Электрические эрозии

 

Схему выбирают в зависимости от заданной шероховатости обрабатываемых поверхностей, точности и других выходных параметров. Размерная электрохимическая  обработка при питании постоянном током, как правило, не обеспечивает высокой точности и качества обрабатываемых поверхностей. Можно существенно повысить точность обработки и ее качество, применяя импульсно-циклическую схему   электрохимической обработки. При этом обработка производится  при  коротких   импульсах  технологического  тока длительностью tu=0,0024-0,004 с. Чтобы   уменьшить влияние температуры, загазованности и захламленности электролита на электропроводность, длительность пауз выбирается из условия полной замены электролита в межэлектродном промежутке. В этих условиях можно получить погрешность формообразования (копирования) не хуже 0,05 мм при существенно уменьшенной шероховатости  обработанных поверхностей.  Электрохимический  метод 1воляет также производить операции протягивания и калибрования фасонных отверстий.

Электрохимическое разрезание заготовок  производят металлическим без механического  контакта с ней. Между диском и  заготовкой       движущимся электродом. ружная скорость диска достигает 30—40 м/с, обеспечивает производость   нос инструмента

 

3. АНОДНО-МЕХАНИЧЕСКАЯ   ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ

 

Анодно -механическую обработку производят при повышенной плотности тока. Анодное разрушение материала дополняется интенсивным  электроэрозионным воздействием  многочисленных тепловых очагов, возникающих в точках контакта поверхностей I катода и анода. Под термическим воздействием электрического тока съем металла заметно увеличивается. Специфическая особенность данного процесса состоит   в том, что одновременно плавятся небольшие участки обрабатываемой поверхности, возникающие в точках контакта заготовки и электрода-инструмента. В тоже время процесс плавления является  кратковременным, чин предотвращает проникновение тепла в массу металла заготовки, и тепло воздействует лишь на тонкий поверхностный слой, в котором могут   произойти незначительные   структурные изменения Поскольку   величина участков активной   поверхности невелика локальные плотности тока достигают весьма значительных величин (до нескольких тысяч А/см2). Ввиду этого металл в отдельны» точках поверхности   нагревается до очень   высоких температур плавится, частично испаряется и выносится из зоны обработки Там, где металл удален, процесс прекращается, возникая в других местах. Благодаря смещению этих явлений, процесс съем и происходит непрерывно.

Рабочей средой при анодно-механической обработке являем« электропроводный электролит — водный раствор силиката натрии (жидкое стекло)

 

Na2OnSiO2 + /nHaO.

 

Важной характеристикой этого  электролита является модуль Д1 он вычисляется  по формуле

М = -1,032,

где А—процентное   содержание   кремнезема;   Д — процентное содержание окиси натрия: 1,032 — процентное отношение молекулярного веса   окиси натрия к молекулярному   весу кремнезем.) Объемный     вес     рабочей     жидкости     должен     состав, (1,28—1,32) Ю-4 Н/см3, модуль М = 2,6-^3.

В результате возникновения электроэрозионных  явлений и -и анодно-механической обработке с увеличением производительное: и повышается шероховатость обрабатываемых поверхностей Поэтому этот вид обработки  применяют в основном для черновых операций.

Анодно-механическая   резка   металлов.   Характерным   видом анодно-механической обработки является резка металлов. Анодно-механическая резка металлов основана на комбинированном BIM действии электрических, тепловых и механических факторов нарезаемую заготовку и производится на специальных станках. Схема установки для анодно-механической    резки показана на рис. 76. Разрезаемую заготовку 1 в большинстве случаев уснавливают на станке    неподвижно, а электроду-инструменту сообщают сложное   движение относительно   заготовки; быстрое главное движение и движение подачи. В зону резания подводится рабочая Жидкость. Резка сопровождается интенсивным образованием искр, которые выбрасываются из зоны резания. Эти искры представляют собой Частицы расплавленного металла, окруженные оболочкой из рабочей Жидкости. Ширина реза зависит от Толщины    электрода-инструмента    и

обычно составляет 1,8—2,5 этой толщины.

 

 

 

 

 

 

 

Рис- 76- Схема анодно-механической  резки материалов.  

 

 

При анодно-механической   обработке механические свойства обрабатываемого материала не оказывают заметного влияния на интенсивность процесса обработки. На интенсивность анодно-механической обработки оказывают некоторое влияние такие свойства материала, как температура плавления, теплопроводность и теплоемкость.

Высокая производительность резки  может быть достигнута лишь три интенсивных  электрических режимах, которые  характеризуются напряжением и  силой тока. Напряжение, необходимое, для анодно-механической резки, составляет 20—28 В, и его выбирают в зависимости от размеров поперечного сечения заготовок, -ила тока колеблется в значительных пределах и в зависимости

размеров заготовки и интенсивности  процесса может достигать нескольких сотен ампер.

Диаметр заготовки, мм ....      50         100        150       200 Ток, А .... 80—100 125—150 200—225 275—300

На производительность    процесса резки существенно влияет скорость   главного движения электрода-инструмента. Оптимальный интервал скорости главного движения 15—25 м/с. При малой скорости инструмента мало количество электрических разрядов, при большей — сокращается продолжительность их воздействия, в том и другом   случае производительность  резко уменьшается Нормальный режим обработки предусматривает также и оптимальное давление электрода-инструмента на разрезаемую заготовку. Давление   инструмента на заготовку должно находиться в  интервале 0,08—0,2 МПа.

Сравнительные показатели производительности анодно-механической и механической резки приведены в табл. 31.

Анодно-механическое    затачивание    режущего    инструмента. Анодно-механический метод   обработки успешно применяют для затачивания инструмента, оснащенного твердосплавными пластинами. Схема анодно-механической заточки инструмента показана рис. 77. Затачиваемый инструмент 1 и вращающийся заточной диск 2 соединяют с источником 5 постоянного тока через регулируемый резистор 4. Промежуток между затачиваемой поверхностью инструмента и диском заполняется рабочей жидкостью. Напряжение к инструменту подводится через коммутаторное кольцо 3.

 

 

 

Таблица 31

Показатели анодно-механической и механической резки заготовок

 

Сталь	Размеры поперечного сечения заготовки, мм2	Анодно-механическая резка			Механическая резка
		Время резания, мин	Ширина реза, мм	Расход энергии,, кВт-ч	Время резания, мин	Ширина реза, мм	Расход энергии, кВт-ч
08X13 Р18 50 60ГС	40X50 100x100 120x140 080-102	3 6 12 15	1,5 2,0 2,5 2,0	0,3 0,7 1,7 0,5	15 17 19 20	4 8 8 6	0,6 1,6 1,9 1,3

 

 

Интенсивность съема металла и  шероховатость обрабатываемой поверхности   зависят от материала   затачиваемого инструмента, состава и количества   рабочей жидкости в зоне заточки, напряжения источника питания, величины межэлектродного промежутка и силы тока. Скорость съема при заточке инструмент из твердого сплава значительно ниже скорости съема металла при заточке стали.

Рабочая жидкость должна находиться в достаточном количестве в межэлектродном промежутке. Это достигается обильно: подачей жидкости и применением  дисков, на рабочей части. Которых  имеются канавки, облегчающие доступ рабочей жидкости в зону заточки. Наилучшие результаты дает рабочая жидкость приготовленная из жидкого стекла и воды, с объемным весом (1,36—1,38)10-4 Н/см3.

Снижение скорости съема после  длительной работы свидетельствует  об истощении рабочей жидкости, в этом случае необходимо ее заменить свежим составом.

Напряжение генератора (или другого  источника постоянного тока) обычно составляет 14-28 В, плотность тока 1—25 А/св (в зависимости от вида выполняемого перехода). Высокую скорость съема  металла можно получить при давлении между электродами 0,15 МПа. Окружная скорость диска должна быть такой, чтобы своевременно происходило удаление расплавленных частиц металла из зоны заточки.

 

 

 

 

 

Рис. 77. Схема анодно-механической заточки инструмента

 

 

При чрезмерной окружной скорости диска затрудняется попадание рабочей жидкости в зону заточки и увеличивается разбрызгивание. Наибольшая скорость съема металла имеет место при окружной скорости диска 8—18 м/с.

Для обеспечения высоких скоростей  съема металла и необходимой шероховатости поверхности необходимо сохранить постоянным в течение времени обработки выбранные значения напряжения и силы тока. В  тоже время в процессе обработки при анодной заточке инструмента вследствие   съема   металла   с   затачиваемого   инструмента   величина межэлектродного промежутка непрерывно возрастает, а значит меняются сила тока и напряжение на электродах. Для сохранения межэлектродного промежутка постоянным необходимо сближать инструмент и диск со скоростью, соответствующей скорости •съема металла. Для поддержания постоянного межэлектродного .промежутка используют регуляторы (рис. 78).

 

 

 

 

 

 

рис. 78. Схема регулирования  межэлектродного промежутка при  анодной заточке инструмента.

 

Регулятор 4 находится под действием двух напряжений: напряжения, снимаемого «с регулируемого резистора 3, и напряжения постоянного источника питания. Первое напряжение зависит от силы тока, а следовательно, от величины межэлектродного промежутка. Под действием этого напряжения регулятор стремится развести инструмент м диск. Напряжение постороннего источника не зависит от хода процесса и является постоянным. Под действием этого напряжения регулятор сближает электроды. Настройка регулятора производится таким образом, что при заданной силе тока напряжение, снимаемое с резистора, равно напряжению постороннего источника. Если включить подачу при разведенных электродах, то в цепи 4 тока не будет. Регулятор под действием напряжения постороннего источника начнет быстро сближать инструмент и диск до тех пор, пока на резисторе 3 не появится напряжение, соответствующее заданной силе тока. Если по каким-либо причинам (например, короткое замыкание инструмента и диска) сила тока резко возрастет, регулятор быстро разведет электроды и установит межэлектродный промежуток, при котором будет иметь место равенство напряжений, т. е. установленный режим обработки.

Для того чтобы обеспечить необходимую  шероховатость поверхности, заточку  твердосплавного инструмента обычно производят за несколько переходов, одни из которых обеспечивают высокую скорость съема при большой шероховатости поверхности, а другие — низкую скорость съема и более качественную обработанную поверхность. На предварительном режиме снимают большую часть припуска — 80—90%;    на чистовом—15%. Съем металла в 3—4 раза ниже, чем при предварительном режиме. При доводке можно получить шероховатость поверхности Ra = = 0,63ч-1,25 мкм при съеме 3—5% припуска. Технологические характеристики анодно-механического затачивания приведены в табл. 32.

Таблица 32

Технологические характеристики анодно-механического затачивания инструмента, оснащенного твердым сплавом

 

 

Параметры	Переход
	предварительный	чистовой	доводка
Напряжение питания, В   Плотность тока, А/см2   Шероховатость поверхности, Ra, мкм  . .   Интенсивность съема металла, мм3/мин . .  Относительный износ инструмента, % (по  массе)   . . . •	20—24 15—25 До 2,5 120—200   15—20	20—24 4—6 2,5—1,25 25—45   5—10	20—24 1—2 1,25—0,32 1—3   2—4

 

 

 

 

4. АНОДНОАБРАЗИВНАЯ   ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ

 

 

 

Сочетание анодного растворения и  механического (абразивного) воздействия на заготовку значительно расширяет возможность применения электрохимических процессов для размерной обработки материалов.

Электроабразивное    шлифование. На рис. 79 показана схемам электроабразивного    круглого    шлифования.    Токопроводящий; абразивный круг 3 скользящим контактом 2 соединен с отрицательным полюсом источника / постоянного тока. Обрабатываемая заготовка 4 присоединяется к положительному полюсу. Резистор Я позволяет регулировать   силу тока в цепи. В зону   обработки подается электролит, например раствор жидкого стекла, с объемным весом   (1,24—1,34) 10—* Н/см3. Напряжение   источника тока 30—32 В, наименьшее   напряжение 7—8 В,   максимальный ток до 50 А. При увеличении анодной плотности тока интенсивность съема металла возрастает, при:: этом повышается шероховатость поверхности. Поэтому процесс обработки целесообразно вести? в два перехода (шлифование и. доводка), отличающиеся электрическими режимами. При использовании графитизированных кругов при обработке деталей из твердых сплавов: могут быть рекомендованы?  режимы, приведенные в.  табл. 33.