 |
|
Оборудование для ЭИО
Способы обработки электричеством
К электротехнологии относятся электрические способы обработки металлов, получившие большое развитие за последнее десятилетие.
Электрическими способами обработки называются такие виды обработки, при осуществлении которых съем металла или изменение структуры и качества поверхностного слоя детали являются следствием термического, химического или комбинированного действия электрического тока, подводимого непосредственно (гальваническая связь) к детали и инструменту. При этом преобразование электрической энергии в другие виды энергии происходит в зоне обработки, образованной взаимодействующими поверхностями инструмента и обрабатываемой детали.
Электрическая обработка включает в себя электроэрозионные, электрохимические, комбинированные электроэрозионно-химические и электромеханические способы обработки .
При электроэрозионных способах обработки съем металла и изменение свойств поверхности детали являются результатом термического действия электрического тока.
В свою очередь, электроэрозионные способы обработки металлов по назначению различаются на способы, при помощи которых осуществляется:
а) электроэрозионная размерная обработка металлов (съем металла и придание заготовке заданной формы и размера);
б) электроэрозионное упрочнение или покрытие (изменение свойств поверхностного слоя)
В настоящее время известны и применяются следующие основные способы электроэрозионной обработки: электроискровой, электроимпульсный и электроконтактный.
Электроискровая обработка
Изменение свойств стали возможно двумя способами: изменением химического состава стали, либо изменением ее структуры под влиянием внешнего энергетического воздействия различными методами (механическими, тепловыми, энергетическими или их комбинациями), включая метод электроискровой обработки (ЭИО).
Этот метод, известный под названием «электроискровое легирование», (разработан Б.Р. Лазаренко и Н.И. Лазаренко в 1938-1940 г.г.) основан на явлении электрической эрозии при искровом разряде материала анода и его полярного массопереноса на катод-деталь. При этом на поверхности обрабатываемой детали формируется слой, состоящий из материала катода, модифицированного частицами материала анода и межэлектродной среды. Фазовый состав и структура покрытия, сформированного при ЭИО, определяются составом и свойствами материалов легирующих электродов и технологическими режимами обработки.
Оборудование для ЭИО
Электроискровая обработка производится на электроискровых станках.
Конденсатор C заряжается через резистор R от источника постоянного тока напряжением 100…200 В. Когда напряжение на электродах 1 и 3 достигает пробойного образуется канал, через который осуществляется искровой разряд энергии, накопленной конденсатором.
Электроискровой станок
1 – электрод-инструмент; 2 – ванна; 3 – заготовка-электрод; 4 – диэлектрическая жидкость; 5 – изолятор
Точность обработки до 0,002 мм; Rz 0,63…0,16 мкм. Для обеспечения непрерывности процесса ( зазор = const) станки снабжаются следящей системой и системой автоматической подачи инструмента.
Для повышения точности станок всегда должен выдерживать оптимальный искровой зазор, обеспечивающие наиболее производительную и качественную обработку при наименьшем износе электрода.
Приводы станков чаще всего выполняют из сервоприводов, чем обычные механические приводы с шарико-винтовыми парами. Станок с сервоприводом может выдерживать точность до микрона и доли микрона. В результате в каждый момент обработки идеальный межэлектродный зазор. Отсюда - идеальные энергетические режимы, что обеспечивает резкий рост и скорости, и качества ЭИ обработки.
С помощью электроискровых станков получают сквозные отверстия любой формы поперечного сечения, глухие отверстия и полости, отверстия с криволинейными осями, вырезают заготовки из листа, выполняют плоское, круглое и внутреннее шлифование. Изготавливают штампы, пресс-формы, фильеры, режущий инструмент.
Электроискровые станки изготавливаются универсальными и специализированными.
Универсальный прошивочно-копировальный электро-искровой станок. Станок предназначен для изготовления электроискровым способом сквозных и глухих отверстий произвольной формы в любых токопроводящих материалах, преимущественно трудно обрабатываемых. На станке могут изготовляться ковочные и вырубные штампы, а также прессформы, прошиваться отверстия в закаленных сталях и деталях из твердых сплавов. Осуществлению указанных операций должен обязательно предшествовать технико-экономический расчет, так как не во всех случаях эффективно производить указанные операции на этом станке. Эффективность увеличивается при обработке деталей из трудно обрабатываемых сплавов, при сложной конфигурации детали или выполнении операций, не поддающихся механической обработке.
Для прошивания мелких отверстий в распылителях имеется ряд конструкций станков, разработанных на Ленинградском карбюраторном заводе.
В настоящее время имеются опытные конструкции полуавтоматов, позволяющие обрабатывать несколько распылителей одновременно.
Полуавтомат для шлифования рабочего конуса распылителя.Станок предназначен для электроискрового шлифования и вывода эксцентричности рабочего конуса распылителя по отношению к посадочному цилиндрическому отверстию.
Технология, схема и конструкция полуавтомата является примером рационального применения электроискрового способа, удачно заменяющего существующую технологию абразивного шлифования, требующую применения быстроизнашивающихся малых шлифовальных кругов, вращаемых от воздушной турбинки со скоростью 60000 об/мин. Механическая и электрическая части станка более надежны и просты в эксплуатации, чем у существующих станков аналогичного назначения.
Схемы электроискровой обработки
а – прошивание отверстия с криволинейной осью; б – шлифование внутренней поверхности фильеры