Лабораторная работа №4
Цель работы: изучение электроэрозионной обработки
Электроэрозионная обработка - контролируемое разрушение электропроводного материала под действием электрических разрядов между двумя электродами, то есть обработка через электрическую эрозию.
Один из электродов является обрабатываемой деталью, другой — электрод-инструментом. Разряды производятся периодически, импульсно, так чтобы среда между электродами восстановила свою электрическую прочность. Для уменьшения эрозии электрод-инструмента для разрядов используются униполярные импульсы тока. Полярность зависит от длительности импульса, поскольку при малой продолжительности импульса преобладает эрозия анода, а при большой длительности импульса преобладает эрозия катода. Поэтому на практике используются оба способа подачи униполярных импульсов: с подключением детали к положительному полюсу генератора импульсов (т. н. включение на прямую полярность), и с подключением детали к отрицательному полюсу (т. н. включение на обратную полярность).
Виды ЭЭО:
1. Электроискровая обработка (ЭИсО)
2. Электроимпульсная обработка (ЭИмО)
3. прошивная - обработка профильным инструментом
4. вырезная - обработки непрофилированным электродом
5. Электроконтактная обработка (ЭКО) — обработка в жидкой среде и обработка на воздухе.
6. Легирование и восстановление деталей (ЛВ)
Прошивание отверстий.
При ЭЭО прошивают отверстия на глубину до 20 диаметров с использованием стержневого ЭИ и до 40 диаметров — трубчатого ЭИ. Глубина прошиваемого отверстия может быть значительно увеличена, если вращать ЭИ, или обрабатываемую поверхность, или и то и другое с одновременной прокачкой РЖ через ЭИ или с отсосом ее из зоны ОбРаБотки. Скорость ЭЭПр достигает 2-4 мм/мин.
Маркирование.
Маркирование выполняется нанесением на изделие цифр, букв, фирменных знаков и др. Электроэрозионное маркирование обеспечивает высокое качество, не вызывает деформации металла и не создает зоны концентрации внутреннего напряжения, которое возникает при маркировании ударными клеймами. Глубина нанесения знаков может колебаться в пределах от 0,1 до 1 мм.
Операция может выполняться одним ЭИ и по многоэлектродной схеме. Изготавливаются ЭИ из графита, меди, латуни, алюминия.
Производительность составляет около 3-8 мм/с. Глубина знаков зависит от скорости движения электрода. При скорости движения электрода более 6 мм/с четкость знаков ухудшается. В среднем на знак высотой 5 мм затрачивается около 4 с.
Вырезание.
В основном производстве ЭЭВ применяют при изготовлении деталей электро-вакуумной и электронной техники, ювелирных изделий и т.д. в инструментальном производстве, при изготовлении матриц, пуансонов, пуансонодержателей и других деталей, а также вырубных штампов, копиров, шаблонов, цанг, лекал, фасонных резцов и др.
Шлифование.
Этот процесс шлифования применяют для чистовой обработки труднообрабатываемых материалов, магнитных и твердых сплавов.
Отклонение размеров профиля после электроэрозионного шлифования находится в пределах от 0,005 до 0,05 мм, шероховатость Ra = 2,5÷0,25, производительность — 260 мм2/мин.
Электрическая эрозия, как явление разрушения контактов под действием электрических разрядов, известна давно.
Принцип реализации электроэрозионной обработки (ЭЭО) состоит в следующем. Если электроды (инструмент и заготовку) поместить в диэлектрик (см. рис.1), который охлаждает расплавленные частицы металла электродов, образующихся в результате электрической эрозии, и не позволяет им оседать на противоположный электрод, то, при соответствующей полярности и параметров электрического разряда, будет иметь место снятие металла с заготовки. В качестве диэлектрической среды, обеспечивающей нужную скорость такого охлаждения, обычно используют различные жидкости: керосин, масло, диэлектрическую воду и др. Иногда используют и воздушную среду. 
Рис. 1. Принципиальная схема электроискровой обработки
- источник постоянного напряжения;
- регулятор тока;
- конденсатор;
- механизм подачи инструмента;
- электрод-инструмент;
- заготовка;
- ванна с рабочей жидкостью.
Различают электроискровой режим и электроимпульсный режим ЭЭО. Съем металла осуществляется, главным образом, с анода за счет воздействия на него потока электронов. Поэтому в электродном режиме, а также, а электроимпульсном режиме с малой длительностью импульсов, обрабатываемая заготовка является анодом, а электрод-инструмент - катодом. Такое подключение электродов называется прямой полярностью. Воздействие потока ионов, хотя при этом режиме и незначительное, ведет к некоторому съему металла с катода. Это является вредным явлением и представляет собой износ инструмента. При малой длительности импульсов износ инструмента будет незначительным, т.е. точность обработки, обусловленная этим износом, будет более высокой, но производительность обработки будет невелика.
Увеличение длительности импульсов приводит к увеличению интенсивности воздействия в единицу времени, т.е. к росту производительности.
Основными технологическими показателями для ЭЭО, как и для традиционных технологических процессов, являются производительность, точность и качество.
Характеристики электрического разряда при ЭЭО
Электрический разряд между электродами идёт в несколько этапов: сначала происходит электрический пробой, который может сопровождаться искровыми разрядами; затем устанавливается дуговой разряд. Поэтому многие генераторы способны выдавать многоступенчатую форму импульса.
Частота импульсов и их длительность выбирается исходя из технологических требований к обрабатываемой поверхности. Длительность импульса обычно лежит в диапазоне 0,1.. 10−7секунды, частота от 5 кГц до 0,5 МГц. Чем меньше длительность импульса, тем меньше шероховатость получаемой поверхности. Средний ток во время ЭЭО зависит от площади обрабатываемой поверхности. При площади 3600 мм² оптимальный ток приблизительно равен 100 А.
Особенности ЭЭО
Электрод-инструмент может иметь достаточно произвольную форму, что позволяет обрабатывать закрытые каналы, недоступные обычной механической обработке.
ЭЭО могут подвергаться любые токопроводящие материалы. Основные недостатки ЭЭО это невысокая производительность (скорость подачи обычно менее 1 мм/мин) и высокое энергопотребление.