электроимпульсная обработка отличается от электроискровой большей длительностью импульсов. Производительность 100-300 мм/с. Электроконтактная обработка (рис. 8.3) отличается съемом с заготовки металла, размягченного электродуговыми разрядами. Производительность 3000 мм/с.

Рисунок 8.3. Схема электроконтактной обработки: 1 – инструмент, 2 - заготовка

Электроэрозионной обработкой (ЭЭО) практически можно осуществить все виды формообразования, применяемые при механической обработке. Наиболее часто применяются прошивка и резка.

Прошивка - обработка поверхностей с объемным копированием формы электрода при прямолинейном поступательном движении электродаинструмента (или заготовки). Применяется при обработке отверстий, полостей, углублений, пазов и др.

Резка - разделение заготовки на части осуществляется по схеме прошивки.

Вырезание производится только непрофилированным электродом (проволокой), совершающим движение по заданной траектории относительно заготовки.

Производительность ЭЭО зависит от теплофизических свойств обрабатываемого материала, электрических параметров процесса, размеров обрабатываемой поверхности, материала электродаинструмента, рабочей среды и определяется количеством снятого материала в единицу времени. Производительность современного оборудования достигает 1000 мм3/с.

Производительность оборудования:

Q=KAи/qτи,

где Q-объем снятого материала, мм3; К—коэффициент, зависящий от вида и состояния рабочей среды, ее прокачки, материала, размеров электродаинструмента, характеристики импульсов тока (определяется экспериментально); Aи -энергия импульса, Дж; q—скважность, т. е. отношение периода импульса к его длительности; τи —длительность импульса, с.

Обрабатываемость материалов при ЭЭО оценивается отношением объема снятого исследуемого металла к объему металла, снятого с заготовки из стали 45 при одинаковых условиях обработки. Коэффициент обрабатываемости вольфрама - 0,7; молибдена - 0,8; алюминия - 1,5; магния - 2,5; железа - 1,0; жаропрочных сплавов -1,3...

1,8.

Для повышения производительности ЭЭО часто применяют многоэлектродную (несколько электродов-инструментов подключены к одному генератору импульсов) и многоконтурную обработку (каждый электрод-инструмент подключен к своему генератору импульсов).

Производительность многоконтурной и многоэлектродной обработки:

Q=K1nAиf,

где K1=KKМ (KМ - коэффициент, учитывающий взаимное влияние контуров или электродов на скорость эрозии. При числе контуров n=6 коэффициент KМ=0,65, при n=20 коэффициент KМ=0,5) n - число контуров; Aи - энергия импульса, Дж; f- частота следования импульсов, Гц.

Точность ЭЭО при использовании профильного электрода-инструмента соответствует 6...11 квалитетам, непрофилированного - 5... 6 квалитетам.

При ЭЭО сталей в электроискровом режиме Rа = 0,3... 0,6 мкм, при обработке в электроимпульсном режиме Rz = 20...40 мкм.

При изготовлении деталей ДЛА ЭЭО нашла наиболее широкое применение. Например, прошивка отверстий малого диаметра в форсунках и других агрегатах. В качестве электрода-инструмента применяют обычно калиброванную проволоку из меди, латуни или вольфрама. Проволоку подают через кондукторные втулки роликами и сообщая ей вибрацию вдоль оси, получают отверстия глубиной до 10...15 диаметров. В этом случае обычно используются автоматические или полуавтоматические станки. Погрешность формы таких отверстий не превышает нескольких микрометров. Для отверстий диаметром до 0,1 мм Rа=0,16...0,32 мкм, при больших диаметрах Rz = 10... 30 мкм. Погрешность ±5 мкм.

ЭЭО на станках с ЧПУ используется для прошивки охлаждающих каналов в деталях реактивного двигателя. Обычно лопатка турбины имеет 200 каналов диаметром 0,15 мм и глубиной 1,5 мм. Точность полученных отверстий составляет ±2,5 мкм при скорости обработки 0,025 мм/с.

Для изготовления отверстий малого диаметра используется серийное оборудование, оснащенное специальной оснасткой, например, станки мод. 41721М, а также специальные станки, например, мод. ЭПП-3, в том числе полуавтоматические.

Для ЭЭО отверстий используются также головки к указанным станкам с вращающимся инструментом, позволяющие повысить точность отверстий, уменьшить их конусность и получить кромки требуемой формы.

Технические характеристики таких установок:

Заготовка в виде диска соответствующей формы устанавливается на оправке делительного приспособления, фиксируется на время обработки одного межлопаточного канала и по окончании операции поворачивается на заданный угол для обработки следующего канала. Фасонная поверхность лопатки получается копированием формы электрода-инструмента, представляющего собой негативное отображение полости канала и выполненного с определенным уменьшением размеров рабочей части в перпендикулярном к обрабатываемой поверхности направлении. Рационально обрабатывать по очереди все каналы колеса сначала в черновом режиме, а затем в чистовом.

Скорость внедрения электрода в деталь при оптимальном режиме работы составляет 0,5. .. 0,8 мм/мин. Время обработки рабочего колеса диаметром 250 мм по сравнению с фрезерованием сокращается в 10...

12 раз.

Аналогично изготавливаются крыльчатки насосов (рис. 8.5).

Рис. 8.3. Крыльчатка насосов, выполненная ЭЭО