/
Author: Левинсон Е.М.
Tags: электрооборудование лениздат металлообработка штампы в помощь молодым рабочим волочильный инструмент
Year: 1961
Text
ио помощь
лсолодым
ЕМ. ЛЕВИНСОН
621.S
ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННАЯ
ОБРАБОТКА
МЕТАЛЛОВ
В помощь молодым рабочим
Е. М. ЛЕВИНСОН
ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННАЯ
ОБРАБОТКА
МЕТАЛЛОВ
ЛЕНИЗДАТ
1661
В книге освещены основные вопросы практического
применения электроэрозионной обработки металлов
(штампы, волочильный инструмент и др.), рассматри-
ваютси используемое оборудование и наиболее часто
встречающиеся технологические процессы.
Книга рассчитана на молодых рабочих металлообра-
батывающей промышленности.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Решениями XXII съезда Коммунистической партии
Советского Союза предусмотрены мощный подъем про-
изводительных сил Советского Союза, рост темпов техни-
ческого прогресса и максимальное повышение произво-
дительности труда, имеющей решающее значение в мир-
ном экономическом соревновании социализма с капита-
лизмом.
Одним из основных условий повышения производи-
тельности труда, снижения себестоимости выпускаемых
изделий и улучшения их качества является широкое
промышленное использование новых высокопроизводи-
тельных технологических процессов, применяемых при
обработке деталей машин, приборов и инструмента.
Автоматизация и механизация производства, являю-
щаяся основой развития социалистической индустрии,
немыслима без использования этих процессов.
Одним из таких новейших технологических процес
сов, быстро развивающихся за последние годы, являет-
ся способ электроэрозионной обработки металлов, изо-
бретенный советскими учеными Б. Р. Лазаренко и
Н. И. Лазаренко.
Электроэрозионная обработка получила широкое
применение при изготовлении изделий из материалов,
плохо поддающихся резанию или вообще не доступных
для механической обработки. К таким материалам от-
носятся всевозможные твердые сплавы, широко приме-
няемые в инструментальном производстве и в новейших
отраслях отечественного машиностроения.
Необходимость использования труднообрабатывае-
а
жых материалов подчас создает в производстве «узкие»
жеста, которые, однако, успешно ликвидируются путем
замены механической обработки электроэрозионной.
Помимо расширения технологических возможностей
производства, электроэрозионная обработка открывает
пути для создания таких конструкций деталей машин
и приборов, которые ранее были немыслимы из-за не-
возможности их выполнения. В настоящее время в Со-
ветском Союзе подобные работы являются обычными и
для них выпускается промышленное электроэрозионное
оборудование.
Приведенные примеры только частично характеризуют
успешное развитие метода электроэрозионной обра-
ботки и его широкие технологические возможности,
й этой области СССР значительно превзошел капитали-
стические страны и является не только пионером «эро-
зионной техники», но и идет впереди всех по созданию
регрессивных технологических процессов электроэро-
зиоиной обработки металлов и выпуску наиболее совер-
шенных и разнообразных электроэрозионных станков.
Развитие этой новой области обработки металлов
требует привлечения в промышленность новых кадров,
создания новых специальностей: операторов на электро-
эрозионных станках, наладчиков этих станков, эле-
ктротехнологов и т. д.
Данная книга предназначается для молодых рабо-
чих, желающих приобрести новую специальность или
ознакомиться с практическим использованием электро-
эрозионной обработки металлов в промышленности. Для
работающих в этой области молодых специалистов кни-
га по ряду вопросов может служить справочным посо-
бием. В ней освещается практика применения электро-
эрозионной обработки металлов и описываются наи-
более характерные процессы, встречающиеся на произ-
водстве.
Здесь приводятся также сведения о сущности про-
цесса обработки металла импульсами электрического
тока-, об устройстве и действии основных элементов эле-
ктроэрозионного оборудования, технические характери-
стики основных типов электроэрозионного оборудования
и дается описание технологических процессов электро-
эрозионной обработки металлов, применяемых приспо-
соблений и приемов работы.
Глава I
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СУЩНОСТИ
ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ
ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ
Электроэрозионная обработка металлов основана на
явлении электрической эрозии (разрушения). Это яв-
ление было известно еще на заре электротехники, когда
пришлось столкнуться с разрушением металлических
контактов, включающих и выключающих электрический
ток.
Эрозия возникала в тех местах контактов, где появ
лялся электрический разряд. Особенно резко эрозия
проявляется при коммутировании больших токов.
Еще до Великой Отечественной войны во Всесоюз-
ном электротехническом институте (ВЭИ) проводилось
исследование эрозии контактов в различных условиях.
При определении влияния на эрозию контактов окру-
жающей среды Б. Р. и Н. И. Лазаренко было установ-
лено, что в трансформаторном масле интенсивность эро-
зии в несколько раз больше, чем в воздухе [3]. Даль-
нейшие эксперименты привели исследователей к откры-
тию размерной обработки металлов электрическими раз-
рядами.
В 1943 году Лазаренко установили основные законо-
мерности нового способа обработки металлов, назвав
его электроэрозионным способом обработки [8].
Впоследствии этот способ именовался также элек-
троискровой обработкой металлов [9].
Электроэрозионная обработка металлов основана на
5
расплавлении и испарении небольших порций металла
импульсами электрического тока, обладающими доста-
точной энергией. Импульсы тока (разряды) происходят
между двумя токопроводящими телами, из которых
одно является обрабатываемой деталью, а второе ин
струментом (электрод инструмент).
При электроэрозионной обработке импульсы тока в
течение длительного времени повторяются и производят
съем некоторого объема металла, благодаря чему элек-
грод-инструмент углубляется в обрабатываемую деталь,
образуя углубление или сквозное отверстие.
Для осуществления электроэрозионной обработки
металлов необходим источник импульсов электриче-
ского тока, которые при помощи электрода-инструмента
подводятся к обрабатываемой детали.
Оба электрода должны находиться на небольшом
расстоянии друг от друга. Это расстояние, называемое
межэлектродным, или разрядным, промежутком,
поддерживается в течение процесса обработки с
помощью специальных автоматически действующих
устройств. Пространство, окружающее электроды, запол
няется какой-либо диэлектрической жидкостью, напри-
мер, керосином, соляровым, веретенным или трансфор-
маторным маслом.
1. Процессы в межэлектродном промежутке
Явления, происходящие в межэлектродном проме
жутке при разрядах, весьма сложны Физическая при
рода явлений в промежутке между электродами при
импульсных разрядах в течение ряда лет исследовалась
Б. Н. Золотых [4; 5]. Предложенная им впоследствии
модель процесса была подтверждена работами многих
ученых [7; 16; 17].
Остановимся здесь только на схематическом описа
нии процесса съема металла импульсными разрядами
Поверхность электродов, находящихся при электро
эрозионной обработке во взаимодействии, может быть
представлена так, как это показано на рис. 1. Микро
рельеф электродов состоит из большого количества не-
ровностей, причем какие-то две точки всегда являются
ближайшими друг к другу. При включении электриче
Рчс. 1. Схематическое изображение
микрорельефа поверхности и раз-
рядного канала между электро-
дами:
1 — электрод-катод; 2 — канал разряда;
3 — газовый пузырь; 4 — жидкость;
5 — электрод-анод.
ского тока между электродами возникает электриче-
ское поле; наибольшую концентрацию оно имеет на наи-
более выпуклых и острых выступах.
Под влиянием электрического поля между электро
дами развивается ионизация, которая наиболее интен-
сивна между упомянутыми точками. В результате иони
чации нарушается электрическая прочность среды и про-
исходит пробой промежутка. Место, где произошел про
бой, представляет собой
канал, обладающий вы-
сокой электрической про
водимостью. Образовав
шийся канал соединяет
электроды как проводник
и по нему устремляется
электрическая энергия.
Канал разряда, по-види
мому, соединяет точки
электродов, находящиеся
друг от друга на крат
чайшем расстоянии. В ка-
нале разряда от катода
к аноду с большими ско-
ростями движутся отри-
цательно заряженные ча-
стицы — электроны, а в
противоположном на-
правлении движутся по-
ложительные, более тяжелые — ионы
Сечение канала разряда очень мало. Его расшире-
нию препятствуют магнитное поле, сжимающее канал,
и окружающая жидкая среда. Так как расстояние меж
ду электродами тоже мало, то объем, занимаемый раз-
рядом, составляет ничтожные доли кубического милли
метра, и плотность энергии достигает громадных вели-
чин. Вследствие этого в канале разряда развиваются
очень высокие температуры. В местах, где разрядный
канал опирается на электроды, происходят интенсивное
плавление и испарение металла В зоне разряда разви-
ваются значительные давления Поскольку описанный
процесс происходит в очень короткий промежуток вре-
мени, то процесс плавления и испарения металла носит
характер взрыва. Силы, развивающиеся в канале раз-
7
ряда, выбрасывают жидкий и парообразный металл из
зоны разряда в окружающую жидкую среду. Брызги
металла тормозятся в жидкости и, охлаждаясь, засты-
вают в виде шариков различных размеров.
В месте действия импульса тока на поверхностях
электродов остаются небольшие углубления — лунки
(рис. 2), образовавшиеся вследствие удаления разрядом
некоторого количества металла. Величина эрозии, т. е
объем лунки, зависит от энер-
гии и длительности импульса и
свойств металла (в основном
от его температуры плавления,
температуры кипения, тепло
проводности и теплоемкости).
О)
Рис. 2. Лунка:
а — разрез лунки: / — основной металл: 2— слой металла, застывшего на дне
лунки; 3— валик застывшего металла по краям лунки; б — внешний вид лунки
(X 20).
Температура разрядного канала лежит в пределах
5000—40 000°С, в зависимости от энергии и длительно-
сти импульса. При коротких импульсах большой энергии
температура, развивающаяся в канале разряда, может
даже превышать указанные пределы.
Естественно, что при столь высоких температурах
происходит эрозия всех известных материалов, прово
дящих электрический ток, вследствие чего возможна об-
работка любых металлов и сплавов, обладающих самыми
неблагоприятными свойствами для их механической об-
работки, как, например, высокая твердость или вяз-
кость.
После прохождения импульса напряжение на элек-
тродах падает, и начинается процесс деионизации про-
межутка. Заряженные частицы нейтрализуются, и элек
трическая прочность среды восстанавливается. Таким
образом, промежуток подготовляется к прохождению
следующего разряда.
8
На процессы, развивающиеся в разрядном проме-
жутке, существенное влияние оказывает расстояние
между электродами. Длина канала разряда весьма
мала. На графике (рис. 3) представлена зависимость при-
ложенного к электродам напряжения, при котором про-
исходит пробой межэлектродного промежутка, от рас-
стояния между ними. Как видно из графика, пробивное
напряжение существенно зависит от того, какая среда
заполняет разделяющее электроды пространство.
Рис. 3. Зависимость приложенного к электро-
дам напряжения от расстояния между ними
в различных средах. Электроды: анод — сталь;
катод — латунь.
Величина межэлектродного промежутка зависит так-
же от мощности разрядов. Последнее объясняется тем,
что разряды большей энергии единовременно удаляют
большие порции металла и средняя действующая вели-
чина промежутка возрастает. Эта величина возрастает
также при обработке металлов с меньшей температурой
плавления, что объясняется увеличением съема металла.
Величина межэлектродного промежутка, энергия и
частота разрядов, степень насыщения промежутка про-
дуктами эрозии оказывают существенное влияние на
развитие и протекание импульсов тока и создаваемый
ими эффект.
Процессы, происходящие в промежутке между элек-
тродами, могут быть подразделены на три основные раз-
новидности.
9
Первая разновидность. После пробоя промежутка
капли расплавленного металла и его пары беспрепят-
ственно удаляются из зоны разрядов. На поверхности
электродов остается незначительное количество рас-
плавленного металла, который, застывая, образует тон
кую пленку. Выплавление металла происходит с поверх-
ности электродов вследствие высокой температуры ка-
нала разряда.
В этом случае нагрев металла от непосредственного
протекания в нем тока ничтожно мал и в процессе съе
ма металла практически не участвует, т. е. съем метал-
ла происходит исключительно за счет действия поверх-
ностного источника тепла и распространения тепла в
глубь металла благодаря теплопроводности.
Вторая разновидность. При выбросе металла элек-
троды замыкаются расплавленным металлом. Это бы-
вает, когда величина межэлектродного промежутка
мала. При недостаточной энергии импульса или если к
моменту замыкания электродов импульс уже закончил-
ся металл застывает, и электроды иногда свариваются
друг с другом. Если же импульс обладает достаточным
запасом энергии, то металлический мостик, замкнувший
электроды, расплавляется теплом, выделяющимся в нем
от прохождения тока (джоулево тепло).
Образовавшийся между электродами мостик рас-
плавляется, взрывается, и межэлектродный промежуток
освобождается от металла, так как явления далее раз-
виваются, как было описано выше.
Третья разновидность. К моменту прохождения им-
пульса электроды соприкасаются друг с другом. При
большой площади контакта джоулева тепла, выделяю-
щегося в металле, может оказаться недостаточно для
расплавления металла и выброса его не происходит.
Если контактируют микровыступы небольшой площади,
то происходит их расплавление за счет тепла, выделя-
ющегося внутри объема металла от прохождения в нем
тока. ААеталлический контакт нарушается, возникает
разрядный канал, после чего явления развиваются, как
было описано выше.
В процессе электроэрозионной обработки металла
имеют место все разновидности явлений в межэлектрод-
ном промежутке. Наибольшая производительность об-
работки получается в первом случае. Поэтому основной
ю
задачей является стабильное поддержание оптимальной
величины межэлектродного промежутка, что достигает-
ся с помощью специальных устройств — автоматических
регуляторов подачи (см. стр. 47).
Прохождение импульсного разряда вызывает эро-
зию обоих электродов, поскольку развивающаяся в раз-
рядном канале высокая температура передается как
электроду-аноду, так и электроду-катоду. Однако вы-
деление теплоты на электродах различное, вследствие
чего эрозия больше на том из электродов, на котором
выделяется большее количество энергии.
Выделение энергии зависит от движения заряжен-
ных частиц в канале разряда. Если в канале разряда
преобладает движение электронов, то происходит пере-
нос энергии от катода к аноду. Анод, подвергнутый ин-
тенсивной бомбардировке электронами, получает боль-
шее количество теплоты, чем катод, на котором осво-
бождается энергия, переносимая ионами. Если же в
канале разряда преобладают ионы, то катод разрушает-
ся в большей степени, чем анод. При коротких импуль-
сах в канале разряда движутся преимущественно элек-
троны. Более тяжелые ионы имеются в меньшем коли-
честве. Вследствие этого анод разрушается в большей
степени. При импульсах длительнее 8- 10' 4 сек. успевает
развиться ионный поток, разрушающий катод. Нерав-
номерность эрозии электродов называется полярным
эффектом.
В случае преимущественного разрушения анода по-
лярность эрозии условно принято называть нормаль-
н о й, или положительной, в противоположном
случае эрозия считается обратной, или отрица-
тельной. Рассмотренная картина полярности электри-
ческой эрозии действительна только при униполярных
импульсах. При наличии изменения полярности за вре-
мя прохождения импульса тока полярный эффект
уменьшается, и при знакопеременных импульсах с оди-
наковой амплитудой тока полярный эффект исчезает,
если оба электрода изготовлены из одного материала.
Если же электроды изготовлены из различного мате-
риала, то полярный эффект проявляется и при знако-
переменных импульсах. Полярный эффект резко возра-
стает и может достигать 100% при униполярных им-
пульсах значительной длительности и небольшой энер-
11
гии. Повышению полярного эффекта в этом случае спо-
собствует большая теплопроводность материала элек-
трода-инструмента, а также его тугоплавкость.
2. Воздействие импульсных разрядов на металл
Как мы видели выше, съем металла с электродов
происходит благодаря кратковременному электротерми-
ческому эффекту. Наивысшие температуры развивают-
ся на поверхности металла и по мере распространения
в глубь быстро спадают. Большая часть расплавлен-
ного металла и его паров удаляется из зоны разряда,
но некоторая часть остается в лунке. При застывании
металла на поверхности лунки образуется пленка, по
своим свойствам отличающаяся от основного металла.
Поверхностный слой лунки, участвующий в расплав-
лении, активно вступает в химическое взаимодействие с
парами жидкой среды, образующимися в зоне высоких
температур. Результатом этого взаимодействия являет-
ся интенсивное насыщение металла веществами, содер-
жащимися в жидкой среде. При электроэрозионной об-
работке стальных деталей в среде керосина или масла
поверхностный слой стали насыщается углеродом, т. е
образуются карбиды железа.
Кроме того, интенсивный теплоотвод через приле
гающие к зоне разряда массы холодного металла со-
здает условия сверхскоростной закалки, что одновре-
менно с науглероживанием приводит к образованию
очень твердого слоя.
Закаленный поверхностный слой стали обладает по
вышенной стойкостью на истирание и меньшим, чем 5
обычной стали, коэффициентом трения. Структура по-
верхностного слоя существенно отличается от основного
металла. Вследствие высокой химической стойкости это-
го слоя обычными травителями не удавалось вскрыть
его структуру. Поэтому на фотографиях микрошлифов
слой получался белым (рис. 4), благодаря чему ему
было присвоено название белого слоя. В последние
годы металлографические исследования, произведенные
в ЦНИЛ Электром И. 3. Могилевским и С. Л. Чеповой,
позволили установить структуру белого слоя и законо-
мерность его образования [12].
Глубина белого слоя зависит от энергии импульсов.
12
их длительности и теплофизических свойств обрабаты-
ваемого металла. При длительных импульсах тока боль-
шой энергии глубина белого слоя измеряется десятыми
долями миллиметра, а при весьма коротких импуль-
сах — сотыми долями и даже микронами.
При воздействии на металл кратковременного интен-
сивного нагрева, вызываемого разрядом, в обрабатывае-
мый металл из окружающей среды и из второго элек-
трода внедряется не только углерод, но могут быть пе-
ренесены титан, кобальт, хром и другие вещества.
Рис. 4. Схематическое изображение микро-
шлифа металла, обработанного импульсами
тока (при большом увеличении):
1 — белый слой; 2— основлая структура металла.
Длительность обработки на глубине белого слоя не
сказывается. Так как глубина лунок зависит от энергии
и длительности разрядов, то при обработке металла по-
вторяющимися импульсами поверхность его может
иметь большую или меньшую шероховатость.
Для достижения наивысшей производительности и
получения требуемой чистоты поверхности обработка
производится сначала импульсами большой энергии,
удаляющими основную массу металла, подлежащую
съему, затем постепенным снижением энергии импуль-
сов производятся сглаживание и окончательная отделка
поверхности. Совокупность параметров импульсов, т. е.
их энергия, длительность и напряжение на электродах,
называется режимом обработки.
13
Основными режимами электроэрозионной обработки
считаются черновой, чистовой и отделочный.
Диапазоны применяющихся режимов очень широки.
В табл. 1 приводятся их обобщенные данные.
Диапазон и параметры режимов
Наименование режима обработки Мощность источника питания (в нт)
Черновой . .30 000—3 000
Чистовой . 10 000—300
Отделочный 1000-5
Производительность электроэрозионной обработки
определяется количеством металла (в ммъ1мин или
г/мин), удаленного в единицу времени. Если энергия
импульсов неизменна, то каждый импульс удаляет стро-
го определенное количество металла. Поэтому произво-
дительность электроэрозионной обработки пропорцио-
нальна произведению энергии импульса на частоту по
вторения.
Однако в практике электроэрозионной обработки не
могут быть созданы неизменные условия в межэлек
тродном промежутке. Прежде всего колеблется величи-
на межэлектродного промежутка, что влияет на усло-
вия выброса металла, газовых пузырьков и других про-
дуктов эрозии. Нестабильность состояния межэлектрод-
ного промежутка вызывает изменения энергии разрядов
и условия деионизации. Вследствие этого при расчете
производительности нельзя исходить из эффекта эро
зии от единичного импульса, умножив его на число им-
пульсов в единицу времени.
Для различных генераторов импульсов и режимов
обработки может быть определен эмпирический коэффи-
циент, который с приемлемой для практики точностью
может быть использован при расчетах. Мощность (по-
требляемая) генератора импульсов значительно выше
мощности, реализуемой в межэлектродном промежутке.
14
вследствие потерь в цепях генератора импульсов. Коэф-
фициент полезного действия промышленных генерато-
ров лежит в пределах 15—75%. (см. стр. 20), но в неко-
электроэрозиоиной обработки металлов
Таблица /
Длительность импульсов (в мксек) Частота повторения импульсов (в имп/сек.) Интенсивность съема металла (в мм9!мин) Высота микро- неровиостей (в мк)
10000—100 50— 3 000 30 000—300 1000—50
500—20 1 000— 10 000 300—30 25—6
20-1 1 000—300000 30—1 3-1
торых системах генераторов удается достигнуть весь-
ма высокого коэффициента полезного действия — до
90 92 %..
Интенсивность съема металла зависит от длитель-
ности теплового воздействия. При одной и той же энер-
гии разряда эффект эрозии с увеличением длительно
сти разрядов возрастает до некоторого предела, а затем
уменьшается. Количество металла, выплавленного еди-
ничным импульсом, с увеличением его длительности
возрастает вследствие захвата зоной плавления больше-
го объема металла. Однако с ростом длительности раз-
ряда падает плотность энергии в нем, а следовательно
и температура. Поэтому для каждой энергии имеется
определенное оптимальное значение длительности им-
пульса.
Производительность обработки и чистота поверхно-
сти зависят не только от параметров разрядов, но и от
теплофизических свойств металла, в основном от тем-
пературы плавления. Чем выше температура плавления
металла, тем меньшее количество его удаляется еди-
ничным разрядом. Вследствие этого тугоплавкие метал-
лы обрабатываются с меньшей производительностью, но
поверхность их получается более чистой. Некоторое ис-
ключение представляют хрупкие материалы (например,
твердые сплавы).
В лаборатории электроэрозионной обработки «Лен-
15
карза» было установлено, а затем подтверждено много-
численными опытами, что при обработке твердых спла-
вов очень короткими импульсами значительной энергии
(5—10 мксек; 1 дж) интенсивность съема твердого
сплава на 30% выше, чем стали. В то же время извест-
но, что температура плавления стали значительно ниже,
чем твердого сплава. По-видимому, в данном случае
отклонение от правила имеет место вследствие хрупко-
сти твердого сплава, его сравнительно низкой теплопро-
водности и кратковременности термического удара, ме-
ханически отделяющего мельчайшие частицы твердого
сплава с их последующим расплавлением.
Таким образом, интенсивность эрозии зависит от
свойств металла и параметров импульсов. Совокупность
факторов, влияющих на производительность электро-
эрозионной обработки, при одной и той же энергии и ча-
стоте импульсов называется электроэрозионной обраба-
тываемостью.
Например, если при режиме: энергия импульса
А = 0.125 дж, длительность импульса тока /=14Х
X 10~6сек., частота 1200 имп/сек. напряжение источника
питания U = 220 в, амплитуда тока /a = 20U а — элек-
троэрозионную обрабатываемость стали принять за еди-
ницу, то электроэрозионная обрабатываемость других
металлов может быть приближенно выражена в сле-
дующих относительных величинах:
Магний . . 6,0
Алюминий .... 4,0
Латунь .1.6
Мель 1,1
Сталь........1,0
Никель . . 0,8
Титан.......... 0,6
Молибден .... 0,5
Твердый сплав . . 0.5
Вольфрам .... 0,3
Одновременно с эрозией обрабатываемого изделия
происходит эрозия электрода-инстрхмента, т. е. его из-
нос. Износ определяется отношением объема убыли
электрода-инструмента к объему снятого с обрабаты-
ваемого изделия металла в процентах. Износ электро-
да-инструмента нежелателен, так как он искажает его
форму, что сказывается на точности обработки. В на-
стоящее время существует ряд приемов, снижающих
и исключающих влияние износа на точность обработки.
Износ электродов-инструментов подчиняется тем же
законам, что и эрозия обрабатываемого металла. В ка-
16
честве материалов для электродов-инструментов исполь-
зуются медь, латунь, алюминий, чугун и вольфрам. По-
следний применяется в виде проволоки и стержней не-
большого диаметра. Стойкость вольфрама очень высока,
но применяется он мало из-за ограниченных возможно-
стей придания электродам-инструментам требуемой
формы. Подробнее вопросы производительности обра-
ботки, износа электродов-инструментов и другие тех-
нологические параметры будут рассмотрены в гл. VI.
3. Разновидности электроэрозионной обработки
металлов и области ее применения
Основными разновидностями размерной электроэро-
зионной обработки являются получение в металле все-
возможных углублений, отверстий, шлифование и раз-
резание.
Обработка углублений (полостей) и отверстий ха-
рактеризуется прямолинейным поступательным переме-
щением электрода-инструмента относительно обрабаты-
ваемой детали.
Импульсы тока последовательно удаляют наиболее
выступающие точки на электродах. На месте выступов
образуются углубления. Далее выступающими точками
окажутся какие-то новые, которые раньше лежали
ниже Импульсы тока, последовательно снимая высту-
пающие точки, увеличивают расстояние между электро-
дами. По мере необходимости электроды сближаются
при помощи автоматического регулятора подачи, следя
шего за стабильностью повторения разрядов (см. гл. 111).
При подаче электрод-инструмент углубляется в об-
рабатываемое изделие и в конце концов проходит сквозь
него. Очертания полученного отверстия воспроизводят
форму электрода-инструмента, но превышают его раз-
мер на величину разрядного промежутка.
Операции шлифования и разрезания производятся
так же, как обработка отверстий, но электродам-инстру-
ментам придается вращение. При этих операциях вра-
щение электродов сочетается с их прямолинейной пода-
чей.
Эти три основные разновидности размерной электро-
эрозионной обработки металлов получили значительное
2 Зак. № 1310
17
J г-лгачи » I
t х Т f и
с.д U! li ' Ь А I
промышленное применение. Они подразделяются на ряд
подгрупп, которые будут рассмотрены далее более под-
робно. Применение электрической эрозии дало новые
средства обработки металлов, обладающих механиче-
скими свойствами, затрудняющими и делающими под-
час невозможной их обработку резанием.
Использование в машиностроительной и инструмен-
тальной промышленности твердых и магнитных спла-
вов, легированных сталей высокой твердости, твердых
и вязких металлов (титана, молибдена, вольфрама, жа-
ростойкой керамики), необходимость обработки пред-
варительно закаленной стали, трудность, а часто и не-
осуществимость механической обработки мельчайших
отверстий различного профиля и очень тонких щелей
заставляют искать новые методы обработки. Более того,
при создании новых машин и приборов приходится иной
раз сталкиваться с невозможностью изготовления той
или иной детали методами и приемами механической
технологии. В таких случаях на помощь конструктору
и технологу приходит электроэрозионная обработка,
обладающая большой \ ниверсальностью и позволяю-
щая совершенно по-новому решать всевозможные тех-
нологические задачи.
В настоящее время электроэрозионная обработка ме-
таллов применяется для следующих работ:
1. Изготовление твердосплавных и стальных штам-
пов.
2. Обработка рабочих отверстий в твердосплавном
волочильном инструменте для круглого и профильного
пруткового металла.
3. Изготовление пресс-форм и кокилей.
4. Обработка малых отверстий.
5. Прорезание узких щелей.
6. Обработка криволинейных отверстий.
7. Обработка профилей на твердосплавных резцах.
8. Извлечение обломков инструмента и крепежных
деталей из резьбовых и глухих отверстий.
9. Нарезание резьб в твердом сплаве.
10. Вырезание сложнопрофилированных деталей из
листового металла.
11. Массовое клеймение деталей из твердых сплавов
и закаленной стали.
18
12. Шлифование плоскостей на деталях из твердых
сплавов.
13. Наружное и внутреннее шлифование цилиндри-
ческих и конусных поверхностей деталей из твердых
сплавов.
14. Расточка отверстий различного профиля в дета-
лях из твердых сплавов и других металлов.
15. Шлифование статоров, роторов и якорей элек-
трических машин, а также стыковых поверхностей сер-
дечников трансформаторов и всевозможных магнито-
проводов с целью хдаления перемычек между пласти-
нами, образующихся при механической обработке.
16. Разрезание деталей из твердых сплавов, стали
и других металлов, плохо поддающихся механической
обработке.
Замена механической обработки электроэрозионной
во многих технологических процессах позволила резко
снизить себестоимость продукции, повысить ее качество
и освободиться от громоздкого и дорогостоящего обо-
рудования, т. е. высвободить большое количество про-
изводственной площади.
Возможность многостаночного обслуживания, благо-
даря том\, что электроэрозионное оборудование по сво-
ему принципу действия является автоматизированным,
а в ряде случаев и ионностью автоматическим, обеспе-
чила уменьшение числа рабочих, занятых на выполне-
нии различных операций.
2*
Глава II
ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ
Для осуществления процесса электроэрозионной об-
работки в межэлектродный промежуток должны пода-
ваться повторяющиеся импульсы тока, следующие друг
за другом с некоторой частотой и интервалами между
ними При этом между электродами реализуется неко-
торая (полезная) мощность, за счет которой происхо-
дит съем металла.
Устройства, при помощи которых производится пи-
тание межэлектродного промежутка прерывистым то-
ком, называются генераторами импульсов. Из всего
многообразия существующих генераторов импульсов
мы остановимся на рассмотрении только основных ти-
пов, представляющих практический интерес.
4. Релаксационные генераторы
Релаксационными называются такие генераторы, в
которых возбуждение импульсов, разрядное напряже-
ние, амплитуда тока и частота повторения импульсов
управляются межэлектродным промежутком. К этой
разновидности принадлежат генераторы RC, RLC, RCL,
LC и СС.
В наименованиях этих генераторов импульсов исполь-
зованы обозначения параметров их схемы, на которых
основано действие этих генераторов, т. е. сопротивления
R, индуктивность L и емкость С.
20
Генераторы RC. Простейшими по устройству и полу-
чившими наибольшее распространение в Советском
Союзе и за рубежом являются генераторы RC. Принци-
пиальная схема такого генератора приведена на рис.5.
Генератор RC состоит из источника питания постоян-
ным током 1, сопротивления 2, конденсатора 3 и элек-
тродов 4 и 5, между которыми происходят разряды.
Действие генератора RC происходит следующим об-
разом. Конденсатор заряжается от источника постоян-
Рис. 5. Генератор КС.
ного тока, причем зарядка происходит постепенно, так
как ток ограничивается сопротивлением. Чем больше
сопротивление, тем мед-
леннее заряжается кон-
денсатор. По мере заряд-
ки конденсатора напря-
жение на электродах по-
вышается. Когда напря-
жение достигнет величи- 7
ны, достаточной для про-
боя промежутка, между
электродами возникает
разряд, и накопленная
конденсатором энергия
выделяется в межэлектродном промежутке. Так
как сопротивление разрядной цепи и межэлектрод-
ного промежутка мало, то разрядка конденсатора
происходит за весьма короткий промежуток времени.
После того как конденсатор разрядится, он опять будет
постепенно заряжаться. За время зарядки конденсатора
в межэлектродном промежутке восстановится электри-
ческая прочность среды, разделяющей электроды, и к
моменту, когда напряжение на электродах опять достиг-
нет пробивного, закончатся выброс металла, процесс
деионизации и прочие явления, сопутствующие разряду.
Если регулирование промежутка не производить, то
расстояние между электродами вследствие съема метал-
ла будет увеличиваться, частота повторения разрядов
будет снижаться, и они прекратятся, когда напряжение
источника питания окажется ниже того, которое необ-
ходимо для пробоя промежутка.
С другой стороны, чрезмерное сближение электро-
дов вызовет повышение частоты разрядов, причем ин-
тервалы между импульсами могут оказаться недоста-
21
точными и промежуток может не успеть восстановить
свою электрическую прочность. В результате этого про-
цесс возбуждения импульсов прекратится, между элек-
тродами потечет постоянный ток, и возникнет электри-
ческая дуга.
Во избежание этого должны быть соблюдены опре-
деленные соотношения между емкостью конденсатора,
Рис. 6. График изменения напряжения на элек-
тродах и тока между ними при работе гене-
ратора RC:
— напряжение источника питания; U3 — напряжение,
ло которого заряжается конденсатор; Z3 — амплитуда тока,
заряжающего конденсатор; Z — амплитуда тока разрядки;
Л — длительность зарядки; /а — длительность разрядки.
сопротивлением и напряжением источника питания, а
также должно быть обеспечено устойчивое поддержа-
ние необходимой величины межэлектродного проме-
жутка.
При соблюдении этих условий будет происходить
устойчивое преобразование постоянного тока в им-
пульсы.
22
Возбуждаемые колебания носят наименование р е-
.таксационных. На рис. 6 представлена кривая изме-
нения напряжения на электродах электроэрозионного
станка с генератором RC во время его работы. Как вид-
но из графика, изменение напряжения состоит из двух
циклов: продолжительного цикла зарядки Ц и кратко-
временного цикла разрядки t2. Рабочим циклом являет-
ся цикл разрядки. Во время этого цикла между элек-
тродами течет ток.
Частота релаксационных колебаний зависит от на-
пряжения источника питания, величины емкости конден-
сатора, величины токоограничивающего сопротивления
и напряжения, до которого заряжается конденсатор.
Последнее, как упоминалось выше, зависит от расстоя-
ния между электродами.
Частота может быть вычислена по следующей фор-
муле:
/--------Ч----
RCI’-d^
где / — частота колебаний (разрядов), в имп/сек.;
R — величина токоограничивающего сопротивле-
ния, в ом;
С —емкость конденсатора, в ф;
In — натуральный логарифм;
Uu—напряжение, развиваемое источником постоян-
ного тока, в
U3 — напряжение, до которого заряжается конден-
сатор, в в.
Энергия, выделяющаяся в межэлектродном проме-
жутке, зависит от емкости конденсатора и напряжения,
до которого он зарядился:
А -
А 2 ,
в;
где А — энергия, в дм: или вт • сек.',
С — емкость, в ф:
U—напряжение, до которого зарядился конденса-
тор, в в.
Так как измерение емкости в фарадах (ф) неудоб-
но, то пользуются величиной, меньшей в 10® раз, т. е.
микрофарадой (мкф).
23
Мощность, выделяющаяся в межэлектродном проме-
жутке и определяющая производительность электро-
эрозионной обработки, равна
Р — / А вт.
Максимум производительности при работе генерато-
ра RC получается, когда конденсатор заряжается до
72% напряжения источника питания.
гтепень зарядки квнденсогпроЛ,"^
Рис. 7. График зависимости мощ-
ности, выделяющейся в межэлек-
тродном промежутке, от степени
зарядки конденсаторов.
На рис. 7 приведен
график, вычисленный по
вышеприведенным фор-
мулам для различных
значений U3.
Диапазон режимов ра-
боты генератора RC
очень велик. Изменением
величины емкости, тока
и напряжения можно в
широких пределах изме-
нять энергию разрядов и
их частоту. Обычно регу-
лирование режима обра-
ботки производится толь-
ко изменением емкости
и тока, а напряжение
большей частью не регу-
лируется, так как это
вносит ряд неудобств и усложняет устройство всевоз-
можных вспомогательных механизмов электроэрозион-
ного станка.
Продолжительность восстановления электрической
прочности межэлектродного промежутка зависит от
энернш предшествовавшего разряда, поэтому при боль-
ших значениях энергии необходимо большая длитель-
ность интервала между импульсами. Вследствие этого
частота повторения импульсов должна быть ниже.
Устойчивые режимы генерирования импульсов до-
стигаются определенными сочетаниями R и С.
На практике удобнее определять не сопротивле-
ние /?, а ток, который может быть измерен прибором,
включенным в зарядную цепь. Наибольшего значения
ток достигает при соприкосновении электродов. Эта пре-
дельная величина называется током короткого за-
24
t
Рис. 8. График оптимальных
соотношений емкости кон-
денсаторов и тока короткого
замыкания при электроэро-
зионной обработке отвер-
стий (напряжение источника
постоянного тока 220 в).
мыкания. В момент начала зарядки конденсатора,
когда напряжение на нем равно нулю, импульс тока за-
рядки достигает на короткое время этого максималь-
ного значения. На графике (рис. 6) показана форма
кривой тока зарядки. Некоторое среднее значение тока,
которое измеряется амперметром в цепи зарядки, назы-
вается рабочим током.
Рабочий ток лежит в пределах
0,5—0,6 величины тока корот
кого замыкания.
На графике (рис. 8) приве
дены выработанные практикой
режимы работы генератора
RC, при которых обеспечено
устойчивое генерирование им-
пульсов без опасности их пе-
рехода в дуговой разряд.
Стремление получить наи-
большую эффективность рабо-
ты генератора RC приводит
к необходимости достигнуть
наибольшей амплитуды тока
в разрядной цепи. Последняя
состоит из конденсатора, про-
водов, соединяющих конденса-
тор с электродами, самих элек-
тродов и разрядного проме-
жутка. Для получения наи-
большей амплитуды тока не-
обходимо, чтобы сопротивле-
ние и индуктивность разряд-
ной цепи были наименьшими.
Для этого соединительные про-
вода должны обладать высоко!
конденсатор должен быть выполнен таким образом, что-
бы в нем не было больших потерь и индуктивности.
Индуктивность в цепи разрядного контура затягивает
во времени разряд, вследствие чего амплитуда тока сни-
жается, кроме того, разряд может быть колебательным,
что вызывает обратную полуволну напряжения и тока.
Обратная полуволна нежелательна, так как изменяется
полярность электродов и возрастает эрозия электрода-
инструмента.
а
25
Небольшая полуволна обратного по знаку напряже-
ния допустима, так как пробоя промежутка не проис-
ходит. Величина обратной полуволны при работе гене-
ратора RC зависит от режима работы. При больших
значениях емкости величина обратной полуволны дохо-
дит до 25%, при малой емкости обратная полуволна ис-
чезает, и импульсы становятся униполярными.
В зависимости от назначения генераторов RC их
мощность колеблется в довольно широких пределах. На
станках, применяемых для электроэрозионной обработ-
ки полостей и отверстий, мощность генератора RC огра-
ничивается 5 кет вследствие значительных потерь на
тепловыделение на балластном (токоограничивающем)
сопротивлении в цепи зарядки. Наивысший возможный
коэффициент полезного действия генератора RC состав-
ляет 36%. Это может иметь место только в случае иде-
альных условий работы, т. е. при полном отсутствии ко-
ротких замыканий и стабильном состоянии межэлек-
тродного промежутка, при котором поддерживается
оптимальная величина напряжения зарядки на конден-
саторе. На практике соблюдение таких условий оказы-
вается невозможным, вследствие чего к. п. д. обычно
значительно ниже.
Принудительная эвакуация продуктов эрозии из зо-
ны обработки позволяет увеличить мощность генерато-
ров RC. Обычно производительность станков с этими
генераторами не превышает 300 мм3/мин (по стали).
Наиболее рациональная область применения генера-
торов RC это чистовые и отделочные режимы обра-
ботки. В последнее время наметилась тенденция компо-
новки генератора RC с другими типами генераторов, об-
ладающими более высокой производительностью. В та-
ких комбинированных устройствах мощнссть, потреб-
ляемая генератором RC, не превышает 1 кет.
Генераторы RC, которыми оснащается промышлен-
ное оборудование, сооружаются по двум основным схе-
мам. Первая (рис. 9, а) допускает широкое регулиро-
вание тока при любой включенной емкости. Конденса-
торы присоединяются с помощью переключателей. Па-
раллельным присоединением их может быть набрана
требуемая емкость.
Эта схема позволяет отрегулировать генератор на
наивыгоднейшие условия работы, так как изменением
26
сопротивления можно достигнуть наивысшей допусти-
мой частоты повторения импульсов при данной емкости
конденсаторов.
Обслуживание генераторов RC с плавным регулиро-
ванием тока требует внимания и определенной степени
квалификации обслуживающего персонала. По мере
углубления электрода-инструмента в обрабатываемую
а)
-Длйши
/4
пики
Рис. 9. Схемы генераторов RC:
а — с плавным регулированием тока и пятью ступенями емкости;
о — со сблокированными режимами: 1 — источник постоянного тока;
2 — токоограничивающие сопротивления; 3— конденсаторы; 4 пе-
реключатели; 5 и 6 — электроды.
деталь необходимо постепенно снижать ток, так как
из-за ухудшения удаления продуктов эрозии возрастает
опасность перехода импульсного процесса в дуговой
разряд.
Вторая схема (рис. 9, б) свободна от опасности воз-
никновения дугового разряда. Она отличается тем, что
каждая группа конденсаторов заряжается через опре-
деленное сопротивление. Величины емкости конденсато-
ров и сблокированных с ними сопротивлений подобраны
с таким расчетом, чтобы исключить возможность воз-
27
никновения дугового разряда. Естественно, что для того
чтобы обеспечить стабильный процесс возбуждения им-
пульсов при любых условиях обработки, в том числе и
на большой глубине, необходимо несколько завысить ве-
личину токоограничивающих сопротивлений в каждой
Iруппе. Это ведет к увеличению длительности зарядки
Рис. 10. График изменения
напряжения на электродах
электроэрозионного станка
с генератором RC (Г) и
RLC (//); и tt— соответст-
венные длительности зарядки
конденсаторов.
конденсаторов и снижению
частоты импульсов, след-
ствием чего является неко-
торое снижение производи-
тельности обработки.
Промышленное электро-
эрозионное оборудование с
генераторами RC выпол-
няется большей частью по
второй схеме. Повышение
режима обработки произво-
дится параллельным вклю-
чением сблокированных
групп или включением ка-
ждой из них в отдельности.
Обслуживание электроэро-
зионных станков с генера-
торами RC со сблокирован-
ными режимами не требует
от оператора высокой ква-
лификации.
Генератор RLC. Эффек-
тивность действия релакса-
ционного конденсаторного
генератора импульсов мо-
жет быть повышена путем введения в цепь зарядки ин-
дуктивности. Индуктивность представляет собой много-
витковую обмотку на сердечнике из трансформаторной
стали. Введение индуктивности изменяет форму кривой
зарядки, как это показано на рис. 10.
В начале процесса зарядки напряжение растет мед-
леннее, чем при зарядке конденсатора без включения
катушки индуктивности. В дальнейшем напряжение за-
рядки круто возрастает, и процесс зарядки при наличии
индуктивности заканчивается раньше, чем без нее. При-
сутствие индуктивности повышает напряжение зарядки
и снижает начальную величину импульса зарядного
28
тока. Повышение напряжения является причиной уско-
ренной зарядки конденсатора, а снижение начального
импульса тока уменьшает тепловые потери в балла-
стном сопротивлении.
Поскольку в генераторе RLC зарядка происходит за
меньший период времени, частота релаксационных коле-
баний может быть повышена. Этому благоприятствует
пологая часть кривой роста напряжения в начале за-
рядки, так как процесс деионизации промежутка между
электродами протекает без помех от нарастания напря-
жения на них; последнее снижает возможность прохож-
дения сопровождающего тока, т. е. возникновения дуго-
вого разряда.
С помощью индуктивности удается повысить отдачу
релаксационного конденсаторного генератора импуль-
сов на 40%. Генераторы RLC могут выполняться анало-
гично схемам 9, а и 9, б. Предпочтительнее вторая
схема, в которой каждому режиму обработки соответ-
ствует определенная индуктивность, величина которой
рассчитана на частоту данного режима.
Генератор RCL. Если в разрядную цепь генерато-
ра RC ввести сопротивление 0,5—1 ом, то импульсы то-
ка затянутся и их амплитуда резко снизится. Такая схе-
ма испытывалась в 1948 году [13]. При работе генерато-
Рис. 11. Схема генератора RCL:
Z — источник постоянного тока: 2 — токоограни-
чивающее сопротивление; ? — конденсатор;
4 — индуктивность: 5 и 6 - электроды электро-
эрозиопниго станка.
pa RC с сопротивлением в разрядной цепи износ элек-
трода-инструмента становится очень малым (около! %),
но при этом резко снижается производительность обра- 5^
29
ботки. Вследствие этого такая схема практического при-
менения не получила.
Если же вместо сопротивления в цепь разрядки вве-
сти индуктивность (рис. 11), то при резком снижении
износа электрода-инструмента производительность упа-
дет незначительно и такой генератор может быть успеш-
но использован на практике. Генератор RCL пригоден
для работы на режимах небольшой мощности. Напри-
мер, если вести обработку на режиме U = 200 в,
С = 4,5 мкф, /к = 3 а и ввести в разрядную цепь индук-
тивность /. = 0,01 гн, то производительность обработки
от введения индуктивности снизится только на 10%, а
износ электродов-инструментов уменьшится втрое.
При работе генератора RCL полярность электродов
обратная, т. е. электрод-инструмент является анодом.
Материалом электрода-инструмента должна быть толь-
ко медь. При сравнении работы генераторов RC и RCL
на одинаковых режимах преимущество по чистоте обра-
ботки на стороне последнего.
Генератор LC. Основные потери в рассмотренных
релаксационных генераторах происходят вследствие вы-
деления тепла в токоограничивающих сопротивлениях.
Это снижает к. п. д. этих генераторов, повышает потреб-
ление электроэнергии, а выделяющееся тепло нагревает
элементы электрооборудования, что особенно нежела-
тельно для конденсаторов. Вследствие этого в мощных
генераторах RC и RLC приходится защищать конденса-
торы от воздействия тепла, излучаемого сопротивления-
ми, при помощи всевозможных перегородок, вводить
принудительную вентиляцию или располагать батарею
конденсаторов под сопротивлениями или в отдалении
от них. Эти меры защиты вызывают необходимость
удлинения проводов разрядной цепи, что также нежела-
тельно.
Одним из генераторов, свободным от указанных не-
достатков, является генератор LC. Б этом генераторе
токоограничивающих сопротивлений не имеется, а со-
противление соединительных (монтажных) проводов не-
велико. Вследствие этого к. п. д. генератора LC дости-
гает 90%., т. е. почти вся подводимая энергия расход.ет-
ся в межэлектродном промежутке.
Генератор LC (рис. 12) состоит из следующих основ-
ных частей: источника постоянного тока Л максималь-
30
кого быстродействующего выключателя 2, электромаг-
нитного вибратора 3, электродов 4 и 5 и конденсатора 6.
Электромагнитный вибратор в основном состоит из
неподвижного магнитопровода, на котором находится
намагничивающая обмотка, соединенная последователь-
но с электродом-инструментом, и подвижного якоря,
подвешенного на мембранах или рессорах, могущего
колебаться относительно магнитопровода. Когда по об-
мотке электромагнитного вибратора проходит ток, якорь,
притягивается. При отсутствии тока вследствие упру-
Рис. 12. Принципиальная схема
генератора LC.
гости мембран или рессор якорь возвращается в исход-
ное положение; к якорю жестко крепится электрод-ин-
струмент, который при этом соприкасается с обрабаты-
ваемым изделием. Параллельно электродам присоеди-
нен конденсатор.
В момент включения тока происходит намагничива-
ние магнитопровода, якорь притягивается, электрод-ин-
струмент отрывается от второго электрода, цепь преры-
вается, и электрод-инструмент, возвращаясь в прежнее
положение, снова замыкает цепь. Затем процесс повто-
ряется, т. е. данный вибратор работает как обыкновен-
ный звонок с прерывателем.
При разомкнутых электродах присоединенный к ним
конденсатор заряжается. При сближении электродов
происходит разрядка конденсатора, и между электрода-
ми проходит импульс тока.
Работа генератора LC наиболее эффективна, когда
собственная частота колебаний электромагнитного ви-
братора совпадает с частотой электрических колебаний,
31
которые определяются величинами С и L. Индуктивно-
стью L является обмотка электромагнитного вибратора.
Собственная частота колебаний подвижной системы
электромагнитного вибратора равна:
где k — жесткость (упругость) мембран или рессор,
в кг/м;
q — вес вибрирующей системы, в кг;
g — 9,8 м!сек2.
Собственная частота электрических колебаний кон-
тура генератора LC определяется следующей формулой:
м
Рис. 13. График измене-
ния напряжения (t/c) и
тока </а) на электротах
стайка с генератором LC.
где L — индуктивность, в гн;
С — емкость, в ф.
Прч работе генератора LC напряжение на электро-
дах вдвое выше напряжения источника постоянного тока.
Генераторы этого типа обла-
дают высокой устойчивостью ра-
боты. При отлаженной подаче
электрода инстру мента пропусков
разрядов не наблюдается. График
изменения напряжения на элек-
тродах представлен на рис. 13.
Генераторы LC строятся на
мощность 8—9 кет При частоте
вибраций 350 гц, емкости 1500—
1700 мкф, напряжении на элек-
тродах 80—90 в и токе 100 а
съем металла (стали) составляет
2000 мм3/мин.
Для ликвидации случайных
коротких замыканий, которые мо-
гут возникнуть в процессе обра-
ботки, служит максимальный вы-
ключатель, прерывающий цепь питания. В качестве
источника постоянного тока лучше всего пользоваться
генератором постоянного тока с компаундным возбу-
ждением.
32
Генераторы LC работают на каком-либо одном ре-
жиме, так как изменение частоты вибраций трудно осу-
ществимо. Обычно эти генераторы используются для
предварительной обработки отверстий и полостей в
стальных деталях. Чистота обработанной поверхности
получается низкой.
Генераторы СС. Некоторое снижение потерь релак-
сационных генераторов получено в генераторе СС, схе-
ма которого представлена на рис. 14, а.
Рис. 14. Схемы генераторов СС:
«—принципиальная схема генератора СС: / —трансформатор; 2 — токоограии-
чивающим конденсатор; 3—выпрямитель; -/ — импульсный конденсатор; 5 и
Ь - электроды; 6 — схема генератора СС повышенной мощности; в — схема ком-
бинированного генератора RC + СС; 1 — трансформатор; 2 — переключатель напря-
жения; 3 — токоограничивающий конденсатор; 4 — выпрямитель; 5 — переключатель
СС 4- RC; 6 - сопротивления; 7 — конденсаторы; 8 и 9 — электроды.
з Зак. № 1310
33
Меньшие потери в генераторе СС объясняются от-
сутствием в нем токоограничивающих сопротивлений.
Ограничение тока здесь обеспечивается с помощью кон-
денсатора 2, включенного последовательно с полупро-
водниковым выпрямителем 3. Наибольший ток, могу-
щий протекать через выпрямитель (например, при ко-
ротком замыкании электродов), определяется емкост-
ным сопротивлением конденсатора:
1
где f—частота переменного тока, в гц;
С — емкость токоограничивающего конденсатора,
в ф.
Конденсатор 4 присоединен параллельно электро-
дам. При работе генератора выпрямленный ток непре-
рывно заряжает этот конденсатор, который разряжается
на межэлектродный промежуток, т. е. процесс генериро-
вания импульсов такой же, как в генераторе RC.
По сравнению с генератором RC генератор СС обла-
дает вдвое большим коэффициентом полезного дей-
ствия. В настоящее время генераторы СС строятся с се-
леновыми выпрямителями. Последние, обладая значи-
тельной емкостью, не могут работать при повышенных
частотах, так как значительно возрастает обратный ток.
Поэтому частоту ограничивают 800 гц. С развитием про-
изводства германиевых и кремниевых выпрямителей ге-
нераторы СС смогут быть значительно усовершенство-
ваны. Помимо частотных ограничений, селеновые вы-
прямители не рассчитаны на большие токи.
Мостовая схема, показанная на рис. 14, а, может
быть использована для мощности 1—2 кет. При необ-
ходимости увеличения мощности параллельное соедине-
ние выпрямительных элементов нежелательно, так как
вследствие разброса характеристик, присущего селено-
вым элементам, в цепях выпрямителя циркулируют
уравнительные токи, вызывающие нагревание.
При необходимости сооружения генераторов СС
большей мощности используется схема, приведенная на
рис. 14, б. В этой схеме последовательно с каждым вы-
прямителем включен токоограничивающий конденсатор.
Благодаря этому неравномерность элементов выпрями-
телей по прямому сопротивлению не сказывается, так
34
как емкостное сопротивление токоограничнвающих кон-
денсаторов значительно выше.
Так как частота импульсов в генераторе СС не мо-
жет быть очень высокой, для отделочных режимов его
не применяют. Окончательная обработка производится
с помощью генератора RC небольшой мощности, при
этом ощутимых потерь не наблюдается.
Схема комбинированного генератора импульсов
представлена на рис. 14, в. Комбинированный генера-
тор CC-f-RC питается от однофазного трансформато-
ра 1, который может быть присоединен к сети 220 или
380 в. Вторичная обмотка трансформатора имеет ряд
выводов на переключатель 2, служащий для установки
требуемого напряжения. Этот переключатель позволяет
создать постоянство режима работы генератора в усло-
виях сетей, часто имеющих значительные отклонения от
номинального напряжения.
Токоограничивающий конденсатор 3 включен посто-
янно. Он может быть замкнут накоротко переключате-
лем 5 при работе генератора RC. Постоянный ток от
выпрямителя 4 питает несблокированную систему, со-
стоящую из сопротивлений 6 и конденсаторов 7.
Изменением угла поворота верхнего или нижнегс
полукольца переключателя производится изменение
тока и емкости, т. е. устанавливается требуемый режим
обработки.
Конденсатор наименьшей емкости присоединен па-
раллельно электродам 8 и 9 постоянно. Он соответствует
самому тонкому режиму.
Некоторые технические данные элементов электро-
оборудования генератора импульсов СС -ф- RC на 2,2 и
4,4 кет приводятся в табл. 2.
Таблица 2
Основные элементы генераторов CC+RC на 2,2 и 4,4 кет
Мощность (в кет) Емкость конденсаторов (в мкф) Емкость токоогра- ничивающих конденсаторов (в мкф) Сопротивлении генератора КС (в ом)
2,2 4,4 0,14-0,2+1+2+ +4+8+16+32 1+2+4+32+160 60+100 24+40+60+280 240+120+50+ +30+24+24 Плавное регу- лирование 300
3*
35
5. Вентильные генераторы
Вентильный генератор представляет собой источник
переменного тока, последовательно с которым включен
однополупериодный выпрямитель. На электроды вен-
Рис. 15. Вентильные генераторы:
а — с полупроводниковым вентилем: / — источник переменного тока повышенной
частоты; 2 — вентиль; ? и 4 — электроды; б — с игнитроном: 1 - силовой транс-
форматор; 2 — выпрямитель схемы поджига; 3 — токоограничивающий дроссель:
4 и 5 — электроды станка; 6 — игнитрон; 7 — трансформатор поджига; 8 — токо-
ограничивающее сопротивление; 9 — накопительный конденсатор поджига; 10 — ти-
ратрон поджига; //-—/> — цепочка, создающая запирающее напряжение на сетке
тиратрона; 14 — буферный конденсатор; 15 — фазовращатель.
тнльного генератора подается одна полуволна пере-
менного тока.
Простейшим вентильным генератором может быть
сеть 50 гц и селеновый выпрямитель, последовательно с
которым включено токоограничиваюшее сопротивление.
Подобный вентильный генератор малоэффективен
36
вследствие низкой частоты повторения импульсов и по-
терь в добавочном сопротивлении.
Частота импульсов может быть повышена, если в
качестве источника питания использовать электрома-
шинные преобразователи.
Промышленность выпускает электромашинные пре-
образователи И-75 на 200 гц, 4 кет и ПС-100 на 490 гц
и ту же мощность. Основное назначение этих преобразо-
вателей: первого—питание электроинструмента повы-
шенной частоты и второго — дуговая электросварка.
Схема вентильного генератора с преобразователем
частоты приведена на рис. 15, а.
Для использования полной мощности преобразова-
теля выпрямитель приходится сооружать из большого
числа параллельно соединенных селеновых пластин, что,
как упоминалось выше, является существенным недо-
статком. Кроме того, селеновые выпрямители облада-
ют большой собственной емкостью, вследствие чего при
частотах около 500 гц в цепи генератора импульсов про-
текает обратный ток заметной величины.
Применение газоразрядных приборов (например, иг-
нитронов) улучшает работу вентильного генератора, но
вносит значительное усложнение в схему (рис. 15, б),
так как становится необходимым устройство для поджи-
га [2].
Сравнительно низкая частота импульсов при значи-
тельной их энергии позволяет использовать вентильные
генераторы только для предварительной обработки.
6. Машинные генераторы
При соответствующем устройстве магнитной системы
п обмоток электрические машины могут вырабатывать
импульсы тока с интервалами между импульсами в не-
сколько раз большими, чем у генераторов вентильного
типа.
Машинные генераторы представлены двумя кон-
струкциями — коллекторным генератором импульсов
МГИ и индукторным генератором МИГ [6; 10]. Харак-
теристики импульсов, вырабатываемых машинными ге-
нераторами обоих типов, сходны.
Из графиков изменения напряжения на зажимал
37
генераторов ЛАИГ и МГИ (рис. 16) видно, что генератор
МГИ вырабатывает униполярные импульсы, а импульсы
генератора МИГ имеют небольшую обратную составля-
ющую напряжения. При работе на нагрузку обратная
составляющая напряжения генератора МИГ не сказы-
вается, так как из-за малого напряжения обратная по-
луволна тока не возникает.
а)
Рис. 16. Графики напряжения и тока машинных генераторов
импульсов:
а — генератор МИГ; б — генератор МГИ; 17а — амплитуда напряжения;
/а — амплитуда тока.
Машинные генераторы строятся на мощность от 3
до 20 кет и на частоты 400—3000 имп/сек. Их к. п. д. до-
стигает 75%.
Машинные генераторы импульсов обеспечивают вы-
сокую производительность. При обработке стали ин-
тенсивность съема металла может доходить до
6000 ммл1мин. Однако полученная чистота поверхностей
деталей невысока, что вызывает необходимость (напри-
мер, при обработке полостей стальных штампов) в по-
следующей доработке.
7. Разобщенные генераторы
Применение разобщенных генераторов импульсов
позволило значительно повысить производительность
электроэрозионной обработки твердых сплавов при со-
хранении достаточно высокой точности и качества по-
верхности.
Разобщенные генераторы импульсов строятся на
38
базе газоразрядных приборов, тиратронов и игнитронов,
а также с использованием в качестве источника пере-
менного тока электрических машин повышенной ча-
стоты.
В последнее время появились новые, весьма эффек-
тивные генераторы импульсов, основанные на механиче-
ской коммутации с искровым (ионным) контактом.
Рассмотрим некоторые типы разобщенных генерато-
ров импульсов, представляющие интерес для промыш-
ленного применения. В первую очередь к ним относятся:
тиратронный генератор RC, машинно-тиратронный ге-
нератор и генератор с искровой коммутацией.
Тиратронный генератор. Одним из первых генераторов
разобщенного типа был тиратронный генератор по схе-
ме RC (рис. 17). Генератор питается от источника по-
Рис. 17. Тиратронный генератор RC:
/—повышающий трансформатор; 2 — высоковольтные кенотроны; 3 — буферный
конденсатор; 4 — токоограничивающее сопротивление; 5 — импульсный конденсатор;
6 — импульсный тиратрон; 7 — блок поджигания; 8 — импульсный трансформатор;
9 и 10 — электроды.
стоянного тока высокого напряжения 3—12 кв, состоя-
щего из трансформатора / и кенотронов 2. Пульсации
выпрямленного тока сглаживаются буферным конденса-
тором 3. Зарядный ток конденсатора 5 ограничивается
сопротивлением 4. Во время зарядки конденсатора ток
через тиратрон не проходит. Когда напряжение на об-
кладках конденсатора достигнет требуемой величины,
блок 7 подает на сетку тиратрона поджигающий им-
пульс, тиратрон отпирается, и конденсатор 5 разряжает-
ся на первичную обмотку трансформатора <8. При раз-
рядке напряжение на конденсаторе падает, тиратрон
39
гаснет, и начинается новый цикл зарядки. При разряд-
ке конденсатора во вторичной обмотке трансформатора
индуктируются кратковременные импульсы тока, кото-
рые вызывают разряды между электродами.
В отличие от конденсаторного генератора RC низко-
го напряжения, в данном генераторе формирование им-
пульсов не управляется межэлектродным промежутком.
Импульсы вырабатываются как при большом расстоя-
нии между электродами, так и при их коротком замыка-
нии. Эта особенность разобщенных генераторов повы-
шает стабильность их работы и допускает большие ко-
лебания величины межэлектродного промежутка, чем в
генераторах релаксационного типа низкого напряжения.
Тиратронные генераторы RC строятся на различные
частоты — до 30 000 имп/сек.
Машинно-тиратронный генератор импульсов. Боль-
шой устойчивостью и надежностью в работе обладает
генератор импульсов, в котором в качестве источника
питания используется электрическая машина повышен-
ной частоты. Схема такого генератора приводится на
рис. 18. Источником питания генератора является ма-
Рис. 18. Машинно-тиратронный генератор импульсов:
/ —машинный генератор повышенной частоты; 2 — трансформатор; 3 — кенотрон;
4 — конденсатор; 5 — импульсный тиратрон; 6 — поджигающий блок;
7 — импульсный трансформатор; 8 и 9 — электроды.
шина повышенной частоты 1, развивающая при номи-
нальной скорости вращения напряжение 220 в и часто-
ту 1200 гц. Переменный ток повышенной частоты по-
ступает в трансформатор, повышающий напряжение до
16 кв. При помощи высоковольтного кенотрона проис-
ходит выпрямление тока, и полуволна синусоиды заря-
жает конденсатор 4.
Разрядка конденсатора происходит на первичную об-
40
Рис. 19. Принципиальная
схема коммутационного
генератора импульсов.
деталей электротехниче-
мотку трансформатора 7 через водородный тиратрон,
рассчитанный на пропускание импульсных токов высо-^
кого напряжения. Машинно-тиратронный генератор им-
пульсов при сравнительно низких потерях обеспечивает
выделение в межэлектродном промежутке мощности
1 кет при упомянутых выше электрических параметрах
и емкости конденсаторов 0,01 мкф.
При этих данных получается высокая производитель-
ность обработки твердого сплава, достигающая
75 мм?1мин, т. е. 1 г/мин, при чистоте поверхности 5—
6 го класса и полном отсут-
ствии микротрещин на его по-
верхности. Последнее объяс-
няется малой длительностью
импульсов, составляющей 5—
7 мксек.
Для питания данного гене-
ратора применен преобразо-
ватель ОПГ-2 мощностью
2,4 кет и частотой 1200 гц.
Генераторы с искровой ком-
мутацией. Рассмотренные выше
разобщенные генераторы со-
стоят из большого количества
ского и радиотехнического оборудования. Изготовление
таких генераторов связано с большими затратами, об-
служивание и ремонт их сопряжены с необходимостью
привлечения к работе лиц высокой квалификации. Кроме
того, газоразрядные приборы при отклонениях от норм
эксплуатации преждевременно выходят из строя и тре-
буют замены.
Все эти недостатки отсутствуют в генераторах им-
пульсов с искровой (точнее, ионной) коммутацией. Прин-
цип действия этих генераторов основан на механической
коммутации, идея которой принадлежит Б. Р. Лазарен-
ко и Б. Н. Золотых. Принципиальная схема такого ге-
нератора приведена на рис. 19. Генератор состоит из
источника постоянного тока, переключателя с двумя
неподвижными и подвижным контактом, который, ка-
чаясь влево и вправо, присоединяет конденсатор к
источнику питания или к электроду. В левом положе-
нии конденсатор заряжается, а в правого разряжается на
41
межэлектродный промежуток. Частота разрядов зави-
сит от количества переключений.
Данная схема была использована в лабораторных
условиях для определения электроэрозионной обраба-
тываемости, но промышленное ее применение было не-
возможно вследствие эрозии контактов переключателя.
Эрозии контактов можно избежать, если коммутацию
производить на высоком напряжении, так как при этом
импульсы тока невелики. Однако такие импульсы непри-
годны для электроэрозионной обработки.
Рис. 20. Коммутационный генератор с импульсным
трансформатором:
/ — источник питания высокого напряжения; 2 — электродвигатель;
3 — вращающийся коммутатор; 4 — конденсатор; 5 — импульсный
трансформатор; 6 и 7 — электроды.
Для получения эффективной эрозии, как известно,
необходимы импульсы тока большой амплитуды при от-
носительно низком напряжении. Для этой цели схема
несколько видоизменяется, а именно: разрядка конден-
сатора производится на импульсный трансформатор, и
схема приобретает вид, представленный на рис. 20.
Если стрелку (подвижной контакт) переключателя
вращать с помощью электродвигателя с большой ско-
ростью, то частота импульсов будет равна числу оборо-
тов в секунду двигателя. Однако наибольшая скорость
вращения такого устройства обычно не превышает
12 000 об/мин., т. е. 200 об/сек., так как развивающиеся
во вращающейся части усилия вследствие центробежной
силы получаются весьма значительными, что вызывает
осложнения конструктивного характера.
Стрелка должна быть легкой и прочной. При нзго-
42
товлении коммутатора развивающаяся центробежная
сила может быть определена по следующей формуле:
где G — вес стрелки, в кг;
г —радиус от центра вращения до центра тяжести
стрелки, в см;
п — число оборотов в минуту.
Изображенный на рис. 20 двухконтактный комму-
татор даже при 12 000 об/мин. генерирует недостаточную
Рис. 21. Коммутационный генератор коротких импульсов
на 2400 и мп сек.:
I — повышающий трансформатор; 2 — буферный конденсатор; —выпрямляющий
кенотрон; 4 — стрелка зарядки; 5 — стрелка разрядки; 6 — катушка индуктивности;
7 — отсекающий кенотрон; 8 — импульсный трансформатор; 9 — конденсаторы.
частоту импульсов. Попытки повысить ее увеличением
числа контактов коммутатора дают некоторые резуль-
таты, но с увеличением числа контактов приходится сни-
жать напряжение из-за пробоев между контактами. Так
как энергия разряда пропорциональна квадрату напря-
жения, то снижать напряжение нецелесообразно.
Как с энергетической, так и с конструктивной точки
зрения наиболее удобными являются напряжения, ле-
жащие в пределах 16—20 кв.
Для того чтобы исключить возможность пробоя
между контактами, используется многоконтурная схема,
в которой количество конденсаторов равно числу кон-
тактов.
В коммутаторе имеются две изолированные друг от
друга стрелки. Одна стрелка производит зарядку кон-
денсаторов, а вторая — их разрядку. Стрелки направле-
ны в диаметрально противоположные стороны. Благо-
43
даря этому, а также разделению цепей зарядки и раз-
рядки в данном генераторе коммутация происходит в
благоприятных условиях, и возможность пробоя между
контактами исключается.
При 12 контактных стержнях и числе оборотов стре-
лок 12000 в минуту частота составляет 2400 имп/сек.;
при 15 стержнях — 3000 имп/сек. и т. д.
Принципиальная схема генератора на 2400 имп/сек.
представлена на рис. 21. -
Рис. 22. Схема коммутатора с
сокращенным числом конден-
саторов.
В схему генератора включен
повышающий трансформа-
тор 1 и буферный конденса-
тор 2, который заряжается
выпрямленным током через
кенотрон 3.
Двенадцать импульсных
конденсаторов 9 заряжают
ся стрелкой 4 и разряжают-
ся стрелкой 5 на первичную
обмотку импульсного транс-
форматора 8. В зарядной
цепи генератора имеется
катушка индуктивности 6.
которая удлиняет процесс
зарядки конденсатора и,
кроме того, удваивает ам-
плитуду напряжения. Таким
образом, для получения зарядного напряжения 20 кв
питающий трансформатор должен рассчитываться
только на половину этого напряжения. Кенотрон 7.
обеспечивая одностороннюю проводимость, пресекает
возможность возникновения колебательного процесса
в моменты зарядки импульсных конденсаторов.
При емкости конденсаторов 0,01 мкф и частоте
2400 имп/сек. в межэлектродном промежутке реализует-
ся более 1 кет полезной мощности. Длительность каж-
дого разряда составляет менее 10 мксек при средней ам-
плитуде тока 1000 а.
Большое количество конденсаторов усложняет схе-
му. Без ущерба для коммутации оно может быть зна-
чительно сокращено. Для этого каждый конденсатор
нужно присоединить к группе стержней, отстоящих до-
статочно далеко друг от друга.
На рис. 22 представлена схема коммутатора на
44
Рис. 23. Электрическая схема коммутаторного генератора коротких
импульсов с питанием от преобразователя частоты:
/ — преобразователь частоты 50/200 гц; 2 — трансформатор 36/10 000 в; «? —кенотрон-
ный выпрямитель; 4— трансформаторы накала; 5—буферный конденсатор;
6 — катушка индуктивности; 7 — кенотрон; 8 — трансформатор лакала; 9 — вращаю-
щийся коммутатор; 10 — импульсный трансформатор; // — обмотка трансформатора
для регулятора подачи; J2 — электроды.
Рис. 24. Коммутатор генератора коротких импульсов на частоту
2400 нмп сек.:
п внешний вид коммутатора; Z — корпус из пластмассы; 2 — электродвигатель;
б — ротор коммутатора: /--вал; 2 — ротор электродвигателя, 3 — изоляционное
кольцо; 4 и 7 — стрелки; 5 и 8 — контактные кольца; 6 — разделительный
изоляционный диск.
45
2400 имп/сек., но не с двенадцатью, а только с четырьмя
конденсаторами. При этой схеме частота на каждом из
конденсаторов утраивается. Для вращения стрелок ком-
мутатора применяются электродвигатели 200 гц,
12 000 об/мин., которые питаются от машинных преоб-
разователей частоты типа И-75.
При питании генератора импульсов от источника по-
вышенной частоты сокращаются размеры элементов
электрооборудования, т. е. электродвигателя и транс-
форматоров.
На рис. 23 представлена схема генератора на
2400 имп/сек., питающегося от преобразователя И-75Б,
имеющего на выходе частоту 200 гц. Внешний вид ком-
мутатора и его ротор показаны на рис. 24. Коэффициент
полезного действия генераторов коротких импульсов ра-
вен 50%. В этом отношении они немного уступают ма-
шинно-тиратронным генераторам, но по устройству
коммутаторные генераторы значительно проще и надеж-
нее в эксплуатации
Глава III
АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ ПОДАЧИ
Автоматические регуляторы подачи электроэрозион-
ных станков предназначаются для поддержания необхо-
димой величины межэлектродного промежутка в про-
цессе обработки, сколь бы ни был он продолжителен.
Так как величина межэлектродного промежутка сама
по себе очень мала, а предел регулирования составляет
доли этой величины, то очевидно, что автоматические
регуляторы подачи должны обладать высокой чувстви-
тельностью к изменению расстояния между электрода-
ми. Точность выполнения некоторых деталей автомати-
ческих регуляторов подачи также должна быть весьма
высокой, так как они должны реагировать на измене-
ния промежутка, измеряемые микронами.
В то же время скорость срабатывания регуляторов
не должна быть очень высокой. Автоматические регуля-
торы подачи реагируют не только на увеличение про-
межутка между электродами, но и на концентрацию в
промежутке продуктов эрозии, т. е. на пробивное напря-
жение, которое изменяется постепенно.
Само по себе увеличение промежутка между элек-
тродами происходит довольно медленно, что благо-
приятно влияет на работу регуляторов.
Автоматические регуляторы подачи управляются сиг-
налами, поступающими от генераторов импульсов. Эти-
ми сигналами могут быть изменения токов и напряже-
ний в цепях генераторов, сопровождающие изменение
величины межэлектродного промежутка.
47
Задача автоматического регулирования сводится к
поддержанию в течение длительного времени стабиль-
ных параметров импульсов тока, а последние опреде-
ляются величиной пробивного напряжения. Если рас-
сматривать процессы возникновения разрядов в меж-
электродном промежутке в зависимости от степени его
засорения продуктами эрозии, то станет ясно, что чем
выше концентрация металлических частиц в промежут-
ке, тем больше образуется цепочек, по
Рис. 25. Схема рас-
пространения раз-
рядов в засорен-
ной жидкости.
которым могут распространяться раз-
ряды, как это показано на рис. 25. На-
личие продуктов эрозии является при-
чиной значительного увеличения раз-
рядного промежутка в засоренной
жидкости по сравнению с его величи-
ной в чистой жидкости при одном и
том же пробивном напряжении.
Наибольшие требования по каче-
ству регулирования предъявляются
к регуляторам станков с релаксацион-
ными генераторами импульсов, так
как здесь от стабильности поддержа-
ния пробивного напряжения на элек-
тродах зависит производительность об-
работки. В разобщенных генераторах
импульсов, машинных и вентильных
генераторах условия регулирования
значительно отличаются, так как состояние межэлек-
тродного промежутка мало влияет на параметры им-
пульсов. Как показывает опыт, при работе разобщен-
ных генераторов импульсов желательно поддержание
наименьшей возможной величины промежутка, при ко-
торой происходит беспрепятственный выброс металла,
так как амплитуда тока, а следовательно и эффект эро-
зии возрастают.
В практике электроэрозионной обработки металлов
получили применение многочисленные регуляторы по-
дачи, отличающиеся друг от друга конструкцией и элек-
трической схемой. В большинстве регуляторов приме-
няются электродвигатели, воспринимающие сигналы
от генераторов импульсов и преобразующие их в движе-
ние того или иного механизма, перемещающего электро-
ды электроэрозионного станка.
48
8. Мостовой регулятор
Наименование мостовой присвоено данному регу-
лятору потому, что электродвигатель, регулирующий
межэлектродный промежуток, включен в схему, анало-
гичную известной в измерительной технике под назва-
нием моста Уитстона.
Заменив одно из сопротивлений моста межэлектрод-
ным промежутком элек-
троэрозионного станка, а
измерительный прибор
якорем электродвигателя,
мы получим мостовой ре-
гулятор (рис. 26). Если
связать якорь электро-
двигателя с одним из
электродов таким обра-
зом, чтобы вращение
электродвигателя вызы-
вало перемещение элек-
трода, а направление
вращения электродвига-
теля согласовать с изме-
нением промежутка, то
получится саморегули-
рующаяся система. При
этом необходимо, чтобы
при увеличении проме-
Рис. 26. Мостовой регулятор в
схеме генератора RC:
1 — конденсатор; 2 и 3 — электроды;
4 — балластное сопротивление: 5 — де-
литель напряжения; 6 — обмотка возбуж-
дения электродвигателя; 7 — якорь элек-
тродвигателя; 8 — источник постоянного
тока.
жутка между электродами, что равноценно увеличению
его сопротивления, вращение якоря происходило в та-
ком направлении, при котором электроды сближаются.
При слишком малом промежутке в диагонали моста
возникает ток противоположного направления, и якорь
электродвигателя, вращаясь, удаляет подвижной элек-
трод от неподвижного.
Рассмотренная схема мостового регулыора по суще-
ству является в то же время полной схемой генерато-
ра RC, так как в ней имеются токоограничивающее со-
противление 4, межэлектродный промежуток и источник
постоянного тока. Сопротивления 5 и 6 являются не-
обходимым добавлением для выполнения мостовой схе-
мы. Обычно они представляют собой делитель напряже-
ния, состоящий из одного сопротивления, по которому
4 Зак. № 1310
49
перемещается ползунок, позволяющий изменять отноше-
ние плеч. Делитель напряжения имеет большое сопро-
тивление— 500—2000 ом.
Наличие делителя напряжения позволяет установить
на электродах требуемую величину пробивного напря-
жения, которое благодаря саморегулированию мостовой
схемы поддерживается автоматически. Для наиболее
производительной обработки отношение плеч на делите-
ле напряжения выбирается таким, чтобы пробивное на-
пряжение составляло 72% от напряжения источника пи-
тания (см. стр. 24).
Для того чтобы якорь электродвигателя изменял на-
правление вращения при изменении полярности на его
щетках, необходимо, чтобы обмотка возбуждения имела
независимое питание и полярность на ней была бы неиз-
менной.
Чем больше отклонение величины межэлектродного
промежутка от заданной, тем выше разность потенциа-
лов на якоре электродвигателя, а следовательно и ско-
рость его вращения также большая. Точность регули-
рования мостового регулятора лежит в пределах 10—
15% от напряжения источника питания.
9. Регулятор с опорным напряжением
Для осуществления мостовой схемы необходимо бал-
ластное сопротивление, которое используется как одно
Рис. 27. Принципиальная схема регу-
лятора с опорным напряжением:
1 — генератор импульсов; 2 и 3 — электроды;
4~ якорь электродвигателя; 5 — обмотка воз-
буждения электродвигателя; 6 ~~ потенцио-
метр; 7 — источник опорного напряжения.
из плеч моста. В некоторых генераторах оно отсутствует
(например, в генераторе СС), вследствие чего мосто-
50
вая схема оказывается неприменимой. В этих случаях
для регулирования межэлектродного промежутка может
быть использован метод сравнения напряжения на элек-
тродах станка с напряжением какого-либо независимого
источника постоянного тока.
Принципиальная схема автоматического регулятора
подачи с опорным напряжением представлена на
рис. 27. В регуляторе направление вращения якоря 4
электродвигателя определяется направлением тока в
нем. Когда напряжение на электродах 2 и 3 превосхо-
дит напряжение независимого источника питания 7,
якорь вращается в таком направлении, чтобы электро-
ды сближались. При слишком малом расстоянии между
электродами пробивное напряжение на них ниже на-
пряжения независимого источника питания, направле-
ние тока в якоре противоположно предыдущему, и якорь
вращается в сторону, соответствующую раздвиганию
электродов. В зависимости от положения движка дели-
теля напряжения 6 на электродах устанавливается и
автоматически поддерживается пробивное напряжение,
равное опорному.
10. Регулятор с электромашинным преобразователем
Представим себе электрическую машину постоянного
тока, в которой обмотки возбуждения питаются раз-
дельно. Якорь машины приводится во вращение каким-
либо электродвигателем с постоянным числом оборотов.
Если направление тока в обмотках возбуждения соглас-
ное (рис. 28,а), то ими возбуждается магнитное поле,
пронизывающее якорь, в обмотке якоря индуктируется
электродвижущая сила и с его щеток может быть снято
напряжение. Если же обмотки включены навстречу друг
ДРУГУ (рис. 28,6), то возбуждаемые ими магнитные по-
токи взаимно уничтожаются и в якоре электродвижу-
щая сила не индуктируется; напряжение на щетках в
этом случае равно нулю. Если же по обмоткам возбу-
ждения текут разные токи, то при встречном включении
их в якоре будет индуктироваться электродвижущая си-
ла, пропорциональная разности магнитных потоков. По-
лярность на щетках будет зависеть от того, какой маг-
нитный поток преобладает.
4*
51
Присоединенный к якорю этой машины, якорь ка-
кого-либо электродвигателя будет вращаться в ту или
иную сторону с большей или меньшей скоростью.
Рассмотренная система успешно применяется для
регулирования межэлектродного промежутка в элек-
троэрозионных станках. Одним из преимуществ этой си-
стемы является ее универсальность, благодаря чему
она может быть использована с любыми генераторами
импульсов. Для снижения помех от остаточного намаг-
Рис. 28. Схема включения обмоток возбуждения машины
постоянного тока:
а — согласное включение; б - встречное включение: 1 — ярмо; 2 — якорь.
ничивания и потерь магнитопровод выполняется из ли-
стовой электротехнической стали. Обычно в качестве та-
кой машины, называемой преобразователем сиг-
налов, используется небольшой универсально-кол-
лекторный электродвигатель мощностью 100—200 вт.
Преобразователь сигналов является также электрома-
шинным усилителем с коэффициентом усиления 15—20.
Схема автоматического регулятора с электромашин-
ным преобразователем сигналов представлена на рис. 29.
К генератору импульсов 6 параллельно электродам 5
присоединен трансформатор напряжения 14, а последо-
вательно в цепь генератора импульсов включена пер-
вичная обмотка трансформатора тока 7. К вторичным
обмоткам трансформаторов тока и напряжения при-
соединены делители напряжения 8 и 13. Последователь-
но с первичной обмоткой трансформатора напряжения
включен разделительный конденсатор 15, который необ-
52
ходим, чтобы предотвратить возможное прохождение
по первичной обмотке трансформатора напряжения
постоянной составляющей импульсного тока.
При работе генератора импульсов на делителях 8
и 13 имеется переменное напряжение, которое снимает-
ся с них и выпрямляется при помощи полупроводнико-
Рис. 29. Схема автоматического регулятора подачи с электро-
машинным преобразователем:
1 — электродвигатель трехфазного тока; 2 — якорь электромашиниого преобразова-
теля; з — обмотка возбуждения электродвигателя регулятора; 4 — якорь электро-
двигателя регулятора; 5 — электроды станка; 6 — генератор импульсов; 7 — транс-
форматор тока; 8 и 13 — делители напряжения; 9 и 12 — полупроводниковые вы-
прямители; 10 и 11 — конденсаторы; 14 — трансформатор напряжения; 15 — кон-
денсатор; 16 и 17 — обмоткн возбуждения электромашиниого преобразователя.
вых выпрямителей 9 и 12. Выпрямленное напряжение
заряжает конденсаторы 10 и 11 и поступает на обмотки
возбуждения 16 и 17 электромашиниого преобразовате-
ля сигналов. Якорь 2 последнего приводится во враще-
ние при помощи электродвигателя 1. Индуктирующийся
в якоре преобразователя ток протекает через присоеди-
ненный к нему якорь 4 автоматического регулятора по-
дачи, который приводит в движение электрод-инстру-
мент. Обмотка возбуждения 3 электродвигателя регуля-
тора питается независимо.
53
При изменении величины межэлектродного проме-
жутка изменяется интенсивность разрядов. В зависимо-
сти от этого напряжение на электродах и ток в первич-
ной обмотке трансформатора тока 7 и трансформатора
напряжения 14 изменяются. Например, при увеличении
промежутка напряжение на электродах растет, а ток
падает. В этом случае преобладает магнитный поток в
обмотке возбуждения 17, питаемой от трансформатора
напряжения. В другом случае, когда промежуток умень-
шается, напряжение на электродах падает, а ток воз-
растает. В результате ток в обмотке возбуждения 17
уменьшается, а в обмотке 16 увеличивается.
Так как магнитные потоки обмоток возбуждения на-
правлены навстречу друг другу, то полярность на якоре
преобразователя, а следовательно и на якоре автома-
тического регулятора подачи будет зависеть от того,
какой магнитный поток преобладает. Очевидно, что
этому же будет соответствовать направление вращения
якоря регулятора подачи, т. е. будет производиться
сближение или раздвигание электродов. При помощи
делителей напряжения 8 и 13 производится настройка
регулятора на требуемую величину пробивного напря-
жения.
11. Дифференциальный регулятор
Рассмотренные выше регуляторы приводятся в дей-
ствие электродвигателями, якоря которых вращаются с
переменной скоростью и иногда реверсируются. При
таких условиях работы регуляторам свойсгвенна низкая
чувствительность, так как электродвигатели работают
при напряжениях, близких к нулю, на так называемых
«ползучих скоростях». Зона нечувствительности состав-
ляет примерно 10 в, вследствие чего подача электрода-
инструмента происходит не вполне плавно.
Этого недостатка лишен дифференциальный регуля-
тор, в котором изменение скорости и направления пода-
чи электрода-инструмента происходит без реверсирова-
ния электродвигателей и при скоростях вращения, близ-
ких к номинальным.
Дифференциальный регулятор (рис. 30) состоит из
двух электродвигателей 1 и 2 постоянного тока с неза-
висимым возбуждением и дифференциального механиз-
54
ма. Последний приводится в движение двумя самотор-
мозящимися червячными передачами 3 я 4, жестко свя-
занными с двумя ведущими коническими шестернями
7 и 8. Зубчатые колеса 5 я 6 обкатываются по шестер-
ням 7 и 8.
Когда оба ведущих колеса вращаются с одинаковой
скоростью, но в противоположные стороны, сателлиты
вращаются, а вал 9 остается неподвижным, лсли же
Рис. 30. Механизм дифференциального регуля-
тора подачи:
1 И 2 — электродвигатели; 3 и 4 — червячные передачи;
5 и 6 — сателлиты; 7 и 8 — ведущие шестерни; 9 — вал
регулятора.
оба ведущих колеса вращаются, но с различной ско-
ростью, то вал 9 вращается со скоростью, равной полу-
разности чисел оборотов ведущих колес.
Обычно в дифференциальном регуляторе один из
электродвигателей питается от какого-либо источника
неизменного напряжения. Этот электродвигатель назы-
вается опорным. Второй электродвигатель (регу-
лируемый) воспринимает сигналы от генератора им-
пульсов в виде изменяющегося напряжения.
На рис. 31, а представлена схема дифференциального
регулятора, следящего за величиной межэлектродного
промежутка по величине пробивного напряжения на
электродах. Съем и преобразование сигналов произво-
дятся при помощи схемы, присоединенной к электродам
эрозионного станка. К электродам 1 и 2 присоединен
делитель напряжения 3, с которого часть напряжения
55
снимается и накапливается в конденсаторе 5. Парал-
лельно конденсатору присоединен якорь регулируемого
электродвигателя 6. В зависимости от напряжения на
электродах (усредненного конденсатором) изменяется
число оборотов якоря регулируемого электродвигателя.
Вследствие этого изменяется соотношение скоростей
вращения регулируемого и опорного электродвига-
телей.
Направление вращения якорей электродвигателей
согласовано таким образом, что подача электрода-ин-
струмента производится регулируемым электродвигате-
лем, а отвод электрода-инструмента — опорным. Когда
разрядов нет, а напряжение на электродах велико, то
якорь регулируемого электродвигателя вращается бы-
стрее, чем опорного, и электроды сближаются. По мере
повышения интенсивности разрядов напряжение пони-
жается, и скорость сближения электродов уменьшается.
При слишком малом расстоянии между электродами,
когда напряжение слишком низко, начинает преобладать
скорость вращения якоря опорного электродвигателя и
происходит отвод электрода-инструмента до тех пор,
пока напряжение на электродах не повысится настоль-
ко, что скорости вращения обоих якорей уравня-
ются.
В некоторых случаях удобнее использовать в каче-
стве управляющих сигналов изменение тока, тогда схе-
ма включения регулятора приобретает вид, представ-
ленный на рис. 31,6.
При малых мощностях генераторов импульсов для
повышения чувствительности регулятора оба двигателя
управляются сигналами, причем один из них — токовы-
ми сигналами, а второй — сигналами по напряжению
(рис. 31,в). Такое же включение целесообразно при
использовании дифференциального регулятора в стан-
ках с генераторами RC, как это поясняется рис. 31, г.
Во всех приведенных схемах включения дифферен-
циального регулятора делитель напряжения служит для
настройки работы регулятора на требуемую величину
пробивного напряжения на электродах станка.
Точность работы дифференциального регулятора
очень высока — она достигает 2—3% от номинального
напряжения источника питания.
55
г—1
12. Электронные регуляторы
Электронные регуляторы целесообразно применять
при режимах малой мощности, когда сигналы, снимае-
мые с генератора импульсов, недостаточны по мощно-
сти, чтобы приводить в действие электродвигатель ре-
гулятора подачи. Однако электронные регуляторы оди-
наково работают на любых режимах, поэтому если в
электроэрозионном станке имеется широкий диапазон
режимов, в том числе и очень тонкие режимы, то при-
менение электронных регуляторов вполне оправдывает-
ся. Если же мощность электроэрозионного станка на
самом малом режиме не ниже 50 вт, то электронный
регулятор является излишним усложнением.
Во всех электронных регуляторах происходит преоб-
разование и усиление сигналов, поступающих из соот-
ветствующих цепей генераторов импульсов. Схемы элек-
тронных регуляторов могут быть весьма разнообраз-
ными.
В качестве примера рассмотрим одну из них, рассчи-
танную на поддержание стабильной величины межэлек-
тродного промежутка, причем управляющим сигналом
является напряжение на электродах.
Схема регулятора (рис. 32) представляет собой
мост, состоящий из сопротивлений Rt, R2, R3 и R*, а так-
же электронной лампы Л\. В одну из диагоналей моста
включен якорь электродвигателя регулятора, а на дру-
гую подается питающее напряжение 370 в от селено-
вого выпрямителя с конденсатором С2, несколько сгла-
живающего пульсации. От того же источника через рео-
стат Rs питается обмотка возбуждения электродвига-
теля.
Величины сопротивлений и рабочий режим лампы
Л\ (типа 6Н5С) подбираются такими, чтобы при вы-
бранном среднем напряжении на электродах станка
мост был сбалансирован и ток через якорь электродви-
гателя не протекал.
Среднее напряжение на межэлектродном промежут-
ке выделяется цепью, состоящей из сопротивления R* и
конденсатора С\, и подается на управляющие сетки лам-
пы Л| (оба триода используются параллельно).
С помощью потенциометров R2 и R3 подбирается та-
кой режим, чтобы при заданном напряжении на меж-
58
электродном промежутке ток через лампу Л\ составлял
приблизительно 120 ма.
По прошествии некоторого времени работы станка
зазор вследствие эрозии увеличится, среднее напряже-
ние на нем возрастет, и это приведет к увеличению по-
тенциала управляющей сетки и возрастанию тока.
Рис. 32. Схема электронного мостового регулятора
подачи.
Возрастание тока через лампу Л\ вызовет ток в диа-
гонали моста, который заставит якорь электродвигателя
вращаться в направлении подачи электрода, т. е. умень-
шения межэлектродного промежутка. При восстановле-
нии прежних величин зазора и среднего напряжения на
нем ток через якорь автоматически прекратится.
Крутизна характеристики составляет 3—5 ма на 1 в.
Это обеспечивает высокую стабильность регулирования.
Аналогичное явление возникает при уменьшении
межэлектродного промежутка, но поскольку токи будут
направлены в противоположную сторону, двигатель
59
станет вращаться в сторону, соответствующую увеличе-
нию межэлектродного расстояния.
Описанная схема обеспечивает высокое постоянство
работы электроэрозионного станка на весьма тонких ре-
жимах (С = 5000 мкмкф, R= 10 ком).
13. Некоторые конструктивные особенности
автоматических регуляторов подачи
Подача электрода-инструмента или обрабатываемой
детали может осуществляться прямолинейно, по окруж-
ности и по винтовой линии. В большинстве электроэро-
зионных станков применяется прямолинейная подача;
подача по окружности бывает необходима при некото-
рых разновидностях шлифования, а подача по винтовой
линии ограничивается нарезанием резьбы.
Производительность, точность и качество поверхно-
сти при электроэрозионной обработке металлов зависят
от работы регулятора. Работа же последнего склады-
вается из работы его электрической и механической ча-
стей, т. е. того устройства, которое производит переме-
щение электрода.
Решающее значение для устойчивой работы электро-
искрового станка имеет точность выполнения направля-
ющих. Неточность последних переносится на место об-
работки. Одним из способов повышения точности регу
лятора является снижение трения в направляющих до
минимума, что может быть достигнуто применением
подшипников качения и направляющих качения, по ко-
торым производится прямолинейное перемещение в
электроэрозионных станках, выпускаемых Ленинград-
ским карбюраторным заводом.
На рис. 33 представлен общий вид автоматического
регулятора подачи электроэрозионного станка ЛКЗ-18.
Регулятор состоит из электродвигателя постоянного
тока с независимым возбуждением и механизма подачи,
перемещение которого производится с помощью винта.
Электродвигатель обладает чувствительностью к ма-
лым изменениям тока. Обмотка якоря электродвигателя
состоит из большого числа витков гонкой проволоки,
что обусловливает его сравнительную тихоходность.
При 220 в он потребляет 1,3 а и развивает 1600 об/мин.
60
рис. 33. Общий вид автоматического регулятора подачи
электроэрозионного станка ЛКЗ-18:
Р лектр’ода-инструмепта; 8 - влектрололержатель; 9 - направляющие ка I ни .
61
Крутящий момент при этом составляет 15 кг-см. Якорь
приходит во вращение уже при токе 0,1 а, что соответ-
ствует напряжению 4 в.
Подвижной частью регулятора, при помощи которой
производится подача электрода-инструмента, является
пиноль, перемещающаяся по направляющим качения;
последние представляют собой призматические канавки,
в которых помещаются с некоторым натягом калибро-
ванные шарики. Призматические направляющие выпол-
нены таким образом, что в них происходит замкнутая
циркуляция шариков.
Перемещение пиноли производится винтом, являю-
щимся продолжением вала электродвигателя. Винт с
валом соединены с помощью шлицевой муфты, части ко-
торой во избежание люфта притерты друг к другу.
Винт проходит через гайку, закрепленную в пиноли.
Таким образом, пиноль висит на винте. Люфт в соеди-
нении винта с гайкой выбирается благодаря значитель-
ному весу пиноли и находящейся на ней арматуры. Это
имеет первостепенное значение, так как самый ничтож-
ный люфт соизмерим с величиной межэлектродного
промежутка.
В других конструкциях регуляторов выборка люфта
может производиться специальными грузами или про-
тивовесами. Могут быть использованы также пружины.
Однако при большом ходе регулятора необходимая кон-
структивная длина пружин может превысить имеющий-
ся габарит. В этих случаях применяются так называе-
мые «электрические пружины», представляющие собой
электродвигатель, который при помощи зубчатого коле-
са и рейки создает односторонний натяг в подвижной
системе регулятора.
Глава IV
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ
ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ
Оборудование для электроэрозионной обработки ме-
таллов по разновидностям выполняемых операций де-
лится на три основные группы: электроэрозионные стан-
ки для глухих полостей и отверстий, для шлифования
и для разрезания.
Кроме того, по своему технологическому назначению
станки для электроэрозионной обработки металлов
классифицируются как универсальные, специализиро-
ванные и специальные.
Универсальные электроэрозионные станки обладают
наиболее широким диапазоном применяемости. Напри-
мер, на универсальных электроэрозионных станках для
обработки полостей и отверстий можно обрабатывать
всевозможные штампы (как стальные, так и твердо-
сплавные), пресс-формы, сетки, единичные отверстия
больших и малых размеров, производить извлечение
обломков инструмента и многие другие работы.
Специализированные станки служат, например, толь-
ко для обработки всевозможных сит, или только для
извлечения обломков инструмента, или же только для
обработки твердосплавных инструментов и штампов.
Специальные станки могут быть применены только
для обработки одной определенной детали. Например,
специальным является электроэрозионный станок для
обработки отверстий малого диаметра в детали топлив-
ной аппаратуры — распылителе, причем на этом станке
63
могут обрабатываться распылители только одного опре-
деленного размера и формы. Ни для каких других ра-
бот специальный станок не приспособлен.
Электроэрозионные станки существенно отличаются
от металлорежущих своей конструктивной компонов-
кой. Последняя определяется прежде всего необходи-
мостью погружения электродов в жидкую среду (рабо-
чую жидкость). Кроме того, поскольку при электроэро-
зионной обработке между электродом-инструментом и
обрабатываемым изделием всегда имеется промежуток,
то отсутствуют усилия при врезании инструмента, при-
сущие всем металлорежущим станкам. Это позволяет
снизить количество металла, необходимое для изготов-
ления различных узлов электроэрозтюнных станков. Од-
нако жесткость станков должна быть всё же достаточ-
ной для обеспечения точности обработки, так как воз-
никающие в межэлектродном промежутке импульсные
давления вызывают заметные вибрации, особенно на ре-
жимах большой мощности. Если жесткость недостаточ-
на, то амплитуда вибрации по своей величине может
быть соизмерима или даже превзойти межэлектродный
промежуток, что, естественно, снизит производитель-
ность и точность обработки или же обработка вообще
прекратится. Особенно сильно сказываются вибрации
электроэрозионных станков при шлифовании, когда
один из электродов вращается.
Современное электроэрозионное оборудование охва-
тывает широкий диапазон технологических процессов
обработки деталей разнообразных форм, размеров и ве-
са — от молотовых штампов весом в несколько тонн
до деталей, вес которых измеряется миллиграммами.
Это определяет появление многочисленных конструк-
ций станков — универсальных, специализированных и
специальных, а также использование широкого диапазо-
на режимов обработки.
14. Станки для обработки полостей и отверстий
Наибольшее распространение получили станки для
электроэрозионной обработки полостей и отверстий. Эта
разновидность станков отличается наибольшим разно-
64
• □ z7
Рис. 34. Внешний вид электроэрозионного
станнка JIK3-18:
1 — основание стайка; 2 — корпус станка; 3 — щиток упра-
вления; 4 — переключателнь режимов; 5 — пусковые кнопки;
6 — регулятор настройки ai втоматической подачи; 7 — стани-
на; о — автоматический р»«егулятор подачи; 9 — консольный
кронштейн; 10 — подвижнаая система регулятора; 11 — влек-
трододержагель; 12— угл повой кронштейн; 13 — стол для
крепления обрабатываемой детали; 14 — ванна для рабочей
ж жидкости.
5 Зак. № 1310
65
образием конструкций, размеров обрабатываемых дета-
лей и режимов обработки.
Электроэрозионный станок Л КЗ-18 представлен на
рис. 34. Основанием станка служит отлитая из чугуна
тонкостенная плита 1. На плите установлен каркас 2
в виде шкафа, в котором находится электрооборудова-
ние, включая генератор импульсов. Управление работой
генератора импульсов осуществляется с помощью пере-
ключателя режимов 4. Обрабатываемая деталь крепит
ся на столе с пазами 13. Погружение обрабатываемой
детали в рабочую жидкость производится путем подъе-
ма ванны 14, заполненной соляровым маслом. Электрод-
инструмент зажимается в электрододержателе 11, рас-
положенном на нижнем конце пиноли регулятора 8. Тре-
буемое расположение электрода-инструмента относи-
тельно обрабатываемой детали достигается перемеще-
нием консольного кронштейна 9 и регулятора 8 и 10
при помощи суппортов, видных на рисунке. Для того что-
бы оба электрода были погружены в жидкость, стол 13
располагается в нижней части углового кронштейна 12.
Подъем и опускание ванны производятся с помощью
электродвигателя трехфазного тока, расположенного в
основании станка. Кнопки управления электродвигате-
лем расположены на щитке 3. Включение и выключение
генератора импульсов производятся кнопками 5.
Электрокинематическая н электрическая схемы стан
ка ЛКЗ-18 представлены на рис. 35 и 36.
На станке ЛКЗ-18 можно обрабатывать детали из
стали и твердых сплавов весом до 250 кг. Станок широ-
ко применяется для инструментальных и ремонтных
работ.
Техническая характеристика
Максимальная потребляемая мощность . 1,2 кет
Питание электрооборудования станка трехфазный
ток 380 в
Питание генератора импульсов ... . постоянный
ток 220 в
Наибольшие размеры обрабатываемой де-
тали:
высота 130 .и.м
ширина 400 мм
длина................................ 600 мм
Наибольший вес обрабатываемой детали . 250 кг
Объем рабочей жидкости в ванне .... 120 л
66
Размеры станка:
высота . .
ширина .
глубина
Вес станка
1860 jz.h
ООО м.м
1100 мм
950 кг
Режимы работы электроэрозиы-ного станка ЛКЗ-18
подробно рассмотрены в гл. VI.
Питание генератора RC электроэрозионного станка
ЛКЗ-18 производится от отдельно'о агрегата, состоя-
щего из электродвигателя трехфазного тока на 220/380 в
и компаундного генератора постоянного тока, собранных
на общей плите и соединенных валами при помощи эла-
стичной муфты. Для питания станка ЛКЗ-18 могут
использоваться агрегаты, состоящие из спаренных ма-
шин, перечисленных в табл. 3.
Таблица 3
Электрические машины, комплектуемые в агрегаты
для питания электроэрозионных станков ЛКЗ-18
Электродвигатель Генератор
тип мощность (в к пт) число оборотов в минуту тип МОЩНОСТЬ (в кит) ЧИСЛО оборотов в минуту
А-51-2 7 2 890 ПН-3,5 5,2 2 860
А-52-4 7 1 440 ПН-6 4,8 1450
А-61-4 10 1 450 ПН-Si 6,8 1 460
Схема соединений генераторов юстоянного тока се-
рии ПН приводится на рис. 37.
Станок ЛКЗ-18 может быть исмльзован для выпол-
нения работ, требующих большего съема металла, чем
это возможно с генератором RC. Для получения более
высокой производительности обработки к станку под-
ключается машинный генератор иипульсов МИГ или
МГИ. В качестве регулятора используется имеющийся
электродвигатель, но в схему регулирования вводится
электромашинный преобразователь, а мостовая схема
отключается.
5*
6*
Рис. 35. Электрокинематическая схема электроэрозионногв
станка ЛКЗ-18:
/ — автоматический регулятор подачи; 2~ каретка перемещения регулятора по
консольному кронштейну; 3 — консольный кронштейн; 4 — пиноль регулятора;
5 — приспособление для выверки электрода-инструмента; 6—электрод-инструмент;
7 — ванна для рабочей жидкости; 8 — стол для обрабатываемой детали; 9 — стол
для подъема ванны; 10 — винт подъема ваниы; 11 — клиноременная передача;
12 — электродвигатель подъема ванны: 13— генератор импульсов; 14 — винт
подъема консольного кронштейна; 15 ~ суппорт поперечного перемещения.
68
Рис. 36. Электрическая схема станка Л КЗ-18:
1 — реверсивный пускатель электродвигателя перемещения ванны; 2 — кнопка
опускания ванны; 3—кнопка подъема ваниы; 4— клеммы питания трехфазным
током 380 в; 5 — предохранители электродвигателя подъема ванны; 6 — кнопки
включения и выключения станка; 7 — клеммы питания постоянным током;
8 — предохранители в цепи постоянного тока; 9 — контактор ПМ-2; 10 — сопро-
тивление 11,9 a-и; // — сопротивление 18,3 ом; 12 — сопротивление 44 ом;
13 — сопротивление 220 ом; 15 — делитель напряжения 400 ом; 16 — обмотки
возбуждения электродвигателя; /7 —якорь электродвигателя регулятора подачи;
18— вольтметровый переключатель „сеть — контур**; 19 — электрод-инструмент
(катод); 20 — искре гасящие конденсаторы 40 мкф; 21 — искрогасящие конден-
саторы 20 мкф; 22 —- выключатель режима 18 af 210 мкф; 2.3 — выключатель
режима 12 а, 90 мкф; 24 — выключатель режима 5 я, 12 мкф; 25 — выключа-
тель режима 2 с, 4 мкф; 26 — выключатель режима 1 о, 1 мкф; 27 — батарея
конденсаторов 210 мкф; 28 — батарея конденсаторов 90 мкф; 29 —батарея кон-
денсаторов 12 мкф; 30 — конденсатор 4 мкф; 31 — конденсатор 1 мкф; 32 — по-
стоянно включенный конденсатор 0,5 мкф; 33 — вольтметр магнитоэлектриче-
ский M-21U на 0—250 в; 34 — обрабатываемая деталь (анод); 35 — ванна с рабо-
чей жидкостью; 36 — конечный выключатель подъема ванны; 37 — конечный
выключатель опускания ванны; 38 — электродвигатель механизма перемещения
ванны.
«9
Так как с помощью машинных генераторов импуль-
сов производится только предварительная обработка, то
по ее окончании целесообразно переключить станок на
генератор RC и произвести доработку до требуемой чи-
стоты поверхности.
Рис. 37. Схема соединений четырехполюсных машин компаундного
возбуждения.
Схема включения станка ЛКЗ-18 для работы на
двух генераторах показана на рис. 38.
Электроэрозионный станок Л КЗ-105 представлен на
рис. 39. По конструктивной компоновке он имеет много
общего с рассмотренным выше станком ЛКЗ-18. Одна-
ко механическая часть станка ЛКЗ-105 выполнена бо-
лее жесткой и повышенной точности.
В этом станке вертикальное и поперечное перемеще-
ния происходят по направляющим качения.
Основание станка представляет собой тонкостенную
чугунную коробку 6, в которой помещается часть элек-
трооборудования. Генератор импульсов и его органы
управления находятся в корпусе станка. Стол 3 для
ТО
крепления обрабатываемых деталей висит на двух мощ-
ных чугунных лапах, выполненных заодно с верхним
цоколем, на котором расположены поперечный и про-
тольный суппорты рабочей головки.
Рис. 38. Схема подключения генератора МГИ к станку ЛКЗ-18:
1 магнитный пускатель; 2 — балластное сопротивление; 3 — обмотка возбуждения
электродвигателя; 4 — электродвигатель-регулятор; 5 — переключатель; 6 — обмотка
возбуждения электродвигателя СЛ-569; 7 — сопротивление проволочное переменное
509 ом, 5 вт; 8 — якорь электродвигателя СЛ-569; 9 — обмотка возбуждения электро-
двигателя СЛ-569; 10 — электродвигатель АОЛ-11; 11— щиток МГИ; 12 — конденсатор
КМБГ 30 мкф, 160 в; 13 — селеновый выпрямитель с шайбами диаметром 45 мм;
И — сопротивление проволочное 103 ом, 25 вт; 15 — сопротивление грубого ре-
жима 0,23 ом, 70 а; 16 — сопротивление среднего режима 0,27 ом, 35 а; 17 — сопро-
тивление малого режима 0,94 ом, 10 а; 18 — переключатель режимов при работе МГИ;
19 — трансформатор тока; 20 — переключатель; 21 — электрод; 22 — конденсатор
1 енсратора RC; 23 — делитель напряжения генератора RC; 24 — пусковые кнопки;
25 — магнитный пускатель.
В станке два автоматических регулятора подачи
(рис. 40); один из них — дифференциальный—переме-
щает каретку с электродом-инструментом, а второй, вы-
полненный по мостовой схеме, - всю рабочую головку
по поперечным направляющим. Это перемещение ис-
пользуется при операциях разрезания и шлифования.
71
Плита рабочей головки обладает значительным ве-
сом, обеспечивающим выборку люфта в соединении вин-
та с гайкой. Выборка люфта горизонтального попереч-
ного хода производится специальным грузом, подве-
шенным на тросах. На плите рабочей части головки
IW
Рис. 39. Общий вид электроэрозионного станка ЛКЗ-105:
1 — плита с автоматически регулируемым перемещением; 2 — корпус рабочей
головки; 3 —стол для крепления деталей; 4 — панель управления; 5— ванна с
рабочей жидкостью; 6 — основание станка.
имеются пазы, с помощью которых крепятся всевозмож-
ные приспособления и электрододержатели.
В комплект станка входят приспособление для шли-
фования и сверления, приспособление для нарезания
резьбы и электрододержатели различной конструкции.
Кроме того, на плите могут быть установлены различ-
ные устройства, необходимость которых может возник-
нуть в процессе эксплуатации станка.
В электроэрозионном станке ЛКЗ-105 использован
комбинированный импульсный генератор CC-f-RC. Кро-
ме того, к станку могут присоединяться в случае необ-
72
Рис. 40. Конструктивная схема электроэрозионного
станка ЛКЗ-105:
1 — винт подачи; 2 — каретка; 3 — автоматический дифференциальный регу-
лятор подачи; 4 — винт продольного перемещения; 5 — ползун; 6 — направляю-
щие качения поперечного перемещения; 7 — автоматический регулятор попе-
речного перемещения; 8 — переключатель режимов; 9 — электродвигатель
подъема ванны; 10 — общий выключатель; 11 — винт подъема ванны; 12 — ванна
для рабочей жидкости; 13 — стол станка.
73
ходимости другие генераторы импульсов (например,
машинные, коммутационные и т. д.).
Техническая характеристика
Максимальная потребляемая мощность . . 4 кет
Питание электрооборудования станка . трехфазпый
ток 220 380 в
Наибольшие размеры обрабатываемой де-
тали:
высота . 200 мм
ширина . . 400 мм
длина................................ 700 мм
Наибольший вес обрабатываемой детали . 100 кг
Размеры станка:
высота . 1840 мм
ширина 980 мм
глубина 1100 мм
Вес станка.............................. 1200 кг
Обьем рабочей жидкости в ванне (соляро-
вое масло) . 100 л
Электроэрозионные станки 473 и 4724 выпускаются
Троицким заводом Челябинского совнархоза. Они ха-
рактеризуются высокой производительностью при элек-
троэрозионной обработке стали. Станки питаются от
машинных генераторов импульсов МГИ-3.
Основное назначение станков — предварительная об-
работка полостей молотовых штампов из сталей, труд-
но поддающихся обработке резанием. Помимо того, на
станках 473 и 4724 могут обрабатываться всевозмож-
ные кокнли и пресс-формы, производиться ремонт из-
ношенных матриц, т. е. их углубление, и многие другие
работы.
Станки отличаются большой жесткостью столов, на
которые ставятся обрабатываемые детали. Наибольший
вес деталей — 200 и 300 кг. Площадь обработки может
достигать 10 000 см2. По конструктивному оформлению
станки сходны между собой. Внешний вид станка 473
представлен на рис. 41.
Электроэрозионный станок 4Б721 (рис. 42) пред-
назначается в основном для элекгроэрозионноп обра-
ботки небольших стальных и твердосплавных деталей
размерами до 150 X 150 X 100 мм. В деталях могут об-
рабатываться отверстия диаметром от 0,5 до 5 мм (по-
следние на глубину до 20 лги).
74
Электрод-инструмент закрепляется в шпинделе, ко-
торому сообщается вибрация. Продольное и поперечное
перемещения рабочей головки — установочные; произ-
водятся они вручную. Вертикальное перемещение (по-
дача) регулируется автоматически.
На станке можно обрабатывать мелкие штампы, про-
резать узкие щели, выполнять гравировальные и другие
Рис. 41. Электроэрозионный
станок мод. 473:
1 — рабочая головка; 2 — ванна для
рабочей жидкости; 3 — корпус
станка.
Рис. 42. Электроэрозионный
станок 4Б721:
1 — корпус станка; 2 — подъемная
ванна; J — угловой кронштейн со
столом для обрабатываемой детали:
4 — каретка вертикального хода ра-
бочей головки; 5 — поперечный суп-
порт; 6 — ползун продольного пере-
мещения.
работы. Потребляемая мощность станка — 0,6—0,8 кет.
Вес его — около 130 кг. Производительность обработки
по стали — до 30 мм?/мин.
Электроэрозионный станок Л КЗ-57 предназначается
для обработки малогабаритных деталей из стали и твер-
дых и магнитных сплавов. На нем могут обрабаты-
ваться небольшие штампы, фильеры, сита, прорезаться
\зкие щели и т. д. Внешний вид станка представлен на
рис. 43, а.
Рабочая головка станка (рис. 43, б) состоит из
75
стальной шестигранной шлифованной колонки 12, по
которой перемещается каретка. Каретка представляет
собой два взаимно-перпендикулярных суппорта 5 и 6,
несущих электрододержатель 4. Перемещается она при
помощи автоматического регулятора подачи. На угло-
Рис. 43. Электроэрозионный станок ЛКЗ-57:
а — внешний вид электроэрозионного станка ЛКЗ-57: 1 — корпус станка; 2 — пере-
ключатель режимов; панель управления; 4 — ванна для рабочей жидкости;
5 — рабочая головка; б — рабочая головка станка: / — ванна для рабочей жидкости;
2—стол для крепления обрабатываемой детали; — угловой кронштейн; -/ — элек-
трододержатель; 5 — суппорт поперечного хода; 6 — суппорт продольного хода;
7 — приспособление для выверки электрода-инструмента; 8 и 9 — индикаторы про-
дольного и поперечного перемещения; 10 — автоматический регулятор подачи;
11 — зубчатое колесо на винте подачи; 12 — колонка.
вом кронштейне 3 крепится стол 2 для обрабатываемой
детали. В нижней части колонки расположена ванна 1
с рабочей жидкостью; подъем и опускание ванны осу-
ществляются вручную. В корпусе станка находится ком-
бинированный генератор импульсов СС и RC. Режимы
обработки переключаются при помощи рукоятки, выве-
денной на переднюю стенку корпуса. В станке ЛКЗ-57
применен автоматический регулятор подачи с опорным
напряжением.
Электрическая схема станка ЛКЗ-57 представлена
на рис. 44.
76
3
Рис. 44. Электрическая схема станка ЛКЗ-57:
1 — силовой трансформатор; 2 и 3 — селеновые выпрямители; 4 — сопротивле-
ние балластное 500 ом; 5 — конденсатор МБГП 2 X 10 мкф X 400 в; 6 — кон-
денсатор МБГП 2 X Ю мкф X 4JJ в; 7 — конденсатор МБГП 4 X 10 мкф X 400 в;
8 — 10 — переключатели режимов работы; 11 — электроды; 12 — конденсатор
МБГП 0,5 мкф х 400 в; /^—конденсатор МБГП 1 мкф X 400 в; 14 — кон-
денсатор МБГП 2 X Ю мкф X 4.Юв; 15 — конденсатор МБГП Юлл'0 X 400 в;
16 — конденсатор МБГП 2 х 10 мкф X 4J0 в; 17 — ключ подъема н опускания
каретки (тип И); 18 — сопротивление проволочное 2 X 1000 ом, провод ПЭК
диаметром 0,17 мм; 19 — сопротивление проволочное 1000 ом, провод ПЭК
диаметром 0,3 мм; 20 — электродвигатель-регулятор С Л-221; 21 — сопротивле-
ние проволочное 1200 ом, провод ПЭК диаметром 0,2 мм; 22 — общий выклю-
чатель; 21 — предохранитель ПВ-10.
77
Техническая характеристика
Максимальная потребляемая мощность 800 вт
Питание станка....................переменный ток
220 380 в
Наибольшие размеры обрабатываемой
детали:
высота 20 «
ширина 80 мм
длина . . 150 мм
Размеры станка:
высота . 1200 мм
ширина 440 мм
глубина . 300 мм
Вес станка.............................. 65 кг
Объем рабочей жидкости в ванне (соля-
ровое масло) ... ... 2 л
Электроэрозионный станок Л КЗ-34 (рис. 45) предна-
значается для электроэрозионной обработки отверстий
диаметром от 0,15 до 0,35 мм в деталях дизельной топ-
ливной аппаратуры, распылителях различных типораз-
меров и др.
Корпус станка состоит из двух боковин, отлитых из
алюмиииево-цинкового сплава. Боковины скреплены чу-
гунной плитой и обшивкой из листовой стали. Форма
корпуса позволяет оператору сидеть перед станком во
время работы. На чугунной плите расположена рабочая
головка, предназначенная для подачи электродной пре -
волоки, с помощью которой производится обработка от-
верстий. Помимо подачи электродной проволоки, па ра-
бочей головке лежит функция создания вибраций, необ-
ходимых при обработке малых отверстий. Вибрации,
г. е. возвратно-поступательные движения проволоки,
производятся электромагнитным вибратором, встроен-
ным в рабочую головку (рис. 46). Подача проволоки
производится двумя роликами, приводимыми во враше
ние автоматическим регулятором подачи мостового типа.
В станке ЛКЗ-34 применен генератор RC. Панель
управления генератором импульсов находится на пе-
редней части выступа корпуса под руками у оператора.
Над выступом расположена ванна для рабочей жидко-
сти; подъем и опускание ванны производятся при помо-
щи рукоятки 2. Обрабатываемый распылитель'крепится
в зажиме делительной головки. Делительная головка
снабжена диском, позволяющим поворачивать распы-
литель на любой угол в зависимости от количества
78
в —
Рис. 45. Электрозрозиоиный станок ЛКЗ-34:
1 — корпус; 2— рукоятка подъема ванны; .3 — панель
управления; 4 — ванна с рабочей жидкостью; 5 — суп-
порт прочолыюго хода; 6 — делительная головка;
7 — вибрационная головка; 8 — приспособление для
рихтовки проволоки; 9 — поперечный суппорт; 10 —
поворотный круг.
79
отверстии, расположенных по окружности распылителя.
Так как угол наклона отверстий к оси распылителя за-
висит от конструкции последнего и может быть различ-
ным, на станке предусмотрен поворотный круг, позволя-
ющий установить распылитель по отношению к электрод-
ной проволоке в любом положении в пределах от 0 до 90°.
Рис. 46. Схема рабочей головки электроэрозионного станка ЛКЗ-34:
/ — вибрирующий шпиндель; 2 — упругие мембраны; 3 — корпус; 4 — магиитопро-
вод электромагнита; 5 — обмотка электромагнита; 6 — якорь; 7 — подающие ролики;
8 ~ направляющий кондуктор; 9 — электродная проволока; 10 — обрабатываемый
распылитель; // — автоматический регулятор подачн.
Электрическая схема станка ЛКЗ-34 представлена
на рис. 47.
Техническая характеристика
Максимальная потребляемая мощность . 600 вт
Питание станка . . . . перемен-
ный ток
220—380 в
Размеры станка:
высота............. 1640 мм
ширина.............................. 710 мм
глубина............................. 820 мм
Объем рабочей жидкости в ванне (керо-
син) ..................................... 4 л
Вес станка.............................. 280 кг
80
Рис. 47. Электрическая схема станка ЛКЗ-34:
/’—'предохранители в цепи переменного тока; 2 — общий выключатель; 3 — пере-
мычка переключения трансформатора; 4 — трансформатор; 5—переключатель цепи
рихтовки проволоки; 6 — кнопка переключателя «вибратор — рихтовка*; 7 — пере-
ключатель цепн вибратора; 8 — реле МКУ-48; 9 — включатель рабочего контура;
10 — реле возврата электрода; II — кнопка возврата электрода; 12 — токоограничн-
ваюшее сопротивление; Li — сопротивление для регулирования амплитуды вибра-
ции; 14 — электромагнитный вибратор; /5 — катушка с запасом проволоки; 16 — цен-
тробежный выключатель; 17 — ограничитель отвода проволоки; 18 — тисочки для
зажимания проволоки при рихтовке; 19 — выключатель местного освещения;
20 — двуплечий переключатель; 2/— лампа местного освещения 26 а, 25 вт;
22— секционированное сопротивление 5 X 15 ом; 23 — балластное сопротивление;
24 — токоограничнвающее сопротивление 80 ом; 25— магнитоэлектрический ампер-
метр на 0—2 а; 26—селеновый выпрямитель; 27— магнитоэлектрический вольт-
метр на 0—300 в; 28 — вольтметревый переключатель («сеть — контур*); 29 — вы-
ключатель конденсатора 0,05 мкф; 30 — конденсатор КМБГ 0,05 мкф, 600 в; 31— вы-
ключатель конденсатора 0,1 мкф; 32 — конденсатор КМБГ 0,1 мкф, 600 в; 33 — вы-
ключатель конденсатора 0,2 мкф, 600 в; 34 — конденсатор КМБГ 0,2 мкф, 600 в;
35 — выключатель конденсатора 0,5 мкф; 36 — конденсатор КМБГ 0,5 мкф, 600 в;
37 — выключатель конденсатора 1 мкф; 38 — конденсатор КМБГ 1 мкф, 600 в;
39 — постоянно включенный конденсатор КМБГ, 0,1 мкф, 600 в; 40 — автомати-
ческий регулятор подачи (электродвигатель СЛ-121); 41— подаюц-нй механизм;
42 — направляющий кондуктор; 43— ваниа с рабочей жидкостью; 44 — направляю-
щий кондуктор; 45 — добавочное сопротивление 1100 ом в цепн возбуждения;
46 — потенциометр 1500 ом, 0,4 а.
Электроэрозионный станок Л КЗ-59 относится к ка-
тегории специальных станков. Он предназначается для
электроэрозионной обработки шести отверстий диамет-
ром 0,15 мм в распылителе насоса-форсунки. Внешний
вид станка представлен на рис. 48.
Основными частями станка являются корпус 4, в ко-
тором находятся электрооборудование, передняя панель
с расположенным на ней электромагнитным вибрато-
ром 1 н ванна 9 с керосином. Включение станка про-
изводится общим выключателем. Станок присоединяется
к источникам питания постоянным и переменным током
со стороны задней панели.
в Зак. М 1310
61
Передняя панель станка с рабочей головкой изоб-
ражена на рис. 49. Обрабатываемый распылитель 14 за-
крепляется захватывающими пружинными лапками 15
в патроне делительной головки. Для закрепления рас-
пылителя лапки сжимаются поворотом рукоятки 8. От-
верстия в распылителе прошиваются поочередно одно
Рис. 48. Электроэрозиоииый полуавтоматический
станок Л КЗ-59:
1 — электромагнитный вибратор; 2 — контакты управления; 3~ эле-
ктродвигатель автоматического регулятора подачн; 4 — корпус стан-
ка; 5—сигнальная лампа окончания цикла обработки распылителя;
6 — пусковая кнопка; 7 — механизм автоматического поворота рас-
пылителя; 8 — обрабатываемый распылитель; 9 — ваииа с рабочей
жидкостью.
за другим. После прошивания каждого отверстия пат-
рон автоматически поворачивается на 60°. Цикл обра-
ботки распылителя заканчивается прошиванием послед-
него (шестого) отверстия, после чего станок останавли-
вается, при этом зажигается сигнальная лампа 2.
Смена распылителей производится оператором, для
чего он поворачивает делительную головку. После сме-
ны распылителя делительная головка приводится в пер-
воначальное положение. Поворот головки происходит
вокруг оси, проходящей через бабку 3 поворотного при-
82
способления. Положение головки как при работе, так
и при смене распылителя жестко устанавливается при
помощи фиксатора 4, расположенного в верхней части
бабки 3.
Рис. 49. Передняя панель электроэрозионного станка ЛКЗ-59:
1 — пусковая кнопка; 2 — сигнальная лампа; — шпиндельная бабка поворота де-
лительной головки; 4 — фиксатор поворота делительной головки при смене распы-
лителя; 5 — трубка для направления электродной проволоки; 6 — электродвигатель
автоматического регулятора подачи; 7 — управляющие контакты; 6‘—ручка, от-
крывающая н закрывающая патрон при смене распылителя; 9 — корпус электро-
магнитного вибратора; 10 — электродная проволока; /7 — тисочки; 12— кронштейн
кондуктора; 13 — кондуктор; 14 — обрабатываемый распылитель; 15— зажимные
лапки патрона; 16 — корпус делительной головкн; 17 — фиксатор поворота дели-
тельной головки на 60°; 18 — коническая шестерня на шпинделе делительной го-
ловки; 19 — корпус шпинделя поворотного электромагнита.
Поворот распылителя вокруг оси производится при
помощи конических шестерен, из которых одна находит-
ся в корпусе 19, а вторая 18 на шпинделе делительной
6*
83
головки с патроном. Положение патрона при повороте
распылителя точно устанавливается при помощи фик-
сатора 17. Ведущая коническая шестерня находится на
оси якоря электромагнита поворота, который включает-
ся в соответствующий мо-
мент времени после проши-
вания очередного отверстия
в распылителе.
Подача электродной про-
волоки производится при
ПОМОЩИ тисков И, в кото-
рых проволока зажимается.
Тиски перемещаются шпин-
делем, приводимым в дви-
жение винтом от следящего
электродвигателя 6 через
червячную пару.
Электродной проволоке
одновременно с движением
подачи сообщается вибра-
ция, направленная вдоль
оси подачи. Для этого слу-
жит электромагнитный ви-
братор 9.
Электромагнитный ви-
братор состоит из непо-
движного электромагнита,
питаемого переменным то-
ком, и подвижной системы,
состоящей из якоря и шпин-
деля с тисочками. Притяже-
ние якоря электромагнитом
вызывает вибрации подвиж-
ной системы с частотой
Рис. 50. Схема электромагнит-
ного вибратора станка ЛКЗ-59:
/ — обрабатываемая деталь; 2 — кон-
дуктор; .? — тисочки; 4 — электромаг-
нит, открывающий тисочки; 5 — элек-
тромагнит; 6 — якорь; 7 — мембраны;
8 — валик автоматического регулятора
подачи; 9 — корпус; 10 — электродная
проволока.
100 гц и амплитудой 0,05—0,1 мм. Схема вибрационной
головки станка ЛКЗ-59 приведена на рис. 50.
Станок управляется с помощью грех контактов и ра-
бота его протекает в следующей последовательности
(см. рис. 49).
В патрон делительной головки вставляется и зажи-
мается распылитель, и головка поворачивается в рабо-
чее положение. Оператор нажимает пусковую кнопку 1,
и станок включается. При этом начинается подача элек-
&4
85
тродной проволоки. При соприкосновении проволоки с
распылителем тисочки открываются и в таком положе-
нии перемещаются до тех пор, пока поводок подвижного
контакта не коснется среднего контакта. В этот момент
тисочки закроются, благодаря чему между ними и рас-
Рис. 52. Группа из десяти станков ЛКЗ-59, обслуживаемых одной
работницей.
пылителем окажется участок проволоки строго опреде-
ленной длины.
Таким образом, прошивание каждого отверстия на-
чинается при всегда одинаковом отрезке проволоки
между тисочками и распылителем. Это дает возмож-
ность обеспечить прошивку и калибровку отверстия по-
дачей проволоки на строго определенную длину.
Длина, на которую подается проволока, задается
контактной группой 7, расположенной на передней па-
нели станка справа вверху.
Электрическая схема станка представлена на рис. 51
На рис. 52 показан участок электроэрозионной обра-
Я6
ботки распылителей, оборудованный десятью станками
ЛКЗ-59, которые обслуживаются одной работницей.
Техническая характеристика
Максимальная потребляемая мощность . . 300 вт
Питание станка........................постоянный
ток 220 в
Продолжительность обработки одного от-
верстия ................................. 30 сек.
Размеры станка:
высота................................. 230 мм
длина............................... 480 мм
ширина.............................. 250 мм
Объем рабочей жидкости в ванне (керо-
син) ..................................... 2 л
Вес станка............................... 32 кг
Электроэрозионный станок Л КЗ-62. Рассмотренные
выше электроэрозионные станки ЛКЗ-59 являются по-
луавтоматическими. Более высокая степень автомати-
зации осуществлена в станке ЛКЗ-62, предназначенном
для той же цели, что и станок ЛКЗ-59.
Внешний вид станка ЛКЗ-62 представлен на рис. 53.
Поскольку этот станок является полным автоматом, об-
служивание его ограничивается загрузкой бункера рас-
пылителями, подлежащими обработке, и уборкой тары,
заполненной готовыми деталями.
Объем бункера рассчитан на загрузку деталями для
10 часов работы; в течение этого времени станок может
работать без наблюдения.
Устройство и работа станка ЛКЗ-62 поясняются ки-
нематической схемой (рис. 54).
Распылители 7 засыпаются в бункер 28 с вращаю-
щимся днищем 29.
По окружности днища имеются окна, по своим очер-
таниям соответствующие контуру распылителя. При
вращении днища распылители западают в окна, а затем
в кассету 18 и заполняют ее до уровня, перекрываю-
щего луч света от лампочки 17, направленный на фото-
сопротивление 20.
Прерывание светового луча вызывает остановку
электродвигателя 26, вращающего днище бункера.
Кривошипный механизм 21, 22 и 23, приводимый в
действие электродвигателем 25, через редуктор 24 про-
87
талкивает распылитель в держатель 4, который по
мере готовности отверстий в распылителе поворачивает-
ся на требуемый угол механизмом 8—9. После проши-
вания последнего отверстия распылитель выталкивается
из патрона в ванну 3, извлекается из нее магнитным
Рис. 53. Автоматический электроэрозионный станок ЛКЗ-62 для
обработки распылителей:
/ — корпус станка; 2 — бункер; 3 — катушка с запасом проволоки; 4 — механизм
автоматического поворота распылителя; 5 — ванна с рабочей жидкостью; 6 — маг-
нитный транспортер для сбрасывания готовых распылителей в тару; 7 — обрабаты-
ваемый распылитель; 8 — направляющий кондуктор; Р — электромагнитный вибра-
тор; 10 — контактный механизм.
транспортером 1 и 2 и сбрасывается в тару. Подача и
отвод электродной проволоки 10, поворот распылителей,
пуск в ход бункера и кривошипного механизма управ-
ляются системой реле и конечных контактов 12.
Станок для электроэрозионного сверления Л КЗ-48
(рис. 55) применяется для обработки отверстий диамет-
ром от 0,3 до 3 мм в твердосплавных заготовках фильер
и других деталях небольшого размера. В станке сочета-
88
ются прямолинейная подача электрода-инструмента и
его вращение.
Подача происходит путем перемещения каретки 6 по
колонкам 4, осуществляемого с помощью электродвига-
Рис. 54. Кинематическая схема электроэрозионного станка
Л КЗ-62:
1 — вращающийся магнит для извлечения распылителей из ванны и перегрузки их
в тару; 2 — электродвигатель; 3 — ванна с рабочей жидкостью; 4 — держатель
распылителя с делительной головкой; 5 — направляющий кондуктор; 6 — электро-
магнитный механизм для захвата электродной проволоки; 7 — распылители; 8 — якорь
делительной головкн; 9 — электромагнит для поворота делительной головки;
10 — электродная проволока; 11 — катушка с запасом проволоки; /2 —управляющие
контакты; /,?—электродвигатель автоматического регулятора подачи; 14 — подвиж-
ная система механизма подачи; 15 — корпус рабочей головки; 16 — электромагнит-
ный вибратор; /7 — лампочка, освещающая фотосопротивление, управляющее за-
грузкой распылителей в кассету; 18 и 19 — направляющий желоб (кассета) для
подачи распылителей; 20 — фотосопротнвление; 21 — ползун, подающий распыли-
тели; 22 — шатун; 23 — кривошип; 24 — редуктор; 25 — электродвигатель; 26 — элек-
тродвигатель, приводящий во вращение днище бункера; ^—редуктор; 28 — кор-
пус бункера; 29— днище бункера.
теля 8 автоматического регулятора. Вращение электро-
двигателя зубчатой передачей 9 передается винту 7, ко-
торый проходит через гайку в каретке 6. Для настроеч-
ных перемещений каретки служат маховички 5. На ка-
ретке укреплен электродвигатель 10, на конце вала ко-
торого находится патрон цангового зажима 11. В валу
89
электродвигателя просверлено отверстие диаметром
3,2 мм. Благодаря этому на станке используются длин-
ные проволочные электроды диаметром до 3 мм. Рабо-
чий конец вращающегося электрода-инструмента 12
Рис. 55. Электроэрозионный станок Л КЗ-48:
] — основание станка; 2 — подъемная ванна для рабочей жидкости; 3 — рукоятки
подъема воины; 4 — колонка; 5—маховички перемещения каретки; 6 — каретка;
7 — винт подачи; 8 — электродвигатель автоматической подачи; 9 — зубчатая пере-
дача; 10 — электродвигатель для вращения электрода-инструмента; 11 — цанговый
зажим; 12 — электрод-инструмент; 13 — направляющий кондуктор; 14 — мостик для
крепления кондуктора; 15 — стол для крепления обрабатываемой детали.
проходит через кондукторную втулку 13, вставленную в
мостик 14. Кондукторные втулки сменяются в зависи-
мости от диаметра проволоки.
Обрабатываемые заготовки закрепляются под мости-
ком на столе 15. Погружение деталей в жидкость произ-
водится с помощью рукояток 3 подъемом ванны 2, за-
90
полненной керосином или соляровым маслом. Все дета-
ли станка укреплены на чугунном основании 1. При ус-
ловии применения грибковых электродов-инструментов
или стержней с уступом на этом станке могут обраба-
тываться конические полости в высадочных матрицах
для винтов, а также отверстия большего диаметра, чем
отверстия в валу электродвигателя. В этих случаях на-
правляющие кондукторы не применяются.
Скорость вращения электродвигателя 10 может из-
меняться в широких пределах.
Электроэрозионный станок Л КЗ-48 питается от гене-
ратора RC. Для регулирования подачи электрода-ин-
струмента используется мостовой регулятор.
Электрооборудование станка находится внутри сто-
ла, на котором расположена рабочая головка.
Техническая характеристика
Максимальная потребляемая мощность . . 160 ет
Достижимая точность обработки отвер-
стий .................................. 0,01 мм
Достижимая чистота поверхности твердо-
го сплава................................. V8
Наибольший размер обрабатываемых де-
талей:
площадь . . . . . . 50X50 мм
высота . .... 25 мм
Вес станка ............................. 100 кг
15. Станки для шлифования
Электроэрозионные шлифовальные станки применя-
ются в основном для обработки поверхностей деталей
из твердых сплавов. Кроме того, они находят примене-
ние при шлифовании магнитных сплавов (всевозмож-
ных магнитопроводов), а также при особо точной об-
работке деталей из стали, когда необходимо исключить
механическое воздействие инструмента на деталь.
Электроэрозионный станок Л КЗ-37 (рис. 56) пред-
назначается для шлифования плоскостей различных де-
талей размерами не более 10ХЮ СЛ1- вертикаль-
ной станине 1 расположены механизмы шлифовального
устройства. Чугунный дисковый электрод-инструмент,
шпиндель которого находится в бабке 9, приводится во
91
Рис. 56. Электроэрозионный станок JIK3-37:
/ — станина; 2—электродвигатель вертикального возвратно-поступэтельного
движения каретки 14; 3 — электродвигатель автоматического регулятора подачи;
4 — штурвал ручного установочного перемещения каретки 15; 5 — отсчетная
шкала для измерения съема; 6 — направляющая кареткн 14; 7 — штурвал уста-
новочного перемещения; 8 — дисковый электрод-инструмент; 9 — шпиндельная
бабка; 10 — электродвигатель, вращающий диск 8; 11 — электрододержатель;
12 — ванна с рабочей жидкостью; 13 — направляющая кареткн 15.
92
вращение электродвигателем 10. Обрабатываемая де-
таль закрепляется в универсальном электрододержателе
11, позволяющем установить ее под любым углом к пло-
скости дискового электрода-инструмента. Горизонталь-
ная подача детали к электродному диску производится
кареткой 15 при помощи электродвигателя 3 автомати-
ческого регулятора подачи. Для ручного установочного
перемещения в том же направлении служат штурвал 4
и винт, оканчивающийся с одной стороны маховичком 7,
а с другой — отсчетной шкалой 5, указывающей вели-
чину снятого слоя металла.
Кроме горизонтального перемещения, в станке пре-
дусмотрено вертикальное возвратно-поступательное дви-
жение обрабатываемой детали параллельно плоскости
диска. Это движение осуществляется суппортом 6 при
помощи реверсивного трехфазного электродвигателя 2.
В процессе обработки ванна 12 поднимается, благодаря
чему нижняя часть диска и электрододержатель погру-
жаются в жидкость. Скорость вращения диска состав-
ляет 40 об/мин. При этой скорости жидкость не раз-
брызгивается, поэтому в брызгозашитных приспособле-
ниях необходимости не имеется. Для питания станка
использован генератор импульсов RC, аналогичный рас-
смотренному при описании станка Л КЗ-18.
В случае необходимости питание станка ЛКЗ-37 мо-
жет производиться от любого другого генератора — ма-
шинного, тиратронного или генератора коротких им-
пульсов (ГКИ). Управление станком ЛКЗ-37 такое же,
как и станком ЛКЗ-18.
Техническая характеристика
Максимальная потребляемая мощность . . 5,2 кет
Питание электрооборудования станка . . трехфазный
ток 380 в
Питание генератора ...... постоянный
ток 220 в
Размеры станка:
высота .... . 1800 мм
ширина............................... 900 мм
глубина............................ 1000 мм
Объем рабочей жидкости в ванне (соляро-
вое масло) ............................ 40 л
Вес станка............................. 1000 Kt
98
Рис. 57. Общий вид вращающегося стола:
/ — электродвигатель; 2 — ведущая шестерня; 3 — паразитная шестерня; 4 ~ ведо-
мая шестерня; 5— корпус стола; 6 — основание; 7 и 9 — подшнпннкн; 8 — шпиндель;
10 — ртутный токоподвод; 11 — болт для выверки соосности шпинделя с направле-
нием подачи электрода-инструмента; 12 — уплотняющие манжеты; 13— зажимной
патрон; 14 — трубка масляного подпора.
94
Вращающиеся столы для электроэрозионного круг-
лого шлифования. В настоящее время промышленность
еще не выпускает станков для электроэрозионного круг-
лого шлифования, но большое количество разнообраз-
ных операций этого рода может производиться и без
специального станка. Для этого на столе любого элек-
троэрозионного станка для обработки полостей и от-
верстий (ЛКЗ-18, ЛКЗ-105 и др.) может быть установ-
лено специальное устройство, так называемый вращаю-
щийся стол.
Вращающийся стол представляет собой планшайбу
или вал, который приводится во вращение электродви-
гателем. Механизмы вращающегося стола герметизиро-
ваны, так как они работают при длительном погруже-
нии в засоренную жидкость.
На рис. 57 показан общий вид вращающегося сто-
ла. Конструкция его довольно проста.
В чугунном корпусе 5, герметизированном проклад-
кой, находится зубчатая передача 2, 3 и 4, передающая
вращение от электродвигателя 1 на шпиндель 8. Ниж-
ний конец шпинделя погружен в чашку 10 с ртутью, ко-
торая создает надежный токоподвод. Чашка 10 изоли-
рована от корпуса стола. Промежуточная шестерня 3
и втулки подшипников 7 и 9 выполнены из изоляцион-
ной пластмассы. Таким образом, шпиндель полностью
изолирован от корпуса стола. Герметизация шпинделя
в месте его выхода наружу осуществлена двумя манже-
тами из маслостойкой резины. Для увеличения надеж-
ности между манжетами создается масляный подпор
при помощи резервуара, который расположен выше
уровня рабочей жидкости в ванне электроэрозионного
станка.
При работе вращающегося стола расход масла при
нормальном контакте между шейкой шпинделя и ман-
жетами составляет 10 слГ на 100 часов. Масляный под-
пор исключает возможность проникновения загрязнен-
ной рабочей жидкости внутрь стола.
При условии тщательного изготовления шпинделя с
помощью вращающегося стола можно производить
электроэрозионное шлифование с точностью до 0,01 мм.
95
16. Станки для разрезания
Заготовительное разрезание в настоящее время про-
изводится на механических и отчасти на анодно-меха-
нических станках. Электроэрозионные станки для заго-
товительного разрезания представлены единичными
или лабораторными образцами.
В промышленности получило некоторое применение
электроэрозионное прорезание узких и глубоких щелей.
Для этой цели используются специализированные элек-
троэрозионные станки ЛКЗ-49.
Электроэрозионный станок ЛКЗ-49 предназначается
для прорезания узких щелей в деталях из твердых спла-
Рис. 58. Станок для электроэрозионного разрезания:
а — принципиальная схема ленточного разрезания; б — внешний вид электроэро-
знонного станка ЛКЗ-49: 1 — электродвигатель автоматической подачи; 2 — ка-
ретка, подающая обрабатываемую деталь; 3— барабан с запасом ленты; ^ — тяну-
щий барабан; 5—подъемная ванна с рабочей жидкостью; 6 — суппорт вертикаль-
ной установкн.
вов, цветных металлов, а также из стали и чугуна.
В станке в качестве электрода-инструмента использует-
ся тонкая латунная лента 0,1 X Ю мм, которая медлен-
но перематывается с одного барабана на другой
(рис. 58, а). Один из барабанов приводится в действие
с помощью электродвигателя и червячного редуктора;
на этот барабан лента наматывается. Второй барабан,
с которого лента сматывается, тормозится фрикционным
тормозом. Степень натяжения ленты регулируется на-
жимом тормозных колодок. Скорость перемещения лен-
ты в среднем составляет 5 мм!сек, но может изменять-
ся в широких пределах.
Обрабатываемая деталь крепится на наклонном суп-
порте. Плоскость подачи строго параллельна плоскости
ленты. Подача производится мостовым регулятором.
В станке используется генератор RC, работающий на
чистовых и отделочных режимах. Обработка произво-
дится в ванне с жидкостью. Подъем и опускание ванны
осуществляются при помощи рукоятки.
Внешний внд станка представлен на рис. 58, б. При
работе станка износ электродной ленты не влияет на
глубину реза, так как в результате перемещения в зону
обработки непрерывно поступают свежие участки лен-
ты, не несущие на себе следов эрозии. Поэтому при мас-
совом прорезании щелей ограничение хода суппорта
при помощи конечного выключателя обеспечивает по-
лучение щелей одинаковой заданной глубины.
Техническая характеристика
Максимальная потребляемая мощность . . 750 вт
Питание станка........................постоянный
ток 220 в
Наименьшая ширина прорезаемой щели , ОД мм
Наибольшая , , , . 0,3 мм
Расход электродной ленты за I час работы 0,027 кг
Объем рабочей жидкости в ванне (соля-
ровое масло).............................. 3 л
Размеры станка:
высота.............................. . 300 мм
ширина.............................. 500 мм
глубина............................. 600 мм
Вес станка............................... 80 кг
Генератор импульсов размещается в сто-
ле размерами 580 X 600 х 500 мм и
весит.................................. 82 кг
7 Зак. К* 1310
Глава V
НАЛАДКА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ СТАНКОВ
И РАБОТА НА НИХ
В процессе эксплуатации электроэрозионных стан-
ков необходима периодическая проверка их точности и
исправности электрооборудования.
Точность электроэрозионных станков со временем
снижается из-за износа трущихся частей и повреждений,
могущих произойти в процессе их эксплуатации. Кроме
того, возможны нарушения исправности электрооборудо-
вания вследствие проникновения влаги, засорения ит. п.
Большое значение имеют правильная установка
вновь полученного электроэрозионного оборудования и
своевременный профилактический ремонт его.
Полное использование возможностей электроэрози-
онных станков в смысле производительности и точности
обработки требует применения всевозможных приспо-
соблений для закрепления деталей, кондукторов для на-
правления электродов-инструментов и правильной вы-
верки последних.
Условия эксплуатации электроэрозионных станков
значительно отличаются от условий эксплуатации ме-
таллорежущих станков, вследствие чего должны соблю-
даться специальные правила по технике безопасности,
охране труда и проводиться противопожарные меро-
приятия.
Применяемые в промышленности электроэрозионные
станки существенно отличаются друг от друга по своим
размерам, устройству, назначению, поэтому дать общие
указания по их эксплуатации, проверке и ремонту весь-
-98
ма затруднительно. Наибольшее распространение полу-
чили станки средней мощности (до 5 кет) и станки для
электроэрозионной обработки малых отверстий в рас-
пылителях. Исходя из этого рассмотрим наладку и ра-
боту электроэрозионного станка общего назначения
ЛКЗ-18 и станка для электроэрозионной обработки ма-
лых отверстий ЛКЗ-59. Эти станки выпускаются про-
мышленностью уже в течение длительного периода вре-
мени и по ним накоплен эксплуатационный опыт.
17. Общие указания по установке и присоединению
станков
В отличие от установки металлорежущих станков,
которые обычно прочно крепятся к перекрытию или фун-
даменту с помощью анкерных болтов или заливки це-
ментом, электроэрозионные станки не крепятся к пере-
крытиям, а свободно устанавливаются на них. Это де-
лается с целью защиты станка от вибраций, которые пе-
редаются от перекрытий. Обычно тяжелые электроэро-
зионные станки устанавливаются на толстые (40—
50 мм) резиновые подкладки, которые размещаются по
углам основания станка. Подкладки поглощают значи-
тельную долю вибраций, что благоприятно сказывается
на работе станков. Это объясняется тем, что вследствие
малой величины межэлектродного промежутка даже не-
значительные вибрации электродов могут оказаться со-
измеримыми с величиной промежутка, и работа стан-
ка нарушится.
Особенно чувствительны к вибрациям электроэро-
зионные станки для обработки малых отверстий и мик-
росеток. Корпуса этих станков выполняются массив-
ными и тяжелыми, так как большая масса корпуса
станка способствует поглощению вибраций, приходящих
извне, особенно если станок установлен на демпфирую-
щей прокладке.
Исключение составляют электроэрозионные станки,
питающиеся от машинных и вентильных генераторов
импульсов. Эти станки не чувствительны к внешним виб-
рациям, так как в них величина промежутка между
электродами в несколько раз больше, чем при питании
«т релаксационных и разобщенных генераторов.
7* 9Э
При установке средних и крупных электроэрозион-
ных станков необходимо избегать перекосов, для чего
станки выверяют по уровню.
Присоединение станка к трехфазной сети должно
производиться с проверкой правильности направления
вращения имеющихся в станке асинхронных электро-
двигателей во избежание поломки частей станка, кото-
рая может произойти при неправильном направлении
вращения. Полярность проводов от источника питания
должна соответствовать маркировке зажимов на станке.
Большинство электроэрозионных станков, получаю-
щих питание от источника постоянного тока, оборудует-
ся вольтметрами. При неправильном включении стрелка
вольтметра уходит за шкалу влево.
Все без исключения электроэрозионные станки дол-
жны быть заземлены. Заземляющий провод надежно
присоединяется к корпусу станка. Крупные электроэро-
зионные станки, установленные стационарно, заземля-
ются приваркой стальной заземляющей шины к корпусу
станка. Небольшие станки, которые могут передвигать-
ся, заземляются при помощи гибкого медного провода
сечением не менее 6 мм2. На конец провода напаивается
кабельный наконечник, который зажимается под спе-
циальный заземляющий болт на корпусе станка.
На работе электроэрозионных станков неблагоприят-
но отражается колебание напряжения. В подавляющем
большинстве станков имеются электрические конденса-
торы, энергия разряда которых пропорциональна квад-
рату напряжения. Поэтому даже при небольших коле-
баниях напряжения энергия разряда изменяется замет-
но, что отрицательно сказывается на точности обработ-
ки. С учетом этого питание электроэрозионных станков
производится от мотор-генераторов или преобразовате-
лей.
Если применяются преобразователи и обмотки их
возбуждения питаются от заводской сети, то колебания
напряжения в сети всё же могут сказаться. В этом слу-
чае необходимо обмотки возбуждения питать через ста-
билизаторы напряжения.
Колебания напряжения практически не влияют на
режим работы станков, применяющихся для предвари-
тельной обработки, например, с питанием от вентильных
и машинных генераторов импульсов.
100
18. Выверка механической части станков
средней мощности
Как и в металлорежущих станках, координатные пе-
ремещения рабочих частей электроэрозионных станков
должны соответствовать определенным нормам точно-
сти. В станках для обработки полостей и отверстий ко-
ординатные перемещения должны выверяться на взаим-
ную перпендикулярность и параллельность плоскости
рабочего стола; вертикальные перемещения должны
быть перпендикулярны к плоскости стола.
В качестве примера рассмотрим некоторые приемы
выверки механической части электроэрозионного стан-
ка ЛКЗ-18.
Выверка параллельности рабочего стола относитель-
но продольного и поперечного перемещений консоль-
ного кронштейна производится с помощью индикатора,
закрепленного в электрододержателе регулятора пода-
чи (рис. 59).
На стол станка кладется точная плоскопараллель-
ная линейка. В линейку упирается ощупывающий нако-
нечник индикатора. При перемещении консольного
кронштейна наконечник индикатора скользит по линей-
ке, а стрелка индикатора при этом указывает непарал-
лельность хода консольного кронштейна к плоскости
стола. Проверка производится в двух направлениях —
вдоль и поперек стола. Если стол имеет выпуклости или
вогнутости, то их необходимо устранить шабровкой. От-
клонение параллельности стола относительно ходов кон-
сольного кронштейна не должно превышать 0,02 мм по
длине и ширине стола.
Перпендикулярность перемещения регулятора к пло-
скости стола проверяется также при помощи индикато-
ра и инструментального угольника, закрепленного на
столе (рис. 60). Отклонение от перпендикулярности
устраняется шабровкой верхней плоскости ползушки,
к которой корпус регулятора крепится с помощью
болтов.
Перпендикулярность вертикального перемещения
всего консольного кронштейна (по станине) относитель-1
но плоскости рабочего стола проверяется тем же путем.
Обнаруженная неточность устраняется шабровкой кли-
новидного паза углового кронштейна. Эта операция
101
производится ранее других во избежание повторной
шабровки стола.
Отклонения точности всех перемещений не должны
превышать 0,02 мм на 300 мм длины перемещения.
Производительность электроэрозионной обработки
зависит от точности работы регулятора подачи. К каче-
Рис. 59. Проверка параллельности
плоскости стола к перемещениям
консольного кронштейна:
7 — каретка консольного кронштейна; 2 — ка-
ретка регулятора; 3— консольный кронштейн;
/ — индикатор; 5 — линейка; 6 — стол.
Рис. 60. Проверка перпенди-
кулярности хода регулятора
к плоскости стола:
/ — индикатор; 2 — угольник.
ству сборки его предъявляются высокие требования.
При изменении направления вращения подающего вин-
та регулятора не допускается никакое отставание в пе-
ремещении электрода-инструмента.
Проверка производится при помощи индикатора, за-
крепленного в электрододержателе (рис. 61), и поводка
со стрелкой, который крепится к валу электродвигателя.
Стрелка устанавливается против риски на корпусе
электродвигателя. На шкале индикатора фиксируется
нулевая отметка. После отклонения поводка со стрелкой
102
в любую сторону и ее возвращения на риску стрелка ин-
дикатора должна возвратиться на нулевое деление.
Если этого не произойдет, то нужно найти причину, вы-
зывающую торможение пиноли регулятора. Такой при-
чиной может являться засорение направляющих пиноли
Рис. 62. Проверка момента сопро-
тивления регулятора подачи:
1 — шкив диаметром 200 мм; 2 — набор-
ный груз.
Рис. 61. Проверка автомати-
ческого регулятора подачи
на отсутствие мертвого
хода в подвижной системе:
1 — стрелка на валу электродви-
гателя; 2 — индикатор; 3 — упор.
или появление люфта в соединении подающего винта
регулятора с валом электродвигателя.
Момент сопротивления регулятора не должен превы-
шать 5 кг •см. Проверка этой величины производится
при помощи шкива, надеваемого на валик ручного пе-
ремещения регулятора, и груза, как это показано на
рис. 62.
103
19. Проверка исправности электрооборудования
станков средней мощности
В станках с релаксационными и разобщенными гене-
раторами импульсов основным элементом электрообо-
рудования являются электрические конденсаторы.
В станках средней мощности, работающих на напряже-
ниях до 250 в, батареи конденсаторов состоят из боль-
шого количества параллельно включаемых конденсато-
ров различной емкости. Выход из строя одного из кон-
денсаторов не всегда проявляется заметным образом.
Рис. 63. Схема проверки емкости конденсаторной
батареи станка J1K3-18.
Возможны повреждения конденсаторов из-за перегора-
ния ввода внутри корпуса конденсатора или его отклю-
чения вследствие поломки пайки при чистке блока
электрооборудования.
Проверка исправности конденсаторной батареи стан-
ка ЛКЗ-18 производится при отключенном источнике
питания по группам. Вольтметр, который может быть
присоединен как к электродам станка, так и к сети,
должен быть включен на положение «сеть» с помощью
переключателя. Это делается для того, чтобы при про-
верке конденсаторов вольтметр не оказался включен-
ным параллельно, что исказило бы показания измере-
ний по группам малой емкости.
Измерение емкости групп конденсаторов производит-
ся на переменном токе напряжением 220 в при помо-
щи многопредельного амперметра переменного тока
(рис. 63). При напряжении 220 в и исправных конден-
104
саторах каждая из групп будет пропускать вполне опре-
деленный ток в соответствии со следующими данными:
I режим .... 1,5 мкф...... 0,1 а±10%
II . .... 4,5 мкф...... 0,3 а ±10%
111 . ... 12,5 мкф...... 0,9 а±10%
IV .............90,5 мкф...... 6,0 а±10%
V . .... 210,5 мкф......15,0 а±10%
Меньшие показания амперметра свидетельствуют о
том, что в группе имеются неработающие конденсаторы,
требующие замены.
Приведенные здесь величины емкости на 0,5 мкф
выше указанных на щитке переключателя. В станке
Рис. 64. Измерение переходного сопротивления контак-
тов переключателей:
1 и 3 — неподвижные контакты; 2— пружинящий подвижный контакт;
4 — милливольтметр; 5 — амперметр; 6 — реостат.
имеется постоянно включенный конденсатор. При изме-
рении тока, проходящего через конденсаторы, питающая
шина должна быть отключена в точке А.
Из других элементов электрооборудования обяза-
тельной проверке подлежат переключатели режимов, в
которых контакты нагружены импульсными токами.
Практикой установлено, что необходимая плотность
контактного соединения обеспечивается, если переход-
ное сопротивление не превышает 0,5 - 10-3 ом!см2.
Измерение переходного сопротивления производится
с помощью магнитоэлектрических амперметра и милли-
вольтметра по схеме, представленной на рис. 64. Пита-
ние — постоянным током.
105
Величина переходного сопротивления равна:
г = 10 ~3 ом,
где U — показания милливольтметра, в мв;
I — ток, протекающий через контакты, в а.
Сопротивление электрической изоляции находящего-
ся в эксплуатации электроэрозионного станка должно
быть не менее 1 мгом. Проверка сопротивления изоля-
ции производится мегомметром типа М-1101. При изме-
рении один из проводов присоединяется к электрододер-
жателю, а другой — к корпусу станка. Отсчет показаний
прибора производится при вращении ручки мегомметра
со скоростью примерно 120 об/мин. После проверки со-
противления изоляции генератора импульсов таким
способом проверяются вспомогательные цепи, т. е. цепи
трехфазных электродвигателей и др.
20. Электрические измерения параметров генераторов
станков средней мощности
Универсальным методом определения всех парамет-
ров генераторов импульсов является осциллографиче-
ский. При помощи электронно-лучевого осциллографа
могут быть измерены амплитуда тока и напряжения,
длительность импульсов и интервалов между ними, а
также могут быть определены энергия импульсов и
мощность, реализуемая в межэлектродном промежутке.
Однако подготовка к снятию осциллограмм, фотора-
боты по проявлению их и анализ осциллограмм связаны
со значительной затратой времени и представляют со-
бой довольно кропотливую работу, обычную для лабо-
ратории, но трудно выполнимую в цехе или ремонтной
мастерской.
В условиях производства предпочтительнее пользо-
ваться приборами с непосредственным отсчетом, хотя
погрешности измерений при этом получаются большими.
Обычно электроэрозионные станки снабжаются ог-
раниченным количеством электроизмерительных прибо-
ров. В условиях эксплуатации электроэрозионных стан-
ков с генераторами релаксационного типа достаточно
наличие только вольтметра, который при помощи пере-
106
ключателя по потребности может быть присоединен к
источнику питания постоянного тока либо к электродам
станка. Первое включение необходимо для контроля
действия источника питания, а второе служит для на-
стройки станка на оптимальный режим. Последний по-
лучается, когда показания вольтметра равны примерно
50% напряжения источника питания. Кроме того, по
величине колебаний стрелки вольтметра можно судить
об устойчивости работы автоматического регулятора
подачи. При нормальной работе колебания стрелки
вольтметра не превышают 20 в.
При ремонте электроэрозионных станков необходимо
также измерять ток на различных режимах. Для этой
цели используются магнитоэлектрические амперметры с
шунтами на различные пределы измерения. С помощью
амперметра определяются ток короткого замыкания
(/к) и рабочий ток во время действия станка, т. е. сред-
нее значение тока (/р).
Однако в ряде случаев при ремонте и в лабораторной
практике встречается необходимость измерения пара-
метров импульсного тока, а именно: амплитуды тока,
частоты повторения импульсов и амплитуды напряже-
ния на электродах станка.
Измерение амплитуды тока производится при помо-
щи амплитудного амперметра, схема которого пред-
ставлена на рис. 65, а. Амплитудный амперметр состоит
из чувствительного магнитоэлектрического прибора 1,
потребляющего при полном отклонении стрелки не бо-
лее 1 ма, германиевого диода 4, конденсатора 3 и со-
противления 2. Эта схема присоединяется к шунту 5,
включенному последовательно в цепь разрядного конту-
ра генератора импульсов.
Проходящие через шунт импульсы тока вызывают
на нем импульсы падения напряжения. Вследствие это-
го конденсатор, присоединенный параллельно шунту,
заряжается. Так как импульсы напряжения, заряжаю-
щие конденсатор, вследствие наличия германиевого дио-
да могут проходить только в одном направлении, кон-
денсатор накапливает заряд до амплитудного значения
импульсов напряжения. Накопленная конденсатором
энергия постепенно разряжается на рамку магнитоэлек-
трического прибора через большое сопротивление 2, от-
клоняя ее на угол, соответствующий величине амплитуды
107
тока. Обычные шунты в цепях импульсного тока не
применяются, так как вследствие их большого индук-
Рис. 65. Амплитудный амперметр:
а — схема амперметра: 1 — магнитоэлектрический прибор 1 ма, 2 в; 2 — сопроти-
вление 10 ком-, 3 — конденсатор 10 мкф-, 4 — германиевый диод ДГЦ-27; 5 — безын-
дукционный шунт г — 0,001 ом; б —схема безындукционного шунта: 1 — бифи-
ляриые сопротивления; 2—бронзовые колодки; 3 — провода к измерительному
прибору; 4 — токоподводяшие провода; в — внешний вид амплитудного амперметра
и безындукционных шуитов: 1 — шунт на 6000 а; 2 — шуит на 2000 а; 3 — двухпре-
дельный измерительный прибор на 0—200 о и 0—2000 а.
тивного сопротивления при коротких импульсах возни-
кают большие погрешности измерения.
Для измерения импульсных токов применяются шун-
ты специальной конструкции, снижающей индуктив-
108
ность шунтов до столь малой величины, что она не
влияет на точность измерений. Схема практически
безындукционного шунта представлена на рис. 65, б.
Сопротивления шунтов выбираются в зависимости от
величины измеряемых токов. Например, при сопротив-
лении шунта 1 • 10-3 ом токи, амплитудное значение ко-
торых достигает 2000 а, вызовут на шунте падение на-
пряжения Д6/ = 2000 X 1 • Ю~3 = 2 в.
Шкала прибора градуирована в значениях /а.
В зависимости от полярности включения амплитуд-
ного амперметра могут быть измерены амплитуды тока
как прямой, так и обратной полуволны.
Амплитудные амперметры должны иметь не менее
двух пределов измерения, так как в электроэрозионных
станках диапазон режимов обработки велик. Например,
в электроэрозионной станке JIK3-18 различным режи-
мам обработки соответствуют амплитуды тока, приве-
денные в табл. 4.
Таблица 4
Амплитудные значения тока в зависимости от режима
W? режима Емкость С (в мкф) Ток /а (в а)
1 1.5 15
11 4,5 70
III 12,5 200
IV 90 600
V 210,5 1200
I + I1 + 111 + IV+V 317,5 2 000
В разобщенных генераторах коротких импульсов ам-
плитудные значения токов достигают еще больших зна-
чений, доходящих до нескольких тысяч, а в некоторых
случаях и десятков тысяч ампер.
Внешний вид амплитудного амперметра и безын-
дукционных шунтов представлен на рис. 65, в.
Помимо измерения амплитуды тока, часто представ-
ляется необходимым измерение пробивного напряже-
ния, т. е. его амплитуды на электродах. Для этой цели
109
используется прибор, аналогичный амплитудному ам-
перметру, который присоединяется не к шунту, а непо-
средственно к электродам станка. При помощи ампли-
тудного вольтметра может быть измерена как положи-
тельная, так и отрицательная полуволна напряжения.
Амплитудный вольтметр имеет ограниченную область
применения. Его показания достаточно точны только
при измерениях пробивного напряжения на электродах
станка с разобщенным генератором импульсов. Для
измерения амплитуды напряжения при релаксационном
генераторе амплитудный вольтметр неприменим, так
как при малейших пропусках в разрядах конденсатор
амплитудного вольтметра зарядится до напряжения
источника питания, что вольтметр и покажет.
Измерение частоты импульсов может производиться
при помощи прибора ИЧ-5 [15], который широко исполь-
зуется в лабораторной практике. Измеритель частоты
ИЧ-5 имеет следующие пределы измерения: 100, 200,
500, 1000, 2000, 5000, 10 000, 20000, 50 000 и 100000 гц.
Входное напряжение может лежать в пределах от
0 до 200 в. Питание прибора производится от сети пере-
менного тока 127 и 220 в, частотой 50 гц.
Мощность, реализуемая в межэлектродном проме-
жутке электроэрозионного станка, может быть измерена
калориметрическим методом и методом сравнения. Ка-
лориметрический метод универсален. Он может быть
использован при измерении мощности любых генерато-
ров импульсов.
Калориметрический метод определения мощности ос-
нован на измерении повышения температуры известного
количества жидкости, заключенной в сосуде (калори-
метре), за определенный промежуток времени. Схема
устройства калориметра представлена на рис. 66, а. Ка-
лориметр состоит из сосуда 2, на дне которого закреп-
лен электрод 4. Второй электрод 1 вводится через гор-
ловину сосуда. Сосуд заполняется рабочей жидкостью
(например, соляровым маслом или керосином). Обо-
лочкой калориметра служит сосуд 3, который крепится
к столу электроэрозионного станка. Воздушное про-
странство между сосудами является теплоизоляцией,
защищающей внутренний сосуд от воздействия окру-
жающей среды.
При сближении электродов 1 и 4 между ними воз-
ив
никают импульсные разряды, вызывающие повышение
температуры жидкости, измеряемой термометром 5.
Зная начальную и конечную температуру и продол-
жительность опыта, можно определить мощность, вы-
делившуюся в межэлектродном промежутке. Но для
этого необходимо также знать постоянную калориметра.
Постоянная калориметра определяется нагреванием
6}
Рис. 66. Калориметр:
а — схема калориметра; 1— Электрод; 2 — сосуд; 3 — защитный корпус; 4 —'элек-
трод; 5 — термометр; б — схема градуировки калориметра: 1 — сосуд; 2 — спираль;
3 — термометр; 4 — ваттметр; 5 — регулировочный реостат.
жидкости при помощи погруженной в калориметр
спирали, по которой проходит электрический ток
(рис. 66, б). Мощность, затрачиваемая на нагревание
спирали, измеряется ваттметром.
Постоянная калориметра равна:
, Pt в171-МИН.
Т.— Тх град. ’
где Р — мощность, в вт;
t —продолжительность опыта, в мин.;
Ti—температура до включения тока, в °C;
Т2 — температура после включения тока, в °C.
Измеряемая мощность составит:
* 21=21
111
Точность измерений мощности описанным методом
лежит в пределах + 10%. При более сложном выпол-
нении калориметрической установки точность может
быть повышена.
При измерении мощности станка ЛКЗ-18 калориме-
трическим методом получены величины, приведенные в
табл. 5.
Таблица 5
К. п. д. станка ЛКЗ-18 на различных режимах
Режим обработки Потребляемая мощность (в вт) Мощность в промежутке (в вт) Коэффициент полезного действия (в %)
I 100 29,0 29,5
11 200 31,2 15,6
III 500 83,0 16,6
IV 1200 190,0 15,8
V 1 800 368,0 20,4
VI 3 800 645,0 17,0
Определение мощности методом сравнения примени-
мо для всех генераторов импульсов, кроме релакса-
ционных. Этот метод заключается в сравнении яркости
Рис. 67. Схема измерения мощности генератора
импульсов методом сравнения:
1 — лабораторный регулировочный автотрансформатор; 2 — ваттметр;
«?—понижаю ций трансформатор; 4 и 5 — накаливаемые спирали;
6 — генератор импульсов.
свечения двух спиралей, одна из которых нагревается
током исследуемого генератора импульсов, а вторая —
112
переменным током от сети, мощность которого изме-
ряется ваттметром (рис. 67).
При измерениях мощностей до 1 кет применяется
спираль из нихромовой проволоки диаметром около Змм
и длиной 0,5—0,6 м. При помощи регулировочного авто-
трансформатора уравнивают яркость свечения обеих
спиралей и отсчитывают показания ваттметра. При срав-
нении яркости свечения на глаз точность измерения ле-
жит в пределах примерно + 5%. Если же наблюдение
вести при помощи оптического пирометра с исчезающей
нитью, то точность измерения может быть значительно
повышена.
При определении мощности этим методом необхо-
димо учитывать коэффициент полезного действия транс-
форматора 3.
21. Наладка станков для обработки отверстий
малых диаметров
Обработка малых отверстий существенно отличает-
ся от других разновидностей электроэрозионной обра-
ботки. Поэтому и устройство применяемых для этой
цели станков имеет мало общего как в конструктивном,
так и в эксплуатационном отношении со станками дру-
гого назначения.
Поскольку в большинстве случаев станки для элек-
троэрозионной обработки малых отверстий применяются
в массовом производстве при изготовлении распылите-
лей, остановимся на рассмотрении наладки станка
ЛКЗ-59, по своему устройству характерному для этой
группы электроэрозионного оборудования.
Обычно те или иные работы по наладке станка про-
изводятся при обнаружении каких-либо отклонений в
работе от нормы. Эти отклонения от нормы вызываются
неисправностями станка, ошибками оператора или
отклонениями размеров обрабатываемой детали от за-
данных.
Большинство таких неполадок и способы их устра-
нения приведены в табл. 6.
8 Зак. № 13Ю
113
Таблица б
Неполадки, встречающиеся при работе станков ЛКЗ-59, и их устранение
Обнаруженные неполадки Причины Устранение неполадок
1. Недошивает одно или более отверстий 2. Проволока ие про- ходит в кондуктор Разностенность носика распылителя Тисочки плохо зажимают проволоку из-за износа губок При возврате проволока выводится из распылителя иа величину ббльшую, чем следует, вследствие пригара и заминания проволоки в тисочках Тисочки не разжимаются вследствие об- рыва в катушке электромагнита Тисочки не открываются прн подаче вследствие неисправности реле Р2 и РЗ Тисочки не открываются при возврате вследствие неисправности реле РЗ, прн этом проволока сбивается по длине Сгорели камни в кондукторе вследствие возникновения дуги. Это может произойти, если иосик распылителя из-за биения при повороте коснется кондуктора Усилить контроль при изготов- лении распылителей Повернуть контактный восьми- гранник или сменить его Почистить тисочки и выставить их параллельно кондуктору Перемотать обмотку проверить обмотку реле, а в случае обрыва — перемотать ее; проверить контакты реле, а в случае их износа — заменить То же Сменить наконечники кондукто- ра и усилить контроль за изготов- лением распылителей
Продолжение табл, б
Обнаруженные неполадки Причины Устранение неполадок
3. Эллипс отверстия 4. Маломерные от- верстия 5. Отверстия велики Между кондуктором и носиком распы- лителя зазор более 0,5 мм Проволока неплотно лежит в кондукторе, так как подвижной камень плохо прижи- мает Распылитель неплотно держится в дели- тельной головке. Это может произойти, если был зажат распылитель без фаски на бортике или с немерным, слишком высо- ким бортиком, из-за чего разогнулись лап- кн, прижимающие распылитель На поворотном механизме образовался люфт Неплотное соединение шпинделя с фик- сатором Разносились отверстия в диске фикса- тора Низко напряжение. Мал диаметр прово- локи Мал зазор между кондуктором и рас- пылителем Велик зазор между кондуктором и рас- пылителем Уменьшить зазор Промыть кондуктор и сменить прижимающую пружину Усилить контроль Сменить лапкн на делительной головке Отремонтировать делительную головку То же То же Проверить напряжение Проверить диаметр проволоки Проверить зазор между кондук- тором и распылителем То же
Продолжение табл. б
Обнаруженные неполадки Причины Устранение неполадок
6. Не выдерживает- ся угол 12,5° и разбив- ка углов на 60° по ок- ружности 7. Распылитель не поворачивается 8. Нет остановки после прошивания ше- сти отверстий Велик диаметр проволоки Велико напряжение Нерихтованная проволока Вой носика распылителя Износ фиксатора делительной головки Вышла из строя катушка поворотного электромагнита Подгорели контакты реле Р1 Засорились контакты пусковой кнопки Нет соединения в контактах поворотного механизма Нет соединения в контактах реле Р1 и Р6 Не работают конечные контакты, выклю- чающие реле Р6 Вышла из строя обмотка реле Р6 Вышла из строя обмотка реле Р5 То же Снизить напряжение Проверить устройство для рих- товки проволоки Усилить контроль распылителей Отремонтировать головку Устранить обрыв или перемотать катушку Произвести очистку контактов при помощи надфиля Разобрать кнопку и зачистить контакты Зачистить контакты То же Проверить контакты, зачистить их или заменить Произвести перемотку катушки реле То же
Обнаруженные неполадки Причины Устранение неполадок
9. После поворота якорь электромагнита не возвращается в ис- ходное положение 10. Происходит рас- качка регулятора по- дачи И. Отсутствует пода- ча проволоки Не работают контакты реле Р5 На контактах реле Р1 возникает дуговой разряд Отсутствуют вибрации по следующим причинам: а) обрыв обмотки вибратора; б) нарушение в контактах реле РГ, в) сгорело сопротивление в цепи вибра- тора Сгорел якорь следящего электродвига- теля Нет контакта между щетками и коллек- тором электродвигателя Обрыв обмотки возбуждения электро- двигателя Сгорело сопротивление в цепи обмотки возбуждения Сгорело сопротивление в цепи якоря Нарушен контакт ползушки потенцио- метра Проверить контакты, зачистить их нли заменить Очистить контакты и увеличить расстояние между ними Устранить обрыв Исправить контакты Заменить сопротивление Произвести перемотку якоря или сменить электродвигатель Проточить коллектор и сменить щетки, проверить пружинки щеток Перемотать обмотку возбуждения или сменить электродвигатель Сменить сопротивление То же Зачистить контакты и отрегули- ровать нажим ползунка
а
° CXQ
а
3
О)
s С0
s«—<
Продолжение тавл.
£ £ з О °S й£ i£ £ S •"* Л S Ч S X >>£? = X _ н „ И ф ига а.“ и га Л о и га х >- е( О о с С- х ft х « н <и я о я н га х “ я “ S X t 5 с га X х я ° й " & : s |a.gS? -s| = S sg 5 S- 5S.SaS seS o sg “ = § SSgS-m °g° о $ £c о л g, £S£O^ 9a>a X CO co S ® t я x га о 2 га ® пхч,акла.и ox So ° о о 5tо &со -И ЛК 4 Л “ Cl.Sg.g2 ссо. J н so, л I X х га ё'О . 0? Я га к гах н ч £ £.хсх° £55 ЛЗ 5 = г-> Ь 0) га га g = >> »q (_ со с— га к га s Н У s н о ® $И [— о « Л га си 0J ч со га н о Е4 ~ S X £*ййв'<-’1-ег^1кС1. га н <-» ьй *Г Ч со JT ° о а х> в- О£ со Он > Е- О’® и со н g(j со о о га си га s о ч- сз «0 3* S S Н X £ X
Плохой контакт в пусковой кнопке Не выводится проволока из распылителя Сбивается рычажок, включающий кон- такты реле Ро Сгорела лампочка. Не включаются кон- такты на реле Р6 Регулятор идет на подачу медленнее, чем на отвод Корпус распылителя сильно загрязнен Поверхность распылителя сильно загряз- нена Проволока слишком плотно проходит через кондуктор Прекратилось питание электромагнита тисочков Проволока отожжена нз-за слишком высо- кого напряжения при рихтовке Слишком резкая подача
о а
s S
118
22. Техника безопасности и охрана труда при работе
на электроэрозионных станках
Электроэрозионные станки, как и другие электриче-
ские установки, при неправильной их эксплуатации мо-
гут стать источником опасности. Применение горючих
жидкостей требует строгого соблюдения определенных
правил, исключающих возможность возникновения по-
жаров.
Выделяющиеся при работе электроэрозионных стан-
ков газы и дым содержат некоторое количество окиси
углерода, что вредно отражается на здоровье работаю-
щих. Поэтому необходимо тщательно проветривать по-
мещения. При большом количестве электроэрозионных
станков в помещении должна быть оборудована приточ-
но-вытяжная вентиляция.
Возможность несчастных случаев должна быть
предотвращена постоянным контролем за исправностью
электроэрозионных станков и выполнением правил экс-
плуатации электрических установок. Специфика устрой-
ства и действия электроэрозионных станков требует спе-
циальной подготовки персонала, работающего на них,
строгого соблюдения правил эксплуатации станков и
умения предотвратить аварии.
Пожарная безопасность. В качестве рабочей жидко-
сти в электроэрозионных станках применяются керосин,
трансформаторное, соляровое и веретенное масла, а в
некоторых случаях и более густые масла, как, напри-
мер, автол, масла «МС» и «МК».
Керосин применяется только в станках малой мощ-
ности (до 0,5 кет), где объем жидкости не превышает
2 л. Температура вспышки керосина + 28°, вследствие
чего при больших количествах он опасен в пожарном
отношении. Преимущество керосина перед другими пе-
речисленными выше жидкостями заключается в его
меньшей вязкости, а следовательно лучшем проникании
в межэлектродные зазоры. Вследствие этого керосин
используется по большей части в станках для обработки
малых отверстий, микросеток и других тонких работ.
Дизельное топливо обладает свойствами, близкими к
свойствам керосина, но его температура вспышки выше.
В станках релаксационного типа и с генераторами
коротких импульсов при мощности до 1—1,5 кет, реали-
119
зуемой в межэлектродном промежутке, применяется со-
ляровое масло. При машинных и вентильных генерато-
рах используются жидкие минеральные масла, веретен-
ное, трансформаторное и т. д. В станках для электро-
эрозионного шлифования должны применяться вязкие
масла с высокой температурой вспышки (табл. 7).
Таблица 7
Температура вспышки некоторых жидкостей, применяемых
, при электроэрозионной обработке металлов
Наименование жидкости Темпера- тура вспышки (в °C) ГОСТ, ОСТ, ТУ
Керосин . . 28 ГОСТ В-1842—52
Дизельное топливо 65 ГОСТ 305—58
Соляровое масло . . . 125 ГОСТ 1666—51
Веретенное масло марки .2" . . . 165)
. . . .3* и > ТУ 148—44
»зв- 1701
Машинное масло марки „Л* . . . 180)
. „С* . . . 19о1 ГОСТ 1707—51
. . , »СУ“ . 200J
Автол марки ,4* 180)
. , ,6“ 185 ГОСТ 1862—60
. .10- 2001
Масло марки ,МЗС“ 2001
ГОСТ 1013—41
. . „мс- 225J
, ,МКС“ 230 ГОСТ 1013—41
. для паровых машин „Ви-
скозии“ ... 240 ГОСТ 1841—51
Цилиндровое масло марки „6“ . . 300 ГОСТ 6411—52
Необходимым противопожарным мероприятием, свя-
занным с применением керосина и различных масел, яв-
ляется проведение пробы на отсутствие в жидкости при-
меси бензина. Проба производится следующим обра-
120
зом. В небольшую жестяную посуду емкостью 10—
20 см3 наливают жидкость, предназначенную для запол-
нения резервуара или ванны электроэрозионного стан-
ка. Поместив ее на расстояние не менее 10 м от основ-
ного объема жидкости, в жестянку погружают зажжен-
ную спичку. Если в жидкости присутствует бензин, то
происходит ее воспламенение, в противном случае спич-
ка гаснет.
При работе электроэрозионных станков необходимо
следить за тем, чтобы
ванна или резервуар
с жидкостью не нагрева-
лись выше 50°. Если по
характеру работы стан-
ков разогрев жидкости
неизбежен, то нужно пре-
дусмотреть ее охлажде-
ние с помощью труб или
змеевиков с проточной
водой или же иным спо-
собом, в зависимости от
Рис. 68. График для определения
уровня жидкости над поверх-
ностью обрабатываемой детали.
конструкции станков.
При электроэрозион-
ной обработке между
электродами происходят
разряды, которые при большой мощности вызывают
значительное выделение газов и приводят к интенсив-
ному движению жидкости в зоне обработки и около
электродов. В таких случаях возникает опасность ого-
ления зоны обработки и воспламенения жидкости. Ра-
дикальным средством против этого является достаточно
высокий уровень жидкости над зоной обработки.
При электроэрозионном прошивании на режимах
мощностью около 1 кет (полезных) уровень рабочей
жидкости над поверхностью обрабатываемой детали
должен быть не менее 10 см. Минимальный уровень
жидкости над местом обработки при различной потреб-
ляемой мощности может быть определен по графику,
приведенному на рис. 68.
Воспламенение жидкости, которое произошло в ре-
зультате каких-либо ошибок в эксплуатации электро-
эрозионного станка, должно быть быстро ликвидиро-
вано средствами пожаротушения. Для этой цели около
121
каждого станка должны находиться стальной лист, ко-
торым может быть перекрыта ванна с жидкостью, и
углекислотный огнетушитель ОУ-5 или ОУ-8. Кроме
того, поблизости от станка должен стоять ящик с пе-
ском.
Если станок имеет подъемную ванну, то при воспла-
менении жидкости ее опускают и перекрывают листом.
Обычно эта мера достаточна для ликвидации огня. Лист
должен иметь две ручки, за которые его удобно брать.
Никаких закраин или отбортовок на листе не должно
быть — он должен быть гладким.
Одной из причин воспламенения рабочей жидкости
в ванне электроэрозионного станка, как показала прак-
тика, может быть непрочное закрепление электрода-
инструмента в электрододержателе. Искрение в месте
контактов приходится над местом выхода газов из ван-
ны и может их воспламенить. Ввиду этого необходимо
обращать внимание на надежность зажима хвостовика
электрода-инструмента в электрододержателе.
Вентиляция. Отсос газов и дыма из помещения, где
установлены электроэрозионные станки, обеспечивается
системой приточно-вытяжной вентиляции. В холодное
время года приток воздуха должен происходить через
калорифер, обогреваемый паром. Отсос газов должен
быть достаточно интенсивным, причем желательно,
чтобы газообразные продукты эрозии забирались непо-
средственно с поверхности ванны. Для этой цели при-
меняются откидные рукава, бортовые козырьки и зонты.
Наиболее удобны откидные рукава, так как они не
мешают работе. Для создания тяги применяются цен-
тробежные вентиляторы различной производительности,
в зависимости от количества станков и площади поверх-
ности жидкости.
Скорость движения воздуха в зоне выхода газов из
ванны должна быть не менее 0,5 м/сек.
Электрическая защита. Все электроэрозионные стан-
ки, независимо от их мощности, конструкции, размеров
и назначения, должны быть заземлены. Для этого все
корпуса станков должны присоединяться к системе за-
земления. Переносные электроэрозионные станки дол-
жны заземляться гибким проводом, аналогично тому,
как это делается для переносного электроинструмента —
дрелей, электрических рубанков и т. д.
122
В случае использования импульсных генераторов,
работающих на высоких напряжениях, одна из точек
схемы на стороне высокого напряжения должна зазем-
ляться. Также должна быть заземлена шина низкого
напряжения выходного импульсного трансформатора.
Не допускается применение таких схем генераторов
импульсов, в которых какой-либо из электродов стан-
ка имеет непосредствен-
ное электрическое соеди-
нение с сетью.
Если прикосновение к
электродам станка во
время его действия может
быть опасным (напряже-
ние выше 250 в), то необ-
ходимы защитные огра-
ждения.
Во время работы мощ-
ных электроэрозионных
станков в линиях, подво-
дящих к ним постоянный
ток, индуктируются пико-
вые напряжения, которые
Рнс. 69. Включение конденсаторов
для отвода пиковых напряжений.
рекомендуется отводить
в землю через конденсаторы емкостью около 200 мкф
(рис. 69).
При ремонте электроэрозионных станков сеть, пи-
тающая их, должна быть разъединена не менее чем в
двух местах.
Во время действия станка не допускается открывать
его корпус и прикасаться к каким-либо деталям электро-
оборудования, расположенным внутри его.
К обслуживанию электроэрозионных станков допу-
скаются рабочие не ниже 3-го разряда (единой тариф-
ной сетки), прошедшие специальную подготовку.
В помещении, где работают электроэрозионные стан-
ки, должно находиться не менее двух человек — для ока-
зания первой помощи в случае поражения электриче-
ским током, пожара и т. д.
Глава VI
ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ
ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ
При организации технологических процессов элек-
троэрозионной обработки выбор оборудования, подго-
товка необходимой оснастки, электродов-инструментов,
установочных и направляющих приспособлений произ-
водятся в зависимости от специфики процесса обработ-
ки. Режимы обработки определяются исходя из требо-
ваний производительности, точности обработки, а также
качества обработанной поверхности. Эти основные усло-
вия относятся как к обработке полостей и отверстий,
так и к шлифованию и разрезанию.
23. Обработка полостей и отверстий
в металле
При электроэрозионной обработке приходится встре-
чаться с самыми разнообразными материалами. Произ-
водительность обработки, как упоминалось ранее, зави-
сит от материала обрабатываемой детали и электрода-
инструмента.
Данные о производительности обработки полостей и
отверстий в деталях из различных металлов и сплавов
и об износе электродов-инструментов при работе на
электроэрозионном станке ЛКЗ-18 с генератором RC
приведены в табл. 9.
124
Электрические параметры импульсов при режимах
обработки, приведенных в табл. 9, показаны в табл. 8.
Таблица 8
Электрические параметры импульсов при работе
генератора RC на различных режимах
№ режима Ток короткого замыкания (в а) Емкость С (в мкф) Амплитуда тока (в fl) Частота в имп/сек. Полезная мощность Р (в вт)
1 1 1,5 10—15 1500—2 000 29,0
и 2 4,5 50—70 1 000—1 500 31,2
И! 5 12,5 180—200 800—1000 83,0
IV 12 90,5 500—700 200—300 190,0
V 18 210,5 I 000—1 500 150—200 368,0
1+П+ +111+ + IV+ +V 38 317,5 2 000—2 300 200—300 645,0
При использовании разобщенных генераторов корот-
ких импульсов показатели электроэрозионной обработки
существенно отличаются от приведенных выше.
В табл. 10 представлены данные измерений производи-
тельности обработки и износа электродов-инструментов,
полученные на электроэрозионном станке ЛКЗ-18 с ма-
шинно-тиратронным и эквивалентным ему коммутатор-
ным генератором коротких импульсов.
Из приведенных таблиц видно, что выбор материа-
лов для электрода-инструмента зависит не только от ма-
териала обрабатываемой детали, но также и от того,
каким генератором импульсов оснащен данный электро-
эрозионный станок. Так, например, при обработке на
станке с генератором RC твердых сплавов на обычно
применяемых чистовых и отделочных режимах наибо-
лее целесообразно использование для электрода-инстру-
мента серого чугуна. В то же время этот материал со-
вершенно неприменим при обработке твердого сплава
с помощью генераторов коротких импульсов.
Производительность электроэрозионной обработки
125
Режим обработки:
Производительность обработки и износ электродов*
на электроэрозионном станке
Обрабатываемый материал Материал электрода-
латунь медь
I и HI IV 1 11 1П IV
Твердый сплав ВК8 1,3 100 190 300 0,72 53 240 360
Углеродистая сталь 1,5 190 НО 100 1,80 230 26 23
Жаропрочный сплав ЭИ-437Б . . 2,6 300 31 32 3,10 360 16 15
Титан 1,3 290 83 44 0,50 ПО 130 67 *
Медь 3,4 380 46 48 1,50 170 58 58
Алюминий . . 1,8 700 50 15 0,88 340 91 27
Латунь . , 4,0 470 45 45 2,50 290 63 60
Магнитный сплав Альнико . . 2,5 360 82 68 1,70 240 64 50
Режим обр абот к н:
Твердый сплав ВК8 0,85 63 160 250 0,44 33 200 300
Углеродистая сталь 1,00 130 100 92 0,75 96 54 47
Жаропрочный сплав ЭИ-437Б . 1,30 150 31 32 1,50 170 15 14
Титан 0,56 120 85 45 0,40 88 55 28
Медь 0,66 74 200 210 0,74 83 59 59
Алюминий 1,00 390 37 11 0,40 150 75 22
Латунь 1,70 200 44 44 0,92 НО 96 91
Магнитный сплав Альнико . . . 1,10 160 65 54 0,56 80 76 62
126
Таблица 9
инструментов при обработке некоторых металлов и сплавов
ЛКЗ-18 с генератором RC
иИ = 220 в; С = 317 мкф; /к = 38 в
инструмента (катод)
— чугун алюминий вольфрам сталь
1 п III 1,v I и III IV I 1» 1,1 IV I П ш IV
0,96 71 110,0 210,0 0,78 58 120 620 Т,10 82 170,0 120,0 0,60 44 270 470
1,00 130 21,0 23,0 1,70 220 76 230 0,90 120 40,0 16,0 0,66 84 61 61
2,20 260 4,6 5,6 3,20 370 7 23 0,52 60 36,0 16,0 1,80 210 15 16
0,42 92 110,0 70,0 0,20 44 150 260 0,37 81 110,0 26,0 0,14 31 280 160
1,10 120 140,0 270,0 1,60 180 68 230 1,60 180 25,0 12,0 0,34 38 680 770
0,60 230 110,0 41,0 0,56 220 96 96 0,80 310 25,0 3,4 0,10 39 250 83
2,80 330 48,0 58,0 2,10 250 74 240 3,40 400 8,8 4,0 1,80 210 100 ПО
1,20 170 32,0 32,0 2,10 300 22 59 1,10 160 54,0 20,0 1,60 230 790 710
и„ = 220 в; С = 210 мкф; /к = 18 а
0,48 36 92 170,0 0,48 36 140 730 0,70 52 ПО 77,0 0,40 30 250 430
0,56 72 14 15,0 0,80 100 20 60 0,50 64 20 8,1 0,10 13 200 200
1.10 130 5 6,1 1,00 120 8 26 0,75 81 8 3,6 0,84 98 12 13
0,30 66 53 34,0 0,22 48 ПО 190 0,30 66 60 14,0 0,12 26 67 39
0,82 92 41 51,0 0,62 70 61 210 0,90 100 13 6,0 0,34 38 320 360
0,36 140 67 24,0 0,34 130 59 59 0,46 180 39 5,2 0,12 46 830 280
1,20 140 48 58,0 0,90 ПО 100 330 1,50 180 12 5,3 1,10 130 41 45
0,30 43 60 1 59,0 0,54 77 26 70 0,60 86 47 17,0 0,12 17 520 460
127
Материал электрода-
Обрабатываемый материал латунь медь
I П Ш IV I II ill IV
Режим обработки:
Твердый сплав ВК8 0,46 34 174 280 0,22 16 220 330
Углеродистая сталь 0,50 64 92 85 0,40 51 65 57
Жаропрочный сплав ЭИ-437Б . 0,78 90 18 18 0,86 100 19 18
Титан 0,38 84 74 40 0,28 62 36 18
Медь ...... 0,82 92 49 52 0,48 54 62 62
Алюминии . . ... 0,58 220 34 10 0,34 130 47 14
Латунь 1,10 130 39 39 0.42 50 150 140
Магнитный сплав Альиико 0,68 97 79 65 0,34 49 82 64
Режим обработки:
Твердый сплав ВК8 ..... 0.12 8,9 170 270 0,10 7,4 120 180
Углеродистая сталь 0,08 10,0 ПО 100 0,07 9,0 86 75
Жаропрочный сплав ЭИ-437Б . 0,25 29,0 20 20 0,12 14,0 120 120
Титан 0,10 22,0 60 32 0,08 18,0 38 19
Медь . 0,16 18,0 56 59 0,15 17,0 27 27
Алюминий 0,11 42,0 45 14 0,08 31,0 38 11
Латунь 0,37 44,0 38 38 0,23 27,0 35 33
Магнитный сплав Альнико . . 0,16 23,0 81 67 0,05 7,2 80 63
128
Продолжение табл. 9
инструмента (катод)
чугуи алюминий вольфрам сталь
1 II III IV I 11 III IV I II III IV I II III IV
ик = 220 в; С = 90 мкф; /к = 12 а
0,32 24 87 170,0 0,24 18 120 620 0,33 24 120,0 85,0 0,24 18 200 350,0
0,30 38 13 14,0 0,44 56 23 69 0,30 38 20,0 8,1 0,08 10 12 12,0
0,56 65 7 8,4 0,78 90 5 16 0,54 63 7,0 3,1 0,58 67 7 7,7
0,26 57 23 15,0 0,14 31 100 170 0,12 26 150,0 35,0 0,08 18 200120,0
0,50 56 40 50,0 0,42 47 52 180 0,50 56 20,0 9,3 0,28 31 210 240,0
0,26 100 46 17,0 0,18 69 56 56 0,28110 14,0 1,9 0,12 46 450 150,0
0,97 110 37 44,0 0,46 53 91 300 0,92110 6,5 2,9 0,76 90 34 37,0
0,08 11 100 99,0 0,32 46 44 120 0,26 37 110,0 40,0 0,04 6 750 670,0
ик = 220 в; С = 12 мкф; /к = 5 а
0,14 10 43 82 0,10 7,4 70 360 0,14 10,0 79,0 55,0 0,08 5,9 150 260
0,08 10 12 13 0,07 9,0 28 84 0,09 12,0 5,6 2,3 0,02 2,6100100
0,09 10 22 27 0,14 16,0 14 46 0,04 4,6 25,0 11,0 0,08 9,3 38 42
0,07 15 28 18 0,04 8,8 75130 0,04 8,8 25,0 5,9 0,02 4,4 200 120
0,13 15 15 19 0,13 15,0 38 130 0,16 18,0 12,0 5,5 0,11 12,0 82 94
0,05 19 60 22 0,08 31,0 25 25 0,09 35,0 11,0 1,5 0,06 23,0 83 28
0,31 37 19 23 0,22 26,0 41 130 0,29 34,0 35,0 15,0 0,23 27,0 26 28
0,04 57 50 49 0,05 7,2 60160 0,08 11,0 12,0 4,4 0,05 7,2 160 140
9 Зак № 1310
129
Материал электрода-
Обрабатываемый
материал латунь медь чу
I II III IV I II III IV I
Режим обработки:
Твердый сплав ВК8 . 0,065 4,8 115180 0,043 3,3 89 135,0 0,050
Углеродистая сталь . 0,042 5,4 74 68 0,015 1,9 67 59,0 0,030
Жаропрочный сплав
ЭИ-437Б 0,065 7,5 38 39 0,030 3,5 33 32,0 0,045
Титан 0,040 8,8 75 40 0,025 5,5 40 20,00,030
Медь 0,050 5,6 50 52 0,035 3,9 28 28,0 0,045
Алюминий 0,035 14,0 57 17 0,035 14,0 28 8,2 0,030
Латунь 0,180 21,0 26 26 0,080 9,4 25 24,0 0,100
Магнитный сплав Аль-
нико 0,050 7,2 80 66 0,025 3,6 60 47,0 0,035
Режим обработки:
Твердый сплав ВК8 . 0,025 1,8 110170 0,0160 1,20 40 61,0 0,017
Углеродистая сталь . 0,023 2,9 72 66 0,0066 0,84 50 44,0 0,013
Жаропрочный сплав
ЭИ-437Б 0,018 2,1 45 46 0,0050 0,58 67 65,00,012
Титан 0,015 3,3 89 48 0,0030 0,70 50 26,0 0,012
Медь 0,020 2,2 46 48 0,0100 1,10 17 17,0 0,011
Алюминий 0,016 6,2 60 18 0,0130 5,00 25 7,30,013
Латунь 0,048 5,7 31 31 0,0430 5,10 15 14,0 0,042
Магнитный сплав Аль-
нико 0,010 1,4 130110 0,0130 1,90 37 29,00,015
Примечание. Графа I — производительность обработки, в г /мин;
И — производительность обработки, в мм'[мин",
III — износ електродов-ииструментов в % к весу
• IV — износ электродов-инструментов в % к объему
130
Продолжение табл. >
инструмента (катод)
гуи алюминий вольфрам сталь
П III IV I II III IV I II III IV I п in iv :
UK = 220 в; С = 4,5 мкф; /к = 2а
3,7 40 76,0 0,045 3,3 67 350 0,060 4,4 42 29,0 0,040 3,0 88 150
3,8 17 19,0 0,032 4,1 23 69 0,025 3,2 20 8,0 0,025 3,2 30 30
5,2 11 13,0 0,040 4,6 19 63 0,030 3,5 17 7,6 0,010 1,2 50 55
6,6 17 11,0 0,020 4,4 50 87 0,015 3,3 33 7,8 0,010 2,2 200 120 '
5,0 22 28,0 0,040 4,5 38130 0,050 5,6 10 4,6 0,030 3,4 50 57
12,0 17 6,2 0,035 14,0 28 28 0,030 12,0 17 2,2 0,03514,0 43 14
12,0 15 18,0 0,065 7,7 38120 0,13015,0 4 1,8 0,08510,0 18 20
5,0 42 41,0 0,025 3,6 60 160 0,045 6,4 11 4,0 0,030 4,3 67 60
U„ = 220 в; С = 1,5 мкф', JK = 1 а
1,3 50 95,0 0,0130 0,96 50 260 0,018 1,3 27 19,0 0,017 1,30 50,0 86,и
1,7 25 28,0 0,0150 1,90 22 66 0,015 1,9 22 8,9 0,003 0,38 50,0 50,0
1,4 28 34,0 0,0180 2,10 18 60 0,015 1,7 44 20,0 0,008 0,90 40,0 44,0
2,6 57 36,0 0,0016 0,40100170 0,005 1,1 33 7,8 0,003 0,70 150,0 87,0
1,1 14 18,0 0,0200 2,20 25 86 0,023 2,6 14 6,4 0,010 1,10 33,0 38,0
5,0 13 4,8 0,0110 4,20 28 28 0,013 5,0 12 1,6 0,015 5,80 11,0 3,7
5,0 8 9,6 0,0460 5,40 18 59 0,053 6,3 6,0 2,6 0,043 5,10 7,7 8,4
2,1 11 11,0 0,0180 2,60 27 73 0,020 2,9 17 6,2 0,016 2,30 20,0 18,0
Удаленного металла;
Удаленного металла.
9*
131
См. примечание к табл.
132
металлов зависит от площади торца электрода-инстру-
мента. При мощных режимах обработки и малой пло-
щади торца обильное выделение газообразных продук-
тов эрозии является помехой для возбуждения импуль-
сов, так как пробивное напряжение газа значительно
выше, чем жидкости (см. стр. 9). Поэтому большая
площадь торца электрода-инструмента создает лучшие
условия для пробоя, так как между электродами всегда
окажутся участки, заполненные жидкостью.
На отделочных режимах малой мощности увеличе-
ние площади торца электрода-инструмента выше неко-
торого предела снижает производительность обработки
из-за ухудшения условий удаления металлических ча-
стиц, которые скопляются между электродами и замы-
кают их.
Наиболее благоприятные условия обработки со-
здаются при использовании многостержневых электро-
дов-инструментов (например, изготовление металличе-
ских сит), так как при большом количестве электродных
стержней преобладающая часть промежутков в любой
момент времени будет подготовлена для прохождения
разрядов.
При обильном выделении продуктов эрозии сниже-
ние производительности можно предотвратить усилен-
ным нагнетанием жидкости между электродами с по-
мощью гидронасоса. Нагнетание жидкости позволяет
форсировать режимы электроэрозионной обработки, бла-
годаря чему, например, в генераторах RC допускается
значительное повышение тока при той же емкости.
Усиленный проток жидкости устраняет снижение
скорости внедрения электрода-инструмента в деталь,
вызываемое ухудшением удаления продуктов эрозии и?
промежутка по мере увеличения глубины отверстия.
Для некоторых станков, работающих на высокопро-
изводительных режимах (например, с генераторами ко-
ротких импульсов), принудительное удаление продуктов
эрозии из межэлектродного промежутка необходимо во
всех случаях во избежание короткого замыкания элек-
тродов.
Способ нагнетания рабочей жидкости через отвер-
стие в электроде-инструменте (рис. 70) успешно исполь-
зуется, когда применяются электроды-инструменты в
виде круглого или профильного стержня со сравнительно
133
небольшим сечением торца. При большом сечении торца
поток жидкости распределяется неравномерно, вслед-
етвие чего в зоне обработки могут образоваться
участки, засоренные скоплением металлических частиц.
В некоторых случаях удается улучшить вымывание ча-
стиц, если в электроде-
Рис. 70. Нагнетание жидкости че-
рез полый электрод-инструмент:
1 — электро до держатель; 2 — оправка;
3 — штуцер; 4 — сменный электрод-инстру-
мент; 5 — обрабатываемая деталь.
инструменте имеется не-
сколько отверстий.
При обработке про-
фильных отверстий при-
меняется нагнетание жид-
кости через заранее про-
шитые в обрабатываемой
детали небольшие тех-
нологические отверстия,
как это показано на
рис. 71, а для предвари-
тельной обработки. Окон-
чательная обработка
сплошным электродом-
инструментом произво-
дится также при нагнета-
нии жидкости через рабо-
чий зазор (рис. 71,6).
Образование отвер-
стия в обрабатываемой
детали происходит посте-
пенно. Вначале электрод-
инструмент углубляется в поверхностные слои металла и
иостепенно проходит вглубь. Таким образом, продолжи-
тельность пребывания электрода-инструмента на различ-
ных участках неодинакова. В области входа в металл
электрод-инструмент находится дольше, а в месте выхо-
да — меньше. По зазору между стенками электрода-ин-
струмента и отверстия движется жидкость, засоренная
частицами металла, которые создают пути для паразит-
ных разрядов, вызывающих эрозию стенок отверстия. Так
как верхние участки отверстия подвергаются действию
паразитных разрядов дольше, чем нижние, то отверстие
получается конусным. Конусность отверстия наиболь-
шая при режимах предварительной обработки.
Образование конусности при электроэрозионной об-
работке отверстий используется при изготовлении штам
134
пов. Обрабатываемая матрица устанавливается рабочей
поверхностью вниз, а обработка ведется сверху. Для
получения ленточки с цилиндрическими стенками около
режущей кромки в момент вскрытия отверстия перехо-
дят на отделочный режим. Калибровка отверстия про-
изводится подачей неизношенной части электрода-ин-
струмента. При выполнении калибровки высота элек-
трода-инструмента должна быть в 3—4 раза больше
толщины матрицы. Благодаря конусности отверстия обес-
печивается свободный проход вырубленного металла.
Рис. 71. Схемы устройств для нагнетания жидкости при
электроэрозионной обработке:
а — нагнетание жидкости через технологические отверстия; б — нагнетание
жидкости в зазор между электродом-инструментом и деталью при калибровке
отверстия.
Некоторые конструкции штампов и другие детали
требуют выполнения отверстий с параллельными стен-
ками. Для этого необходимо исключить или значитель-
но снизить число боковых паразитных разрядов. С этой
целью жидкость нагнетается в обратном направлении,
как показано на рис. 72.
Метод обратного нагнетания несколько усложняет
оборудование, так как необходимо применять дополни-
тельный сосуд, через который проходит хвостовик элек-
трода-инструмента. Но, с другой стороны, в условиях
массового или серийного производства такое устройство
исключает необходимость в ванне с жидкостью, так как
жидкость циркулирует в замкнутой системе.
При обратном нагнетании в боковой рабочий зазор
подводится свежая незаверенная жидкость, благодаря
135
чему число боковых паразитных разрядов уменьшается.
Они действуют на нерабочие поверхности, омываемые
жидкостью, засоренной в зоне обработки.
Точность электроэрозионной обработки отверстий
зависит от режима обработки, электроэрозионной обра-
батываемости и износа электродов-инструментов. Наи-
большая точность получается на отделочных режимах.
Рис. 72. Устройство для нагнетания жидкости:
1 — оправка; 2 — вывод жидкости; 3 — сальники; 4 — направляющая
втулка; 5 — электрол-ииструмент; 6 — обрабатываемая деталь;
7 — полушка; 8 — ввод жидкости; 9 — корпус.
Очевидно, и чистота поверхности при этом получается
наиболее высокой. Поскольку отверстие повторяет фор-
му сечения электрода-инструмента, все погрешности в
размерах последнего будут перенесены на отверстие.
Кроме того, должна соблюдаться правильная установ-
ка электрода-инструмента относительно направления
подачи. При непараллельности оси электрода-инстру-
мента направлению подачи (рис. 73) возникают значи-
тельные погрешности.
Выверка направления электрода-инструмента произ-
водится при помощи индикатора (рис. 74), наконечник
которого упирается в его прямолинейную стенку, в двух
136
направлениях к оси подачи под прямым углом. Для вы-
верки электродов-инструментов служат специальные
приспособления (рис. 75), которыми оснащаются элек-
троэрозионные станки. Выверочное приспособление со-
стоит из двух шарнирно соединенных фланцев. Нижний
фланец, к которому прикреплен электрододержатель,
может отклоняться в двух взаимно-перпендикулярных
направлениях при помощи установочных винтов. Верх-
ний фланец крепится к подвижной части автоматиче-
ского регулятора подачи. Регулируя установочные вин-
ты, добиваются отсутствия отклонения стрелки индика-
Рис. 73. Искажение
отверстия при не-
совпадении оси
электрода-инстру-
мента с направле-
нием подачи.
Рис. 74. Схема выверки элек-
трода-инструмента:
1 — пиноль; 2 — приспособление для
выверки; 3 — электрод-ииструмент;
4 — индикатор.
тора, что соответствует совпадению оси инструмента с
направлением подачи.
Производительность и точность электроэрозионной
обработки резко снижаются при нежестком креплении
обрабатываемой детали. Если при обработке в детали
возникают вибрации, то это расстраивают работу авто-
матического регулятора подачи и нарушает процесс
137
обработки. Поэтому тонкие упругие детали не должны
закрепляться консольно.
Возникающие в детали вибрации могут по размаху
превысить величину пробивного расстояния между элек-
тродами, что будет- вызы-
Рис. 75. Приспособление для
вать непрерывные короткие
замыкания и дуговые раз-
ряды, неминуемые в случае
применения генераторов RC.
Вследствие этого детали бу-
дут испорчены.
При малой жесткости
электродов-инструментов не-
больших сечений возникаю-
щие боковые вибрации так-
же являются причиной сни-
жения производительности и
точности обработки. Во из-
бежание этого при проши-
вании отверстий небольшого
диаметра длинными тонки-
ми электродами-инструмен-
тами пользуются напра-
вляющими кондукторами.
Помимо ликвидации мо-
гущих возникнуть вибраций.
направляющие кондукторы
выверки электрода-инструмен-
та стайка ЛКЗ-18:
1 — пиноль регулятора; 2 — базовый
фланец; 3 и 4 — установочные ввиты;
5— радиально-сферический шарпко-
подшипник; 6 — регулируемый фла-
нец; 7 — изоляционная шайба; 8— кор-
пус электрододержателя; 9 — призма-
тические тиски; 10 — маховичок за-
жимного винта.
позволяют установить элек-
трод-инструмент с большой
точностью против того ме-
ста на детали, где должно
обрабатываться отверстие.
Конструкции направляю-
щих кондукторов для элек-
троэрозионной обработки
могут быть весьма разнообразны, в зависимости от
формы и размеров обрабатываемых деталей, и сущест-
венно отличаются от применяемых для сверления при
механической обработке. Последние обычно плотно при-
легают к обрабатываемой детали, в то время как при
электроэрозионной обработке между направляющей
частью и поверхностью детали необходим значительный
зазор для свободной циркуляции жидкости. При отсут-
138
ствии зазора может возникнуть дуговой разряд, который
разрушит кондуктор и деталь.
Кроме того, кондукторы для электроэрозионной об-
работки должны быть изготовлены из изоляционного
материала, так как импульсные токи благодаря круто-
му фронту волны эквивалентны токам высокой часто-
ты. Вследствие этого интенсивно проявляется поверх-
ностный эффект и происходит вытеснение тока на пе-
Рис. 76. Схема распространения
импульсных токов в металли-
ческом кондукторе:
/ — электрод-инструмент; 2 — метал-
лический кондуктор; 3 — 6 — зоны
эрозии кондуктора.
Рнс. 77. Конструкции кондукто-
ров, применяемых при электро-
эрозионной обработке металлов:
а — кондуктор для обработки отверстий;
б — кондуктор для обработки вращаю-
щимся электродом-инструментом; в — кон-
дуктор для обработки малых отверстий.
риферию проводника. Если направляющая часть кон-
дуктора изготовлена из металла, то импульсные токи
ответвляются в нее, как показано на рис. 76. В местах
ответвления, т. е. у входа и выхода импульсных токов,
будут возникать разряды, которые разрушат кондуктор.
Материалом для кондукторов являются пластмассы, ко-
торые не набухают в керосине, и керамика. Кондуктор-
ные направляющие, предназначенные для непродолжи-
тельной работы, изготовляются из эбонита.
При тонких проволочных электродах длина направ-
ляющей должна быть большой (10—15 диаметров). Дли-
тельно работающие кондукторы, а также кондукторы
139
для направления вращающихся электродов-инструмен-
тов выполняются из стойких изоляционных материа-
лов— термокорунда и технического рубина. Некоторые
конструкции кондукторов показаны на рис. 77.
Весьма надежным в работе является кондуктор, в
котором электрод-инструмент опирается на призму, со-
стоящую из двух камней, и прижимается при помощи
подвижной пластинки, на которую давит пружина. Та-
кая конструкция применяется для электродных прово-
лок диаметром от 0,1 мм.
Помимо производительности и точности обработки,
важным технологическим показателем является каче-
ство обработанной поверхности. Качество поверхности
определяется ее чистотой, т. е. величиной неровностей и
нарушениями поверхностного слоя в виде трещин и
сколов. Кроме того, при обработке деталей, работающих
в тяжелых условиях (например, при значительных зна-
копеременных нагрузках и высокой температуре), необ-
ходимо принимать во внимание хрупкость белого слоя,
образующегося в результате термического воздействия.
Чистота поверхности металла зависит от режима об-
работки и свойств металла (см. стр. 15). Наиболее ши-
рокий диапазон режимов используется на станках с ре-
лаксационными генераторами.
Влияние режима электроэрозионной обработки на
чистоту поверхности стали иллюстрируется данными
табл. 11.
Влияние режима обработки на чистоту поверхности
твердого сплава иллюстрируется данными табл. 12.
Чистота обработанной поверхности может быть по-
вышена примерно на один класс при снижении напря-
жения на электродах, что достигается регулированием
подачи с помощью делителя напряжения в мостовой
схеме регулятора. Например, при снижении Ucf> от 100
до 60 в чистота поверхности на первых двух режи-
мах (см. табл. 11 м 12) поднимется почти на целый
класс.
При обработке твердых сплавов на станке с релакса-
ционным генератором импульсов на мощных режимах
поверхность твердого сплава повреждается (например,
на режиме № 6) на глубину до 0,3 мм. Со снижением
мощности режима глубина поврежденного слоя умень-
шается, поэтому на станке ЛКЗ-18 для обработки твер-
140
Таблица 11
Чистота поверхности углеродистой стали У10
твердостью Нрс — 60—62, обработанной
на электроэрозионном станке с генератором RC
при 4/ср = 60 в
№ режима С (в жя'^б) /к (в а) Высота неровностей (в лис) Класс чистоты по ГОСТ 2789-52
1 800 38 79,5 2
2 680 38 65,5 2
3 540 30 56,2 2
4 480 30 48,6 3
5 360 18 32,3 4
6 250 18 29,5 4
7 180 18 23,3 4
8 120 5 16,0 5
9 90 5 13,4 5
10 30 5 12,0 6
11 15 5 8,5 6
12 10 1,8 7,0 6
13 5 1,8 5,7 7
14 3 0,8 5,5 7
15 1,5 0,8 5,1 7
дых сплавов применяются только первые четыре ре-
жима.
Для полостей большого объема и большой поверхно-
сти целесообразно сочетать предварительную обработку
на машинных генераторах импульсов с последующей
доработкой на релаксационных генераторах. Такие ра-
боты удобно выполнять с помощью различных генера
торов на одном станке.
Изготовление вырубных твердосплавных штампов.
Несмотря на очень высокую стойкость вырубных твер-
досплавных штампов, их использование в промышлен-
141
Таблица 12
Чистота поверхности твердого сплава марки ВК8,
обработанного на электроэрозионном станке
с генератором RC при 77ср = 100 в
№ режима С (в мкф) 'к (в а) Высота неровностей (в мк) Класс чистоты по ГОСТ 2789—52
1 0,1 1 1,9 8
2 4,5 2 3,2 7
3 12,0 5 6.4 6
4 90,0 12 8,1 6
5 210,0 18 11,6 5
6 317,0 38 22.0 4
ности пока еще незначительно вследствие трудностей
изготовления. Однако в последние годы благодаря ус-
пешному применению злектроэрозионной обработки ме-
таллов твердосплавные штампы постепенно начинают
внедряться в производство.
Значительным шагом вперед в изготовлении твердо-
сплавных штампов явилось появление генераторов ко-
ротких импульсов, обеспечивших значительное увеличе-
ние производительности обработки без нарушения цело-
сти обработанной поверхности.
Весь штамповый комплект, т. е. матрица и пуансон,
должны быть изготовлены из твердого сплава. В прак-
тике имеют место случаи, когда пуансон изготовляется
из стали. Это нецелесообразно, так как затупление
пуансона происходит значительно скорее, чем матрицы,
что при недосмотре может вызвать появление заусенцев
на штампуемых деталях и повреждение матрицы.
Для твердосплавных штампов используются метал-
локерамические сплавы с повышенным содержанием
кобальта (например, марки ВК15, ВК20, ВК25), отли-
чающиеся большой вязкостью и меньше подвержен-
ные скалыванию.
Применение твердосплавных штампов эффективно
142
только в массовом производстве, так как оснастка, необ-
ходимая для изготовления штампов, требует значитель-
ных затрат.
Наиболее типичными объектами массовой штампов-
ки, при которой использование твердосплавных штам-
пов высокоэффективно, являются детали магнитопрово-
дов из листовой электротехнической стали для электри-
ческих машин, трансформаторов, всевозможных прибо-
ров и аппаратов.
Изготовление этих деталей требует большого расхо-
да штампов вследствие
твердости электротехни-
ческих сталей, вызываю-
щей быстрое затупление
режущих кромок матриц
и пуансонов. Частые пе-
реточки приводят к боль-
шим задержкам в произ-
водстве и снижают точ-
ность изготовляемых де-
талей. Кроме ТОГО, срок Рис. 78. Матрица для вырубки
службы Штампов ограни- пластин сердечника трансформа-
чивается определенным тора’
количеством переточек,
после чего штамп должен заменяться новым.
Твердосплавные штампы электротехнической про-
мышленности отличаются различной степенью сложно-
сти изготовления. Менее сложные штампы требуются
для вырубки пластин трансформаторов. Значительно
сложнее изготовление штампов для вырубки пластин
магнитопроводов электрических машин, т. е. статоров,
роторов и якорей. Рассмотрим процесс изготовления
этих двух разновидностей штампов.
Матрица штампа для вырубки пластин трансформа-
торного сердечника (рис. 78) представляет собой твер-
досплавную пластину, которая до прошивания в ней ра-
бочего отверстия со всех сторон шлифуется на электро-
эрозионном плоскошлифовальном станке. Абразивное
шлифование применять не следует, так как значитель-
ные механические нагрузки, которые при этом испыты-
вает твердый сплав, обычно ведут к появлению трещин
на его поверхности.
Преимуществом применения электроэрозионного
143
шлифования является возможность выявления пороков
заготовки. Особенно отчетливо выявляется неравно-
мерная по плотности структура твердого сплава, т. е.
имеющиеся в ней рыхлоты и свили. Поверхность каче-
ственного твердого сплава после электроэрозионного
шлифования имеет равномерный серебристый оттенок;
участки меньшей плотности выявляются в виде более
темных пятен и полос. При обнаружении таких дефек-
тов продолжать обработку данной заготовки нецелесо-
образно, так как матрица не будет обладать необходи-
мой стойкостью в работе.
Помимо пороков, выявляющихся при шлифовании,
иногда встречаются включения в твердый сплав непро-
водящих и полупроводящих частиц и комочков. Эти по-
роки обнаруживаются при электроэрозионной обработ-
ке. Признаками их наличия являются перерывы в про-
цессе обработки, возникновение дугового разряда, а в
некоторых случаях изгибание или смещение электрода-
инструмента при подаче. Если такое включение полно-
стью расположено под торцом электрода-инструмента,
то большей частью его можно удалить выскабливанием,
после чего процесс обработки продолжается нормально.
Непроводящее включение может оказаться и на боко-
вой поверхности обрабатываемого отверстия; в этом
случае получается раковина. Очевидно, что в этом слу-
чае продолжать обработку нецелесообразно.
После всесторонней проверки заготовки, в том чи-
сле и на трещины, приступают к обработке предвари-
тельного отверстия. Для этого применяются коробчатые
электроды-инструменты, изготовленные из латуни
(рис. 79). При сравнительно небольшой толщине мате-
риала (1,2—1,5 мм) применение таких электродов-ин-
струментов сокращает продолжительность обработки от-
верстия, так как в этом случае эрозией удаляется только
часть материала. Кроме того, вырезанная сердцевина
может быть использована.
При обработке предварительного отверстия остав-
ляется припуск 0,3—0,5 мм на сторону. Окончательная
обработка отверстия производится сплошным электро-
дом-инструментом.
Электрод-инструмент для окончательной обработки
отверстия в матрице целесообразно изготовлять сбор-
ным из шлифованных призм (рис. 80). Перед обработ-
144
кой должна производиться выверка точности располо-
жения электрода-инструмента относительно направле-
ния подачи. Заготовка матрицы должна быть установ-
лена строго перпендикулярно электроду-инструменту.
После окончательной электроэрозионной обработки
на стенках отверстия должен остаться припуск в 20—
30 мк, который снимается абразивной доводкой. В не-
которых конструкциях боковые торцы матрицы шли-
фуются под небольшим углом к плоскостям, как пока-
зано на рис. 78.
Рис. 79. Коробчатый электрод-
инструмент для предваритель-
ной обработки матрицы.
Рис. 80. Калибровочный
электрод-инструмент.
Матрица с помощью обоймы притягивается болтами к
подушке. Благодаря скосам матрица при этом сильно об-
жимается обоймой. Для увеличения прочности приме-
няют дополнительную припайку матрицы к подушке и
раме. При этом используют припой ПОС-40. Матрицу
покрывают толстым и плотным слоем меди; меднение
производят электроконтактным способом при помощи
вибратора на низком напряжении 12—14 в и токе около
70 а без конденсатора [11]. Допускается применение пе-
ременного тока. Омедненные поверхности облуживают-
ся и спаиваются. Не создавая напряжений, припайка
обеспечивает хорошую передачу усилий на подушку, что
удлиняет срок службы штампа. Припайка матриц твер-
досплавных штампов медными припоями не рекомен-
дуется, так как не дает надежных результатов.
Пуансон изготовляется из инструментальной стали и
армируется твердосплавными пластинками (рис. 81),
которые должны быть точно подогнаны друг к другу.
10 Зак. 1310
145
В настоящее время применяются два способа изго-
товления матриц из твердого сплава для вырубки пла-
Рис. 81. Пуансон, ар-
мированный твердым
стин роторов, якорей и статоров
электрических машин. Диапазон
размеров этих деталей чрезвычайно
велик.
Первый способ предусматривает
изготовление сложного многостерж-
невого электрода-инструмента и
одновременное прошивание всех па-
зовых отверстий (рис. 82). В дру-
сплавом. гом случае матрица устанавливает-
ся на делительном диске и отвер-
стия для пазов прошиваются последовательно одно за
другим. В обоих случаях необходимо подготовить точ-
Рис. 82. Электрод-ин-
струмент и матрица
для вырубки пластин
якоря электрической
машины.
Рис. 83. Приспособления для
вальцовки электродных
стержней.
ные электродные стержни для прошивания пазовых от-
верстий.
Заготовкой служит металл, который прокатывается
между двумя профилированными валками (рис. 83).
146
Прокатка, однако, не может обеспечить необходимой
точности размеров. Поэтому полученные заготовки ка-
либруются. Изготовленные стержни длиной не менее
пятикратной толщины матрицы закрепляются в точном
сборочном кондукторе и запаиваются в обойме при-
поем ПОС-40. Для сохранения точности взаимного рас-
положения стержней во время работы их связывают
передвижным шаблоном.
Перед обработкой пазовых отверстий в твердосплав-
ной заготовке производят электроэрозионное шлифова-
ние плоскостей, расточку центрального отверстия и шли-
фование наружной окружности.
Чтобы обеспечить точное расположение пазовых от-
верстий относительно центрального, при изготовлении
электрода-инструмента предусматривается центральный
направляющий стержень из эбонита, который запрессо-
вывается в отверстие обоймы (рис. 84).
При изготовлении матриц крупных штампов приме-
няются сегментные твердосплавные заготовки (рис. 85),
имеющие некоторый припуск на обработку. После шли-
фования верхней и нижней плоскостей и боковых по-
верхностей матрица собирается и производится круглое
шлифование внутреннего отверстия и наружной окруж-
ности.
Калибровка пазов производится профильными элек-
тродами-инструментами, при этом оставляются припу-
ски на окончательна ю абразивную обработку. Сегменты
крепятся к подушке штампа с помощью болтов. Резьба
нарезается в теле сегментов электроэрозионным спо-
собом.
Изготовление твердосплавных пуансонов произво-
дится из нарезанных в размер заготовок с помощью
электроэрозионной обработки методом обратного копи-
рования (рис. 86). В качестве электрода-инструмента
применяются медные или латунные пластинки с про-
фильным отверстием. Для изготовления одного пуансо-
на необходимо несколько раз заменять пластинки.
В пластинках прошиваются точные установочные от-
верстия под штифты на электрододержателе, чем дости-
гается единообразие в их расположении.
Твердосплавные штампы очень чувствительны к ма-
лейшим несовпадениям отверстий в матрице и пуансоне.
Малейшая неточность в совмещении или люфты на
10*
147
колонках могут вывести из строя весь штамповый ком-
плект. Поэтому применяются особо надежные конструк-
ции колонок и плавающая подвеска пуансона, исклю-
чающая неточность пресса.
Обычные колонки с трущимися направляющими
втулками даже при самом тщательном их изготовле-
Рнс. 84. Конструкция сбор-
ного электрода-инструмента:
1 — хвостовик для крепления элек-
трода-инструмента; 2 — обойма;
3 — электродные стержни; 4 — на-
правляющий стержень.
Рис. 85. Твердосплавная
сегментная заготовка.
Рис. 86. Схема изготовления твер-
досплавного пуансона методом об-
ратного копирования;
/ — фиксирующие штифты; 2 — обработанная
часть пуансона; 3 — электрод-инструмент;
4 — необработанная часть пуансона.
нии и термической обработке для твердосплавных штам-
пов малопригодны. Не оправдывают себя и азотирован-
ные колонки. Единственным радикальным средством
против износа колонок является применение шариковых
направляющих, полностью исключающих износ и люф-
ты. Шарики находятся между колонками и втулками
под некоторым натягом.
Изготовление кузнечных штампов. Высокая твер-
дость некоторых марок сталей, применяемых для куз-
нечных штампов, затрудняет изготовление фигурных по-
148
лостей фрезерованием и слесарной обработкой, а также
на копировально-фрезерных станках. При больших раз-
мерах полостей целесообразно использовать электро-
эрозионные станки, которые питаются от машинных ге-
нераторов импульсов.
При площадях полостей до 12 000 jwjw2 используются
электроэрозионные станки с генераторами МГИ-2, при
больших площадях — станки с генераторами МГИ-3.
Обработка на станках с машинными генераторами
импульсов ведется в веретенном масле. Электродом-ин-
струментом является анод, изготовляемый из меди или
специальных сортов графита. В последнем случае износ
электрода-инструмента ничтожно мал.
Электроэрозионные станки с машинными генерато-
рами импульсов позволяют получить интенсивность
съема металла до 6000 мм31мин и выше. Однако произ-
водительность обработки сильно зависит от площади.
При малых площадях она снижается. Для каждой пло-
щади имеется оптимальный режим обработки, при кото-
ром производительность наибольшая.
Чистота поверхности, полученная при электроэрози-
онной обработке стальных заготовок, недостаточна и
требуется дополнительная обработка при помощи абра-
зивов или релаксационных генераторов импульсов на
режимах, обеспечивающих 5—6-й класс чистоты поверх-
ности.
Большое количество продуктов эрозии, образующих-
ся в межэлектродном промежутке, требует интенсивного
удаления, которое производится вибрацией электродов-
инструментов или нагнетанием жидкости сквозь них.
Изготовление чеканочных штампов. Чеканочные
штампы отличаются небольшой глубиной полости, очер-
тания которой представляют собой какую-либо фигуру
или рисунок. При изготовлении чеканочных штампов
производительность обработки имеет второстепенное
значение, так как объем металла, подлежащий удале-
нию, обычно невелик. В то же время для получения
точного изображения желательно вести процесс обра-
ботки при наименьшем износе электродов-инструментов.
Это достигается использованием станков с генератором
RCL.
Чеканочные штампы обрабатываются на режимах ма-
лой мощности. Электроды-инструменты изготовляются
149
<?
Рис. 87. Открытый (а) н закры-
тый (б) профили фасонных резцов.
диска и
хорошую
из меди гальванопластическим путем или напылением
в гипсовые формы.
При больших поверхностях матриц для лучшего уда-
ления продуктов эрозии применяется вибрация элек-
трода-инструмента.
Профилирование твердосплавных резцов. Профили-
рование твердосплавных резцов может производиться
методом прошивания, т. е. при поступательном движе-
нии электрода-инструмента относительно резца, и мето-
дом шлифования, т. е. применением вращающегося про-
фильного электрода-инструмента. Первый способ значи-
тельно проще, не требует специального электроэрозион-
ного профильно-шлифо-
вального станка, освобо-
ждает от необходимости
в периодической правке
электродного
обеспечивает
точность обработки.
Учитывая специфику
электроэрозионной обработки, твердосплавные профиль-
ные резцы необходимо подразделить на две разновидно-
сти: первая — резцы с открытым профилем (рис. 87, а)
и вторая — резцы с закрытым профилем (рис. 87,6).
Обработка твердосплавного резца открытого профиля
производится при помощи дискового электрода-инстру-
мента, который вытачивается из чугуна или латуни,
в зависимости от применяемого типа генератора импуль-
сов. Профиль дискового электрода-инструмента —обрат-
ный профилю резца, т. е. все выступы на резце являются
впадинами на электроде-инструменте. Изготовление
дискового электрода-инструмента требует подготовки
пластинчатых шаблонов, по которым контролируется
профиль в процессе изготовления.
Обработка профиля электродного диска должна про-
изводиться на оправке на центральном отверстии. Бо-
ковые плоскости диска подрезаются на той же оправке.
Электродный диск после его изготовления крепится на
штыре переходного кронштейна, который зажимается в
электрододержателе электроэрозионного станка.
Врезание электрода-инструмента в твердый сплав
производится на полную глубину (рис. 88).
При обработке профиля электрод-инструмент изна-
150
шивается. Для получения полного профиля электрод-
ный диск периодически поворачивается на некоторый
угол, чтобы каждый полный проход производился неиз-
ношенным участком. Для образования профиля в твер-
дом сплаве толщиной 18—20 мм необходимо 6—8 про-
ходов. Первые два прохода производятся на предвари-
Рнс. 88. Профилирование твердосплавной
пластинки на станке JIK3-18.
тельном режиме для съема основного объема металла,
последующие — на чистовом режиме и окончательная
обработка—двумя проходами на отделочном режиме.
Резец затачивается на плоскошлифовальном элек-
троэрозионном станке.
Значительно сложнее подготовка электродов-инстру-
ментов для обработки закрытых профилей. Дисковый
электрод-инструмент в данном случае не может быть
использован. Электроды-инструменты выполняются в
виде стержней. Обработка прямолинейного профиля
электрода-инструмента производится путем предвари-
тельной строжки заготовки и затем шлифованием. Твер-
151
досплавный резец профилируется тем же приемом, как
описано выше, но при переходе с черновой обработки
на чистовые режимы необходимо небольшое смещение
электрода-инструмента в глубь профиля, так как при
чистовых режимах зазоры и межэлектродные промежут-
ки меньше, чем при черновых.
При закрытых профилях получение необходимой точ-
ности профиля на резце также значительно сложнее.
Поэтому закрытые профили целесообразно обрабаты-
вать в два приема: вначале дисковым, а затем пластин-
чатым электродом-инструментом, который снимает
оставшийся металл.
Все грани твердосплавных профильных резцов необ-
ходимо доводить абразивными пастами до 10-го клас-
са чистоты поверхности.
Изготовление профильных твердосплавных волок.
Основным процессом изготовления профильного прут-
кового металла является волочение на специальных во-
лочильных станках. Образование профиля прутка про-
изводится его обжатием при помощи волок, сквозь ко-
торые пруток протягивается. Профиль волоки должен в
точности соответствовать заданному профилю и разме-
рам прутка. Волоки испытывают большие нагрузки и
изнашиваются истиранием. Потеря размеров волоки
снижает точность прутка, вследствие чего срок ее служ-
бы ограничен.
Наименее стойки волоки из инструментальных ста-
лей. В настоящее время основным материалом для их
изготовления являются металлокерамические твердые
сплавы, стойкость которых в десятки раз выше стой-
кости стали.
Металлообрабатывающая промышленность выпу-
скает большое количество всевозможного пруткового
металла. Некоторые профили, изготовляемые волоче-
нием, показаны на рис. 89, а. Обжатие металла при его
протягивании через волоку происходит постепенно. На
рис. 89,6 показаны зоны рабочего отверстия волоки:
входная, смазочная, рабочая (в которой происходит об-
жатие), калибрующий поясок и выходная распушка.
Для изготовления каждой зоны рабочего отверстия не-
обходим электрод-инструмент.
Элементы электродов-инструментов крепятся на
оправке, имеющей цилиндрический хвостовик, который
152
зажимается в электрододержателе электроэрозионного
станка. В качестве примера на рис. 90 показан комплект
электродов-инструментов, применяемый для изготовле-
ния шестигранных волок.
Вз
Рис. 89. Распространенные профили проволоки, пруткового
металла и труб (а) и разрез волоки (б).
Электроды-инструменты изготовляются механиче-
ской обработкой. При массовом изготовлении твердо-
сплавных волок эффективным способом заготовки элек-
тродов-инструментов является напыление меди в спе-
циальные разъемные формы с помощью аппарата для
металлизации.
153
Профильные электроды-инструменты можно полу-
чать также прессованием медного луженого порошка
и последующим спеканием при температуре около 300’.
Если рабочее отверстие волоки обрабатывается до ее
закрепления в обойме, то боковая и торцовые поверхно-
сти волоки должны быть отшлифованы.
Рис. 90. Комплект электродов-инструментов для обработки
шестигранных твердосплавных волок:
1 — оправка, на которой собираются детали электродов; 2 н 3 — детали электродов
для обработки распушек волоки; 4 — электрод-инструмент в сборе на оправке;
5 — стержневой электрод для обработки калибрующего пояска.
Для правильного расположения отверстия волоки от-
носительно боковой стенки волоку крепят на столе элек-
троэрозионного станка с помощью призмы, как пока-
зано на рис. 91.
Электроэрозионная обработка малых отверстий.
Сверление отверстий диаметром менее 0,3 мм представ-
ляет собой трудоемкую операцию даже в тех случаях,
когда материал детали хорошо поддается обработке
резанием. Вследствие этого электроэрозионная обра-
ботка отверстий таких диаметров получила довольно
широкое применение в промышленности. Электроэро-
154
знойная обработка отверстий малого диаметра исполь-
зуется в основном в распылителях дизельной топливной
аппаратуры. Диаметр отверстий в распылителях состав-
ляет в зависимости от их конструкции 0,15, 0,25 и
0,30 мм, иногда и более.
Рнс. 91. Электроэрозионная обработка
волок на станке ЛКЗ-18.
В качестве электрода-инструмента применяется ла-
тунная проволока марки Л-62. Диаметр проволоки дол-
жен быть несколько меньше диаметра отверстия и за-
висит от режима обработки. Так, например, при обра-
ботке отверстий диаметром 0,15 мм на режиме
Г/н=200 в, С = 0,1 мкф и /ср =0,3 а используется про-
волока диаметром 0.125-0-002 мм.
Если во время работы напряжение поддерживается
постоянным, то точность обработки отверстий уклады-
вается в 0,01 мм. Электродная проволока должна тща-
тельно проверяться. На ней не должно быть поврежден-
155
ных участков, так как дефекты поверхности проволоки
искажают форму отверстия.
Перед тем как пустить проволоку в работу, ее наре-
зают на куски длиной примерно 0,5 м и рихтуют для
придания прямолинейности. Для рихтовки проволоку
натягивают и пропускают импульсы тока по ней. При
этом проволока разогревается и вытягивается, приобре-
тая прямолинейность и большую упругость. Схема
устройства для рихтовки проволоки приведена на
рис. 92.
Рнс. 92. Схема устройства для рихтовки
проволоки:
/и 3 — зажимы для присоединения проволоки;
2 — проволока; 4 — пружина; 5 — сопротивление;
6 — контактная кнопка; 7 — понижающий транс-
форматор.
После рихтовки проволока заправляется в механизм
подачи. Одновременно с подачей ей сообщаются вибра-
ции, необходимые для удаления продуктов эрозии из
межэлектродного промежутка. Вибрации создаются
электромагнитным вибратором, который питается от
сети переменного тока. Частота вибраций составляет
100 гц; амплитуда их лежит в пределах 0,02—0,1 мм.
Величина амплитуды вибраций существенно влияет на
устойчивость и производительность процесса обработки
и на качество поверхности отверстия; подбирается она
в зависимости от режима обработки и диаметра про-
волоки. Для регулирования вибраций в цепь обмотки
электромагнитного вибратора вводится реостат. Про-
должительность прошивания отверстий малого диамет-
156
ра зависит от режима обработки, глубины и диаметра
отверстия.
В табл. 13 приведены некоторые данные о произво-
дительности обработки малых отверстий.
Таблица 13
Производительность обработки малых отверстий
при Up = 170 в, /из = 0,4 а, С = 0,2 мкф’,
электродная проволока — из латуни ЛС-62;
рабочая жидкость—керосин
Диаметр отверстий (в мм) Глубина отверстий
0,65 мм 1 мм 2 мм 3 мм
Длительность обработки
О,15+0,01 О,25+0-01 О,35+0’01 23 сек. 25 сек. 35 сек. 1 мин. 20 сек. 45 сек. 55 сек. 3 мнн. 30 сек. 2 мин. 30 сек. 2 мин. 20 сек. 12 мин. 4 мин. 6 мнн. 30 сек.
Амплитуда вибраций А = 0,08—0,1 мм.
При режиме обработки Up = 100 в, /к= 1 а и С —
= 0,5 мкф, при электродной проволоке из латуни Л-62
и материале обрабатываемой детали сталь Х18Н9Т про-
шивание отверстия диаметром 0,25+0,01 мм и глубиной
2 мм длится 55 сек., а при глубине 3 мм время проши-
вания возрастает до 2 мин. Амплитуда вибраций А =
= 0,12—0,15 мм.
Как видно из данных табл. 14, применение вращаю-
щихся электродов ускоряет обработку.
Обработка малых отверстий в деталях топливной
аппаратуры должна производиться с большой точно-
стью. Обычно допуск на диаметр отверстия составляет
0,01 мм. Из этого следует, что необходим тщательный
контроль.
Основными элементами контроля в распылителях
дизельных форсунок являются суммарное сечение отвер-
стий и правильное расположение их по окружности и
относительно оси распылителя.
157
Таблица 14
Длительность обработки отверстий диаметром 0,5+0.05 mmi
I — вибрирующим электродом (А =0,12—0,15 мм),
II— вращающимся электродом (« = 3000 об мин.)
при Up = 170 в, /к = 0,4 а, С = 0,5 мкф-,
электродная проволока —из хромистой меди;
рабочая жидкость—керосин
1 Глубина от- верстий (в мм) Обрабатываемый материал
Сталь 18.ХНВА Твердый сплав ВК8
1 И I п
1 1 мин. 30 сек. 35 сек. 1 мин. 20 сек. 50 сек.
2 3 мин. 40 сек. 1 мин. 10 сек. 2 мин. 10 сек. 2 мии. 10 сек.
3 5 мин. 50 сек. 2 мин. 35 сек. 6 мин. 40 сек. 4 мин. 50 сек.
5 11 мин. 20 сек. 6 мин. 20 сек. 12 сек. 7 мин. 35 сек.
Суммарное сечение отверстий измеряется пневмати-
ческим методом. Этот метод основан на использовании
водяного манометра с жидкостным регулятором давле-
ния. Принципиальная схема прибора для измерения про-
ходного (живого) сечения отверстий представлена на
• рис. 93. Воздух от заводской сети или специального ком-
прессора поступает в трубку 1 под любым избыточным
давлением и затем в трубку 2, погруженную на опреде-
ленную глубину Н в бачок 3, наполненный водой; ба-
чок сообщается с атмосферой. Сжатый воздух вытесняет
воду из трубки 2, а избыток воздуха выходит через воду_
пузырьками в атмосферу. Таким образом, давление воз-
духа в трубке 2 будет постоянным, равным высоте во-
дяного столба Н.
Через отверстие 4 воздух попадает в камеру 5 и вы-
ходит из нее через измеряемые отверстия 7. Давление
в камере 5, обусловленное сечением сопловых отверстий
в распылителе, определяется высотой Л, т. е. разностью
158
уровней воды в бачке 3 и в стеклянной трубке 6, слу-
жащей манометром. Нижняя часть трубки соединяется
с бачком <3. На стеклянной трубке 6 имеется шкала с
отметками, определяющими верхний и нижний пределы
допустимого суммарного проходного сечения отверстий.
Конструкции и действие пневматических измеритель-
ных приборов подробно описаны в литературе [14].
Проверка взаимного расположения отверстий и угла
наклона их к оси распыли-
теля производится нагне-
танием керосина через от-
верстия, для чего приме-
няется прибор, изображен-
ный на рис. 94.
Керосин подается шесте-
ренчатым насосом в пусто-
телый шпиндель, на конце
которого при помощи на-
кидной гайки установлен
распылитель. Шпиндель на-
клонен к горизонтальной
Рис. 93. Схема прибора для из-
мерения сечения отверстий:
/ — ввод сжатого воздуха; 2 — трубка;
.? — бачок с водой; 4 — отверстие ма-
лого сечения; 5 — камера; 6 — стек-
лянная трубка; 7 — измеряемые отвер-
стия; 8 — прижим.
к оси распылителя.
может поворачиваться на
по которому можно опре-
плоскости под тем углом,
который предусмотрен для
отверстий. В нижней части
прибора расположена шка-
ла с делениями в ’Л0, по ко-
торой определяется погреш-
ность угла наклона отверстий
Шпиндель приспособления
360°. На нем имеется лимб,
делить расположение отверстий по окружности. Точ-
ность углового отсчета на данном приборе также рав-
на */2°.
Во избежание засорения сопловых отверстий перед
заливкой в бачок прибора керосин должен быть отфиль-
трован. В комплект прибора входит фильтр двойной
очистки. Заменять керосин в приборах не рекомендует-
ся, так как в процессе работы он непрерывно дополни-
тельно очищается.
Перед контролем распылителей следует производить
их промывку керосином под давлением. Керосин дол-
жен нагнетаться сквозь сопловые отверстия с наруж-
ной стороны распылителя.
159
Практикой установлено, что проверка сечения отвер-
стий на пневматическом приборе сразу после их про-
шивания дает заниженные результаты. Причиной этого
Рис. 94. Прибор для определения углов рас-
положения отверстий (кожух, закрывающий
распылитель, не показан):
1 — лимб; 2 — распылитель; 3 — струя жидкости;
4 — шкала; 5 — пластинка со щелью; 6 — ванна для
жидкости; 7 — трубки для подвода и отвода жидкости;
8 и 9 — винты для установки прибора по уровню.
является пленка керосина на стенках отверстий. При-
мерно за 10 часов пленка ликвидируется, и измерения
получаются более точными.
При массовом производстве, когда потеря времени
недопустима, пленка керосина может быть удалена ки-
160
пячением распылителей в стерилизаторе и просушкой в
термостате при 120°.
Прошивание пазов для лопаток в бандажах газо-
вых турбин. В этих бандажах необходимо обработать
отверстия, имеющие форму сечения лопатки. При значи-
Рис. 95. Прошивание фасонных отверстий
под лопатки газовой турбины.
тельной толщине материала единственным рациональ-
ным методом является прошивание отверстий на элек-
троэрозионных станках. На рис. 95 показан станок
ЛКЗ-18 с установленным на нем бандажом газовой тур-
бины во время обработки.
При толщине материала около 20 мм продолжитель-
ность обработки одного окна составляет около часа.
Точность обработки лежит в пределах 0,1 мм.
11 Зак. № 1310
161
Рис. 96. Извлечение обломков сверл из
смазочных отверстий коленчатого вала
трактора:
а — расположение н размеры смазочных отверстий;
б — коленчатый вал, установленный на электроэро-
зионном станке ЛКЗ-18В для извлечения ооломка
сверла из смазочного отверстия.
162
Извлечение обломков инструментов из деталей ма-
шин. Во всех отраслях машиностроения извлечение об-
ломков метчиков, сверл, болтов и шпилек из деталей
машин и приборов представляет трудоемкую, а иногда
и невыполнимую операцию. Особенно затруднительно
извлечение обломков инструмента, застрявшего в глу-
боких отверстиях.
Способы электроэрозионной обработки позволяют
без особых затруднений выполнять эти операции. Од-
ним из примеров является извлечение обломков сверл
из смазочных отверстий коленчатых валов тракторов,
автомобилей и других двигателей.
На рис. 96, а показаны смазочные отверстия на уча-
стке коленчатого вала тракторного двигателя. Извлече-
ние обломка сверла, находящегося обычно в конце от-
верстия, производится путем прошивания его сердцеви-
ны с помощью трубчатого или сплошного электрода.
Применение трубчатого электрода позволяет нагнетать
рабочую жидкость в зону обработки. Отверстие, проши-
тое в сверле, делит его на части, удаление которых за-
труднений уже не представляет.
На рис. 96, б изображен процесс извлечения облом-
ка сверла из смазочного отверстия тракторного колен-
чатого вала. Для этой операции используется специа-
лизированный электроэрозионный станок Л КЗ-18В, от-
личающийся возможностью установки рабочей головки
под нужным углом и наличием ванны для рабочей жид-
кости большого объема. Процесс ведется на режиме
предварительной обработки. На извлечение обломка
сверла длиной 30—35 мм и диаметром 12—16 мм затра-
чивается около 20 мин.
24. Шлифование
Электроэрозионное шлифование применяется для
предварительной обработки при необходимости съема
большого количества металла, для сглаживания поверх-
ности, а также для выполнения очень тонких работ по
шлифованию прецизионных деталей, когда съем метал-
ла невелик, но требуется весьма высокая точность об-
работки.
Электроэрозионное шлифование, как и абразивное,
П* 163
используется для обработки плоскостей и поверхностей
тел вращения.
Круглое шлифование. Электроэрозионное круглое
шлифование обычно производится на универсальных
электроэрозионных станках, служащих для обработки
полостей и отверстий. Эти станки оборудуются вращаю-
щимися столами, на которых крепятся обрабатываемые
детали.
Специализированных электроэрозионных круглошли-
фовальных станков с широким диапазоном технологиче-
ских возможностей промышленность еще не выпускает.
Только для обработки некоторых деталей топливной
аппаратуры изготовляются узкоспециализированные
станки и приспособления для выполнения прецизион-
ных работ (например, для шлифования конусов).
В практике электроэрозионной обработки металлов
нашли применение следующие операции электроэрози-
онного круглого шлифования:
1) обработка рабочих отверстий твердосплавных
фильер (волок) диаметром от 0,5 до 80 мм:
2) шлифование отверстий в твердосплавных втулках
для люнетов и в цангах;
3) шлифование отверстий и наружной окружности
заготовок матриц твердосплавных штампов;
4) предварительная обработка внутренних и наруж-
ных цилиндрических поверхностей магнитов;
5) обработка конусов в распылителях дизельных
форсунок;
6) шлифование цилиндрических пакетов магнитопро-
водов;
7) шлифование цилиндрических отверстий неболь-
ших диаметров на большую глубину.
Электроэрозионное плоское шлифование применяет-
ся для обработки твердых и магнитных сплавов, а также
деталей из стали. В настоящее время с помощью элек-
троэрозионного плоского шлифования производятся
следующие работы:
1) шлифование поверхностей матриц и пуансонов
штампов из твердых сплавов;
2) заточка некоторых разновидностей твердосплав-
ных резцов;
3) шлифование поверхностей твердосплавных пла-
стин для режущего инструмента;
164
4) предварительное шлифование поверхностей ли-
тых магнитов;
5) чистовое шлифование поверхностей магнитопро-
водов.
Обработка рабочих отверстий твердосплавных волок.
Электроэрозионное шлифование отверстий твердосплав-
ных волок в зависимости от размеров отверстий произ-
водится различными способами. При диаметре до 3 мм
отверстия обрабатываются на электроэрозионном стан-
ке ЛКЗ-48 с помошью вращающегося электрода-инстру-
мента. Обрабатываемая волока устанавливается на
стол станка и закрепляется прижимами.
Вращающийся электрод-инструмент проходит через
направляющий кондуктор, препятствующий его откло-
нению под действием центробежной силы. Скорость
вращения электрода-инструмента обычно лежит в пре-
делах 2000—3000 об/мин.
При диаметре отверстия до 1 мм центробежная
сила на участке электрода-инструмента, расположенном
под кондуктором, может оказаться довольно значитель-
ной, вследствие чего отверстие получится коническим,
расширяющимся к нижнему основанию обрабатываемой
детали. Для получения цилиндрического отверстия ско-
рость вращения должна быть согласована с диаметром
и длиной электрода-инструмента. При помощи профиль-
ных электродов-инструментов на станке ЛКЗ-48 могут
быть обработаны все участки рабочего отверстия волок
небольших размеров.
Твердосплавные волоки больших размеров аналогич-
ным способом обрабатываются на станке ЛКЗ-18 или
ЛКЗ-57. Вращающийся электрод-инструмент закреп-
ляется в приспособлении, прикрепленном к регулятору
подачи станка.
Приспособление для вращения электрода-инстру-
мента приведено на рис. 97. Оно представляет собой
компактный механизм, состоящий в основном из шпин-
деля 1 с цанговым зажимом 2, электродвигателя 3, зуб-
чатой передачи 4 и токоподводящего устройства 5.
Вначале обрабатывается цилиндрическая калибрую-
щая зона, а затем сопрягающиеся с ней конические
части рабочего отверстия. Для того чтобы все участки
рабочего отверстия были концентричны, вращающийся
электрод-инструмент центрируется по цилиндрическому
165
пояску при помощи хвостовика с изоляционной втул-
кой (рис. 98).
Крупные твердосплавные волоки и кольца обраба-
тываются на вращающемся столе, установленном на
станке ЛКЗ-18. Обработка отверстий в волоках произ-
Рис. 97. Приспособление для вращения электрода-
ииструмеита:
1 — шпиндель; 2 — цанговый зажим; 3 — электродвигатель;
4— ведущая шестерня; 5— ведомая шестерня (из текстолита);
6 — токоподводяшая щетка; 7 — изоляция шариковых под-
шипников.
водится стержневым электродом-инструментом, совер-
шающим возвратно-поступательное движение.
Теми же приемами обрабатываются твердосплавные
втулки для люнетов, цанги, заготовки калибров, раста-
чиваются отверстия матриц вырубных твердосплавных
штампов.
Круглое шлифование заготовок постоянных магнитов.
При необходимости предварительной обработки отвер-
стий в заготовках из магнитных сплавов применяются
приемы, аналогичные описанным выше, но для снятия
припусков обработка ведется с помощью машинных ге-
нераторов импульсов. Производительность обработки
166
при этом весьма высока и достигает 500 мм? I мин при
режиме U = 40 в и/р = 50 а. Такой режим применяется,
когда допуск на диаметр должен быть не более
0,1 мм.
Например, при диаметре отверстий до 10 мм снятие
литейного припуска происходит крайне медленно, тре-
бует большой скорости вращения абразивных кругов,
расход их велик, и операция раз-
делки отверстия малопроизводи
тельна. Предварительное шлифо-
вание в таких случаях может
производиться с помощью при-
способления, представляющего
собой вращающийся стол, уста-
новленный на каком-либо элек-
троэрозионном станке, например
ЛКЗ-18.
Обрабатываемая деталь кре-
пится в том или ином зажимном
Рис. 98. Обработка кони-
ческого отверстия вра-
щающимся электродом-
инструментом с напра-
вляющим хвостовиком
из изоляционного мате-
риала:
7 — вращающийся электрод-
инструмент; 2—обрабатывае-
мое отверстие; 3 — изоляцион-
ная втулка; 4 — твердосплав-
ная заготовка.
приспособлении, которое обес-
печивает необходимую центров-
ку ее. Электрод-инструмент вво-
дится в отверстие и ему сооб-
щается поперечное перемеще-
ние до тех пор, пока отверстие
не достигнет требуемого диа-
метра.
Схема процесса представ
лена на рис. 99, а. Обработ
ка отверстия производится на не-
скольких режимах, обычно на трех. Переключение ре-
жимов выполняется одновременно с поворотом элек-
трода-инструмента, благодаря чему вводится в работу
его неизношенная сторона. В качестве электродов-
инструментов используются медные или чугунные стер-
жни. Этим методом могут обрабатываться отверстия
диаметром от 3 мм. Генератором импульсов является
машина МГИ-2. Недостатком способа является большой
расход электродного материала вследствие того, что
сердцевина стержня остается неиспользованной.
Более экономичный способ обработки отверстия
представлен на рис. 99, б. Он отличается прямолиней-
ной подачей стержневого электрода-инструмента под
167
некоторым углом к оси вращения детали. В данном слу-
чае использование электродного материала полное.
Рис. 99. Предварительная обработка цилиндрических отверстий;
а — электрод-инструмент перемещается параллельно образующей цилиндра;
6 — электрод-инструмент перемещается под у!лом к образующей цилиндра
вдоль своей оси.
Аналогичная схема может быть применена с гене-
ратором RC, СС или разобщенным при обработке филь-
Рис. 100. Обработка профильного
отверстия параллельным переме-
щением электрода-инструмента.
еры с помощью электро-
да-инструмента. Профиль
электрода - инструмента
соответствует очертаниям
рабочего отверстия филь-
еры. Подача осущест
вляется боковым переме-
щением (рис. 100). По
мере износа электрод-ин-
струмент отодвигается,
поворачивается на неко-
торый угол и снова вво-
дится в действие. При об-
работке некоторых дета-
лей необходимы точность
в несколько микронов,
строгая прямолинейность
стенок отверстия и отсут-
ствие эллипса. Выполне-
ние этих требований возможно, если используемые при-
способления обладают необходимой точностью и исклю-
чено влияние износа электрода-инструмента.
168
Одним из приемов точной электроэрозионной обра-
ботки цилиндрических отверстий является применение
в качестве электрода-инструмента тонкой проволоки,
перемещающейся по оправкё, которая вводится в отвер-
стие обрабатываемой детали, установленной на враща-
ющемся столе. Схема такого устройства представлена
на рис. 101.
Рис. 101. Обработка отверстия перемещающейся
проволокой:
1—'катушка с запасом проволоки; 2— электродная проволока;
колодочный тормоз; 4 ~ оправка; 5— обрабатываемая
деталь; 6 — опорный камень; 7 — ролик; 8 — токоподводящая
вставка из меди; 9 —- поджимающий рычаг; 10 — нажимной
ролик; // — ведущий ролик; 12 — электродвигатель.
Проволокопротяжный механизм имеет ролики, ко-
торые тянут проволоку, сматывающуюся с катушки и
проходящую через оправку. Оправка при помощи карет-
ки совершает возвратно-поступательное перемещение.
При сближении проволоки со стенкой отверстия проис-
ходят разряды, удаляющие металл. По мере увеличения
диаметра отверстия приспособление перемещается в на-
правлении, перпендикулярном оси отверстия. Диаметр
отверстия контролируется по индикатору. Благодаря
непрерывному перемещению проволоки износ ее не ска-
зывается на точности обработки, так как в зону разря-
дов непрерывно вступают свежие участки ее. Скорость
перемещения проволоки составляет 120—200 мм/мин,
вследствие чего расход ее невелик. Точность обработки
169
Рис. 102. Схема шлифо-
вания ротора из магнит-
ного сплава:
1 — обрабатываемая деталь;
2 — дисковый электрод-инстру-
мент.
отверстия зависит от точности шпинделя вращающе-
гося стола и прямолинейности направляющих, переме-
щающих проволокопротяжный механизм.
При наружном шлифовании цилиндрических деталей
(например, роторов генераторов, представляющих со-
бой отливку из магнитного сплава) используется прием,
показанный на рис. 102.
Обработка производится при помощи • дискового
электрода-инструмента из чугуна, который вращается
со скоростью 10—Г5 м]сек. Об-
рабатываемая деталь вращается
с небольшой скоростью — при-
мерно 100 об/мин. Оси вращения
детали и дискового электрода-
инструмента взаимно-перпенди-
кулярны. Благодаря этому износ
диска не искажает его формы, и
профиль сохраняется неизмен-
ным. Обдирочное шлифование по
этой схеме производится на пере-
менном токе 40 в, причем в меж-
электродном промежутке проис-
ходит выпрямление тока, а через
промежуток между электродами
проходит только полуволна тока,
при которой обрабатываемая де-
таль является катодом. При токе
800 а производительность обра-
ботки достигает 30000 мм?1мин.
Эта операция обработки ма-
гнитных сплавов может применяться и при плоском
шлифовании. Так как поверхность получается грубой,
то необходима окончательная чистовая обработка абра-
зивным шлифованием. Применение описанного метода
обдирочного шлифования дает в массовом производстве
большую экономию абразивных кругов. Он может быть
также использован при питании от машинных генерато-
ров импульсов. В этом случае большой скорости вра-
щения дискового электрода не требуется—достаточно
1—2 м!сек.
Процесс наружного электроэрозионного шлифования
применяется для чистового шлифования цилиндриче-
ских поверхностей якорей и роторов электрических ма-
170
шин. Для этой цели применяется приспособление, на ко-
тором в центрах устанавливается обрабатываемая де-
таль, которая приводится во вращение с помощью ре-
дуктора. Приспособление вместе с обрабатываемой де-
талью устанавливается на электроэрозионном станке
Рис. 103. Шлифование поверхности якоря
электрической машины па стайке J1K3-37:
/“Червячная передача; 2— дисковый электрод-
инструмент; 3 — обрабатываемый якорь; 4 — центро-
вая скоба; 5 — электродвигатель.
ЛКЗ-37 и совершает возвратно-поступательное переме-
щение относительно дискового электрода-инструмента
(рис. 103).
Шлифование плоскостей. Абразивное шлифование
плоскостей деталей из твердых сплавов дает положи-
тельные результаты по производительности и качеству
обработки только при условии применения алмазных
171
кругов. Плоское шлифование твердосплавных деталей
кругами из зеленого карбида кремния малопроизводи-
тельно и вызывает на поверхности твердого сплава тре-
щины.
При электроэрозионном шлифовании на предвари-
тельных режимах появление дефектов этого рода воз-
можно, но в меньшей степени. При отделочных режимах
нарушения поверхности отсутствуют. Чистота поверх-
ности твердого сплава после обработки на отделочных
режимах составляет V 8.
Рис. 104. Способы подачи электрода-инстру-
мента при электроэрозионном шлифовании:
а — подача на плоскость; б — подача на врезание;
а — регулируемый промежуток.
Электроэрозионное плоское шлифование деталей из
твердых сплавов осуществляется торцом дискового
электрода-инструмента. Скорость вращения диска 80—
120 об/мин. При такой скорости обработка в ванне с
жидкостью производится без каких-либо брызгозащит-
ных приспособлений.
Процесс можно вести при подаче на врезание и нор-
мально к обрабатываемой плоскости (рпс. 104). При
большом диаметре дискового электрода-инструмента и
малых размерах обрабатываемых деталей рабочий то-
рец диска изнашивается неравномерно, вследствие чего
постепенно образуется конус износа. Причина этого яв-
ления заключается в том, что периферийные участки по-
верхности диска имеют большую площадь, чем распо-
ложенные ближе к центру, а объемный износ одинаков.
Поэтому участки диска, расположенные ближе к пери-
ферии, изнашиваются на меньшую глубину, чем внутрен-
ние. При автоматической подаче это явление нарушает
172
работу станка, вследствие чего необходима периодиче-
ская правка диска резцом или разрядами на обратной
полярности.
Плоское шлифование деталей твердосплавных штам-
пов может производиться на приспособленном для этой
цели станке ЛКЗ-18 (рис. 105). На консольном крон-
штейне станка устанавливается электродвигатель / с ре-
дуктором 2, понижающим скорость вращения элек-
тродного диска 3 до 100—120 об/мин. Обрабатываемая
деталь устанавливается на столе 4. Сближение элек-
тродного диска с обрабатываемой деталью производит-
ся вертикальным перемещением консольного крон-
штейна. Подача на врезание при горизонтальном пере-
мещении консольного кронштейна производится автома-
тическим регулятором. Возвратно-поступательное дви-
жение управляется конечными переключателями.
При шлифовании небольших деталей на элек-
троэрозионном станке ЛКЗ-37 величина снятого твердого
сплава определяется по шкале с ценой деления 0,01 мм
(рис. 106). Так как площадь рабочей поверхности диска
значительно больше поверхности обрабатываемой дета-
ли, то износ диска в течение процесса обработки одной
детали настолько мал, что не вносит погрешности в из-
мерения.
Заточка твердосплавных резцов может производиться
на электроэрозионном станке ЛКЗ-18, на стол которого
устанавливается специальное приспособление (рис.107),
которое приводит во вращение чугунное кольцо, слу-
жащее электродом-инструментом. Обрабатываемая де-
таль или резец крепятся в электрододержателе станка.
Для получения ровной поверхности консольному крон-
штейну станка сообщается возвратно-поступательное
движение.
При шлифовании деталей на электроэрозионных
станках необходимо избегать коротких замыканий, так
как в том месте детали, где происходят замыкания,
процесс прекращается и образуется выступ на поверх-
ности металла.
В условиях массового производства электроэрозион-
ное шлифование легко поддается автоматизации. На-
пример, при обработке плоскостей однотипных деталей
целесообразно применять станки карусельного типа, на
которых шлифование производится с подачей на врезание.
173
Рис. 105. Плоское шлифование па приспо-
собленном для этой цели станке ЛКЗ-18:
1 — электродвигатель; 2 — редуктор; 3 — дисковый
электрод-инструмент; 4 — стол-
174
Для этого привод карусели осуществляется с помощью
автоматического регулятора.
Этот способ электроэрозионного шлифования еще не
получил широкого промышленного применения, однако
он не сложен и несомненно в скором времени получит
распространение при обработке плоских деталей мас-
сового выпуска.
Рис. 106. Определение величины удаленного
слоя металла при плоском шлифовании на станке
Л КЗ-37.
Нарезание резьб. Нарезание резьб в твердом сплаве,
закаленной стали и некоторых металлах и сплавах, об-
ладающих высокой вязкостью, механическим способом
неосуществимо. В то же время в современном машино-
строении и инструментальном производстве необходи-
мость в этом непрерывно увеличивается. Электроэро-
зионный способ дает возможность сравнительно про-
стыми приемами решить задачу нарезания как сквозных,
так и глухих резьб в любых металлах и сплавах.
Нарезание резьб производится при помощи элек-
трода-инструмента в виде стержня, на поверхности кото-
рого нарезана резьба требуемого шага. Электрод-ин-
струмент врезается в обрабатываемую деталь по вин-
товой линии с тем же шагом резьбы, которая имеется
на его поверхности. Подача электрода-инструмента
175
Рнс. 107. Заточка твердосплавных резцов
при помоши приспособления, установлен-
ного на электроэрознонном станке ЛКЗ-18.
176
производится при помощи автоматического регулятора.
Обработка ведется на средних и доводочных режимах.
В качестве источников питания используются генера-
торы RC. Электроды-инструменты изготовляются из ла-
туни или чугуна, в зависимости от обрабатываемого
материала. Диаметр электрода-инструмента занижает-
ся на 0,05—0,1 мм по сравнению с диаметром отвер-
Рис. 108. Электроэро-
зионное нарезание резьб
в твердом сплаве:
а — схема процесса; б — внеш-
ний вид резьбонарезной го-
ловки.
9
стия, в зависимости от его глубины и материала детали.
Длина рабочей части электрода-инструмента должна
быть не менее чем в 5 раз больше глубины нарезаемого
отверстия. Для сокращения продолжительности обра-
ботки нарезание можно производить по заранее проши-
тому технологическому отверстию. Диаметр техноло-
гического отверстия следует выбирать на 0,1 мм меньше
внутреннего диаметра резьбы.
Для электроэрозионного нарезания применяется спе-
циальная рабочая головка (рис. 108),которая устанав-
ливается на станке или же может быть использована
самостоятельно. В последнем случае головка крепится
на какой-либо стойке и питается от отдельно собранно-
го генератора мощностью около 0,5 кет. Рабочая головка
12 Зак. № 1310
177
представляет собой безлюфтовый шестеренчатый ре-
дуктор с переключением для нарезания резьб различ-
ного шага. Редуктор приводится в действие установлен-
ным на корпусе головки электродвигателем, включен-
ным по схеме мостового регулятора подачи. Подача
складывается из вращения шпинделя с электродом-ин-
струментом и его поступательного перемещения. Для
этого шпиндель имеет резьбу, сопряженную с вращаю-
щейся гайкой. Скорости вращения шпинделя и гайки
взаимно связаны благодаря находящимся в корпусе ра-
бочей головки зубчатым колесам.
Наиболее целесообразно применение электроэрози-
онного нарезания резьб в инструментальном производ-
стве для замены пайки винтовыми соединениями при
изготовлении сборных твердосплавных матриц, крепле-
нии крупных твердосплавных пластин к державкам рез-
цов, изготовлении твердосплавных резьбовых калибров
и др. При нарезании резьб в постоянных литых магни-
тах значительно упрощается их конструкция и умень-
шается брак в производстве. При нарезании глубоких
отверстий рекомендуется принудительное нагнетание
жидкости.
25. Разрезание
Электроэрозионное разрезание применяется как за-
готовительная операция, а также при весьма тонких ра-
ботах для получения узких и глубоких щелей в различ-
ных деталях приборов и инструменте. Разрезание прут-
ков и болванок производится на дисковых и ленточных
станках при большой скорости вращения диска или ли-
нейного перемещения ленты.
Электроэрозионное разрезание отличается высокой
производительностью и может конкурировать с меха-
ническим разрезанием обычных конструкционных ме-
таллов. Особенно эффективно оно для твердых и вяз-
ких металлов, как, например, никель, титан, тантал, мо-
либден и др.
Для прорезания узких щелей, шлицов и пазов при-
меняются ленточные станки ЛКЗ-49. При сильном натя-
жении тонкой металлической ленты получается узкий
прямолинейный рез. На рис. 109 показан рабочий ме-
ханизм электроэрозионного станка ЛКЗ-49. Для закреп-
178
Рис. 109. Разрезание на ленточном электроэрозионном станке
ЛКЗ-49:
1 — барабан с запасом электродной ленты; 2 — электродная лента; 3 — опорные
ролики; 4 — разрезаемая деталь; 5 — тянущий ролик; 6 — червячная шестерня
редуктора; 7 — тормоз, регулирующий натяжение ленты.
Рис. НО. Схема процесса электроэрозионного разрезания
проволочным электродом-инструментом:
/ — катушка с запасом проволоки; 2 — тормоз н токоподвод; 3 — обрабатываемая
деталь; 4 — электродная проволока; 5 — опорные ролики; 6 — ведущие ролики;
7 — червячная передача; 8 — электродвигатель.
12*
179
ления обрабатываемых деталей на каретке станка уста-
навливаются соответствующие приспособления, дели-
тельные головки и т. д.
Так как износ ленты не сказывается на точности об-
работки, то глубина реза может определяться конеч-
ным контактом, отключающим генератор импульсов и
возвращающим стол станка в исходное положение.
Прорезание тонких и узких щелей высокой точности
может быть выполнено на станках с перемещающейся
проволокой, служащей электродом-инструментом (рис.
НО). Принцип резания проволокой был впервые предло-
жен Перфильевым и Бауэром в 1947 г. Однако промыш-
ленное применение этот способ получил только после
работ Б. Н. Ставицкого, осуществившего изготовление
прецизионных деталей методом электроэрозионного про-
резания узких щелей с помощью проволочных электро-
дов весьма малого сечения. Им были получены щели
весьма сложной формы шириной 0,05 мм с точностью
0,002 Ai>t.
Разрезание мелких деталей и прорезание узких ще-
лей производятся на весьма тонких режимах обработки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Баранов В. М. и Перфильев Г. Л. Электроискровая об-
работка металлов. Машгиз, 1948.
2. Горелик А. Л. Промышленная электроника. Госэнергоиздат,
1951.
3. Займовский А. С. и Усов В. В. Металлы и сплавы в элект-
ротехнике. Энергоиздат, 1941.
4. Зол оты х Б. Н. Физические основы электроискровой обработ-
ки металлов. Гостехиздат, 1953.
5. 3 о л о т ы х Б. Н. О физической природе электроискровой обра-
ботки металлов. «Труды ЦНИЛ Электром АН СССР». Изд-во
АН СССР, 1957, вып. 1.
6. Золотых Б. Н., Мордвинов Ю. В., Круглов А. Н. Ма-
шинные генераторы импульсов электрического тока для пита-
ния установок электроискрового действия и их характеристики.
«Труды ЦНИЛ Электром АН СССР». Изд-во АН СССР, 1957,
выл. 1.
7. Зингерман А. С. Физические основы электроэрозионной об-
работки металлов. Сб. «Новые методы электрической обработ-
ки металлов». Машгиз, 1955.
8. Лазаренко Б. Р., Лазаренко Н. И. Электрическая эро-
зия металлов. ЦБТИ НКЭП, Госэнергоиздат, 1944, вып. 1.
9. Лазаренко Б. Р., Лазаренко Н. И. Физика искрового
способа обработки металлов. ЦБТИ МЭП, М., 1946.
10. Лившиц А. Л. Электроэрозионная обработка металлов. Маш-
гиз, 1957.
11. Левинсон Е. М. Электроискровая обработка металлов. Лен-
издат, 1957.
12. М о г и л е в с к и й И. 3., Ч е п о в а я С. А. Металлографическое
исследование поверхностного слоя стали после электроискровой
обработки. «Труды ЦНИЛ Электром АН СССР». Изд-во АН
СССР, 1957, вып. 1.
181
13. П и с а р е в с к и й М. М. Электроэрозионный процесс с умень-
шенным износом электродов. Сб. «Новые методы электриче-
ской обработки материалов», Машгиз, 1955.
14. Ростовых А. Я. Пневматическое измерение размеров. Маш-
гиз, 1948.
15. Шкурин Г. П. Справочник по электроизмерительным и ра-
диоизмерительным приборам. Воениздат, 1956.
16. R u d о rf D. W. Principles and application of spark Machining-
Proceedings of the institutions of mechanical engineers. 1957>
vol. 171, № 14, London.
17. Rudiger und Winkelman n. Uber die elektroerosieve Metall-
bearbeitung. Metall. Mai 1958, N. 5.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие...........................................» » 3-
Глава I. Краткие сведения о сущности электроэрозионной
обработки металлов .................................. • 5
1. Процессы в межэлектродном промежутке................. 6
2. Воздействие импульсных разрядов на металл....... 12
3. Разновидности электроэрозионной обработки металлов
н области ее применения............................. 17
Глава II. Генераторы импульсов...................... . 20
4. Релаксационные генераторы.................... 20
5. Вентильные генераторы........................ 30
6. Машинные генераторы.......................... 37
7. Разобщенные генераторы....................... 38
Глава III. Автоматические регуляторы подачи......... 47
8. Мостовой регулятор........................... 49
9. Регулятор с опорным напряжением.............. 50
10. Регулятор с электромашинным преобразователем ... 51
11. Дифференциальный регулятор................... 54
12. Электронные регуляторы....................... 58
13. Некоторые конструктивные особенности автоматических
регуляторов подачн .................................. 60
Глава IV. Оборудование для электроэрозионной обработки
металлов . . ................................. 63
14. Станки для обработки полостей и отверстий.... 64
15. Станки для шлифования........................ 91
16. Станки для разрезания........................ 96
Глава V. Наладка электроэрозионных станков и работа на них 98
17. Общие указания по установке и присоединению станков 99
18. Выверка механической части станков средней мощности 101
19. Проверка исправности электрооборудования станков
средней мощности.....................................104
183
20. Электрические измерения параметров генераторов стан-
ков средней мощности...............................106
21. Наладка станков для обработки отверстий малых диа-
метров ............................................113
22. Техника безопасности и охрана труда при работе на
электроэрозионных станках..........................119
Глава VI. Технология электроэрозионной обработки металлов . 124
23. Обработка полостей н отверстий в металле......124
24. Шлифование....................................163
25. Разрезание....................................178
Литература...-.......................................181
Евгений Максимович Левинсон
,Электроэрозионная обработка металлов’
Редактор С. И. Борщевская
Технический редактор Р. Г. Польская
Корре к тор'А. Г. Ткалич
-Сдано в набор 26/VIII 1961 г. Подписано к печати 13/XI 1961 г.
Формат бумаги 84 X 108'/3r Физ. печ. л. 5,75. Усл. печ. л. 9,43.
Уч.-изд. л. 9,17. Тираж 3000 экз. М-31787 Заказ 7* 1310
Лениздат, Ленинград, Торговый пер., 3.
Типография имени Володарского Лениздата, Фонтанка, 57
Цева 42 коп.