Elektroerozyjna obróbka metali

Elektroerozyjna obróbka metali — różne elektrofizyczne metody obróbki materiałów (zob Elektrofizyczna i elektrochemiczna obróbka wymiarowa materiałów).

Charakterystycznymi cechami obróbki elektroerozyjnej są: możliwość obróbki materiałów trudnych lub całkowicie nieprzetworzonych metodą mechaniczną, możliwość wytwarzania wyrobów o skomplikowanych kształtach, w tym niedostępnych metodami obróbki mechanicznej. Intensywnie rozwija się technologia elektroerozyjnej obróbki metali, wypierając metody obróbki mechanicznej poprzez nacisk i cięcie.

Ta metoda obróbki metalu opiera się na głównej koncepcji termicznego efektu elektrycznego prądu impulsowego, dostarczanego w sposób ciągły bezpośrednio do lokalnych sekcji części, która musi zostać przetworzona, aby nadać jej określony kształt i rozmiar (rozmiar erozji elektrycznej). zmiany w strukturze i jakości warstwy wierzchniej (utwardzanie lub powlekanie).

W tym przypadku głównymi są impulsy elektryczne (wyładowania elektryczne), zamieniane w obszarze zabiegowym na impulsy cieplne, które faktycznie wykonują pracę usuwania metalu.

Ze względu na impulsowy charakter procesu erozji elektrycznej, nawet przy stosunkowo małej mocy średniej generatora, osiągane są duże wartości mocy chwilowej i wyładowań energii elektrycznej, wystarczające do osłabienia wiązań cząstek stałych, ich rozdzielenia i ewakuacji. z obszaru przetwarzania.

Ponieważ wyładowania elektryczne, przy innych równościach, zachodzą w kolejności określonej przez minimalną zmianę odległości między oddziałującymi powierzchniami elektrod (warunek selektywności), kształt elektrody narzędzia jest wyświetlany na elektrodzie przedmiotu obrabianego .

W przypadku obróbki wymiarowej erozją elektryczną należy przestrzegać 3 podstawowych warunków:

• zasilacz impulsowy;
• zastosowanie wyładowań iskrowych lub łukowych, zapewniających selektywne i miejscowe oddziaływanie na powierzchnię obrabianego przedmiotu;
• z poszanowaniem ciągłości procesu.

Zasada działania obróbki erozyjnej: 1 — drut, 2 — łuk elektryczny (erozja od wyładowania elektrycznego), 3 — źródło zasilania, 4 — detal.

Wyładowanie elektryczne tworzy krótkotrwałą i na ogarniętym obszarze w obszarze przetwarzania wysoką temperaturę dochodzącą (10 — 11) 103 ° C

Efekt cieplny wyładowania elektrycznego na elektrodach można przedstawić jako wynik połączonego oddziaływania ciepła powierzchniowego (ciepło pochodzące z kanału wyładowania) i masowego (ciepło Joule'a — Lenza).

Pod wpływem tych dwóch źródeł powierzchniowych obszary zajmują dominujące miejsce, na katodzie i anodzie powstają kąpiele roztopionego metalu, a część metalu odparowuje.

Intensywność usuwania metalu użytecznego z jednej elektrody i szkodliwego z drugiej, charakter mechanizmu odprowadzania, jednostkowe zużycie energii oraz wstępne właściwości technologiczne obróbki mechanicznej z wyładowaniami elektrycznymi zależą od parametrów termofizycznych i elektrycznych elektrody. proces:

• przewodność cieplna;
• pojemność cieplna;
• temperatury i ciepło topnienia i parowania;
• ciężar właściwy i opór elektryczny właściwy materiałów elektrodowych;
• rodzaj środowiska, w którym znajdują się elektrody i jego właściwości fizyko-mechaniczne;
• czas trwania;
• amplitudy;
• cykl pracy i częstotliwość impulsów;
• przerwa między elektrodami;
• warunki ewakuacji produktów erozji;
• kilka innych czynników.

Maszyna elektroerozyjna składa się z trzech głównych elementów:

• wysokoprądowy generator impulsów zapewniający ciągłe dostarczanie impulsów napięciowych do elektrod o zadanej częstotliwości i parametrach;
• urządzenia do tworzenia i utrzymywania szczeliny między elektrodami o takiej wartości, że wyładowania są stale wzbudzane, zamieniane na energię cieplną w strefie obróbki, usuwane są produkty usuwania metalu i erozji (regulator posuwu);
• rzeczywistą maszynę do obróbki elektroerozyjnej zawierającą niezbędne urządzenia do zakładania i przesuwania elektrod, zasilania obszaru zabiegowego płynem roboczym, odsysania gazów i oparów, automatyki, sterowania, monitoringu i ochrony.

Panel sterowania maszyny elektroerozyjnej

Rodzaj wyładowania elektrycznego (iskra, łuk), parametry impulsów prądowych, napięcie i inne uwarunkowania determinują charakter obróbki mechanicznej z wyładowaniem elektrycznym, która dzieli się według tych charakterystyk na cztery główne typy:

• obróbka elektroiskrowa;
• przetwarzanie impulsów elektrycznych;
• anodowa obróbka mechaniczna;
• obróbka styków elektrycznych.

Cechami wspólnymi wszystkich rodzajów obróbki elektroerozyjnej są: jedność mechanizmu fizycznego procesu, praktyczny brak wpływu siły na przedmiot obrabiany, podobieństwo schematów kinematycznych kształtowania, możliwość automatyzacji procesu obróbki oraz implementacja obsługi wielostanowiskowej, powszechność podstawowych schematów automatycznego sterowania podawaniem, systemów podawania płynu roboczego itp.

Hartowanie i powlekanie EDM odbywa się za pomocą generatorów elektrycznych w powietrzu z wibrującą elektrodą utwardzającą. W wyniku krótkotrwałego wystawienia na działanie wysokich temperatur następuje swego rodzaju obróbka cieplna, przenoszenie i dyfuzja pierwiastków stopowych elektrody hartowniczej.

Grubość zakrzepłej warstwy elektrodą węglikową lub grafitową wynosi 0,03 - 0,05 mm, twardość powierzchni jest znacznie większa niż oryginału, ale jej wartości ulegają wahaniom, struktura jest niejednorodna, a czystość powierzchni niska.

Hartowanie elektroerozyjne stosuje się do niektórych rodzajów narzędzi i części maszyn.