/
Author: Немилов Е.Ф.
Tags: общая технология машиностроения обработка металлов резка металлов электроэрозионные станки
ISBN: 5-217-00427-4
Year: 1989
Similar
Text
Е.Ф. Немилов
Е.Ф. Немилов
Справочник
ПО ЭЛЕКТРО;,
ЭРОЗИОННОМ
ОБРАБОТКЕ
МАТЕРИАЛОВ
Ленинград
"Машиностроение"
Ленинградское отделение
19S9
ББК 34.55я2.я722
Н50
УДК [621.9.048.44-331.45] (035: 075.32)
Рецензенты: В. А. Шавырин, Н. М Падогина
Немилов Е. Ф.
Н50 Справочник по электроэрозионной обработке материя*
лов. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. —
164 с.: ил.
ISBN 5-217-00427-4
Изложены принципы электроэрозионной обработки, зависимости
технологических параметров от электрических режимов обработки. Даны
рекомендации по расчету электрода-инструмента и выбору рабочих
сред, оборудования и оснастки. Описаны особенности выполнения типо-
вых операций электроэрозионной обработки. Приведены требования
к организации рабочего места и охране труда.
Справочник рекомендован Государственным комитетом СССР по
профессионально-техническому образованию в качестве учебного посо-
бия для средних профессионально-технических училищ.
2704050000-159
Н 038(01)—89 159 89
ББК034.55я2.я722
ISBN 5-217-00427-4
© Е. Ф. Немилов, 1989
ПРЕДИСЛОВИЕ
В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР
на 1986—1990 годы и на период до 2000 года», принятых на XXVII съезде
КПСС, в нашей стране намечена программа реконструкции народного хозяй-
ства на основе научно-технического прогресса.
Для достижения этой цели необходимо совершенствовать технологию, раз-
рабатывать новые приемы и методы обработки материалов, резко снижающих
затраты труда, материала и энергоемкость производства продукции.
Накопленный опыт применения электроэрозионной обработки в машино-
и приборостроении свидетельствует о ее конкурентоспособности по сравнению
с механической обработкой резанием, что особенно проявляется при обработке
труднообрабатываемых электропроводных материалов, изготовлении деталей
сложной конфигурации, прошивки соединительных каналов в корпусных де-
талях и т. п.
Появление в промышленности автоматизированных электроэрозионных
станков, оснащенных УЧПУ, системами адаптивного управления, механизмами
автоматической смены профилированного электрода-инструимента и заправки
проволочного электрода, а также автоматической загрузки и разгрузки стан-
ка, позволяет осуществлять многостаночное обслуживание, что значительно
повышает эффективность применения электроэрозионной обработки и произ-
водительность труда электроэрозиониста.
Для оснащения промышленности станками нового поколения требуется
подготовка высококвалифицированных кадров рабочих (электроэрозионистов),
способных эффективно использовать современное электроэрозионное обору-
дование. Подготовка таких кадров осуществляется в профессионально-техниче-
ских училищах.
В справочнике сделана первая попытка обобщить (в учебных целях)
большой практический опыт использования электроэрозионой обработки на
предприятиях машино- и приборостроения.
Справочник является дополнением к ранее выпущенному учебнику для
ПТУ по электроэрозионной обработке материалов. В нем приводятся све-
дения о сущности электроэрозионной обработки, а также о средствах техно-
логического оснащения, устройствах программного и адаптивного управления,
материалах, применяемых при изготовлении электродов-инструментов, и дан-
ные о рабочих жидкостях. Описывается разработка технологических процес-
сов по типовым операциям электроэрозионной обработки. В заключительной
главе справочника приводятся требования, выполнение которых обеспечивает
безопасный труд электроэрозионистов.
Все замечания и предложения, способствующие улучшению книги, автор
просит направлять по адресу: 191065, Ленинград, ул. Дзержинского, 10, Л О
издательства «Машиностроение».
!♦
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Время — т, с;
Высота (толщина) — Я, /г, мм:
Давление — р, Па;
Диаметр —D, d, мм;
Длина — L, /, мм;
Емкость конденсатора — С, мкф;
Износ электрода-инструмента — v, %;
Масса — М, кг;
Межэлектродный зазор — б, мм;
Мощность — Р, кВт;
Напряжение электрическое — U, В;
Плотность тока — /, А/м2;
Производительность — Q, мм/с, мм2/с, мм3/с;
Площадь — S, м2;
Сила тока — /, А;
Расход РЖ — Q', л/с;
Скважность — q\
Скорость — и, м/с;
Сопротивление электрическое — /?, Ом:
Температура — t, °C;
Частота — f, Гц;
Электрическое удельное сопротивление — р, Ом-ад
Электропроводность — х, См;
Энергия — W, Дж,
Глава I
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ОБ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ
§ 1. Сущность электроэрозионной обработки
Разрушение поверхностных слоев материала под влиянием
внешнего воздействия электрических разрядов называется элек-
трической эрозией. На этом явлении основан принцип электро-
эрозионной обработки (ЭЭО).
Электроэрозионная обработка заключается в изменении
формы, размеров, шероховатости и свойств поверхности заго-
товки под воздействием электрических разрядов в результате
электрической эрозии (ГОСТ 25331—82).
Под воздействием высоких температур в зоне разряда про-
исходят нагрев, расплавление и частичное испарение металла.
Для получения высоких температур в зоне разряда необходима
большая концентрация энергии. Для достижения этой цели
используется генератор импульсов (ГИ). Процесс ЭЭО проис-
ходит в рабочей жидкости (РЖ), которая заполняет простран-
ство между электродами (МЭП); при этом один из электро-
дов — заготовка, а другой — электрод-инструмент (ЭИ) [7,
12, 21].
Под действием сил, возникающих в канале разряда, жидкий
и парообразный материал выбрасывается из зоны разряда в
РЖ, окружающую его, и застывает в ней с образованием от-
дельных частиц. В месте действия импульса тока на поверхно-
сти электродов появляются лунки.
Таким образом осуществляются элек-
трическая эрозия токопроводящего
материала, показанная на примере
действия одного импульса тока на
рис. 1, и образование одной эрозион-
ной лунки. Процессы, протекающие в
канале разряда, представлены на
рис. 2.
После прекращения действия им-
пульсного разряда напряжение на
электродах падает. Начинается про-
цесс деионизации РЖ, т. е. нейтрали-
зация заряженных частиц, и электри-
ческая прочность РЖ восстанавли-
Рис. 1. Схема процесса
ЭЭО:
1 — ГИ; 2 — заготовка; 3 — ЭИ;
4 — капли расплавленного ме-
талла; 5 — эрозионная лунка;
6 — плазменный канал разряда;
7 — газовый пузырь; 8 — РЖ
5
Рис. 2. Взаимосвязь основных физико-химических процес-
сов при ЭЭО
вается. Пространство между электродами подготовляется для
нового прохождения очередного разряда. Если на электроды от
ГИ периодически поступает импульсное электрическое напря-
жение, то процесс будет повторяться.
Количество тепловой энергии, выделяющейся на каждом из
электродов при импульсном электрическом разряде, неодина-
ково; различно и количество снимаемого материала с поверх-
ности каждого из электродов. Масса расплавленного и удален-
ного с электрода материала зависит от ряда факторов; к ним
относятся: теплофизические свойства материалов, из которых
изготовлены электроды; параметры рабочего импульса; поляр-
ность подключенных электродов. Можно подобрать такое со-
отношение теплофизических свойств материала электродов и
параметров импульса, при которых электрическая эрозия одного
из электродов будет преобладать. Эрозия ЭИ нежелательна, так
как под ее воздействием в процессе работы изменяются его гео-
метрические размеры, что, в свою очередь, оказывает суще-
ственное влияние на точность ЭЭО. Поэтому стремятся создать
условия, при которых эрозия ЭИ была бы значительно меньше,
чем эрозия заготовки.
Использование униполярных импульсов позволяет осуще-
ствлять процесс избирательной электрической эрозии одного из
электродов. Если при этом оба электрода изготовлены из од-
ного и того же материала, то при малой продолжительности
6
импульсов преобладает эрозия электрода, имеющего положи-
тельную полярность (анода), а при импульсах большой дли-
тельности преобладает эрозия электрода, имеющего отрица-
тельную полярность (катода). Деление импульсов на импульсы
малой и большой длительности условное. Превышение эрозии
одного электрода над другим принято называть в ЭЭО поляр-
ным эффектом.
При изменении полярности за время прохождения импуль-
сов полярный эффект также изменяется и может исчезнуть во-
все (в случае использования знакопеременных импульсов с оди-
наковой амплитудой частей импульса, имеющих разные поляр-
ности). Такое явление наблюдается, например, при работе на
переменном токе. Полярный эффект может сохраниться при
знакопеременных импульсах, когда электроды изготовлены из
различных материалов, имеющих разнообразные теплофизиче-
ские свойства. Полярный эффект достигает наибольшего зна-
чения при использовании униполярных импульсов значительной
длительности и небольшой энергии. Если обрабатываемая за-
готовка подключена к положительному полюсу ГИ, а ЭИ —
к отрицательному, то такое включение электродов называется
включением на прямую полярность. Если ЭИ подключен к по-
ложительному полюсу ГИ, а обрабатываемая заготовка — к от-
рицательному, то такое включение электродов называется
включением на обратную полярность.
Материалы, из которых изготовляются ЭИ, должны иметь
высокую эрозионную стойкость. Наилучшие показатели в отно-
шении эрозионной стойкости ЭИ и обеспечения стабильности
протекания электроэрозионного процесса имеют медь, латунь,
вольфрам, алюминий и графитовые материалы.
Для формирования коротких во времени импульсов тока
большой величины (от десятых долей до тысяч ампер) исполь-
зуются ГИ. Характеристики ГИ в основном определяют техно-
логические показатели ЭЭО. Основными параметрами периоди-
ческих импульсов напряжения (тока) являются: форма им-
пульса, его длительность, амплитуда, частота следования и
скважность. Импульсы характеризуются также крутизной пе-
реднего и заднего фронтов, максимальным и средним значе-
ниями тока и напряжения, максимальной и средней мощностью
и энергией импульса. На рис. 3 приведены различные формы
униполярных импульсов.
Длительность импульса ти определяется временем его дей-
ствия. При ЭЭО длительность импульса обычно лежит в пре-
делах от 10-1 до 10_7 с. Длительность импульса при постоян-
ной частоте связана со скважностью обратной пропорциональ-
ной зависимостью, т. е.
T« = (l/f)7. (1)
7
Рис. 3. Форма и параметры разрядного импульса: а — идеальный прямоуголь-
ный импульс с параметрами: длительность импульса—ти, пазуы-—тп, перио-
да— тпр; б — форма импульса на шинах ГИ без нагрузки и спадания перед-
него тп. ф и заднего т3. ф фронтов импульса; в — осциллограмма импульса
тока / и напряжения U на МЭЗ; г — изменение напряжения на МЭЗ (участки
1—2 — пробой МЭЗ, 2—3 — время разряда; 3—4 — падение напряжения);
д, е — импульсы, генерируемые ГИ серии ШГИ
Промежуток времени между двумя последовательно иду-
щими импульсами называется паузой. Промежуток времени,
через который наблюдается повторение начала или окончания
импульсов, называется периодом тп.
Скважностью импульсов называется отношение периода по-
вторения к длительности импульса
Ч -- ^пр/^и-
(2)
Различают скважность импульсов по ЭДС и по току. В пер-
вом случае скважность импульсов характеризуется при холо-
стом ходе генератора, во втором — при нагрузке.
8
Частота импульсов f определяется заданными длительностью
и скважностью импульсов
f = 1/тп = 1/<7ти. (3)
Энергия импульса — это работа, совершаемая единичным
импульсом в МЭП. При технологических расчетах пользоваться
этой величиной неудобно, и ее заменяют эквивалентной ей ве-
личиной средней мощности Рср или средним током /ср, т. е.
Рер = ^ср/ср = A„f. (4)
Амплитуда — наибольшие значения, которых достигают из-
меняющиеся во времени величины тока или напряжения. Ам-
плитуда импульсов тока изменяется при ЭЭО от единиц до ты-
сяч ампер, а амплитуда импульсного напряжения — от десят-
ков до нескольких сотен вольт.
Мощность, реализуемая в МЭП, численно равна произведе-
нию энергии импульсов 1ГИ на частоту их следования f, т. е.
P = Wttf. (5)
Для каждого значения энергии импульса №и подводимой
мощности имеется оптимальное значение ти, при котором про-
изводительность Q будет максимальной. Условно режимы ЭЭО
можно разделить на черновой, чистовой и доводочный (табл. 1).
Наиболее производительный режим черновой.
Таблица 1. Режимы ЭЭО
Наименование режима Установлен- ная мощность ГИ, кВт ти, мкс f. Гц Q, мм3/мин Rz, мкм
Черновой 3-30 10 000-100 50-3 000 30 000-100 320-80
Чистовой 0,3-5 500-20 1 000-10 000 200-30 40-20
Доводочный 1 Не менее 20 Не более 3 000 30 2,5-0,63
Производительность ЭЭО оценивается отношением объема
или массы удаленного материала ко времени обработки, но
в случае ЭЭО электродом-проволокой на вырезных электро-
эрозионных станках под производительностью понимают отно-
шение площади боковой поверхности паза ко времени обра-
ботки.
Для относительной оценки производительности иногда ис-
пользуется величина линейного перемещения ЭИ или электро-
да-проволоки вдоль паза.
На производительность ЭЭО Q существенное влияние оказы-
вают площадь обрабатываемой поверхности и состояние РЖ.
9
Рис 4. Схема многоконтурной обработки: а — с общим ГИ и регулятором
подачи РП; б — с общим ГИ и автономными РП; в — с автономными ГИ и
общим РП; г — с автономными ГИ и РП; R, Rlt R2— токоограничиваюшие
резисторы; ЭИ, ЭИь ЭИ2 и ЭЗ — соответственно электроды-инструменты и
электрод-заготовка
Для достижения высокой производительности необходимо
правильно выбрать сочетание площади обрабатываемой поверх-
ности и подводимой мощности (мощность ГИ практически про-
порциональна средней силе тока).
Для каждого режима ЭЭО необходимо подобрать РЖ
с оптимальными свойствами и следить за ее состоянием. Для
чернового режима применяют РЖ повышенной вязкости (раз-
личные марки масел), а на чистовых режимах, когда значение
величины МЭП мало, применяют воду, керосин и другие РЖ,
имеющие низкую вязкость.
Загрязнение РЖ в процессе ЭЭО приводит к уменьшению
Q из-за снижения числа рабочих импульсов, так как часть из
них идет на повторное дробление частиц шлама.
При увеличении глубины прошивки Q снижается из-за на-
рушения стабильности ЭЭО и уменьшения числа рабочих им-
пульсов.
Для повышения Q при ЭЭО применяют многоконтурную
и многоэлектродную схемы обработки. Многоконтурная схема
применяется при ЭЭО больших площадей несколькими ЭИ,
каждый из которых подключается к автономному ГИ и имеет
свой регулятор подачи, или одним ЭИ и несколькими заго-
товками.
Многоэлектродная ЭЭО применяется при обработке заго-
товки несколькими ЭИ или одним ЭИ нескольких заготовок,
подключенных к одному ГИ и имеющих общий регулятор по-
дачи (рис. 4).
Производительность при многоконтурной и многоэлектрод-
ной обработке подсчитывают с учетом числа ЭИ.
Качество поверхности после ЭЭО (шероховатость обрабо-
танной поверхности и зона теплового влияния) зависит от ти
и W„.
Сущность электроэрозионного упрочнения материалов
(ЭЭУ) заключается в переносе материала ЭИ, соответствую-
10
щего определенным требованиям, на обрабатываемую поверх-
ность заготовки.
Под действием импульса тока и электромагнитных сил
капли расплавленного металла с анода переносятся на катод
и внедряются в расплавленную лунку на катоде, происходят
механическое перемешивание и диффузия металла анода с ме-
таллом катода. При ЭЭУ обеспечивается сравнительно низкая
шероховатость обработанной поверхности. Например, при ЭЭУ
твердыми сплавами Rz = 80 4- 2,5 мкм, если перемещать ЭИ
за время паузы между импульсами на расстояние более, чем
на 0,25 от значения диаметра лунки.
При ЭЭУ в качестве рабочей среды используют воздух или
безокислительную газовую среду (аргон, гелий). Расплавлен-
ные частицы в МЭП вступают во взаимодействие с газовой
средой и образуют на поверхности заготовки упрочняющий
слой, отличающийся своими физико-химическими свойствами от
свойств легирующего и легируемого металлов.
В качестве легирующего материала используются металлы
IV—VI групп периодической системы элементов, карбидные и
боридные соединения этих металлов и' тугоплавких металлов.
Перечисленные выше составляющие образуют прочное соеди-
нение металла анода и катода, но со сравнительно высокой
шероховатостью поверхности Rz = 80 4- 160 мкм.
Детали, легированные карбидами и боридами, обладают
высокой износостойкостью и твердостью.
В этих целях применяются вольфрам, молибден, рений и
хром. В качестве антифрикционного покрытия применяют
олово, свинец, висмут, индий, графит. Для повышения корро-
зионной стойкости используют графит, кремний, алюминий и
феррохром.
По параметрам процессы ЭЭУ вибрирующим электродом
условно разделяют на «грубое» (/к. 3 = 40 4- 50 А, £/х. х —
= 65 4- 80 В), «черновое» (/к. з = 15 4- 30 A, Ux. х = 65 4- 80 В)
и «чистовое» легирование (/к. 3 = б4-15 A, Ux. х = 654-80 В).
По этим же показателям принято подразделять и оборудо-
дование для ЭЭУ.
При легировании машиностроительных и инструментальных
сталей в качестве легирующего электрода применяют переход-
ные металлы IV—VI групп, а также композиционные материалы
типа ВК и ТК.
Применяя в качестве анода различные материалы и их ком-
позиции и изменяя в необходимых пределах основные техноло-
гические параметры (энергию импульса и время ЭЭУ), можно
изменять свойства и качество легированной поверхности, а так-
же производительность процесса ЭЭУ.
В табл. 2 приведены сведения о влиянии примесей на свой-
ства сталей.
11
Таблица 2. Влияние некоторых примесей на свойства
конструкционных сталей
Характер влияния Примеси
С Мп Si Ni Cr N V Co Mo Zr Cu П Al
Твердость + -J- — _ _ — Вязкость — — — + — — + — — — — — — Раскисление и дегазиро- — + + — — — 4- — — — — — — вание Освобождение от серы — — — — — _ —- 4- — — — Усадка — 4~ 4- — — — — — — — — 4- 4- Уменьшение зерна — — — 4- — 4-4- 4- — Повышение критических — — 4“ — + + + ~ — точек при нагреве Понижение критических — 4- — 4- — — — — — — — — — точек при нагреве Увеличение остаточного — — — — 4" + — + + ~ — — — магнетизма Сопротивление истиранию — 4~ — + + —* — ~ — — — — — Понижение теплопровод- — 4~ — — 4" + — — — — — ~ — ности Уменьшение коррозии — — — 4~ + ~ — — — — 4- — — Образование карбидов — 4- — — 4-4-4- — 4- — — — — Образование нитридов при — 4- — — 4- 4. 4. — 4. 4-4-4-4- азотировании
Примечание. Знак «4-» соответствует положительному влиянию элемента на указанные свойства; знак «—> — элемент влияния не оказывает.
§ 2. Классификация видов ЭЭО
Термины и определения, связанные с ЭЭО, ре<ламенти-
руются ГОСТ 25331—82. По технологическим признакам уста-
навливаются следующие виды ЭЭО: отрезка (ЭЭОт), объемное
копирование (ЭЭОК), вырезание (ЭЭВ), прошивание (ЭЭПр),
шлифование (ЭЭШ), доводка (ЭЭД), маркирование (ЭЭМ) и
электроэрозионное упрочнение (ЭЭУ).
Процесс ЭЭО можно выполнять с прямой или обратной по-
лярностью, многоэлектродной или многоконтурной обработкой
(см. ГОСТ 25331—82).
Классификация и некоторые кинематические схемы ЭЭО и
ЭЭУ приведены в табл. 3 и 4 и на рис. 5.
§ 3. Основные закономерности
Главными критериями, определяющими выбор режимов
ЭЭО, являются максимальная производительность процесса
при условии получения заданной точности и шероховатости,
а также зоны теплового воздействия.
12
Существует связь между энергией импульса, производитель-
ностью процесса ЭЭО и шероховатостью обработанной поверх-
ности. Но для расчетов удобнее пользоваться не энергией им-
пульса, а средним значением рабочего тока.
Производительность ЭЭО с увеличением среднего тока
(энергии импульса) и производительность (скорость) Эвакуа-
ции шлама растут примерно одинаково до некоторого времени,
а затем это равновесие нарушается.
В табл. 5 приведены сводные данные о взаимосвязи электри-
ческих и гидравлических параметров ЭЭО и о их влиянии на
технологические характеристики ЭЭО. В качестве независимых
переменных приняты характеристики импульсов, установлен-
ные при выборе режима ЭЭО, т. е. длительность и максималь-
ное значение среднего тока, период или частота повторения
импульсов. Производными от первичных параметров являются
скважность и энергия импульса, средняя подводимая мощность.
Значение Qmax обеспечивается, если с изменением проекции
площади обработки на направление, перпендикулярное подаче,
будет изменяться и сила тока в соответствии с пространствен-
ной диаграммой и с учетом глубины обработки.
13
Таблица 3. Классификация основных видов ЭЭО
Вид ЭЭО
Кинематическая схема
обработки
Кинематические особенности Технологические особенности
схемы схемы
Область применения
Электроэро-
зионное
прошивание
(ЭЭПр)
Электроэро-
зионная
отрезка
(ЭЭОт)
То же
ЭИ 2 перемещается по ЭЭОт выполняют в ванне Для получения за-
направлению к заготовке с РЖ (с вибрацией ЭИ готовок из трудно-
1 со скоростью эи’» или без нее) обрабатываемых
заготовка неподвижна материалов
ЭИ 3 вращается со ско- РЖ подают поливом че- То же
ростью v3 эи и подается рез сопло 2 или погру-
на заготовку 1 со скоро- стью эи; заготовка жестко закрепляется на рабочем столе или вра- щается со скоростью VB. з жением в ванну с РЖ
ЭИ 2 (проволока или лен-
та) движется со ско-
ростью яп. эи; заготовка
1 перемещается со скоро-
стью Рп. 8
Подача ЭИ 2 в направле-
нии на заготовку 1 со
скоростью уп% эи, враще-
ние ЭИ и заготовки со
скоростями эи и ов 3
и вибрация ЭИ с часто-
той f3ii
Операцию выполняют по- »
гружением в ванну с РЖ
заготовки; ширина паза
имеет меньшее значение,
чем в первух двух слу-
чаях; скорость движения
ЭИ возрастает с увеличе-
нием длины реза
Обработку производят Для прошивания от-
прямым копированием в верстий окон и ще-
ванне с РЖ с одновре- лей в труднообра-
менной прокачкой ее че- батываемых мате-
рез ЭИ или без прокачки; риалах
для стабилизации процес-
са обработка производится
с вибрацией ЭИ; возможна
обработка групповыми ЭИ
То же
ЭЭПр отверстий с криво-
линейной осью обеспечи-
вается подачей ЭИ 2 от-
носительно заготовки 1
со скоростью эи и ви^-
рацией с частотой 1эи
Обработка производится
прямым копированием в
ванне с РЖ; прокачка
РЖ через ЭИ использует-
ся редко; для стабилиза-
ции обработки ЭИ при-
дают вибрацию
Для прошивания
каналов аэродина-
мического профиля
о
Продолжение табл. 3
Вид ЭЭО Кинематическая схема обработки Кинематические особенности схемы Технологические особенности схемы Область применения
Электроэро-
зионное
объемное
копирова-.
ние (ЭЭОК)
Одноконтурная схема
обеспечивает подачу ЭИ 2
со скоростью нп. эи в на"
правлении на заготовку /,
вибрации с частотой /эи
и осциляцию с окруж-
ной скоростью п0 эи
Обработка производится
прямым копированием в
ванне с РЖ с прокачкой
или без прокачки ее че-
рез каналы 3 в ЭИ; для
стабилизации обработки
используют вибрацию ЭИ,
а для повышения точности
обработки — осциляцию
Для обработки ра-
бочих полостей ко-
вочных штампов и
пресс-форм
То же
Многоконтурная схема, Блок ЭИ состоит из сек- То же
работающая от одного ций 2 и 6, изолирован-
регулятора подачи; все ных прокладкой 4\ обра-
движения аналогичны од- ботка производится от
ноконтурной схеме; заго- одного или нескольких
товка 1 неподвижна ГИ; операция выполняет- ся с погружением элек- тродов в РЖ и прокач- кой ее через каналы 3 и 5; для стабилизации про- цесса применяется вибра-
ция электродов с часто- той ^эи; для повышения точности обработки при- менена осциляция ЭИ с окружной скорость %, эи
Электроэро-
зионное
объемное
копирова-
ние (ЭЭОК)
Схема реализуется на
многошпиндельных стан-
ках с автономными регу-
ляторами подачи ЭИ 2 и
ЭИ 5 в направлении за-
готовки 1 со скоростями
°п. ЭИ 1 И »п. ЭИ 2 и с виб-
рацией с частотами /эи j
и /эИ2
ЭИ 2 и ЭИ 5 работают
от автономных ГИ с авто-
номной настройкой ча-
стоты вибрации ?эи 1 и
f3H 2 и окружной ско-
рости осциляции vo эи 1
и vo. эи 2; подача РЖ по
каналам 3 и 4
Для обработки ра-
бочих полостей ко-
вочных штампов и
пресс-форм
Электроэро-
зионное
маркиро-
вание (ЭЭМ)
См. на стр. 16
верхний рисунок»
Аналогично ЭЭОК, но без
осцилирующего движения
ЭИ
Обработка может произ- То же
водиться поливом, погру-
жением и с прокачкой
РЖ через каналы ЭИ
Электроэро'
зионное
шлифова-
ние (ЭЭШ)
Круглое ЭЭШ обеспечи-
вается вращением ЭИ 1 с
окружной скоростью
пв эи и дискретной пода-
чей в направлении заго-
товки со скоростью
^п. по. эи и продольной
возвратно поступающей
подачей пр эи; заготов-
ка 3 вращается с окруж-
ной скоростью пв 3
Подача РЖ поливом че-
рез сопло 2
Формообразование
деталей, имеющих
форму тел враще-
ния (якорей элек-
трических машин и
тонкостенных заго-
товок)
00
Продолжение табл. 3
Вид ЭЭО Кинематическая схема обработки Кинематические особенности схемы Технологические особенности схемы Область применения
Электро-
эрозионное
шлифова-
ние
(ЭЭШ)
При плоском ЭЭШ необходимо Подача РЖ поливом че-
обеспечивать вращение ЭИ 2 с рез сопло 3
окружной скоростью яв ЭИ верти-
кальную дискретную подачу в
направлении заготовки 1 со ско-
ростью ип эи; заготовка имеет
продольное возвратно-поступа-
Снятие припусков с
твердосплавных за-
готовок; ЭЭШ маг-
нитопроводов и маг-
нитов
тельное перемещение со ско-
ростью vn. пр. з и поперечное ди-
скретное СО скоростью Рп. по. з
ЭЭВ обеспечивается перемеще-
нием заготовки /, закрепленной
на столе 4, по координатам х
И у СО скоростями Vnx и Vny И
при движении проволочного ЭИ
5 относительно заготовки со ско-
ростью ип. эи
ЭЭВ производится с по-
гружением электродов в
РЖ и поливом РЖ; пе-
ремещение заготовки по
заданной траектории осу-
ществляется по копиру 3,
скрепленному с заготов-
кой через прокладку 2, по
программе или по фото-
шаблону
Изготовление заго-
товок из труднооб-
рабатываемых ма-
териалов, а также
рабочих деталей
вырубных штампов
и других деталей из
твердых сплавов и
закаленных сталей
Электро-
эрозион-
ное упроч-
нение
(ЭЭУ)
Ручное ЭЭУ обеспечивается
вибрацией ЭИ 2 с частотой /эи;
контактирование ЭИ с заготов-
кой 1 обеспечивается ручным
подводом электромагнитного ви-
братора 3 с закрепленным в нем
ЭИ к заготовке и ручным пере-
мещением инструмента (строч-
ками)
Межэлектродная среда —
воздух или безокисли-
тельная газовая; шаг
строчек не должен превы-
шать 1/4 диаметра лунки
Необходимость из-
менения физико-хи-
мических свойств
поверхностных сло-
ев заготовок
Таблица 4. Принципиальные схемы ЭЭУ
Потенциальная схема ЭЭУ
Описание схем
Краткая характеристика
1 — источник питания; 2 — ЭИ;
3 — электромагнитный вибратор;
4 — заготовка
ЭЭУ осуществляется преимущественно с исполь-
зованием генераторов RC на установках с руч-
ным вибратором в газовой среде компактным
ЭИ
1 — электромагнит; 2 — заготовка;
3 — порошковый ЭИ
ЭЭУ в магнитном поле; роль легирующего элек-
трода выполняют ферропорошки, удерживаемые
в МЭП электромагнитным полем, которое соз-
дается электромагнитом; коммутация цепи раз-
рядного контура осуществляется за счет вибра-
ции ферропорошков или за счет перемещения
заготовки; производительность процесса ЭЭУ
повышается в четыре раза, шероховатость сни-
жается и составляет Rz = 2,5 4- 1,25 мкм
1 — ГИ; 2 — бункер с легирующим
порошковым материалом; 3 — элек-
трод; 4 — заготовка
ЭЭУ порошковыми материалами в постоянном
электрическом поле сильноточными низковольт-
ными импульсами напряжения, получаемыми от
генератора, которые подаются на электрод и за-
готовку; постоянное высоковольтное напряжение
служит для инициирования рабочих разрядов
при попадании в МЭП частиц порошка из бун-
кера, но при этом способе трудно управлять
формированием наносимого слоя
Продолжение табл. 4
Принципиальная схема ЭЭУ
Описание схемы
Краткая характеристика
1 — заготовка; 2 — легирующий по-
рошковый материал; 3 — электрод
ЭЭУ порошковыми материалами производится в
импульсном электрическом поле; в данном слу-
чае инициирование низковольтных сильноточных
разрядов происходит не частицами порошка, а
импульсным электрическим полем частотой 5—
100 Гц
1 — ванна с электролитом; 2— ЭЭУ в электролитной плазме позволяет осу-
электрод; 3— заготовка ществлять азотирование, цианирование и цемен-
тацию; в качестве электролита используются
водные растворы с элементами, необходимыми
для проведения химико-термической обработки
Определяющей будет зависимость производительности от
энергии импульса или среднего тока, так как вначале рост
производительности пропорционален росту среднего тока. Но
с увеличением глубины обработки число холостых импульсов
возрастает и производительность снижается. Если повышение
тока не приводит к росту производительности, то целесообразно
обрабатываемую поверхность заготовки разбить на небольшие
участки и вести многоконтурную обработку или осуществлять
последовательный переход соответствующими ЭИ с участка на
участок, или вводить планетарное движение ЭИ.
Чтобы получить минимальную шероховатость обрабатывае-
мой поверхности при данных условиях ЭЭО, необходимо стре-
миться к более плавному изменению частот и подбору на
каждой выбранной частоте максимального значения среднего
тока.
На рис. 6—13 приведены зависимости производительности
обработки, шероховатости обрабатываемой поверхности и
зоны теплового влияния [22] от электрических параметров
ЭЭО.
Увеличение числа контуров, работающих на один или не-
сколько ЭИ, но имеющих один общий регулятор подачи, вна-
чале приводит к росту производительности; затем этот рост
прекращается из-за частых реверсов регулятора (рис. 14).
При обработке сопрягаемых деталей вырубных штампов
выбор режимов обработки производится по заданному зазору
и шероховатости обрабатываемой поверхности. Большим силам
тока соответствуют большая микронеровность и большие значе-
ния МЭЗ.
После обработки в черновом режиме, если он был выбран
неоптимальным (см. рис. 7), МЭЗ будет настолько велик, что
при переходе на чистовой режим обработки с ранее использо-
ванным ЭИ эрозионного процесса может не быть и потребуется
замена ЭИ на другой, имеющий большие размеры, или же ис-
пользование осциллирующего движения ЭИ.
По формулам табл. 6 и данным табл. 7 и 8 можно произ-
вести приближенный расчет технологических характеристик,
которые при экспериментальной проверке уточняются. Значе-
ния ти для некоторых материалов заготовок приведены
в табл. 9.
Практически можно пользоваться при оптимизации условий
прокачки РЖ для чистовых доводочных режимов величиной
скорости ее потока, полученной экспериментально. Так, для
графитовых ЭИ она лежит в пределах от 0,03 до 0,8 м/с, для
медных от 0,03 до 0,2 м/с.
Предельно допустимые значения энергии и длительности
импульса приведены в табл. 10. В табл. 11 даны формулы рас-
чета ЭЭУ.
21
Таблица 5. Влияние электрических и гидравлических параметров на технологи
22
23
Рис. 6. Зависимость производительности Q от длительности
импульса ти: а —ЭИ из меди (/— /СР = 42 А, 2 — 21 А,
3 — 7 А, 4 — 3,5 А); б — ЭИ из графита (/ — /ср = 42 А, 2 —
21 А, 3 — 7 А, 4 — 3,5 А)
Рис. 7. Пространственная диа-
грамма зависимости параметров;
средняя сила тока—/СР; площадь—
S; производительность — Q (при
ЭЭО с f = 400 Гц)
Рис. 8. Зависимость производи-
тельности ЭЭО Q от глубины об-
работки h при постоянной площа-
ди обработки
Рис 9. Взаимосвязь производительности Q, параметра шерохо-
ватости Яшах, средней силы тока /СР и площади обработки S: а—
частота f = 100 Гц; б — f = 400 Гц
24
Рис. 10. Частотные характеристики ЭЭО: а — производительность
Q в зависимости от частоты f при постоянной площади S и глу-
бине обработки h\ б — предельно допустимая сила тока /ср в
зависимости от частоты /; в — производительность Q в зависи-
мости от частоты f при различных значениях амплитуды импуль-
са тока /Ср
Рис. !1. Зависимость высоты микронеровностей /?Шах от отно-
шения средней силы тока /ср к частоте f импульсов^ при ЭЭО
заготовок из стали углеродистой, низколегированной и жаро-
прочной на никелевой основе (ЭИ — медь)
25
Рис. 13. Зависимость глубины зоны теплового влияния h от отноше-
ния среднего тока /ср к частоте импульсов f (ЭИ — медь) при ЭЭО
различных материалов
Рис. 14. Увеличение силы
тока и производительно*
сти с ростом числа кон-
туров при различной
устойчивости электроэро-
зионного процесса
Устойчивость электро эрозион-
ного процесса
26
Т а б л и ц a 6. Приближенный расчет технологических характеристик ЭЭО
Параметр,
характеристика
процесса
Связь между шеро<
ховатостью Rz, мкм
и энергией импульса
№и, Дж
Эскиз
расчетной
схемы
Расчетная формула
Лг=-€*4
о
Оптимальная дли- тельность импульса ти при энергии им- пульса Wh 4 Ч-ут2-)]2 т = — 2 С/п / W/2/3 и л В2
Производительность обработки Q 00* S Е- О. II к Iе4 II £ II ю I
Величина зоны тер- мического влияния hc — - д, Лс=4-Ушг|Ти — Rz, at=-—- Cpj
а Ъ
Расход рабочей жид-
кости Q', давление
р при прокачке
л &pls
/У14ц/гот
Д₽= Рржс1я&/п 102;
/п = а — b
&РАВ~
16vifn
ЯРрж^п
Н' = йот/26
Я'102;
Примечание. В таблице приведены следующие обозначения:0— коэффициент
перекрытия лунок, характеризующий степень наложения лунок друг на друга (он
численно равен отношению расстояния между центрами этих лунок); коэффициент
0 лежит в пределах 2>0>1. для максимальной шероховатости 0 = 1,2; k\ — постоян-
ная величмн-а, не зависящая от длительности и энергии импульса (значения k< для
различных материалов приведены в табл. 7); h — глубина лунки, м;Лот~ глубина
отверстия, м; гл~ радиус лунки, м; С — теплоемкость, Дж/К; Р] — плотность ма-
териала, кг/м3; ?пл—температура плавления материала,°C; <7ПЛ~ тепловой поток; Вт;
f — частота следования импульсов, с~Др—разность давлений вначале и конце рас-
сматриваемого участка, Па; РрЖ~ плотность РЖ,кг/мЗ; Bq— коэффициент, зависящий
от теплофизических констант (его значения приведены для различных материалов в
табл. 8); Ц— динамическая вязкость рабочей жидкости, Па . с; ct —весовая концен-
трация продуктов эрозии в РЖ, %; Vi — величина эрозии анода и катода за один
импульс; к — коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К); ти~длительность импульса, с.
27
Таблца 7. Экспериментальные значения коэффициента kA для
различных материалов заготовок
Материал заготовки cm/Дж1^3 Материал заготовки fe‘103, см/Дж1/3
А1 12-15 ХН77ТЮР 6-8
Си 6-8 ВК-6 1,5—2
Fe 5,5 ВК-15 2,5-3
Ni 67 W, Мо (литой) 7,8
Сталь 45 5-6
Таблица 8. Значения Во для
различных материалов заготовок
Материал заготовки Значение Во
А1 775
Сталь 45 880
Железо АрМКО 900
Ni 1200
Си 1400
ВК-6 440
ВК-15 5000
W 500
Таблица 9. Расчетные данные
оптимальной ти, соответствующие
максимальной Q при постоянной^
Материал Расчетное значе- ние ти, мкс
А! 200
Си 90
Ni 210
Сталь 45 190
ВК-8 200
W 95
Примечание. Данные опреде-
ляют с точностью до 15—20 %.
Таблица 10. Предельно допустимые значения №и и ти для различных материалов
Обрабатываемый материал Энергия импульса Дж Длительность импульса ти> мкс
Стали и сплавы на основе железа От долей до десят- ков От десятков до нескольких ты- сяч
Сплавы на основе никеля и титана Не более 3—4 Не более 100— 200
Металлокерамические композиции вольфрамо- и титанокарбидной групп Не более 0,5 Не более 10
Монокристаллические материалы на основе тугоплавких металлов и сплавов Не более 103—10—1 2-3
Цветные металлы и сплавы на ос- нове меди 10-4 1-300
28
Таблица 11. Формулы расчета технологических параметров ЭЭУ
Определяемый параметр Расчетная формула
Расход электродного материала Фэи’ Сэи = $va
г-см2 Привес упрочняемой детали vK, г Глубина слоя упрочнения hOi мкм vK = 0,9va h 1.8va kG9S*9fi* 10“3
Коэффициент глубины диффузионного слоя упрочнения Kh, мкм Кд = ^o/Ac
Длительность упрочнения для одноэлек- тродного вибратора т, с (для инструмен- та Т1 = 3 4- 6 с/мм2; для деталей машин ti = 0,3 4- 1 с/мм2) т = Sti
Время формирования и притекания им- пульса упрочнения тц, мкс Тц = To + тп + Тс + Тр
Примечание. В таблице приведены следующие обозначениня: S — площадь упрочнения, см2; vfl — удельный расход ЭИ для заданного режима, г/см2; k — коэф- циент, приблизительно равный 1; Оэ— удельный вес материала электродов, Н/мЗ; Т1 —удельная длительность упрочнения, с/мм2; t0—время накопления энергии от 20 до 28 мкс; тп—время паузы (от 12 до 50 мкс); тс— время образования канала проводи- мости, мкс; Тр—время разряда (рабочий импульс)—от 0,01 до 1,0 мкс; ^—прираще- ние слоя, мкм.
Глава II
РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ И ЭИ
§ 4. Требования к РЖ и их роль
в электроэрозионном процессе
Рабочие жидкости (РЖ) должны удовлетворять следующим
требованиям [12]: обеспечению высоких технологических пока-
зателей ЭЭО, термической стабильности физико-химических
свойств при воздействии электрических разрядов с парамет-
рами, соответствующими применяемым при ЭЭО; низкой кор-
розионной активности к материалам ЭИ и обрабатываемой за-
готовки; высокой температуре вспышки и низкой испаряемости;
хорошей фильтруемости; отсутствию запаха и низкой токсич-
ности.
При ЭЭО применение получили низкомолекулярные углево-
дородные жидкости различной вязкости, вода и в незначитель-
29
нои степени кремнииорганические жидкости, а также водные
растворы двухатомных спиртов.
Температура вспышки паров РЖ (согласно строительным
нормам СНиП II-M2-72 для производства категории 2) должна
быть выше 61 °C.
В табл. 12 даны сведения о рабочих жидкостях, соответ-
ствующих этим требованиям.
Таблица 12. Рабочие жидкости для ЭЭО
Наименование ГОСТ, ТУ Температура вспышки в закрытом тигле, °C Кинематичес- кая вязкость при 20 °C, м2/с Удельный вес, Н/м3 Содержание ароматических углеводородов, % Температура кипения. °C Рекомендуемая область приме- нения
Керосин 50-90 1,8 __ 18-20 150 ЭЭВ
Масло индустри- альное, И12А ИЗОА, И40А ГОСТ 20799—75* 100 12 30 ээок, ЭЭПр, ЭЭОт
Смесь керосин- масло индустри- альное И12А в отношении 1 :1 — 61-63 6,0 8300 22-25 ээок, ЭЭПр, ЭЭОт
Сырье углеводо- родное ТУ38.101845-80 с изм. № 1 64 3,0 7900 3,5-6,5 185 ээок, ЭЭПр, ЭЭОт, ЭЭВ
Смесь сырье уг- леводородное- трансформатор- ное масло — 83 6,6 17 ЭЭВ
Основа для РЖ ЛЗ-МГ-2 ТУ38.3012—77 87 3,8 — 2,5 230 ээок, ЭЭПр
Трансформатор- ное масло ГОСТ 10121-76* 54 2,2 — 30 — ЭЭПр, ЭЭОт
Рабочая жид- кость РЖ-3 ТУ38.101964—83 80 3,0 — 5,5 200 ЭЭВ
Основа рабочей жидкости РЖ-8 ТУ38.101883-83 120 6-8,5 — — 265 ээок
Вода ГОСТ 2874-82 — — —. — —- ЭЭВ
Дизельное топ- ливо Л ГОСТ 305-82* 40-61 8600 — — Мар- киро- вание
При ЭЭУ рабочей средой служит воздух и безокислительные
газы — аргон и гелий.
На технологические показатели ЭЭО существенное влияние
оказывают вид и состояние РЖ.
На стадии формирования пробоя МЭП сказываются диэлек-
трическая прочность рабочей среды и ее вязкость. Вязкостью
30
определяется время формирования токопроводных частиц в
«мостик», по которому происходит пробой рабочей среды.
На стадии электрического разряда, когда происходит съем
металла, протекают процессы разложения рабочей среды, окис-
ления, полимеризации и конденсации углеводородов; накапли-
ваются смолистые и асфальтовые сгустки (шлам); коллоидаль-
ный кокс-сажа, различные соли, кислоты, частицы обрабаты-
ваемого материала и графитового ЭИ. Испаряясь с поверхно-
сти электродов, химические элементы рабочей среды под дей-
ствием разряда вступают в соединения с окисными пленками,
покрывающими электроды, и образуют новые химические со-
единения. Эти новые образования имеют различную прочность,
термостойкость и электрическую активность; они изменяют
тепловой баланс разряда, что сказывается на скоростях удале-
ния материала с детали и эрозионном износе ЭИ. На поверх-
ности ЭИ происходит образование защитных пленок. Протека-
ние всех этих процессов во многом определяется физико-хими-
ческими свойствами рабочей среды.
На следующей стадии, когда происходит удаление продук-
тов эрозии и продуктов распада из зоны разряда, особое зна-
чение имеет вязкость рабочей среды. С увеличением вязкости
степень захвата продуктов эрозии увеличивается и процесс
удаления их улучшается. Однако, если МЭЗ мал, то движение
вязкой рабочей среды затруднено и процесс удаления ухуд-
шается.
Одновременно с помощью рабочей среды осуществляется
охлаждение рабочей зоны и предотвращается оплавление по-
верхности электродов.
Для каждого вида ЭЭО применяют РЖ, обеспечивающие
оптимальный режим обработки. На черновых режимах с боль-
шой WH рекомендуется применить РЖ с вязкостью (5-?6)Х
X 10-4 м2/с, а на чистовых режимах, когда МЭП малы, — с вяз-
костью (1,8 4- 3) • 10-4 м2/с (табл. 12).
Для проволочных вырезных станков в качестве РЖ приме-
няют дистиллированную и техническую воду, а также керосин.
Электропроводность на черновых режимах должна быть по-
рядка 0,04—0,05 См/м, а на чистовых—порядка 0,03—
0,04 См/м. Загрязненность РЖ шламом снижает ее электро-
проводность и увеличвает износ ЭИ.
Замену РЖ производят при электропроводности 0,05 См/м,
так как при достижении электропроводности 0,06 См/м произ-
водительность на чистовых режимах падает в шесть — десять
раз. Практически замену РЖ при двухсменной работе произ-
водят не реже одного раза в месяц.
На рис. 15—17 даны графики зависимостей Rmax, Q и v от
параметров РЖ. В табл. 13 и 14 приведены данные о расходе
РЖ и концентрации в ней шлама. Обработка твердых сплавов
31
a
vammwj
'^птж/А
7тш/7М
ултш/ш
ЧГ67//МЖ
200
400*
50
20
40
5
2
0 U 5 H H Oji,ttz/o
Рис. 15. График выбора РЖ по вяз-
кости (для получения необходимой
высоты шероховатости обработанной
поверхности):
1 — рекомендуемая область; 2 — неблаго-
приятная область
2
Рис. 16. Зависимость производительности Q и относительного
износа v ЭИ от расхода РЖ: а — /ср = 4 А, ти = 20 мкс;
б — /ср = 12 А, тич== 100 мкс (а, б ЭИ из меди) ; в — /ср =
= 12 А, ти = 100 мкс; г — /ср = 4 А, ти — 20 мкс (в, г ЭИ
из графита)
Рис. 17. Зависимость Q (—) и ши-
рины паза Н (---------) от элек-
тропроводности РЖ х:
/ —f™8 кГц; 2-f=22 кГц
32
Таблица 13. Расход РЖ при различных режимах ЭЭО
Частота импульсов f, кГц Сила тока /ср, А Площадь обработки S, мм2 Объемный общий расход РЖ Q', см3/с
1-44 40-70 2000-3000 14-16
1-88 3-10 500-1000 5-12
88-440 2-12 50-500 1-3
Таблица 14. Предельная концентрация шлама в РЖ
Частота импульсов f, Гц Среднее значение силы тока /ср, А Весовая концентрация шлама, %
400 55 0,49
8 000 32 0,38
22 000 15 0,29
44 000 9 0,19
Таблица 15. Основные технологические показатели ЭЭО в РЖ,
содержащих элементоорганические соединения
Присадка Износ ЭИ, % Q, г/мин
абсолютный относительный
Отсутствует z 0,81 16,5 0,317
0,79 16,8 0,320
< 0,74 16,1 0,299
0,77 16,6 0,294
0,77 16,0 0,298
Смесь алкилфенолята бария z 0,26 4,9 0,306
и диалкилфенилдитиофосфата 0,27 5,3 0,385
цинка (0,16 %) < 0,26 5,0 0,411
0,30 5,6 0,377
0,33 5,6 0,407
Алкилфенолят бария (0,13 %) — 6,99 0,325
Дисульфит алкилфенолят ба- — 5,90 0,422
рия (0,29 %)
Отсутствует , 0,86 18,66 0,245
0,81 17,84 0,217
< 0,88 21,83 0,243
0,80 17,06 0,241
0,78 18,75 0,251
Метилен-бис-алкилфенолят z 0,24 4,45 0,273
бария (0,29 %) 0,25 4,60 0,291
< 0.25 4,97 0,309
0,24 4,95 0,280
0,27 4,89 0,321
Примечание. Электрический режим обработки: f = 8 кГц, U = 70 В, Ти = 100 мкс,
/=ЮА; импульсы прямоугольные; основная РЖ —керосин с маслом ИС20А в соотно-
шении 2,5 : 1,5.
2 Немилов Е. Ф.
33
Таблица 16. Основные технологические показатели ЭЭО с РЖ,
содержащими композиции элементоорганических соединений Ва и Са
Присадка I Присадка II Q, г/мин VOT» %
Отсутствует Отсутствует 0,55 4,65
Раствор диалкелфенилдити- фосфата цинка в алкилфено- ляте бария (0,1 %) Отсутствует 0,59 2,30
То же Метилен-бис-алкилфе- нолят кальция (2,4 %) 0,55 0,33
Примечание. Электрический режим обработки: f = 44 кГц, U =60 В, ти =
= 500 мкс, /= 12 А; импульсы гребенчатые, основная РЖ —керосин с маслом ИС20А в
соотношении 2,5 : 1,5.
должна проводиться с большим значением проводимости РЖ,
чем стали. Значение проводимости составляет 0,4-10-4 См/м.
В целях получения необходимой электропроводности и
уменьшения коррозии станка и обрабатываемых заготовок в
воду добавляют 0,02—0,06 % NaNO3 и 0,02—0,06 % М(С2ОН).
Уменьшение коррозии и снижение шероховатости обрабатывае-
мых поверхностей обеспечивают введением в воду до 4 %
Са2СОз (кальцинированной соды); для уменьшения коррозии
используют также уротропин (ГОСТ 1381—73*Е).
Для повышения технологических возможностей РЖ приме-
няют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Эти присадки
позволяют снизить износ ЭИ и повысить производитель-
ность ЭЭО.
Таблица 17. Основные технологические показатели ЭЭО с РЖ,
содержащими композиции элементоорганических соединений Ва и Sr
Присадка I Присадка II Q, г/мин VOT. %
Метилен-бис-алкилфенолят бария (0,27 %) То же Отсутствует Нафтенат стронция (0,21 %) 0,287 0,290 0,8 5,9
Примечание. Электрический режим обработки: f = 8 кГц, [/ = 70 В, ти = = 100 мкс, /=» 10 А; импульсы прямоугольные; основная РЖ—керосин с маслом ИС20А в соотношении 2,5 : 1,5.
В табл. 15—17 приведены экспериментальные данные ЭЭО
при использовании РЖ с добавками ПАВ. Эффективное исполь-
зование РЖ с присадками возможно только при режимах и со-
ставе основной жидкости, указанных в таблицах [2].
Расход РЖ для копировально-прошивочных работ выби-
рается из расчета получения максимальной производительности
34
при минимальном износе ЭИ для заданного режима обра-
ботки.
Для графитовых ЭИ диапазон скоростей движения РЖ в
МЭП лежит в пределах 0,03—0,8 м/с, а для ЭИ из меди —
0,03—0,2 м/с.
§ S. Требования к ЭИ
и сведения об электродных материалах
Электроды-инструменты должны обеспечивать стабильную
работу во всем диапазоне рабочих режимов ЭЭО и максималь-
ную производительность при малом износе [10, 22]. Электрод-
инструмент должен быть достаточно жестким и противостоять
различным условиям механической деформации (усилиям про-
качки РЖ) и температурным деформациям. Суммарная дефор-
мация не должна превышать 0,3 % допуска на основные раз-
меры чертежа детали. Конструкция ЭИ должна быть техноло-
гически выполнимой и не оказывать влияния на быстродействие
следящего привода, а стоимость изготовления — ниже стоимо-
сти основного изделия (штампа, пресс-формы и т. д.) не менее,
чем в три раза.
На поверхности ЭИ не должно быть вмятин, трещин, цара-
пин и расслоения. Поверхность ЭИ должна иметь шерохова-
тость Ra = 2,5 -г- 0,63 мкм.
При обработке углеродистых, инструментальных сталей и
жаропрочных сплавов на никелевой основе используют графито-
вые и медные ЭИ. Для черновой ЭЭО заготовок из этих мате-
риалов применяются ЭИ из алюминиевых сплавов и чугуна, а
при обработке отверстий — ЭИ из латуни. При обработке твер-
дых сплавов и тугоплавких материалов на основе вольфрама,
молибдена и ряда других материалов широко применяют ЭИ из
композиционных материалов, содержащих медь, вольфрам и
другие компоненты, так как при использовании графитовых ЭИ
не обеспечивается высокая производительность из-за низкой
стабильности электроэрозионного процесса, а ЭИ из меди имеют
большой износ, достигающий десятка процентов, и высокую
стоимость.
Износ ЭИ зависит от материала, из которого он изго-
товлен, от параметров рабочего импульса, свойств РЖ, пло-
щади обрабатываемой поверхности, а также от наличия виб-
рации.
На выбор материала и конструкции ЭИ существенное влия-
ние оказывают материал заготовки, площадь обрабатываемой
поверхности, сложность ее формы, требования к точности и се-
рийность изделия. В табл. 18 приведены некоторые сведения
о ЭИ.
2*
35
Таблица 18. Материалы для ЭИ
Наименование Марка Состав по основным компонентам, % (по массе) Вид полуфабриката Сортамент, мм, ГОСТ Область применения Способ изготовления ЭИ
Графит мелкозернистый прочный МПГ-6 ТУ 48-20-51—74 Цилиндр, брусок ТУ 48-20-51—74 ЭЭО штампов, пресс-форм и других фасонных поверхностей из стали и жаропрочных спла- вов на никелевой основе при шероховатости обработанной поверхности /?тах более 5 мкм
Углеграфи- товый материал МПГ-7 Цилиндр, брусок, пла- стина
и партии ЭИ более 10 шт.
АРВ-2 — Заготовки в виде ци- линдров 180X200, 210X 150
Пруток круглого, квад- ратного, шестигранного сечения, листовой про- кат ГОСТ 1535—71*, ГОСТ 16130—85, ГОСТ 495— 77* ЭЭО сквозных отверстий и фа-
сонных поверхностей из стали
Медь Ml, М2, М3 ГОСТ 859-78* Лист 0,4 X 12X600— 1000 X 875 X 2000 при шероховатости обработан- ной поверхности /?тах более 10 мкм и партии ЭИ более 5 шт. Механическая обра- ботка резанием
Трубы круглые, прямо- угольные, фасонные ГОСТ 617—72*, ГОСТ 11383—75*, ГОСТ 529— 78*
Латунь ЛС59, Л63 ГОСТ 15527—70* Пруток круглого, квад- ратного, шестигранного сечения, листовой про- кат ГОСТ 2060—73* ЭЭО сквозных фасонных от- верстий в сталях, жаропроч- ных и твердых сплавах; от- резка заготовок
Трубы круглые, прямо- угольные, фасонные ГОСТ 494—76*, ГОСТ 11383—75*
Алюминиевый сплав Д1 ГОСТ 4784—74 Пруток круглый, квад- ратный и шестигранный Черновая ЭЭО сталей и жаро- прочных сплавов на никелевой основе при шероховатости об- работанной поверхности ₽тах более 20 мкм
Вольфрам ВНР Вольфрам 99,9 % Проволока Диаметр 0,2—1,5 мм ЭЭО отверстий во всех мате- риалах
Молибден МНР Молибден 99,9 % .... .
37
36
Наименование Марка Состав по основным компонентам, % (по массе) Вид полуфабриката
Композицион- Эльконайт Вольфрам 90 %,медь 10 %
ный материал КМК-Б21 (МВ-70) Вольфрам 70 %, медь 30 %
Медь специальная АМФ ГОСТ 767—70* Лист
Алюминий АО ГОСТ 6132—79* —
Медь пористая МП-15 ГОСТ 4960-75* Порошок
Композицион- ный материал МНБ-3 Медь 97 %, нитрид бора 3 % —
Алюминий АКП Алюминий 99,2 % Порошок АКП
Углеродно- полимерный материал — Углерод 99 % Порошок УПМ ТУ 48-4807-103/0—82
Латунь Л63, ДКРПМФ КГЛ63, КТЛ68 ГОСТ 1066—80*
Медь — ГОСТ 2112—79* Проволока
Вольфрам ВА-1-Т ГОСТ 18903—73*
Молибден МЧ-1-Г; МС-1-Г ГОСТ 18905—73*
Латунь с цин- ковым покры- тием ЛЦ-10 — —
38
Продолжение табл. 18
Сортамент, мм ГОСТ Область применения Способ изготовления ЭИ
— ЭЭО твердых и тугоплавких сплавов, титана —
2 X 600—1000 X X 1500X2000 ЭЭО фасонных поверхностей из сталей, жаропрочных спла- вов площадью до 1 м2 Г альванопластика
— Заменитель сплава Д1; износ повышен в 1,5—2 раза, а про- изводительность ниже в 1,5— 1,7 раза Механическая обра- ботка резанием
— ЭЭО сталей и жаропрочных сплавов на никелевой основе с производительностью в 1,2— 1,6 раза большей и износом ЭИ в 1,2—1,4 раза меньшим, чем при использовании меди Ml, М2, М3
Порошок: медь ГОСТ 4960-75*, рид бора по 00-121—68 Заменитель Д1 ПО нит- ТУ Все виды ЭЭО твердых спла- вов титана, тугоплавких спла- вов и металлов Метод порошковой металлургии
— Та же область применения, что и у ЭЭПГ, МПГ-6, МПГ-7 при партии ЭИ 10 шт.
Диаметр 0,1—0,3 мм ЭЭО на вырезных станках сложноконтурных изделий из —
Диаметр 0,2—0,3 мм —
токопроводных материалов —
Диаметр 0,005—0,1 мм —
Диаметр 0,2—0,3 мм —
ЗР
§ 6. Расчет и выбор рабочей части ЭИ
Расчет может быть выполнен аналитическим и графоанали-
тическим методами [14, 22].
Аналитический расчет ЭИ. Профиль и геометрические раз-
меры рабочей части ЭИ являются зеркальным отображением
профиля полости детали с размерами, уменьшенными на вели-
чину МЭЗ и припуска на последующую обработку.
В общем виде номинальный размер В ЭИ постоянного по-
перечного сечения определяется выражением
В = Д ±2(6 + Zmin),
где А — размер обрабатываемого элемента детали по чертежу;
б — МЭЗ; Zmin — минимальный припуск на последующую обра-
ботку.
Знак «плюс» берется при обработке наружных поверхностей,
знак «минус» — для внутренних профилей.
Сумма (б + Zmin) представляет величину коррекции размера
ЭИ, причем
^min = ^?шах 4"
где Rmax — наибольшая шероховатость обработанной поверхно-
сти; Н — зона термического влияния.
Длину I (мм) рабочей части ЭИ определяют по формуле
где h—толщина заготовки; — относительный линейный из-
нос ЭИ, %.
Для определения размера В необходимо знать значения б и
Zmin*
На рис. 18—20 показаны виды МЭЗ, их зависимости от трас-
сы эвакуации шлама и расположение отверстий для прокачки
РЖ через ЭИ.
В табл. 19—21 приведены особенности учета значений МЭИ
и расчетные формулы размеров рабочей части ЭИ.
При объемном копировании аналитический расчет ЭИ и со-
ставляющих значений коррекции может быть выполнен по трем
интерполяционным моделям.
Расчетные формулы приведены ниже.
1-я модель. Расчет бокового МЭЗ бб на чистовых ре-
жимах
бб = k (2,12 + 4,12/ср - 0,0001/ + 3,29? + 0,195С7Х. х +
+ 0,39/ + 0,785Л - 0,065/ср/ - 0,02/срЛ - 0,008/ср[/х.
40
Таблица 19. Учет значений МЭЗ при коррекции размеров рабочей части ЭМ
Схема обработки
Эскиз
Особенности учета
Обработка фасон-
ных поверхностей,
представляющих со-
бой сочетание вер-
тикальных и наклон-
ных поверхностей,
без орбитального
движения
Обработка фасон-
ных поверхностей,
(полостей) с орби-
тальным движением
при чистовой обра-
ботке
Обработка отвер-
стий, пазов, щелей
ЭИ с постоянным
сечением
Обработка фасон-
ных поверхностей
тел вращения без
орбитального дви-
жения
Размер ЭИ 2 занижают экви-
дистантно на значения величин
Zmin И б ттах
При обработке заготовки 1
на различных режимах и не-
сколькими ЭИ (черновой и
чистовой) размеры ЭИ кор-
ректируют на значения вели-
чин, рассчитанных для этих
режимов
Вертикальные участки ЭИ 2
занижают эквидистантно об-
рабатываемому профилю 1
на значения величин, соответ-
ствующие Zmin и бе; наклон-
ные участки поверхности на
Zmin И бттах
f 2
Размеры ЭИ 2 по сравнению
с размерами полости 1 после
доводки занижают эквиди-
стантно на значения величин
бщах (бтах — ДЛЯ фаСОННЫХ
поверхностей вращения,
ббшах — для деталей, имею-
щих вертикальные и наклон-
ные поверхности) и припуска
на доводку (Ятах + бт после
черновой обработки)
Амплитуда колебаний при ор-
битальном движении умень-
шается на бтпнп
Размеры ЭИ 2 занижают эк-
видистантно по сравнению с
размерами отверстия 2 на
входе на значения величин
Zmin И ббтах
Обработка наруж-
ных поверхностей
типа пуансона вы-
рубного штампа
Размеры ЭИ 2 больше номи-
нального размера пуансона 1
на значения величин Zmin и
ббтах
Примечание. Zmin - минимальный припуск на последующую обработку.
41
Й Таблица 20. Расчет размеров рабочей части ЭИ с учетом износа для обработки сквозных отверстий
и глухих полостей с вертикальными и наклонными стенками
Схема обработки
Расчетная формула
Примечание
^ЭИ dQ “ 2 (6б ± ДМ;
/3h = [(1’2-1’5) + Av3H] /о;
^ЭИ р = ^эи + G + ^2
Для прошивки сквозного от-
верстия за один переход
d,3nf
1ЭИ — (*0 + Д0//2) (* + Av3ll) — 6т‘«
^эи = do + д<м/2 — 2 (1 — Ауэи) (6б — дт) — 2бт
Для прошивки сквозного от-
верстия с последующей ка-
либровкой; расчет ЭИ для
предварительной прошивки
производится по формулам,
приведенным выше
^ЭИ — 0 + Дтэи) ('о + ^tft) — 5т’>
<*ЭИ == rfo + Aod/2 — 2 (1 — Ауэи) (бб — бт) — 2бт
Для обработки простой глу-
хой полости с вертикальны-
ми боковыми поверхностями
на одном режиме
^эи — (* + Av3h) Go + ft) ~ 6т!
d3H А = rfOAOd/2 - 6Т (c°s «0 + C0S Ро);
^эи в — do + Aod/2 ~
— 6Т (2Av3H + (cos а0 + cos ₽0)/(cos afl cos 0Q)
Для глухой полости с на-
клонными боковыми поверх-
ностями
Примечание. В таблице приведены следующие обозначения: d3pj— горизонтальный (диаметральный) размер ЭИ; do—горизон-
тальный (диаметральный) размер отверстия (полости); —вертикальный размер (длина) рабочей части ЭИ; /о— глубина отвер-
стия (полости); — длина участка ЭИ, необходимая для крепления ЭИ в электрододержателе; /2 — величина зазора между
электрододержателем и торцом заготовки; Д^—допуск на диаметр отверстия (вертикальный размер полости); Av3n—относитель-
ный износ ЭИ; бт, бб— МЭЗ торцевой и боковой; До^ — допуск на размер отверстия (полости) в горизонтальной плоскости; зна-
чения (Xq, Ро—углов наклона боковых поверхностей полости и Р3ц — углов наклона поверхностей ЭИ приведены в табл. 21;
*ЭИ р—полный вертикальный размер ЭИ.
Рис. 18. Виды МЭЗ при ЭЭПр отверстий:
А—А' — начало вертикальной трассы эвакуации шлама; 6g0 — начальный боковой за-
зор на расстоянии h — 1 мм от А — Д'; бт— торцевой зазор; / — длина вертикальной
трассы эвакуации шлама; боковой зазор
w
Рис. 19. Зависимость бокового зазора дб от длины I вертикальной трассы эва-
куации шлама:
/ —Й7и = 1,54 Дж; 2—1^и = 0.02 Дж; 3— 1^ = 0,ОС6 Дж
Рис. 20. Примеры расположения отверстий в ЭИ для прокачки РЖ
и определения расстояния R': а — е — при ЭЭПр отверстий и по-
лостей цилиндрической и призматической формы; ж — при обра-
ботке фасонных полостей
2-я модель. Расчет бокового МЭЗ бб на черновых ре-
жимах
zl,25270.377 (lnA)0.25 (70.039
6б ~ k (In D>.65 ^.117/0.076^,^)0.083 '
3-я модель. Расчет торцевого МЭЗ 6Т на черновых ре-
жимах
/0,59/0,02/,0.5 /0,28
V _______ 2 ср ' их. X'
°ТП11П А7,1-0.05л'0.46 •
с Ч Ч
44
Таблица 21. Значения углов наклона боковых поверхностей ЭИ при
ЭЭО полостей с наклонными боковыми стенками
Глубина обра- ботки, мм V, % Углы наклона боковых поверхностей электрода-инструмента при углах боковых поверхностей обрабатываемой полости, 0
1 10 20 30 40 50 60 70 80 90
( 0,5 0°57' 9°80' 19°10' 28°50' 38°40' 48°40' 58°50' 69°00' 79°30' 88°60'
5,0 0°40' 6°40' 13°40' 21°00' 29°15' 38°30' 49°10' 61°20' 75°10' 88°30'
1 П л 10,0 0°30' 5°00' 10°20' 16°00' 22°45' 30°50' 40°50' 54°00' 70°30' 88°00'
1U < 20,0 0°20' 3°20' 6°50' 10°50' 15°40' 21°40' 30°00' 42°30' 62°10' 87°00'
30,0 0°10' 2°30' 5°10' 8° 10' 11°50' 16°30' 23°20' 34°30' 54°50' 86°00'
к 50,0 0°10' 1°40' 3°30' 5°30' 8°00' 11°10' 16°00' 24°30' 43°20' 84°00'
Г 0,5 0°50' 9°00' 18°20' 27°40' 37°20' 47°20' 57°30' 68°10' 79°00' 88°50'
5,0 0°30' 5°00' 10°20' 16°00' 22°45' 30°50' 40°50' 53°50' 70°30' 88°00'
9П * 1 10,0 0°20' 3°20' 6°50' 10°50' 15°40' 21°40' 30°00' 42°20' 62°10' 87°00'
| 20,0 0°12' 2°00' 4° 10' 6°30' 9°30' 13°30' 19°10' 28°50' 48°30' 85°00'
30,0 0°10' 1°30' 3°00' 4°50' 6°50' 9°40' 13°50' 21°30' 39°00' 83°00'
к 50,0 0°5' 0°50' 1°50' 3°00' 4°20' 6° 10' 8°50' 14°00' 27°10' 79°10'
( 0,5 0°50' 8°40' 17°30' 26°40' 36°10' 46°00' 56°30° 67°10' 78°30' 88°50'
5,0 0°20' 4°00' 8°20' 13°00' 18°30' 25°30' 34°40° 47°40' 66°10' 87°30'
30 10,0 0°15' 2°30' 5° 10' 8° 10' 1Г50' 16°30' 23°30' 4°50' 54°50' 86°00'
20,0 0°10' 1°30' 3°00' 4°45' 6°50' 9°40' 13°50' 21°30' 39°00' 83°00'
^30,0 0°5' 1°00' 2°00' 3°20' 4°50' 6°50' 9°50' 15°20' 29°30' 80°00'
( 0,5 0°50' 8°20' 16°50' 15°40' 35°00' 44°50' 55°10' 66°20' 78°00' 88°50'
5,0 0°20' 3°20' 6°50' 10°50' 15°40' 21°40' 30°00' 42°30' 62°10' 87°00'
10,0 0°12' 2°00' 4° 10' 6°30' 9°30' 13°30' 19°00' 28°50' 48°30' 85°00'
“tu Ч 20,0 0°7' 1°10' 2°20' 3°40' 5°20' 7°30' 10°50' 17°00' 32°10' 81°00'
30,0 0°5' 0°50' 1°40' 2°30' 3°40' 5° 10' 7°30' 11°50' 22°30' 77°10'
к 50,0 0°3' 0°30' 1°0' 1°3' 2°20' 3°10' 4°50' 7°30' 16°0' 69°50'
Г 0,5 0°48' 8°0' 16° 10' 24°50' 33°50' 43°40' 54°10' 65°30' 77°30' 88°50'
5,0 0°48' 2°50' 5°50' 9°20' 13°30' 18°50' 26°20' 38°0' 58°20' 86°30'
50 J 1 10,0 0°10' Г40' 3°30' 5°30' 7°55' 11°10' 16°00' 24°40' 43°20' 84°00'
| 20,0 0°5' 0°50' Г50' 3°0' 4°20' 6° 10' 8°50' 14°0' 27°10' 79°10'
30,0 0°3' 0°40' 1°20' 2°0' 3°0' 4° 10' 6° 10' 9°40' 19°30' 14°20'
к 50,0 0°2' 0°20' 0°50' 1°10' 1°50' 2°40' 3°50' 6°0' 12°20' 65°30'
0,5 0°44' 6°40' 15°0' 23°10' 31°50' 41°30' 52°0' 63°50' 76°30' 88°40'
5,0 0°13' Г40' 4°30' 7°20' 10°30' 14°50' 21°0' 31°20' 51°30' 85°30'
70 • 10,0 0°7' 1°20' 2°30' 4° 10' 6°0' 8°30' 12°10' 18°30' 35°20' 82°0'
20,0 0°4' 0°40' 1°20' 2°0' 3°0' 4°30' 6°30' 10°20' 20°40' 75°20'
^30,0 0°3' 0°30' 0°55' 1°30' 2°10' 3°0' 4°30' 7°10' 14°30' 69°0'
( 0,5 0°39' 6°40' 13°40' 21°0' 29° 15' 38°30' 49°0' 61°20' 75°10' 88°30'
5,0 0°10' 1°40' 3°30' 5°30' 7°55' 11°10' 16°0' 24°30' 43°20' 84°0'
100 . 10,0 0°5' 0°50' Г50' 3°00' 4°20' 6°10' 8°50' 14°0' 27°10' 79°10'
20,0 0°3' 0°30' 1°0' 1°30' 2°20' 3°10' 4°40' 7°30' 15°0' 69°50'
V30,0 0°0' 0°10' 0°25' 0°40' 0°55' 1°20' Г50' 3°0' 6°20' 48°20'
45
Коэффициент k учитывает сочетание материала ЭИ и заго-
товки и имеет следующие значения:
Медь — сталь 45..........................1
Медь — твердый сплав......................0,5
Углеграфит — сталь 45.....................0,7
В табл. 22—24 приведены сведения для расчета по интер-
поляционным моделям величины коррекции ЭИ. Для модели 2
на рис. 21 приведена номограмма для определения бокового за-
зора. Пунктирной линией показан пример определения зазора.
Приближенные значения МЭЗ для различных генераторов
при различных режимах ЭЭО приведены в табл. 25.
Пример расчета зазоров. Необходимо обработать отверстие
квадратной формы с габаритными размерами 22X22 мм. При-
Таблица 22. Пределы изменения параметров интерполяционных
моделей, используемых для расчета размеров ЭИ
Параметр ЭЭО Модели
1 2 3
Средняя сила тока /ср> А 2—10 4—85 4—80 Частота f, Гц 22 000—200 000 1000—44 000 400-44 000 Скважность q 1,5—4 1,1—5 1,5—5 Амплитудное напряжение хо- 65—200 50—300 50—300 лостого хода их. х, В Плотность тока /, А/см2 1—30 0,5—49 0,4—28 Длина вертикальной трассы 1—50 2—55 — удаления шлама /?, мм Объемный расход РЖ (посту- — — 0,2—38 пающей в z-e отверстие для прокачки) Q, см3/с Отношение z-ro объемного 1 — 10 0,14—36 — расхода РЖ к расстоянию /?', см2/с
Примечние. Примеры определения R' приведены на рис. 20. Область примене- ния и доверительные оценки даны в табл. 23 и 24.
Таблица 23. Области применения моделей для расчета ЭИ
Операция Допуск на размер Д, мм f, кГц 7ср’ А Модель (см. табл. 22) Оценка точности расчета зазора, мм
Обработка объемных фасон- ( 0,07 1-44 4-85 2 ±0,010
ных поверхностей и отвер- < 0,03 22-200 2-10 1 ±0,007
стий без осцилляции 10,02 22-200 2-10 1 ±0,006
Доводка фасонных поверх- ностей с осцилляцией 0,08 1-44 4-80 3 ±0,012
46
Таблица 24. Доверительные оценки определения МЭЗ
Операция Допуск f, кГц Модель Доверительные оценки
на размер А, мм 'ср- А (см. табл* 22) Оценка ±8, мм Вероят- ность, %
Обработка: объемных фасонных поверхностей Более 0,07 Более 0,03 1-44 22-200 4-85 2-10 2 1 0,01 0,0077 0,95
отверстий без орби- тального движения ЭИ 0,02 0,006 0,90
Доводка фасонных по- верхностей с орбиталь- ным движением ЭИ Более 0,08 1—44 4-80 3 0,012 0,95
пуск под обработку составляет 0,3 мм на сторону. Режим обра-
ботки: частота / = 66 кГц, значения среднего тока /ср = 3 А,
скважность q = 3, напряжение холостого хода 47х. х — 220 В,
длина вертикальной трассы удаления продуктов эрозии h —
— 10 мм. Минимальный допуск по размерам отверстий 0,033 мм.
Электроды: ЭИ — медь, а деталь — сталь 45. Согласно табл. 23
для / = 66 кГц /ср = 3 А и при допуске на размер отверстия
Д — 0,033 следует применять модель 1.
Для расчета зазора неоходимо знать технологическую плот-
ность /. Ввиду того, что припуск ЭЭО составляет 0,3 мм, будем
иметь площадь расчетной обрабатываемой поверхности S (см2)
равной
S = 2,22 — 2,172 = 0,131.
Плотность тока / (А/см2) равна
/ = 3/0,131 =22,9.
Тогда расчетный бб (мкм) определяется следующим обра-
зом: бб = 2,12 + 4,12 • 3 — 0,0001 • 66 000 + 3,29 • 3 + 0,195 • 200 +
+ 0,39-22,9 + 0,785-10 — 0,065-3-22,9 — 0,02-3-10 — 0,008-3 X
X 200 = 63,66.
Размеры ЭИ определяют как разность размеров отверстия
и боковых зазоров. Размеры ЭИ должны быть 21,936X21,936 мм.
Чтобы уложиться в пределы назначенного допуска на обра-
ботку (0,033 мм), ЭИ необходимо изготовить с допуском на по-
рядок выше.
При проектировании многоместных ЭИ для ЭЭПр отвер-
стий малого диаметра длина ЭИ определяется не только его
47
износом, но и условиями жесткости его крепления и возможной
вибрации.
Оптимальные длины вылета ЭИ при диаметрах прошивае-
мых отверстий в миллиметрах: 0,02—0,03; 0,025—0,035; 0,035—
0,045; 0,045—0,055; 0,055—0,065; 0,065—0,075; 0,08; 0,12; 0,16;
0,20; 0,24; 0,28; 0,32; 0,36; 0,40; 0,44; 0,48; 0,50 соответственно
составляют: до 0,8; 1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2,0; 2,4; 3,6; 4,8; 6,0; 7,2;
8,4; 9,6; 10,8; 12,0; 13,2; 14,4; 15,0 мм.
Графоаналитический расчет ЭИ. Этот расчет выполняется
в следующем порядке:
1) вычерчивают в необходимых проекциях и масштабе про-
филь обрабатываемой полости (отверстия);
2) по табл. 25 экспериментально или расчетом определяют
6т и 6б‘,
3) откладывают по нормали к поверхности обрабатываемой
полости (отверстия) размеры зазоров 6Т и 6с;
4) строят линию изменения от торца ЭИ до бокового участ-
ка; каждая точка изменения зазора может быть оценена по
формуле
— (65' 6Т) ЩЦм
48
Таблица 25. Значения МЭЗ при ЭЭО
Режим Межэлектродны-й зазор при питании от генераторов
'ср- А f, кГц ШГИ-40-440Б ШГИ-63-444 ШГИ-125-Ю0М ТГ-250-0,15
торце- вой боко- вой торце- вой боко- вой торце- вой боко вой торце- вой боко- вой
50 ______ о,12 0,35 70 ______ о,17 0,50 120 ______ о,22 0,70 160 0,15 ______ о,26 0,87 190 ______ о,ЗО 1,05 250 ______ о,38 1,20 300 J ______ о,5О 1,48 180 1 _ _ _ _ о,15 0,45 - — 120 > 0,4 - - - - - - - - 100 J _ _ _ _ о,14 0,40 — — 130 _ _ _ _ о,13 0,29 — — 115 1п - - - - 0,12 0,24 - - 90 ’ - - - - 0,10 0,21 — - 70 — - 0,077 0,392 _ _ _ _ 90 _ _ _ _ о,11 0,19 - - 70 - - 0,056 0,242 0,09 0,16 — - 50 _ _ _ _ о,О8 0,12 — — 40 0,06 0,15 0,044 0,191 _ _ _ _ 30 яп 0,05 0,12 - - 0,06 0,10 - - 20 б,и 0,04 0,09 - - 0,05 0,09 - - 0,08 — - 12 0,03 0,07 - - 0,04 0,07 - - 10 - - 0,026 0,126 _ _ _ _ 5 0,02 0,05 - - _ _ _ _ 50 0,06 0,12 0,056 0,180 0,08 0,10 - - 40 0,05 0,10 - - 0,06 0,08 - - 30 00 0,04 0,08 — — 0,05 0,07 - - 20 - 0,07 0,032 0,128 _ _ _ _ 12 0,03 0,06 0,024 0,099 0,04 0 06 - - 5 0,02 0,04 - - _ _ _ _ 60 - - 0,060 0,170 _ _ _ _ 32 - - 0,036 0,138 - - - - 25 0,04 0,07 - - 0,05 0,08 - — 15 44 0,03 0,06 — — 0,04 0,06 — — 10 — - 0,024 0,099 - - - — 7 - 0,05 - - - - - - 3 0,02 0,04 — — 0,03 0,05 — — 20 0,04 0,07 - - 0,05 0,07 - - 15 _ 0,03 0,06 - — 0,04 0,06 - - У 00 3 0,02 0,05 — — 0,08 _ — —
49
Продолжение табл 25
Режим Межэлектродный зазор при питании от генераторов
^ср’ А f. кГц ШГИ-40-440Б ШГИ-63-440 ШГИ-125-100М ТГ-250-0,15
торце- вой боко- вой торце- вой боко- вой торце- вой боко- вой торце- вой боко- вой
42 0,048 0,128 —. . —.
30 — —— 0,032 0,110 — — — —
25 > 88 0,04 0,07 —. — — — — —
15 0,03 0,06 — — — 0,05 — —
5 0,02 0,05 0,018 0,06 — — — —
20 —. 0,06 — — 0,05 0,07 — —
15 0,04 0,05 — — — 0,06 — —
10 100 —. 0,04 — — 0,04 — — ——
3 0,02 0,03 — — 0,03 0,05 — —
1 0,01 0,02 — — 0,02 0,04 — —
20 — 0,06 — — — — — —-
18 — — 0 025 0,065 — —. —. —
15 0,04 0,05 0,019 0,052 — — —— —
10 200 —. 0,04 — — — — — —
8 — — 0,015 0,048 — — — —
3 0,02 0,03 0,013 0,045 — —— —. —
1 0,01 0,02 — — — — — ——
6-7 — — 0,016 0,036 — — — —
3 1 440 —в — 0,012 0,028 — — —
1 — — 0,007 0,02 — — — —
Примечания: 1. Значения зазоров указаны для обработки импульсами прямо-
угольной формы, при обработке гребенчатыми импульсами значения зазоров следует
увеличить в два раза. 2. Боковой зазор связан с электрическими режимами соотноше-
нием «б-0.0745 (/cp/f)0-31.
где It — расстояние от торца до расчетной точки профиля за-
глубления; /к — длина контура углубления в заготовку.
Выбор ЭИ при ЭЭШ. Диаметр круга выбирают из расчета
обеспечения необходимой скорости шлифовального круга, кото-
рая лежит в пределах v = 40 4- 50 м/с. Диаметр круга с!эи под-
считывают по формуле с(эи = Цо/лпо, где п0 — частота враще-
ния шпинделя станка.
Выбор ЭИ при ЭЭОт. Диаметр дискового ЭИ рассчитывают
как диаметр круга ЭЭШ. Толщина круга лежит в пределах от
1,5 до 50 мм.
Выбор проволочного ЭИ. При ЭЭВ помимо выбора ЭИ и
электрического режима работы генератора необходимо опреде-
лить материал и диаметр, а также усилия натяжения и скорость
перемотки проволочного ЭИ. В табл. 26 даны рекомендации по
выбору этих параметров, обеспечивающих шероховатость обра-
ботанной поверхности Ra 3,5 мкм.
50
Таблица 26. Выбор проволочного ЭИ в зависимости от материала
и толщины обрабатываемой заготовки
Обраба- тываемый материал Толщина заготов- ки h, мм Диаметр проволоки, мм Материал ЭИ Усилие натяжения, Н Ско- рость пере- мотки, мм/с
Черновой режим Чистовой режим
До 1 — 0,03—0,05 Вольфрам, ГОСТ 18903-73 * — Молибден, ГОСТ 18905-73* 1,07-1,96 0,49-1,47 8
Сталь 45 1-10 — 0,10 0,05 Латунь, ГОСТ 1066-80* Молибден, ГОСТ 18905-73* 1,96 1,56 8-10
10-20 0,15-0,20 0,10 Латунь, ГОСТ 1066-80* Молибден, ГОСТ 18905-73* 3,92 10-15
20-60 Свыше 60 0,20-0,25 0,25-0,30 Латунь, ГОСТ 1066-80* 5,88-7,84 7,84-9,8 15-20 20
Твер- дый < сплав 1 ( 1-10 10-20 1 20-40 — 0,15 0,20 0,25 Латунь, ГОСТ 1066-80* 3,92 5,88 7,84 8-10 10-15 15-20
Выбор электродов-инструментов для ЭЭУ. Материал ЭИ
выбирают, исходя из заданных свойств упрочненной поверх-
ности, а форму и размеры — из соображений удобства подвода
ЭИ к обрабатываемой заготовке и ее конструктивных особен-
ностей.
Учет износа ЭИ. Изменение в процессе ЭЭО геометрических
размеров ЭИ приводит к снижению точности ЭЭО. Износ v ЭИ
зависит от материала ЭИ, от формы и W„, а также от скорости
прокачки и степени загрязнения РЖ.
Износ оценивается общим относительным объемным износом
vo6 = (Иэи/Уэ.з) юо %;
при ЭЭПр отверстий удобнее пользоваться линейным относи-
тельным износом
Vo. л = (Л/эи//отв) 100 %,
где Уэи — объем ЭИ; Уэ. з—объем удаленного металла заго-
товки; Л/эи — изменение линейного размера ЭИ в процессе ра-
боты; /отв — глубина прошитого отверстия.
Износ ЭИ из меди возрастает при увеличении скорости про-
качки РЖ, а ЭИ из графита — падает (см. рис. 16).
51
§ 7. Технологические характеристики
электродных материалов
Эрозионная стойкость электродного материала, его прочность
и удельная проводимость непосредственно влияют на техноло-
гические показатели ЭЭО. В табл. 27—37 приведены технологи-
ческие характеристики наиболее применяемых электродных ма-
териалов при ЭЭО различных металлов и сплавов.
Таблица 27. Технологические характеристики ЭЭО стали ЭИ
из материала МНБ-3 и меди
Тип генератора f, кГц ти’ мкс S, мм2 ^ср’ А Q, мм3/мин /?а, мкм V, %
Прямоугольные импульсы ( 1,5 200 3,8 500 14/13 40/85 3,0/3,0 80/32 ШГИ-40-440 4 2,0 200 2,5 500 12/11 34/71,5 2,5/30 80/40 (. 2,2 440 1,0 100 4,5/4,0 4/12,8 1,0/1,2 120/50
Примечание. В числителе приведены режимы для ЭИ из меди, в знамена- теле — из материала МНБ-3.
Таблица 28. Технологические характеристики ЭЭО
твердого сплава ВК20 ЭИ из материала МНБ-3
ти, мкс f, кГц Zcp- А Q, мм3/мин Ra, мкм V, °/о
100 8 46 140 4,5 66
18 44 40 120 4,3 37
7 100 29 80 2,2 34
3 200 19 40 1,2 40
Примечание. Генератор ШГИ-63-440, полярность прямая.
Таблица 29. Технологические характеристики ЭЭО
твердых сплавов ВК8 ЭИ из латуни
h кГц ги, мкс 7ср’ А S, мм‘ Q, мм3/мин Ra, мкм V, %
8 62 30 500 48 20 447
44 12 27 500 43,5 2,5 250
100 5 25 500 36,5 2,5 200
200 2,5 . 17 500 27 2,5 —
200 2,5 8 250 13 1,25 —
440 1,1 3 50 3,5-4 0,63 120
440 0,6 1,7 50 1,9 0,63 110
Примечание Генератор ШГИ-40-440, полярность прямая
52
Таблица 30. Технологические характеристики ЭЭО стали ЭИ из меди Ml
Ти, мкс Q ^ср’ А f, кГц Q. мм3/мин мкм V. % S, мм2
70 666 1.5 22 12 | 70 222 1>5 { 22 1 12 83 W { 45 1 62,5 2 | 22 j 27 1,5 { 83 ' 21 2 { 11 , 14 1,3 { 3° | 10,5 2 { 2; 7 15 Г 36 ' 1,b I 25 6 2 { 13 5,0 1,5 16-18 2,5 2,0 12-13 ' f 6 1,5 3,0 | 2-3 1,2 1,8 { 3Z8 470 28 20 3000 . 310 25 20 2000 1 130 21 16 1000 70 16 12 500 500 21 30 3000 „ 320 17 25 2000 8 140 14 21 1000 70 11 18 500 46 15 о- 3000 290 12 00 2000 8 130 ЙП 30 1000 62 8,и 25 500 430 9,0 50 3000 270 8,0 45 2000 22 120 6,0 45 1000 57 5,0 40 500 330 7,0 ЙП 2000 240 5,0 w 1000 .. 120 5,0 55 500 44 53 3,8 45 250 200 5,0 7П 1500 ПО 4,5 /и 1000 □о 39 3,0 70 500 88 11 2,5 65 250 200 45 2,5-2,7 90 250 35 2,4—2.6 90 250 15 1,7—1 8 85 |ПП ► 400 5 1,25-1 35 80 iw 7,8 1,25-1,35 90 250 . J 7,5 1,2—1,3 100 100
Примечание. Полярность обратная, импульсы прямоугольные, генератор ШГИ-63-440.
53
Таблица 31. Технические характеристики ЭЭО ЭИ из меди
на режимах, обеспечивающих его малый износ
Обрабаты- ваемый материал Режим обработки По- ляр- ность S, мм’ «а- МКМ Q. мм3/мин V, %
Z, А f, кГц Q Число гребней в им- пульсе
макси- маль- ный сред- ний
58 - 8 1,25 15 58-8 1,5 7 г л* 45 - 44 3 15 Сталь 45 13 _ 66 2 15 10 - 100 2 7 6 - 440 2 - Обратная 1500 160 262 0,69 1500 80 203 0,4 1500 40 121 0,69 1000 20 24,5 1,0 500 2,5 10,5 6,4 250 1,25 0,65 1-2
Титановый — сплав ВТ-3 3 — 40 200 5-8
Твердый — сплав ВК20 О 1,2 прямо- уголь- ные им- к Л — 35 30-40
Молибден — 8—10 5 44 пульсы Е — 20 17 50
Вольфрам — 45 3 2 58 80
Примечание. Давление прокачки РЖ составляет 100 кПа, среднее напря- жение от 25 до 50 В, генератор типа ШГИ.
Таблица 32. Технологические характеристики ЭЭО стали ЭИ из графита
Ти, мкс Q ^ср’ к f, кГц Q м3/мин Ra, мкм V. % S, мм2
( 65 65 40-50 0,2 3000
666 1,5 { 22 1 22 30-35 0,2 1000
1 12 12 24 0,15 1000
( 65 500 30 0,5 3000
222 1.5 { 22 3 140 20-22 0,5 1000
( 12 60 16,5 0,45 1000
( 60 435 20 2 3000
83 1,5 { 20 8 120 10-12 1,5 1000
1 Н 57 10 0,8 1000
( 1,5 50 390 13-15 8 3000
27 < 1,5 19 22 ПО 9 6 1000
1 2,0 10 48 7 6 1000
14 1,5 45 160 10-12 12 2000
14 1,5 22 > 44 120 7,8 10 1000
10,5 2,0 ю ) 40 5,0 9 500
.54
Продолжение табл. 32
Ти. мкс Q Zcp’ А Г, кГц Q м3/мин RQ, мкм V. % S, мм2
7 1,5 28 88 150 5,0-5,5 20 1000 7 1,5 15 88 70 4,0—4,5 20 500 6 2,0 8 88 25 3,9 18 250 1,5 2 10 200 30 3.0 50 500 1,0 3 5 200 10 2,2—2,5 40 250
Примечание. Полярность обратная, импульсы прямоугольные, генератор ШГИ-63-440, ЭИ — графит ЭЭПГ.
Таблица 33. Технологические характеристики ЭЭО
твердого сплава ВК20 ЭИ из меди
1и, мкс Q L кГц Zcp’ А Q, мм3/мин мкм V. % <$, мм2
( 60 100 12,0 150 3000
62,5 2 8 { 35 1 12 20 15 5,8 4,2 130 НО 2000 1000
21,0 Т 22 45 65 4,7 115 3000
10,5 > 2 44 35 42 3,2 80 2000
6,0 ) 88 25 30 2,5 82 1000
1,5 2 200 16 26 2,4 75 500
1,5 2 200 10 16 2,0 70 250
1,0 3 440 3-4 5 1,25 50 120
0,9 2 440 3-4 3,5 1,0 40 120
При обратная, м е ч а н и е. Генератор ШГИ-63-440, полярность на частотах до 22 кГц а на частотах свыше 22 кГц — прямая.
Таблица 34. Относительный объемный износ (%) ЭИ
при ЭЭО стали с генератором ШГИ
Г, кГц Импульсы
прямоугольные гребенчатые
Материал ЭИ
медь графит медь графит
8 15-40 0,6-1,0 0,3-0,5 —
22 22-45 3,0-5,0 0,3-0,8 0,08—0,15
44 30-50 5-18 0,5-1,0 0,1-0,15
66 33-55 15-25 0,8-1,2 0,12-0,15
88 40-70 30-40 1,0-1,8 0,3-0,5
100 —_ — 1,0-2,0 0,8-1,2
200 45-90 40—70 — —
440 90-140 — — —
55>
Таблица 35. Технологические характеристики ЭЭО стали ЭИ
из материала МБХ-3
f, кГц 7ср’ А Q, ммЗ/мин Ra, мкм V, % S, mmz
8 34 373 15 4,0 4000
8 34 370 5 4,1 2000
2,2 32 349 9 7,5 1000
88 16 133 4 17 500
Примечание. Генератор ШГИ-40-440, рабочая сырье для производства сульфанола, полярность обратная. жидкость — углеводородное
Таблица 36. Технологические характеристики ЭЭО
твердого сплава ВК20 ЭИ из материала МБХ-3
f, кГц ^Ср’ А Q, мм3/мин Ra, мкм V, % S, мм2
8 37 65 4,9 58 1000
22 33 81 3,6 41 1000
44 23 51,2 2,4 44 500
88 11 25,2 1,6 51 500
Примечание. Генератор ШГИ-40-440, полярность обратная, рабочая жид-
кость — углеводородное сырье для производства сульфанола.
Таблица 37. Технологические характеристики ЭЭО стали ЭИ
из алюминиевых сплавов
f, кГц ^ср’ А S, мм- Q, мм’/мин Ra, мкм V, %
0,4 125 5000 1700 400 10 0,4 30 3000 420 320 6 1,0 120 5000 1680 320 14 1,0 30 3000 380 250 9 8,0 15 3000 650 160 21 8,0 18 1500 160 80 10 22 40 1500 190 80 43 22 10 500 55 40 28
Примечание. Генератор ШГИ-125-100, форма импульса гребенчатая, по- лярность обратная.
56
Глава III
СРЕДСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ
§ 8. Электроэрозионные станки
По технологическому назначению эти станки классифици-
руют на универсальные, специализированные и специальные.
Копировально-прошивочные станки изготовляют как в обычном
исполнении, так и повышенной точности. Вырезные станки вы-
пускают прецизионными.
Компоновка копировально-прошивочных станков преимуще-
ственно вертикальная. Они могут быть с неподвижным столом и
подъемной ванной или с координатным столом и съемной
ванной.
В соответствии с ГОСТ 15954—70 размерный ряд электро-
эрозионных копировально-прошивочных станков состоит из пяти
типоразмеров с габаритными размерами столов: 125X200,
200X360, 400X360, 800ХН20 и 1600X2000 мм.
Вся группа этих станков, которые будут производить в две-
надцатой пятилетке, оснащается системами адаптивного и про-
граммного управления, новыми источниками питания, позво-
ляющими снизить расход электроэнергии до 1,5 раз; увеличена
их производительность в 1,3—1,8 раза. Они имеют высокую сте-
пень унификации. На рис. 22 и 23 приведены кинематическая
схема и схема приводов подачи копировально-прошивочных
станков.
Группа вырезных станков с размерами обрабатываемого кон-
тура от 200X 125 до 950X550 мм оснащена системой про-
граммного управления типа 15ИПЧ.3.001 или 2М-43. В качестве
программоносителя используется магнитная или перфорирован-
ная бумажная лента. Станки комплектуются генераторами типа
ГКИ 300-200 А с устройством адаптивного управления. Генера-
тор позволяет применять на станках биметаллическую прово-
локу, что повышает производительность обработки на 60—70 %.
Станки оснащены устройством для обработки конических по-
верхностей.
Станки 4732ФЗМ оснащают устройством для автоматической
заправки проволочного ЭИ, что обеспечивает непрерывную
работу станка в течение двух-трех смен при многостаноч-
ном обслуживании. В качестве РЖ применяют воду
(ГОСТ 2874—82).
В табл. 38—39 приведены характеристики электроэрозион-
ных станков [5, 12].
57
со Таблица 38. Электроэрозионныё копировально-прошивочные станки
Модель Наименование станка Назначение станка и его размерная характеристика Краткая технологическая характеристика
4720М Станок настольный элек- троэрозионный копиро- вально-прошивочный Универсальные станки Изготовление элементов рабочих де- талей пресс-форм, фильер, кокилей, фасонных деталей из труднообраба- тываемых сплавов, твердосплавных штампов; размеры стола 125 X X 200 мм; наибольшая высота заго- товки 80 мм Производительность 70 мм3/мин; шеро- ховатость поверхности на числовых ре- жимах Ra = 0,8 4- 0,4 мкм; точность обработки сквозного отверстия 0,03— 0,04 мм, фасонной поверхности — 0,08 мм; перемещение стола может осуществляться по программе в следя- щем режиме
МА4720У Станок настольный элек- троэрозионный копиро- вально-прошивочный Изготовление элементов рабочих де- талей пресс-форм, фильер, кокилей, фасонных деталей из труднообраба- тываемых сплавов, твердосплавных штампов; размеры стола 125 X X 200 мм; наибольшая высота заго- товки 80 мм Производительность 70 мм3/мин; шеро- ховатость поверхности на чистовых ре- жимах Ra = 0,32 мкм; точность обра- ботки сквозного отверстия 0,03— 0,04 мм, фасонной поверхности — 0,08 мм; продольное перемещение сто- ла может осуществляться в следящем режиме
4К721АФ1 Электроэрозионный ко- пировально-прошивоч- ный Обработка сложнопрофильных отвер- стий типа щелей, фильер и матриц вырубных штампов; размеры стола 360 X 200 мм; наибольшая высота заготовки 2250 мм Станок оснащен ГИ типа ШГИ-40-440М; шероховатость обрабо- танной поверхности Ra = 1,25 мкм; 250 мм3/мин
4Л721Ф1 Электроэрозионный ко- пировально-прошивоч- ный Обработка сложнопрофильных отвер- стий типа щелей, фильер и матриц вырубных штампов, в том числе твердосплавных; размеры стола 250 X 360 мм; наибольшая высота заготовки 100 мм Производительность 280 мм3/мин; ше- роховатость поверхности на чистовых режимах Ra = 1,6 4- 0,8 мкм; точ- ность обработки сквозного отверстия до 0,02 мм. фасонной поверхности — до 0,03 мм
4К722АФ1
4Д722В
Станок электроэрозион-
ный копировально-про-
шивочный координатный
особо высокой точности
с адаптивно-программ-
ным управлением
Электроэрозионный ко-
пировально-прошивоч-
ный станок повышенной
точности
4Е723-01Ф1
Электроэрозионный ко-
пировально-прошивоч-
ный станок
Изготовление элементов деталей
пресс-форм и других сложнопрофиль-
ных полостей, а также деталей из
труднообрабатываемых токопроводя-
щих материалов; размеры стола
400 X 630 мм, наибольшая высота
заготовки 250 мм
Обработка сложнопрофильных от-
верстий и изготовление элементов
деталей пресс-форм, кокилей, фасон-
ных деталей из труднообрабатывае-
мых сплавов, а также деталей твер-
досплавных штампов и фильер; раз-
меры стола 400 X 630 мм; наиболь-
шая высота заготовки 200 мм
Изготовление элементов деталей ко-
вочных штампов и пресс-форм, коки-
лей, фасонных деталей из труднооб-
рабатываемых сплавов, прорезка фа-
сонных отверстий, профилирование
фильер; размеры стола 400X630 мм;
наибольшая высота заготовки 380 мм
Производительность 500 мм3/мин; ше-
роховатость поверхности на чистовых
режимах Ra — 1,25 4- 0,63 мкм; точ-
ность обработки сквозного отверстия
0,01—0,02 мм, фасонной поверхности —
0,05 мм; имеется автоматическая опти-
мизация режимов обработки
Производительность 500 мм3/мин; ше-
роховатость поверхности на чистовых
режимах Ra = 1,25 мкм; точность об-
работки 0,015—0,02 мм, фасонной по-
верхности — 0,07 мм
4Д721АФ1
4Д722А
Электроэрозионный ко-
пировально-прошивоч-
ный станок особо высо-
кой точности установки
координат
Электроэрозионный ко-
пировально-прошивоч-
ный станок особо высо-
кой точности
Обработка сложнопрофильных поло-
стей и отверстий в заготовках из
труднообрабатываемых материалов;
размеры стола 200 X 360 мм; наи-
большая высота заготовки 120 мм
Изготовление фасонных полостей
сложнспрофильных отверстий эле-
ментов деталей пресс-форм и коки-
лей, фасонных деталей из труднооб-
рабатываемых сплавов, твердосплав-
ных штампов и фильер; размеры сто-
ла 400X 360 мм; наибольшая высо-
та заготовки 200 мм
Производительность 1200 мм3/мин; ше-
роховатость поверхности на чистовых
режимах Ra = 2,5 мкм; точность об-
работки сквозных отверстий 0,02—
0,03 мм, фасонной поверхности —
0,07—0,1 мм; станок комплектуется ГИ
типа ШГИ-80-440М с программно-
адаптивной системой типа ПАК-
ЭНИМС
Производительность 350 мм3/мин; ше-
роховатость поверхности на чистовых
режимах Ra = 0,8 4- 0,4 мкм; точность
обработки сквозного отверстия 0,01—
0,02 мм, фасонной поверхности —
0,03 мм
Производительность 500 мм3/мин; ше-
роховатость поверхности на чистовых
режимах Ra = 1,25 мкм; точность об-
работки сквозного отверстия 0,01 —
0,02 мм, фасонной поверхности —
0,07 мм
о
о
Продолжение табл. 38
Модель Наименование станка Назначение станка и его размерная характеристика Краткая технологическая характеристика
4Д722АФ1 Станок электроэрозион- ный копировально-про- шивочный координатный особо высокой точности с цифровой индикацией Обработка сложнопрофильных поло- стей и отверстий из труднообрабаты- ваемых токопроводящих материалов; размеры стола 400 X 630 мм; наи- большая высота заготовки 200 мм Производительность 500 мм3/мин; ше- роховатость поверхности на чистовых режимах Ra = 1,25 мкм; точность об- работки сквозного отверстия 0,01 — 0,02 мм, фасонной поверхности — 0,07 мм; имеется цифровая индикация отчета глубины обработки и тонкая очистка РЖ
4П724ФЗМ Электроэрозионный ко- пировально-прошивоч- ный ГПМ с ЧПУ Изготовление элементов деталей ко- вочных штампов, фасонных деталей из труднообрабатываемых сплавов, прорезка фасонных отверстий; наи- большая высота от торца шпинделя до стола 900 мм; размеры стола 800 X 1120 мм; планетарный стол; генератор ШГИ-88МХ4 Производительность 200 мм3/мин; шеро- ховатость поверхности Ra = 3,2 4- 4- 1,6 мкм; точность обработки фасон- ной поверхности 0,05 мм; имеется узел автоматической смены инструмента; движение стола по любой траектории
Специльные и специализированны е станки
4Б611 Переносной электрозион- ный станок Извлечение остатков сломанного ин- струмента, прошивание отверстий; размеры стола 400 X 630 мм; диа- метр прошиваемых отверстий 6— 24 мм; глубина прошивания 50 мм Производительность (скорость углубле- ния) до 15 мм/мин; шероховатость по- верхности Rz = 160 мкм
4В611 Электроэрозионный про- шивочный станок для извлечения сломанного инструмента Извлечение остатков сломанного ин- струмента из крупногабаритных из- делий; прошивание отверстий в круп- ногабаритных заготовках из трудно- обрабатываемых материалов; раз- меры стола 400 X 630 мм диаметр извлекаемого инструмента 3—24 мм Производительность (скорость углуб- ления) до 15 мм/мин; шероховатость поверхности Ra — 50 4- 25 мкм
МЭ72М Электроэрозионный ста- нок для предваритель- ной обработки полного профиля лопаток Предварительная обработка профиля паротурбинных лопаток длиной до 400 мм; размеры стола 120 X 420 мм; наибольшее перемещение ЭИ: гори- зонтальное 270 мм, вертикальное ±40 мм, угловое ±5°; число рабо- чих головок 2; число контуров 4 Производительность пять — восемь ло- паток в смену; шероховатость поверх- ности Rz = 320 мкм
ОФ-81 Электроэрозионный ко- пировально-прошивоч- ный станок повышенной точности Изготовление элементов деталей мно- гоместных штампов пресс-форм, кон- дукторов, приспособлений; оснащен универсальными и специальными приспособлениями; размеры стола 360 X 200 мм; ход стола: вертикаль- ный 200 мм, продольный 320 мм; расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола 220— 500 мм; точность установки коорди- нат 0,01 мм Производительность 240 мм3/мин; ше- роховатость поверхности на чистовых режимах Ra = 1,25 мкм
4Л723ФЗМ Электроэрозионный ко- пировально-прошивоч- ный адаптивный модуль с ЧПУ Черновая и чистовая обработка по- лостей и отверстий из труднообра- батываемых сплавов; наибольшая высота от торца шпинделя до стола 600 мм; размеры стола 400X630 мм; ход стола: в продольном направле- нии 400 мм, поперечном 250 мм Производительность 1200 мм3/мин
КД4740ФЗМ Электроэрозионный гиб- кий переналаживаемый модуль для копироваль- но-прошивочных работ Обработка элементов рабочих дета- лей ковочных штампов пресс-форм, экструзионных матриц; размеры сто- ла 400 X 630 мм; наибольшее рас- стояние от поверхности стола до тор- ца электрододержателя 630 мм Модуль оснащен инструментальным ма- газином на 12 инструментов и меха- низмом смены инструментов
о
g Таблица 39. Электроэрозионные вырезные станки
Модель Наименование станка Назначение станка и его размерная характеристика Краткая технологическая характеристика
4531ФЗ Электроэрозионный ста- нок с программным уп- равлением для профиль- ной вырезки Вырезка проволочным ЭИ деталей вы- рубных штампов, матриц, шаблонов; наибольшие размеры деталей до 125 X X 75 X 40 мм и контура до 100 X 60 мм Производительность для стали 18 мм2/мин, для твердого сплава 11 мм2/мин; шероховатость поверх- ности Ra = 1,25 мкм; точность об- работки 0,01 мм
4А731Ф11 Полуавтомат электро- эрозионный вырезной с копиром Вырезка проволочным ЭИ деталей вы- рубных штампов, матриц для экструди- рования, фасонных резцов, шаблонов и т. д.; наибольший размер вырезаемого контура 160X 100 мм; высота заготов- ки до 63 мм Производительность по стали 40 мм2/мин, по твердому сплаву 18 мм2/мин; шероховатость поверх- ности Ra = 1,25 мкм; точность обра- ботки 0,02 мм; обработка произво- дится в адаптивном режиме
4532ФЗ Электроэрозионный ста- нок с программным уп- равлением для профиль- ной вырезки Вырезка проволочным ЭИ деталей вы- рубных штампов, матриц, шаблонов и т. д. размерами до 250 X 160 X 75 мм, размеры обрабатываемого контура до 200 X 125 мм Производительность обработки ста- ли 35 мм2/мин, твердого сплава 18 мм2/мин; шероховатость поверх- ности Ra = 1,25 мкм; точность об- работки 0,02—0,01 мм
4732ФЗМ Электроэрозионный вы- резной станок с ЧПУ ти- па 2М-43 Вырезка проволочным ЭИ деталей вы- рубных штампов, матриц для экструди- рования, фасонных резцов, шаблонов и других подобных деталей; наибольшие размеры вырезаемого контура 200 X X 125 мм; высота заготовки до 80 мм; станок оснащен ГИ с УЧПУ типа ГКИ- 300-200АН Производительность обработки ста- ли 40 мм2/мин; шероховатость по- верхности Ra = 1,25 мкм; точность обработки 0,03 мм
4733ПФЗ То же Вырезка проволочным ЭИ деталей вы- рубных штампов, матриц для экструди- рования, фасонных резцов, шаблонов и других подобных деталей; наибольшие размеры вырезаемого контура 250 X X 250 мм; высота заготовки до 100 мм; ГИ с устройством адаптивного управле- ния Производительность по стали 40 мм2/мин, по твердому сплаву 18 мм2/мин; шероховатость поверх- ности Ra = 1,25 мкм; точность об- работки 0,03 мм; станок оснащен устройством автоматического натя- жения проволочного ЭИ и предо- хранения его от обрыва
МА4738ФЗ Электроэрозионный вы- резной станок с ЧПУ Вырезка проволочным ЭИ деталей вы- рубных штампов, матриц для экструди- рования, фасонных резцов, шаблонов и других подобных деталей; наибольший размер вырезаемого контура 950 X X 450 мм; высота заготовки до 160 мм Производительность по стали 40 мм2/мин, по твердому сплаву 18 мм2/мин; шероховатость поверх- ности Ra = 1,25 мкм; точность об- работки 0,03 мм
4735ФЗМ Электроэрозионный вы- резной станок высокой точности с ЧПУ типа 2М43-55 Вырезка проволочным ЭИ деталей вы- рубных штампов, матриц для экструди- рования, фасонных резцов, шаблонов и других подобных деталей; наибольший размер вырезаемого контура 800 X X 500 мм; высота заготовки до 160 мм Производительность обработки по стали 40 мм2/мин, по твердому сплаву 18 мм2/мин; шероховатость поверхности Ra — 1,25 мкм; точ- ность обработки 0,03 мм
ЛЭ501М Электроэрозионный нок ста- Вырезка проволочным ЭИ деталей вы- рубных итампов, матриц, шаблонов, изделий народного потребления и т. д.; наибольшие размеры заготовки 150 X X 150X30 мм, обрабатываемого кон- тура — 100 X 100 мм Производительность по стали 32 мм2/мин, для твердого сплава ВК-8 до 8 мм2/мин; шероховатость поверхности Ra = 1,25 мкм; точ- ность ±0,02 мм
8 ЭФА Электроэрозионный фо- токопировальный станок Вырезка проволочным ЭИ деталей вы- рубных штампов, изделий народного по- требления, шаблонов; наибольший раз- мер заготовки 100X250X30 мм; ко- ординатные перемещения 50 X 50 мм; диаметр электрода 0,05—0,2 мм Производительность по стали 20 мм2/мин; точность обработки ±0,01 мм
Рис. 22. Кинематическая схема электроэрозионного копировально-прошивоч-
ного станка с электрогидравлическим приводом подачи ЭИ:
1 — передача винт-гайка для подъема и опускания ванны с РЖ; 2 — рабочий стол;
3 — ванна с РЖ; 4 — орбитальная головка; 5 — электрогидравлический следящий зо-
лотник; 6 — маховик ручного поперечного перемещения прошивочной головки; 7 — элек-
тродвигатель орбитальной головки; 8 — электродвигатель поперечного перемещения; 9 —
ходовой винт; 10 — редуктор; // — электродвигатель привода ванны; 12 — передача
винт-гайка вертикального установочного перемещения прошивочной головки; 13 — про-
шивочная головка; 14 — электродвигатель вертикального перемещения прошивочной го-
ловки; 15 — электродвигатель продольного перемещения; 16 — маховик ручного про-
дольного перемещения
Рис. 23. Схемы приводов подачи ЭИ копировально-прошивочных станков:
а — соленоидная; б — электромеханическая; в — электрогидравлическая:
/ — ванна; 2 —заготовка; 3 — ЭИ; 4 — шпиндель; 5 — управляющая обмотка соленоида;
6 — уравновешивающая обмотка; 7 — сердечник; Rl, R2, С — элементы электрической
схемы; 8 — шпиндель; 9 — гайка; 10 — ходовой винт; // — редуктор; /2 — электродвига-
тель вертикальной подачи; 13 — направляющие; 14 — заготовка; /5 — ЭИ; 16— шток;
17 — рабочий цилиндр; 18 — поршень; 19 — следящий золотник с поршнем; 20 — об-
мотка управления; 21 — сердечник соленоида; 22 — колебательная обмотка для устра-
нения инерции покоя поршня следящего золотника
64
§ 9. Генераторы импульсов
Эти генераторы должны соответствовать следующим требо-
ваниям: иметь высокий КПД, сохранять в процессе работы
установленный режим обработки, иметь широкий диапазон ра-
бочих частот, а также иметь форму и энергию импульса, обес-
печивающую высокую производительность, низкую шерохова-
тость обработанной поверхности и малый износ ЭИ.
Для питания копировально-прошивочных станков наиболь-
шее применение имеют ГИ серии ШГИ. Генератор имеет встро-
енный регулятор подачи ЭИ и блок ликвидации коротких замы-
каний. Генератор с высокими частотами и относительно боль-
шой скважностью q = 5 4- 25 серии ГКИ применяют для осна-
щения вырезных станков и прошивки отверстий малого диаметра.
На рис. 24 и в табл. 40 приведены схемы и характеристики
ГИ [5, 12, 23]. Обозначения элементов схем — по ГОСТ
2.710—81.
§ 10. Оборудование
для электроэрозионного упрочнения
В качестве ГИ при ЭЭУ применяются полупроводниковые
генераторы униполярных импульсов и генераторы, созданные
по схеме RC. Для ЭЭУ используются ручные вибраторы и ме-
ханизированные устройства. В табл. 41—43 приводятся техни-
ческие характеристики оборудования для ЭЭУ [6, 7].
§ 11. Оборудование для подачи
и очистки рабочей жидкости
Примерная схема системы подачи и очистки РЖ дана на
рис. 25; сведения о насосах для подачи РЖ и фильтрах для ее
очистки приведены в табл. 44—46.
Рис. 24. Блок-схема ГИ серии
ШГИ:
ЗГ — задающий генератор; СБ1 —
СБп — силовые блоки; БЗИ — блок
защитных импульсов; БПИ — блок
поджига; ИП — источник питания;
БЛКЗ — блок ликвидации коротких
замыканий; РП — регулятор пода-
чи; 1—3 — каналы управления бло-
ками
3 Немилов Е. Ф.
65
g Таблица 40. Характеристики ГИ для ЭЭО
Тип ^шах’ А Ь кГп мкм Количество выходов Производительность, мм3/мин
О1Л аапг ЭИ-Ml ЭИ —Ml ЭИ —ЭЭШ (износ 1%) (износ 20%)
ШГИ-16-880Б 16 3—88С 0,25 1 100 90 100 ШГИ-20-440/3 20 X 3 1—440 0,5 3 550 500 550 ШГИ-20-440/ЗП 20 X 3 1—440 0,5 3 550 500 550 ШГИ-40-440А 40 8—440 0.5 1 320 300 320 ШГИ-40-440Б 40 8—440 0,5 1 320 300 320 ШГИ-63-440 63 1—440 0,5 1 550 500 550 ШГИ-63-44/2 63'Х2 1—44 3—4 2 — 1200 1000 ШГИ-63-44/3 63 X 3 1—44 3—4 3 — 1900 1400 ШГИ-40-440М 40 1—440 0,5 1 — — 320 ШГИ-63-440М 80 1—440 0,5 1 — — 600 ШГИ-80 X 4-88М 80 X 4 1—88 2 4 — — 3500 ШГИ-80 X 2-88М 80 X 2 1—88 2 2 — — 1500 ШГИ-125-100М 125 0,4—100 1,2 1 100 — 1100 ТГ-250-0,015 300 0,15 1,2 1 4000 — — ТГ-100-3/3 100X3 0,1—3 — 3 3500 — — ГКИ-250 Ю 8—22 1,25 1 — — — ГКИ-300-200А — 8, 22, 44, 88, 200 — 1 _ _ _
Примечание. Материал обрабатываемой заготовки сталь 45; производительность генератора ГКИ-300-200А с ЭИ из ЭЭПГ —40 мм2/мин.
Для централизованного обеспечения очистки РЖ группы
станков применяется агрегат снабжения и очистки рабочей
жидкости к электроэрозионный станкам. Агрегат снабжен авто-
матизированной системой подачи РЖ через межэлектродный
промежуток.
§ 12. Приспособления
к электроэрозионным станкам
Конструкция и назначение различных приспособлений при-
ведены в табл. 47 и 48 [12].
§ 13. Автоматизация процесса ЭЭО,
автоматизированные электроэрозионные станки,
подготовка управляющих программ
Программным управлением обеспечивается оптимизация тех-
нологического процесса ЭЭО.
При этом критерии оптимальности на каждой стадии ЭЭО
могут изменяться, обусловливая в конечном итоге высокую про-
изводительность, заданную точность обработки и шероховатость
обработанной поверхности.
При выполнении, например, операций ЭЭОК рабочих поверх-
ностей ковочного штампа на начальной стадии обработки основ-
ным критерием является производительность процесса, а на ко-
нечной— точность обработки и требуемая шероховатость обра-
ботанной поверхности. Поэтому весь припуск, который должен
Рис. 25. Схема системы подачи и очистки РЖ станка 4Е723:
/ — змеевик охлаждения; ,2 — терморегулятор; 3 — сетчатый фильтр; 4, 5 — насосы; 5 —
магистраль слива РЖ; 7 — магистраль подачи; 8 — ЭИ, 9 — реле контроля уровня;
10 — магистраль прокачки РЖ через ЭИ; // — обратный клапан; 12 — фильтр тонкой
очистки; 13—15 — вентили; 16 — насос; П — сетчатый фильтр; 18 — бак с РЖ
3*
67
g Таблица 41. Технические характеристики устройств для ЭЭУ с ручным вибратором
Параметр Чистовое ЭЭУ Черновое ЭЭУ Установка специального назначения
ЭФИ-10М ЭФИ-45 ЭФИ-46 ЭФИ-25 ЭФИ-25М ЭФИ-50 ЭФИ-41
Потребляемая мощность, кВт 0,5 0,5 0,5 1,6 1,6 1,5 1,5
Число режимов 6 6 6 6 3 — —
Напряжение хо- лостого хода, В 15—200 — — — 29-37 — —
Сила тока корот- кого замыкания, А — — — — 20-150 — —
Сила рабочего тока, А 2,5-5,0 — —> — 9-85 — —
Шероховатость поверхности Rz-. мкм 6,3 6,3-2,5 6,3—2,5 80 40 2,5 2,5
Производитель- ность, см2/мин — 2 2 2-3 1,4-3,3 15—20 2
Габаритные раз- 546X360X318 564X360X318 411X268X303 510X570X1000 420X490X750 564X360X318 280X240X220 меры, мм
Масса, кг 63 32 26 120 80 42 8
Таблица 42. Технические характеристики устройств
для механизированного ЭЭУ
Параметр Тип установки
ЭФИ-66 ЭФИ-68
Базовый токарно-винторезный ста- ТВ-320 163(1К62) нок Диаметр наружной поверхности об- рабатываемой детали, мм: цилиндрической 15—155 15—340 сферической 70—100 Длина упрочняемой детали, мм 100—500 200—1500 Частота вращения детали, об/мин 36—500 10—500 Частота вращения инструмента, 100—500 об/мин Продольная подача инструмента, 0,03—0,49 0,1—0,6 об/мин Габаритные размеры станка, мм 1800X950X1750 3580X1337X1290 Габаритные размеры пульта управ- 700Х665ХЮ00 1100X590X1400 ления, мм
Таблица 43. Технические и технологические характеристики
устройств ЭЭУ порошковыми материалами
Параметр Тип установки
«Разряд* «Разряд-М»
Рабочее напряжение, В 50-300 50-400
Емкость накопителя, мкФ 100- -600
Поджигающее напряжение, кВ 0,5-5 15
(постоянное) (импульсное)
Частота следования разрядов, Гц 5-40 5-100
Расход порошка, г/мин 1- 20
Толщина слоев, мкм 50-200 50-1000
Параметр шероховатости /?г, мкм 20— 150
Производительность, см2/мин 3-8 5-12
Таблица 44 Агрегат для подачи и очистки РЖ
Основные данные Тип агрегата
ХЭ38-16 ХЭ34-16
Объем рабочей жидкости, л Производительность подачи жидко- сти к станку, м3/с Давление нагнетания жидкости в межэлектродный промежуток, Па 650 3,5 • 10~3 49- 10-4 500 150 • 10-3
69
Продолжение табл. 44
Основные данные Тип агрегата
ХЭ38-16 ХЭ34-16
Разрежение отсоса, Па 2,94*104 — Допустимая температура нагрева 55 50 рабочей жидкости, °C Площадь фильтрующей поверхно- 1,35; 2,7; 4,05 — сти, м2 Грязеемкость по металлу, кг 2,5; 5,0; 7,5 — Тонкость отсева, мкм Ю 5 Объем фильтровального порошка 60 — (фильтроперлита, ТУ 480-1-79—74), загруженного в бункер, дм3 Доза порошка, дм3 7; 14; 21 — Время замены намывания порошка, 20 — мин Установленная мощность насосов, 4,6 — кВт Напряжение электрической сети, В 380 Давление воздуха в пневмосети, Па 4,9 • 104 — Расход охлаждающей воды, м3/с 1 • 10 4 — Габаритные размеры агрегата (дли- 1530X1350X1970 1460X1120X1Ю0 на X ширина X высота), мм Масса агрегата, кг 1000 360
Г а б л и ц а 45. Насосы для подачи и прокачки РЖ
Основные данные Тип насоса
для подачи и очистки рабочей жидкости
ПА-22 ПА-45 ПА-90 ПА-180 АХИ-3 АХИ-3 40-В-М 80-В-М
Номинальная подача, м3/ч 1,3 2,7 5,4 10,8 3 Номинальное давление, мПа 0,049 0,058 0,073 0,083 — — Потребляемая мощность, кВт 0,12 0,15 0,41 3 1,3
Основные данные Тип насоса
для прокачки рабочей жидкости через ЭИ
БГ-11-11 БГ-11-11А БГ-11-22А
Номинальная подача, м3/ч 0,48 0,3 1,08 Номинальное давление, мПа 0,49 2,45 Потребляемая мощность, кВт 0,18 0,12 —
70
Таблица 46. Оборудование для очистки РЖ
Основные данные Тип фильтра
ТФ-4 ЭФКП-1 ПЧ-2Ф
Число установленных фильт- ро-элементов — — —
Тонкость отсева, мкм 5-8 15-25 5
Допустимое давление на входе в фильтр, мПа — —
Номинальный ресурс до за- мены фильтро-элементов, ч — — —
Предельно допустимый пере- пад давления, мПа — — 0,24
Масса, кг — — 10,3
Габаритные размеры, мм — — 183X225X527
Основные данные Тип фильтра
5ХЭ-44-116 5ХЭ-44-11а 5ХЭ-44-11г
Число установленных фильт- ро-элементов 1 2 4
Тонкость отсева, мкм 5 5 5
Допустимое давление на входе в фильтр мПа 0,49
Номинальный ресурс до за- мены фильтро-элементов, ч 115± 10 % 230±10 % 460±10 %
Предельно допустимый пере- пад давления, мПа 0,24
Масса, кг 79 11,5 18,8
Габаритные размеры, мм 225X205X320 225X205X505 225X205X880
Примечания: 1. Номинальный расход РЖ фильтра типа ПЧ-2Ф составляет 0,07* 10~3 м3/с. 2. Предельно допустимая вязкость РЖ фильтра типа ПЧ-2Ф имеет зна- чение 5‘10~6 м2/с.
71
to
Таблица 47. Приспособления к копировально-пошивочным станкам
Эскиз приспособления
Описание конструкции
Назначение приспособления
оо
Приспособления для установки, выверки и крепления ЭИ
У ЭИ 1 имеется хвостовик 2 в виде кону-
са, а на шпинделе станка 3 — внутренний
конус. Базирование по вертикальной оси
обеспечивается с помощью конического со-
единения. Угловое базирование ЭИ 1 осу-
ществляется упором 4, расположенным на
шпинделе станка, и штифтом 5, находя-
щимся на коническом хвостовике 2. Такое
крепление и базирование применяется для
ЭИ малых и средних размеров
Установка ЭИ 1 (а), имеющего хвостовик
с поверхностью типа усеченного цилиндра
2, осуществляется по трем штифтам 5,
установленным на базовой поверхности 4
шпинделя станка 5. Соединение ЭИ с базо-
вой поверхностью механическое или с по-
мощью электромагнитных муфт. Этот спо-
соб установки также предназначен для ЭИ
малых и средних размеров. Во втором ва-
рианте (б) осуществляется установка ЭИ
с хвостовиком типа усеченного цилиндра.
ЭИ 1 устанавливается в призматический
электрододержатель 2, закрепленный на
шпинделе станка 4. Он прижимается к приз-
матическому электрододержателю скобой 3.
Такая конструкция обеспечивает как угло-
вое, так и осевое базирование ЭИ
ЭИ 1, имеющий большую развитую поверх-
ность и большую массу, чаще устанавлива-
ется на подэлектродной плите 4 и механи-
чески крепится к ней. Подэлектродная пли-
та имеет шлифованные базовые поверхно-
сти. ЭИ вместе с подэлектродной плитой
ориентируется на плите 2, снабженной тре-
мя установочными пальцами 3 для бази-
рования подэлектродной плиты с ЭИ
Конструкция состоит из электрододержате-
ля 5 с базами для крепления ЭИ 1 и элек-
тро додержателя к подэлектродной плите 3.
Фиксация ЭИ и электрододержателя на
подэлектродной плите осуществляется при-
жимами 2 и 4. Подэлектродная плита ос-
нащена хвостовиком для присоединения к
шпинделю станка. В хвостовике предусмо-
трены отверстия, через которые подводится
РЖ
Для установки и базиро-
вания ЭИ с коническим
хвостовиком
Для установки и базиро-
вания ЭИ с хвостовиком
типа усеченного цилиндра
Подэлектродная плита для
установки ЭИ при боль-
шой площади обработки
Электрододержатель с ба-
зами, выполненными в ви-
де «ласточкина хвоста»,
используется при серийном
производстве, штампов,
пресс-форм и т. д. Позво-
ляет быстро (без дополни-
тельной выверки) произво-
дить замену ЭИ
Продолжение табл. 47
Эскиз приспособления Описание конструкции Назначение приспособления
ЭИ 4 крепится винтом 3. Положение оси
электрода в двух взаимно перпендикуляр-
ных направлениях выверяется и фиксирует-
ся двумя парами винтов 1 и 2
Электрододержатель для
пластинчатых ЭИ
5
Ц
3
Z
Конструкция состоит из фланца 6, уголь-
ника 4 (который базируется на фланце
штифтами 5), прихвата 1 с винтом 3 для
крепления ЭИ 2. Она устанавливается и
базируется штифтами на электромагнитной
головке
Приспособление состоит из фланца /, приз-
мы 4, которая базируется двумя штифта-
ми 2 на фланце, а также из прихвата 5 и
двух винтов 6 для крепления ЭИ 3
Конструкция состоит из корпуса /, сердеч-
ника 2 и тороидальной катушки 4; между
сердечником и катушкой находится слой
изоляционного материала 3 и прихвата 5.
Базируются устанавливаемые приспособле-
ния тремя штифтами 11. Головка крепит-
ся к шпинделю станка или к промежуточ-
ным приспособлениям: орбитальной головке
и ти к приспособлению для поворота ЭИ.
Приведен пример установки на головке
электрододержателя, состоящего из корпу-
са 6 (он^ не служит якорем электромагни-
та) и гайки 7 для крепления хвостовика 9
ЭИ (или, как в данном случае, патрона 8).
Положение хвостовика базируется штиф-
том 10 и косым срезом на хвостовике
То же
Призматический электро-
додержатель используется
для крепления стержневых
ЭИ
Электромагнитная головка
предназначена для быст-
рой замены ЭИ, удобства
его монтажа и последую-
щей выверки относительно
обрабатываемой заготовки
Продолжение табл. 47
Эскиз приспособления
Описание конструкции
Назначение приспособления
I
I
Электрододержатель перемещается по ко-
лонкам 2 на шариковых направляющих 3
в направлении к нижней плите 1. Верхняя
плита 4, на которой закрепляются ЭИ 5,
соединяется со шпинделем станка хвосто-
виком 6. К верхней плите 4 подводится
рабочая жидкость по шлангу, соединенно-
му со штуцером 7
Электрододержатель для
блочных приспособлений
Приспособление состоит из верхней 7 и
нижней 4 планшайб, нижнего 6 и верхне-
го 5 направляющих конусов, прижимного
кольца 5, двух прихватов 3 и стопора 9.
На нижней планшайбе находится лимб,
имеющий 360 делений. Цена одного деле-
ния Г. На верхней планшайбе имеется
нониус, шесть делений которого на дуге 23°
соответствует 22 делениям нониуса. Сле-
довательно, одно деление нониуса позво-
ляет производить отсчет с точностью 10'.
Предварительная установка угла поворота
производится поворотом нижней планшай-
бы. Точная установка осуществляется вин-
том 9. Стопорится нижняя планшайба фик-
сатором 10. С помощью переходного флан-
ца 2 к этому приспособлению можно кре-
пить другие приспособления, например
электромагнитную головку 1 или электро-
додержатель 11
Приспособление для пово-
рота ЭИ применяют при
прорезании щелей или па-
зов плоским ЭИ для пово-
рота его на какой-то угол
от первоначально обрабо-
танного паза или щели (на-
пример, при изготовлении
крестообразной щели). В
приспособлении исключены
поворотная установка и
выверка ЭИ
Приспособление состоит из фланца 2, к ко- Головка ориентации слу-
торому через шарнирный подшипник 4, жит для ориентации ЭИ
ось 5 и гайку 6 прикреплена магнитная го- относительно обрабатывае-
ловка 1. Последняя выставляется по отно- мой заготовки; крепится
шению к фланцу при помощи четырех упо- на шпинделе станка; мо-
ров 3. Крепление электрододержателя 8 к жет устанавливаться на
головке осуществляется магнитной голов- орбитальную головку или
кой. Электрододержатель базируют тремя. на приспособление для по-
штифтами 9 и фиксируют прихватом 7 ворота ЭИ
Конструкция состоит из держателя 4, цен-
тра /, винта 2 и пружины 3. Устанавлива-
ется на электромагнитную головку и с по-
мощью ее закрепляется на шпинделе
станка
Рискообразователь предна-
значен для дополнитель-
ной разметки обрабатывае-
мой заготовки при уста-
новке и выверке ЭИ
Продолжение табл. 47
00
Эскиз приспособления
Описание конструкции
Назначение приспособления
Приспособление состоит из хвостовика 2 и
закрепленного на нем микроскопа-центро-
искателя 1
Центроискатель предна-
значен для поиска и совме-
щения оси шпинделя стан-
ка с центром или коорди-
натной точкой разметки
заготовки. Центроисктель
устанавливается на шпин-
дельной гильзе станка с
помощью электромагнит-
ной головки
Приспособления для установки, выверки и крепления заготовь
Стол имеет два взаимно перпендикулярных
перемещения в горизонтальной плоскости,
осуществляемых с помощью рукояток 1 и
5 по нониусам 2 и 4. Поворот стола произ-
водится рукояткой 7 и контролируется по
нониусу 6. Верхняя плита 3 изолирована
от других частей станка диэлектрической
прокладкой
Поворотный стол служит
для установочных переме-
щений заготовки
Приспособление имеет электрододержатель
3 с устройством подвода рабочей жидко-
сти, базами 4 и прижимом 5. Заготовка
штампа устанавливается на основание 8 и
прижимается к базовым упорам 1 и 6 при-
жимом 7. Направление подачи ЭИ обеспе-
чивается тремя направляющими колонка-
ми 2. Перед изготовлением партии деталей
приспособление настраивается по первой
обрабатываемой заготовке
Универсальное приспособ-
ление используется для об-
работки мелких штампов
На нижней плите 1 установлены направ-
ляющие колонки 3 с изоляцией 2. К пли-
те 1 с помощью механических прихватов,
зажимов или магнитной плиты крепится
обрабатываемая заготовка 4, положение ко-
торой фиксируется посредством контроль-
ных штифтов, планок или упоров. По ко-
лонкам 3 на шариковых сепараторах 5 пе-
ремещается верхняя плита б, на которой
расположено устройство для крепления и
фиксации инструмента. Верхняя плита со-
единяется со шпинделем станка при помо-
щи плавающего хвостовика 7
Приспособление имеет электрододержатель
9 с токоподводом и упорными базами 2 и
винтовыми прижимами ЭИ 3. Заготовка
штампа устанавливается на основание 6,
оснащенное рольгангом 7 для ее переме-
щения в приспособлении до задних и боко-
вых базовых упоров 4, S, и закрепляется
подвижным боковым базовым упором 5.
Направление подачи ЭИ обеспечивается
тремя направляющими колонками /. Базо-
вые упоры и основание приспособления пе-
ренастраиваемые. Перед изготовлением
партий деталей приспособление настраи-
вается по первой обрабатываемой заготовке
Универсальное приспособ-
ление предназначено для
обработки штампов и
пресс-форм
Универсальное механизи-
рованное приспособление
используется для обра-
ботки крупногабаритных
штампов
Продолжение табл. 47
Эскиз приспособления Описание конструкции Назначение приспособления
Выверка баз обрабатываемой заготовки 2
и ЭИ 3 осуществляется сближением ба-
зовых плоскостей 1 и 4
Приспособление предназна-
чено для выверки баз пу-
тем совмещения штифтов
и отверстий
3 nr S’
Плоские заготовки зажимаются губками 3.
Для крепления круглых заготовок в верти-
кальной и горизонтальной плоскостях пре-
дусмотрены вырезы (а, б). Передвижение
губок осуществляется винтом 4 с помощью
рукоятки 2 через храповый механизм 1-
Тиски могут поворачиваться относительно
стола станка вокруг оси 6. Для контроля
угла поворота служит угломер 5
Тиски предназначены для
крепления заготовок круг-
лого и прямоугольного се-
чения
Посредством винта 3 верхней плиты 7 в
приспособлении крепятся кондукторные
пластины 4 с направляющими отверстиями.
Кондукторная пластина изготовляется из
изоляционного материала или изолируется
от массы станка. ЭИ 5 крепится на станке
в плавающем патроне. При помощи винта 6
путем перемещения плиты 7, установлен-
ной на шариковых направляющих и колон-
ках 8 кондукторная пластина 4 подается к
заготовке 2. Обрабатываемые заготовки
крепятся в нижней плите 9 винтом /.
Верхние и нижние плиты имеют две базо-
вые плоскости, согласованные между собой
Приспособление использу-
ется для крепления ЭИ и
заготовки с одновремен-
ной фиксацией их взаим-
ного положения. Приспо-
собление предназначено
для ЭЭПр отверстий, свя-
занных координатами с
боковыми поверхностями
заготовки
Приспособления, расширяющие технологические возможности станка
Движение орбитальной головки осуществ-
ляется от электродвигателя постоянного
тока 5. Радиус орбительного движения
устанавливают поворотом лимба 2. Кон-
троль за эксцентриситетом траектории ЭИ
осуществляется по стрелочному индикато-
ру 1. Электрододержатели или другие при-
способления устанавливаются на плите 6 и
крепятся болтами. Головка на шпиндель-
ной гильзе станка устанавливается так,
чтобы выступ приводного вала шпинделя 4
и станка входил в паз фланца полумуфты
3 головки
Орбитальная головка слу-
жит для придания ЭИ
плоскопараллельного кру-
гового движения без вра-
щения его вокруг своей
оси. Головка позволяет
работать в трех режимах:
с постоянно устанавливае-
мым радиусом круговой
траектории и скоростью
движения по ней; с радиу-
сом траектории, регули-
руемым от атоматического
регулятора подачи в пре-
делах ранее установленно-
го значения; с регулируе-
мым от реулятора подачи
движением по круговой
траектории при постоян-
ном ее радиусе
Описание конструкции
Продолжение табл. 47
| Назначение приспособления
Эскиз приспособления
Корпус вращающегося шпинделя 2 крепится
на шпиндельной гильзе станка. Вращение
от шпинделя станка через полумуфту 5
передается на шпиндель 4, который изоли-
рован от корпуса 2. ЭИ устанавливается в
цанговый зажим /, который имеет конусную
оправку 5, соединяющуюся со шпинделем
приспособления. Токопровод от ГИ к шпин-
делю приспособления осуществляется по-
средством клеммы 6, медно-графитовой
щетки 7 и токосъемного кольца 8
В цанге 2 закрепляется ЭИ 1. Зажим цан-
ги осуществляется винтом 7. В корпусе
смонтировано щеточное устройство 8. На
шпинделе для подвода тока к ЭИ имеется
токосъемное кольцо 8. Вращение шпинделя
производится через пару шестерен от элек-
тродвигателя б. установленного в корпусе
10. Приспособление крепится к шпинделю
станка с помощью конического хвостови-
ка 5, который может переставляться на
корпусе приспособления с плоскости 4 на
плоскость 3 для обработки в вертикальной
и горизонтальной осях вращающимся ЭИ
Вращающийся стол 10 устанавливается
вместе с заготовкой 7 на рабочий стол
станка /. От электродвигателя 4 через си-
стему зубчатых передач, помещенную в
корпус стола 3, вращение передается на
шпиндель вращающегося стола 10, на кото-
ром установлена планшайба 9 с обрабаты-
ваемой заготовкой 7. Для правильной ори-
ентации вращающегося стола относительно
ЭИ 8 имеется плита 2, закрепленная на
рабочем столе станка. В коническое отвер-
стие ее входит сферический выступ нижней
части корпуса 3. Установку шпинделя в
вертикальном положении производят регу-
лировочными винтами 11. Токопровод к
вращающемуся шпинделю осуществляется
медно-графитовой щеткой 5. Установку за-
готовки на планшайбе можно осуществлять
с помощью призматического держателя 6
Вращающийся шпиндель
применяется для вращения
ЭИ. В некоторых случаях
целесообразно вращать не
обрабатываемую заготов-
ку. а ЭИ. Например, вра-
щение ЭИ при электроэро-
зионном шлифовании твер-
досплавного волочильного
инструмента позволяет
снизить шероховатость об-
работанной поверхности и
повысить точность ЭЭО
Приспособление использу-
ется для создания враща-
тельного движения ЭИ
Вращающийся стол приме-
няется для расточки ци-
линдрических и конических
отверстий или наружных
поверхностей тел вращения.
Обработка производится с
вращением обрабатывае-
мой заготовки или при
вращении ЭИ с одновре-
менным возвратно-посту-
пательным движением и
вращением заготовки
Шлифовальная головка с приводом от
шпинделя станка. Вращение передается на
вал шлифовальной головки, который через
систему зубчатых передач приводит во вра-
щение шпиндель головки 7. Электрод-ин-
струмент 5 крепится на оправке 6. Шпин-
дель 7 изолирован от корпуса головки 1.
Токопровод к шпинделю и ЭИ осуществля-
ется медно-графитовой щеткой 2 и токо-
съемником шпинделя 3. Электрод-инстру-
мент имеет защитный кожух 4
Шлифовальная головка ис-
пользуется для выполне-
ния электроэрозионного
шлифования и разрезания
на универсальных копиро-
вально-прошивочных стан-
ках
СЮ
Продолжение табл. 47
Эскиз приспособления
Описание конструкции
Назначение приспособления
Вращение ЭИ осуществляется от электро-
двигателя 4 через редукторы, которые
встроены в корпус головки 1. Шпиндель го-
ловки изолирован. Токопровод к ЭИ осу-
ществляется посредством медно-графитовой
щетки 2 и токосъемника 3, ЭИ 7 имеет за-
щитный кожух 6. Установка головки на
шпинделе станка осуществляется посред-
ством конусного хвостовика 5
Шлифовальная головка
предназначена для работы
с автономным приводом
Приспособление состоит из неподвижного
корпуса 2 с рабочим столом /, шпиндель-
ного узла 3 (изолированного от корпуса 2),
шпинделя 6 с копировальными винтовыми
канавками 7, в паз которых входит штифт
4. ЭИ 10 закрепляется в цанговом зажи-
ме 9. Токопровод в ЭИ осуществляется
щеточным устройством 5. Вращение шпин-
деля приспособления осуществляется от
редуктора 8,
Приспособление использу-
ется для ЭЭО спиральных
каналов с винтовым дви-
жением
Таблица 48 Приспособления к вырезным станкам
Эскиз приспособления
Описание конструкции
Назначение приспособления
Скоба 9 при помощи винта 8 закрепля-
ется на станке. Обрабатываемая заго-
товка крепится планкой 10 при помощи
гайки 11 на секторе 4. В качестве пово-
ротной части приспособления использо-
ван стандартный угломер. Сектор 4 свя-
зан с заготовкой, а ползун 5, положение
которого фиксируется винтом 6, с на-
правляющими 1 вертикального переме-
щения. Изменение положения заготовки
в вертикальной плоскости осуществляет-
ся винтом 2, вызывающим перемещение
планки 5, которая закреплена на пол-
зуне угломера. На скобе угломера на-
ходится основание 7 для крепления об-
рабатываемой заготовки
Поворотный столик
применяется для креп-
ления заготовки при
обработке прямоуголь-
ного контура
Продолжение табл. 48
Эскиз приспособления
Описание конструкции
Назначение приспособления
Приспособление состоит из Г-образной
плиты 10, направляющих планок 3 и 6,
опоры 12, двух прижимов 9, 14, двух
подвижных упоров 2, 13, оси 8, регули-
ровочных винтов 5 и 11, планок 6, двух
фиксирующих болтов 1 и выставочного
куба 4. Поверхности А, Б направляю-
щих планок 3 и 6 являются базами для
ориентации заготовки по вертикали, а
по направлению координат подачи стан-
ка ориентация осуществляется винтами
8 и 11. Поверхность В опоры 12 служит
базой для заготовки в горизонтальной
плоскости винтом 5
Приспособление состоит из основания 1,
плиты 3, делительного диска 4, фикса-
тора 6, призмы 7, регулировочных вин-
тов 2, 8 и 9, фиксирующих винтов 5 и
10 и прижимов 11. Ориентирование по-
верхности А делительного диска 4 в го-
ризонтальной плоскости производится
винтом 2. Настройка положения базо-
вой поверхности Б производится пово-
ротом плиты 3 регулировочным винтом
9. Выставка вертикального положения
проволочного ЭИ относительно поверх-
ности А производится с помощью призмы 7
Угловое приспособле-
ние предназначено для
закрепления и ориенти-
рования заготовок от-
носительно координат
подачи станка
Делительное приспособ-
ление предназначено
для изготовления дета-
лей с радиально распо-
ложенными контурами
типа матриц вырубных
штампов
быть удален на операции обработки рабочей поверхности ковоч-
ного штампа, разбивается на отдельные участки под черновой,
чистовой и доводочный режимы обработки. В процессе работы
параметры режима оптимизируются.
Примеры структурных схем современных копировально-про-
шивочных и вырезных станков с программным адаптивным
управлением и ЧПУ приведены на рис. 26 и 27. Характеристики
ЧПУ даны в табл. 49 [5, 12, 23].
Рис. 26. Структурная схема элек-
троконтактной копировальной си-
стемы управления вырезного
станка:
/, 3 — электродвигатели перемотки и
натяжения проволочного ЭИ; 2 — блок
управления узлов перемотки и натя-
жения; 4 — катушки для перемотки
проволочного ЭИ; 5 — проволочный ЭИ;
6 — копир; 7 — изоляционная проклад-
ка; 8 — заготовка; 9 —рабочий стол
станка; 10 — источник питания копи-
ровального промежутка; 11 — ГИ; 12 —
регулятор рабочей подачи; 13 — регу-
лятор копировальной подачи; 14 — пе
реключатель направления подачи; /5
16 — электродвигатели полами
В станок
Рис. 27. Структурная система устройства ЧПУ 2М43:
/ — динамическое оперативные запоминающее устройство (ОЗУ); 2 — центральный
процессор; 3 — устройство управления; 4 — фотосчитывающее устройство; 5 — согласо-
ватель шинный; 6 — пульт оператора; 7 — накопитель (статическое ОЗУ); 8 — плата
умножения; 9 —таймер; 10 — адаптер; // — плата адресации; /2 — интерфейс пульта
оператора; 13 — аналого-цифровой преобразователь; 14 — устройство управления шаго-
вым приводом; 15 — плата связи с приводом; 16 — распределитель; 17 «— модуль ввода;
18 — модуль вывода; 19 — постоянное запоминающее устройство
87
Таблица 49. Характеристики устройства ЧПУ
электроэрозионных вырезных станков
Характеристика ЧПУ Контур 2П-67 2М 43-55 2М 43-22 15ИПЧ-3-001 * 2М43
Тип системы NC CNC Контроллер _ — — ЭВМ ЭВМ 15ВСМ-5 «Электро- ника-60» Число управляемых 2 5 2 3 4 координат Минимальная дис- 2 12 11 кретность перемеще- ния, мкм/имп Интерполяция Линей- Линейная — — Линейная ная и круто- и круго- вая вая Код БЦК-5 /SO (моди- фикация) Программоноситель — — Магнитная — Перфо лента лента Максимальное про- граммируемое пере- мещение по осям, мм: X, Y 19 998 999 999 Z - - - 999 999 Максимальная ско- 96 480 52 480 рость позициониро- вания, мм/мин Скорость подачи, 0,1—96 0,1—60 0,1—2000 0,1—52 0,012—30 мм/мин
Подготовка управляющих программ для вырезных станков
с ЧПУ [5, 23]. При кодировании информации используется на-
бор символов. Набор символов называют алфавитом кода, а
число символов в алфавите — основанием кода. Целенаправлен-
ный набор символов из алфавита является кодовой комбина-
цией. Число кодовых комбинаций в коде определяет его объем.
Закодированная программа записывается на программоноси-
тель— перфорированную или магнитную ленту (рис. 28 и 29).
Запись программы производится фразами-кадрами. При
записи кадрами фраза включает все слова независимо от их
повторяемости. Слова записываются в определенном для них
месте кадра.
При записи фразами в каждую фразу программы вводятся
только те слова, которые включают в себя геометрическую ин-
формацию перемещения по координатам, а также которые изме-
няются по сравнению с предыдущей фразой, а приращения рав-
ные нулю не включаются.
88
Существуют три способа построения и записи фраз: адрес-
ный, табуляционный и универсальный.
В адресном способе для различения слов в фразе перед ними
указывается адрес. В этом случае отпадает необходимость уста-
навливать последовательность слов в фразе.
В табуляционном способе слова в фразе разделяются знаком
табуляции — символом «Я». Число символов «Я» в фразе по-
стоянно, но самих слов может и не быть. Запись программы
производится по строке слева направо. Переход от одного
столбца к другому отмечается символом «Я».
Универсальный способ — сочетание адресного и табуляцион-
ного, в этом способе длина кадра всегда включает одно и то же
Рис. 28. Пример записи программы на перфоленте: а — построение фразы;
б —запись кадром; в — запись фразой; г—структура кадра устройства ЧПУ
«Контур 2П-67» (Л, В, С, D, Е, F — технологические команды; например^
конец программы F)
Рис. 29. Пример записи кодовой ком-
бинации на магнитной ленте: а — по
трем уровням; б — по двум уровням
с возвращением к нулю; в — по двум
уровням без возвращения к нулю
89
число строк перфоленты, а длина фразы зависит от объема ин-
формации, которую имеет эта фраза.
Кодирование программы для ЧПУ «Контур 2П-67», которы-
ми оснащались вырезные станки 4531П и 4532, осуществляется
видоизмененным кодом БЦК-15, который записывается на пя-
тидорожную ленту. Структура кадра приведена на рис. 28.
В УЧПУ 2М43 для программирования применяется код JSO.
Программа записывается на восьмидорожную ленту. При ко-
дировании команд приняты обозначения, приведенные ниже.
Символ Кодированная
алфавита информация
А ... Поворот вокруг оси X
В ... Поворот вокруг оси Y
С ... Поворот вокруг оси Z
Г ... Подача
G ... Подготовительные функции
М . . . Вспомогательные функции
N . . . Номер фразы (кадра)
5 ... Скорость главного движе-
ния
Т ... Код инструмента
X . . . Перемещение вдоль оси X
Y ... Перемещение вдоль оси Y
Символ Кодированная
алфавита информация
Z ... Перемещение вдоль оси Z
: . . . . Признак восстановления
информации
+ . . . Положительное направле-
ние перемещения
— . , . Отрицательное направление
перемещения
ПС . . Конец фразы (кадра)
% ... Начало программы
( . . . . Отключение управления
) . . . . Включение управления
СБ . . . Сбой
Кодированное обозначение символов кода системы JSO при-
ведено в табл. 50, подготовительные функции УЧПУ типа
2М43— в табл. 51.
Коды закреплены по командам. В одном кадре можно одно-
временно программировать несколько подготовительных функ-
ций (по одной в группе).
Внутри группы команды исключают друг друга.
В период подготовки управляющих программ при программи-
ровании и перфорировании могут быть допущены ошибки.
Ошибки особенно часто появляются при ручном программиро-
вании; чтобы их обнаружить, используют определенные методы
контроля:
1) сравнение двух перфолент на устройстве подготовки про-
граммы в режиме сравнения;
2) сравнение информации на перфоленте с информацией, на-
бираемой на устройстве подготовки программы в режиме срав-
нения с клавиатурой;
3) сравнение информации на перфоленте с бланком устрой-
ства подготовки программы;
4) проверка управляющей программы с помощью устрой-
ства ЧПУ;
5) проверка управляющей программы с помощью. графо-
построителя;
6) проверка управляющей программы при пробной вырезке
детали на станке с устройством ЧПУ с последующей проверкой
ОТК и составлением карты замеров.
«о
Т а б л и ц a 50. Символы кода
Символ алфавита Кодовое обозначение Символ алфавита Кодовое обозначение
8 7 6 5 4 с 3 2 1 8 7 6 5 4 с 3 2 1
0 0 0 1 с с 0 0 0 м 0 1 0 0 1 1 0 1
1 1 0 1 1 0 • 0 0 1 N 0 1 0 0 1 1 1 0
2 1 0 1 1 0 • 0 1 0 О 1 1 0 0 1 1 1 1
3 0 0 1 1 0 • 0 1 1 р 0 1 0 1 0 0 0 0
4 1 0 1 1 0 • 1 0 0 Q 1 1 0 1 0 0 0 1
5 0 0 1 1 0 • 1 0 1 R 1 1 0 1 0 0 1 0
6 0 0 1 1 0 • 1 1 0 S 0 1 0 1 0 0 1 1
7 1 0 1 1 0 • 1 1 1 т 1 1 0 1 0 1 0 0
8 1 0 1 1 1 • 0 0 0 и 0 1 0 1 0 1 0 1
9 0 0 1 1 1 0 0 1 V 0 1 0 1 0 1 1 0
0 0 1 1 1 • 0 1 0 W 1 1 0 1 0 1 1 1
А 0 1 0 0 0 0 0 0 X 1 1 0 1 1 0 0 0
В 0 1 0 0 0 • 0 1 0 Y 0 1 0 1 1 0 0 1
С 1 1 0 0 0 0 1 1 Z 0 1 0 1 1 - 0 1 0
D 0 1 0 0 0 • 1 0 0 % 1 0 1 0 0 - 1 0 1
Е 1 1 0 0 0 • 1 0 1 ( 0 0 1 0 1 0 0 0
F 1 1 0 0 0 • 1 1 0 ) 1 0 1 0 1 - 0 0 0
G 0 1 0 0 0 1 1 1 + 0 0 1 0 1 - 0 1 1
Н 0 1 0 0 0 0 0 0 — 0 0 1 0 1 0 0 1
I 1 1 0 0 1 0 0 1 ГТ 0 0 0 0 1 - 0 0 1
J 1 1 0 0 1 0 1 0 ПС 0 0 0 0 1 0 1 0
К 0 1 0 0 1 0 1 1 ЗБ 1 1 1 1 1 1 1 1
L 1 1 0 0 1 • 1 0 0
Наиболее простой способ программирования двухкоординат-
ных систем ЧПУ «Контур 2П-67» графический [11]. Для этого
контур вырезанной детали вычерчивают на миллиметровой бу-
маге в увеличенном масштабе 100:1 или 10:1. На поле чертежа
наносят оси декартовых координат, выбирают их направление
и обозначают начальную точку захода проволочного ЭИ для
обхода заданного контура. Контур детали разбивают на отрезки
прямых дуг, которые соответствуют фразам (кадрам) програм-
мы. Отрезки проецируют на оси координат X, Y определяют про-
екции этих отрезков ДХ,-, ДУ,-, начиная с точки захода (первый
отрезок), и эти значения заносят в таблицу. Перед приращения-
ми ставится знак направления подачи «+» или «—».
Заданное программой число импульсов определяет расстоя-
ние, которое пройдет ЭИ в заданном направлении. Для пере-
мещения проволочного ЭИ по прямой, параллельной одной из
координат, управляющие импульсы подаются на один привод,
а при перемещении по прямой, не параллельной координатным
осям, управляющие импульсы подаются одновременно на оба
шаговых двигателя. Число поданых импульсов на каждый из
двигателей должно соответствовать проекции этого отрезка на
соответствующую координатную ось X или У (рис. 30).
91.
Таблица 51. Подготовительные функции УЧ ПУ типа 2М43
Код функции Действует до отмены или замены последующей команды той же группы Действует в том кадре, в котором записана Функция
G00 + — Перемещение на быстром ходу
G01 + — Линейная интерполяция
G02 + — Круговая интерполяция по часовой
стрелке
G03 + — Круговая интерполяция против часовой
стрелки
G04 — + Перерыв в программе на определенное
время
G40 + — Отмена команды
G41 + — Коррекция на радиус инструмента
G65 + — Включение разворота инструмента по
нормали к отрабатываемому контуру
G66 + — Отмена команды
G25 — + Отмена команды
G26 — + Постоянный цикл замера ширины реза
G90 + — Абсолютный размер
G91 + — Размер в приращениях
G92 — + Сброс накопителей положения
G70 + — Масштаб 1
G71 + — » 0,5
G72 + — » 0,25
G73 + — » 2
G74 + — » 4
G75 + — » 8
Так как программируется траектория пути, которую должен
пройти ЭИ, то необходимо вычерчить кривую, эквидистантную
заданной и отстоящую от нее на расстоянии а/2 + Л, где а —
ширина прорези ЭИ; А —припуск на размер детали.
Рис. 30. Пример движения ЭИ по
прямой, не параллельной осям коор-
динат: участок 1 — ДХ1 = уча-
сток 2 — \Х2 > ДУ2
Рис. 31. Апроксимация кривой отрез-
ками прямых при графическом про-
граммировании
92
Перед расчетом программы все требуемые размеры чер-
тежа переводятся из миллиметров в импульсы. Для этого ли-
нейный размер умножается на постоянный множитель 1/Л'» где
й' — шаг на импульс, а 1/Лх — число импульсов, приходящееся
на 1 мм перемещения ЭИ относительно обрабатываемой де-
тали. При шаге импульса 2 мкм величина 1/Л' = 500 имп./мм.
Для перемещения ЭИ по какой-то оси на 2,35 мм на шаговый
двигатель, осуществляющий перемещение по этой оси, надо
подать 2,35 X 500 = 1175 имп. Если необходимо обработать
криволинейный контур АВ (рис. 31, а), то сначала необходимо
вычертить кривую, эквидистантную профилю контура детали.
Полученная кривая АХВХ представляет собой траекторию пути,
который должен пройти ЭИ. Затем кривая АХВХ аппроксими-
руется отрезками прямых АХС, CD и DBX (рис. 31,6). Чем ко-
роче отрезки, тем выше точность программирования. После
разбиения на отрезки участка кривой необходимо измерить их
проекции на оси ординат в миллиметрах (в принятом масшта-
бе) и перевести значения полученных проекций в число импуль-
сов по формулам: пх = kXi/h' и пу = KYi/h', где пх, пу—
число импульсов; ДХ и ДУ/ —величины проекций с учетом мас-
штаба, мм.
Способы задания траектории движения проволочного ЭИ
приведены на рис. 32
системе координат: а — точка в плоскости; б — точка в пространстве; в —
окружность с центром в начале координат; г — окружность с центром, не
совпадающим с началом координат; д — прямая с угловым коэффициентом;
е, ж — прямая, проходящая через две заданные точки; з — прямая в от-
резках
93
Рис. 33. Определение опорных точек эквидистанты: а и б—
при пересечении двух прямых; в — при сопряжении прямой
и дуги; г — при сопряжении двух дуг
Для систем ЧПУ с тремя и более управляемыми координа-
тами применяется графоаналитическое программирование. При
определении опорных точек эквидистанты учитывают следую-
щее: 1) контур детали ограничен отрезками прямых, а опорные
точки эквидистант располагаются на биссектрисах углов, за-
ключенных между прямыми, в месте пересечения эквидистанты
с биссектрисой (рис. 33, а,б); 2) два смежных участка контура
ограничены дугой окружности и прямой, опорную точку экви-
дистанты располагают в точке сопряжения окружности с пря-
мой (рис. 33,в); 3) два смежных участка контура ограничены
дугами окружности, опорную точку эквидистанты располагают
на нормали к совместной касательной (рис. 33,г).
Вид интерполяции определяет характер движения исполни-
тельных органов станка по программе между опорными точ-
ками. Способ линейной интерполяции был рассмотрен на при-
мере ЧПУ «Контур 2П-67».
Круговая интерполяция для ЧПУ типа 2М43.
В этом случае программируемый участок окружности должен
лежать в пределах одного квадрата. Дуга контура задается
координатами конечной точки дуги по адресам X, Y и коорди-
натами центра дуги по адресам I, j в абсолютных или относи-
тельных размерах. В абсолютной системе координат под адре-
сами X, У, /, / задаются координаты конечной точки (Лк, Ук)
и координаты центра дуги I, j относительно нуля отсчета.
94
В относительной системе координат под адресами X, Y, 1, j
помещают приращения (Хк — Хо), (Ук—Уо) и (/, /, (Хо — Хс),
(Го-Ус).
Пример составления программы для ЧПУ 2М43.
Необходимо вырезать окно матрицы. Начало координат вы-
брано в центре окружности диаметром 14,8 мм и совпадает
с начальной точкой обработки (рис. 34). Для возможной кор-
рекции эквидистанты пересекающиеся прямые под прямым уг-
лом сопряжены дугами с R = 0,3 мм. Профиль разбит на уча-
стки по кадрам программы. Опорные точки пронумерованы
цифрами 0, 1, 2, 3 и т. д., а центры дуг—буквами Сь С2 и т. д.
Номер 1 присваиваем точке, соответствующей началу обра-
ботки. Обход контура по часовой стрелке. Номер 2 — точке пе-
ресечения окружности с радиусом R = 7,4 мм. Номер 3 — точке
касания окружности с прямой и т. д.
Вычисленные координаты опорных точек задаются в микро-
метрах (X = Xi — Хо = 7400 — 0 = 7400). Нулевое перемеще-
ние по координате задавать необязательно (У = У[— Уо =
= 0 — 0 = 0). Эскиз окна матрицы и программы вырезания
приведены на рис. 34 и табл. 52 и 53. Для сокращения про-
грамма приведена на половину контура.
Программа начинается с символа %. В кадре выхода из
начальной точки обработки в опорную точку 1 заданы: G91,
G92, G01, G41, скорость отработки программы (подача) Г, и
заканчивается программа командой МО2 (вспомогательные
функции). Конец обработки. Каждый кадр заканчивается сим-
волом LF (конец кадра).
Автоматическая подготовка программ. Ручное программиро-
вание экономично при вырезании простых контуров с невысо-
Рис. 34. Опорные точки программирования движения прово-
лочного ЭИ при обработке окна матрицы
95
Таблица 52. Координаты опорных точек
Номер опорной точки X Y Номер опорной точки X Y Номер опорной точки X Y
0 0 0 7 13,500 8,600 12 21*400 3,900
1 -7,400 0 СЗ 13,800 8,600 13 22,650 5,150
С1 0 0 8 13,800 8,900 14 22,650 8,600
2 0 7,400 9 19 850 8,900 С6 22,950 8,600
3 2,263 7,045 С4 19,850 8,600 15 22,950 8,900
4 11,667 3,959 10 20,150 8,600 16 29,0С0 8,900
С2 12,250 5,150 11 20,150 5,150 С7 29,000 8,600
5 12,250 3,900 С5 21,400 5,150 17 29,800 8,600
6 13,500 5,150
Г а б л и ц а 53. Программа обхода контура в относительных координатах
Номер кадра Адрес
X Y / J G
• 1 7400 7 400 7400 0 02,00
2 2263 -355 0 7400 —
3 9604 -3 086 — — 01,40
4 383 —59 383 1191 03,41
5 1250 1 250 0 1250 —
6 0 3 450 — — 01,40
7 300 300 300 0 02,41
8 6050 0 — — 01,40
9 300 300 0 300 02,41
10 0 3 450 — — 01,40
11 1250 -1 250 1250 0 03,41
12 1250 -1 250 0 1250 —
13 0 3 450 — — 01,40
14 300 300 300 0 02,41
15 6050 0 — — 01,40
16 300 -300 0 300 02,41
17 0 -17 200 — — 01,40
кой конечной точностью. Для повышения эффективности про-
граммирования и работы станка необходимо использовать САП
[11], которая состоит из программы-транслятора (преобразо-
вание языка САП на язык ЭВМ); программы-процессора для
вычисления на языке ЭВМ; программы-постпроцессора для
трансляции информации с языка ЭВМ на язык устройства ЧПУ.
Математическое обеспечение задается для ЭВМ определен-
ного типа, а подготовка программы осуществляется на вход-
ном языке САП. Дальнейшее преобразование информации со-
вершается ЭВМ по программам транслятора, процессора и
96
постпроцессора. Используемые САП могут быть универсаль-
ными и специальными. Последние имеют узкие технологиче-
ские возможности или создаются для определенного устрой-
ства ЧПУ.
Известно несколько типов САП: САПС, работающая с уст-
ройством «Контур 2П-67» (станки 4532, 4531ФЗ); ЕСПС ТА.У
для ЭВМ единой серии, которая содержит постпроцессор для
устройств ЧПУ типа 2М43; «Техтран» для единой серии ЭВМ
устройств ЧПУ —ЭМ907 и 15ИПЧ-3-001.
Глава IV
ТИПОВЫЕ ОПЕРАЦИИ ЭЭО
§ 14. Общая характеристика процесса ЭЭО
и выбор режима обработки
Типовой технологический процесс ЭЭО на копировально-
прошивочных станках заключается в следующем: заготовку
фиксируют и жестко крепят на столе станка или в приспособ-
лении. Тяжелые заготовки (весом свыше 100 кг) устанавли-
вают без крепления. Устанавливают и крепят в электродержа-
теле (или собирают на подэлектродной плите) ЭИ. Положение
ЭИ относительно обрабатываемой заготовки выверяют по уста-
новочным рискам с помощью микроскопа или по базовым
штифтам. Затем ванну станка поднимают и заполняют РЖ
выше поверхности обрабатываемой заготовки (см. § 27).
Устанавливают требуемый электрический режим обработки
на ГИ, настраивают глубиномер и регулятор подачи; в случае
необходимости включают вибратор и прокачку РЖ.
В целях повышения производительности и обеспечения за-
данной шероховатости поверхности обработку производят в три
перехода: предварительный режим черновым ЭИ и окончатель-
ный— чистовым и доводочным.
Профиль заготовки предварительно (черновым электродом)
обрабатывают на высокопроизводительных режимах.
В начале операции или после замены ЭИ на чистовых ре-
жимах работать с полным использованием мощности нельзя,
так как возникает перегрузка на отдельных вступающих в ра-
боту участках ЭИ, что приводит к нарушению стабильности
процесса, повышенному износу ЭИ и наростообразованию.
Работа осуществляется последовательным переходом через
ряд ступеней режимов с последовательным увеличением вели-
чины силы тока /ср. По окончании черновой обработки ЭИ за-
меняют чистовым и снимают оставшуюся часть припуска.
1/24 Немилов Е. Ф»
97
Не доходя до окончательной глубины профиля на 0,4—0,5 мм,
постепенным снижением электрического режима исключают не-
ровности, образовавшиеся после работы на черновых режимах.
Окончательная обработка проводится на доводочном режиме
в высокочастотном диапазоне.
Точность ЭЭОК фасонных профилей колеблется от 0,04
до 0,2 мм.
От площади обработки зависит целесообразность достиже-
ния на электроэрозионных станках той или иной шероховато-
сти обрабатываемой поверхности.
Для деталей штампов, обрабатываемых на станках 4Е723
с площадью обработки до 20 тыс. мм2, экономически выгодно
получение шероховатости обрабатываемой поверхности Rz =
= 20 4- 2,5 мкм; для деталей штампов, обрабатываемых на
станке 4Е724 площадью свыше 20 тыс. мм2, Rz = 40 мкм.
В табл. 54 даны технологические требования, предъявляе-
мые к конструкциям деталей при их изготовлении с по-
мощью ЭЭО.
Выбор режимов обработки [4, 13, 21]. В зависимости от кон-
кретных условий ЭЭО с использованием ГИ, ШГИ и ТГ ре-
жимы ЭЭО могут быть разделены на три группы, обеспечиваю-
щие: максимальную производительность независимо от вели-
чины износа ЭИ и при малом износе ЭИ, а также минимально
возможный износ ЭИ при минимальной шероховатости.
Первая группа режимов используется при предварительной
обработке заготовки, на окончательных операциях, а также при
низких требованиях к точности обработки и шероховатости об-
работанной поверхности (например, удаление сломанного ин-
струмента).
Вторая группа режимов применяется при обработке глухих
полостей сложной формы, когда заданы требования по точности
и шероховатости обработанной поверхности (например, при об-
работке рабочей полости рабочих деталей ковочных штампов,
пресс-форм, щелей, пазов и т. д.).
Третья группа режимов используется на доводочных опера-
циях при высоких требованиях к точности размеров и шерохо-
ватости поверхности (Ra — 2,5-4- 1,25 мкм).
Специфическими являются операции ЭЭОК фасонных объ-
емных полостей. Обычно ее производят с использованием двух
групп режимов. Обработку осуществляют в два приема. Сна-
чала осуществляют съем основной массы Металла на черно-
вых (производительных) режимах, а затем обрабатываемая
поверхность доводится до заданных размеров и чистоты на ре-
жимах чистовых и доводочных.
При переменном сечении поверхности черновую обработку
осуществляют при частоте /=14-3 кГц и при разных значе-
ниях силы тока. Силу тока выбирают в зависимости от
98
Т а б л и ц а 54. Некоторые технологические требования
к элементам конструкции деталей, изготовляемых посредством ЭЭО
Эскиз элемента Технологические требования Обоснование требования
Технологично
Предусмотреть радиу-
сы переходов поверхно-
стей
Нетехнологично
$ 1 к ;
На границе двух поверх-
ностей в местах их пере-
сечения образуются радиу-
сы перехода, эквиди-
стантные профилю ЭИ.
Величина их определяет-
ся суммарным размером
радиуса ЭИ и МЭП, при-
чем с увеличением разме-
ра А увеличивается и ра-
дирус R. Минимально до-
стижимый радиус перехо-
да для тонкостенных дета-
лей 0,2—0,1 мм
Технологично
Предусмотреть радиу-
сы скруглением в углах
фасонных отверстий
То же
Нетехнологично
При проектировании
узких пазов дно паза
должно быть выполне-
но по радиусу
При обработке пазов в
качестве ЭИ используется
круглая проволока или
пластина. Форма ЭИ ко-
пируется эквидистантно
рабочей поверхности
Нетехнологично
'М*
99
Продолжение табл. 54
Эскиз элемента
Технологические
требования
Обоснование требования
Узкие длинные пазы
на торцевых поверхно-
стях деталей должны
быть противоположно
расположены
9 Технологично
Противоположное распо-
ложение пазов дает воз-
можность их одновремен-
ной обработки. В других
случаях ЭИ необходимо
наклонять под определен-
ным углом, чтобы избе-
жать повреждения цилин-
дрической поверхности,
противоположной пазу
При проектировании
непротивоположно рас-
положенных пазов на
толстостенных деталях
допускать наличие ко-
нусности дна паза на
величину, которая боль-
ше угла а. На тонко-
стенных деталях конус-
ность должна уклады-
ваться в поле допуска
на глубину паза
Образование конусности
происходит при наклоне
ЭИ при выполнении паза
То же, что и в пози- То же, что и в позиции
ции Т.54.2 Т.54.2
Технологично
R1
Нетехнологично
red?
100
Продолжение табл. 54
Эскиз элемента
Технологические
требования
Основание требования
Технологично
Профиль обрабатывае- При изготовлении ЭИ по-
мых фасонных отвер- вышается его технологич-
стий не должен содер- ность, так как его можно
жать сложных сопря- выполнить из простых
жений и линий пере- профилей
хода
площади сечения. Для площадей больше 50—100 мм2 при пере-
менном сечении обработку можно начинать с 7ср = 5 4- 10 А.
Затем, по мере углубления ЭИ в заготовку, силу тока увели-
чивают.
Электрический режим в зависимости от обрабатываемого
материала, материала ЭИ и площади обработки определяют,
пользуясь графиками, приведенными на рис. 6—13, табл. 55
и 56, а также технологическими таблицами ГИ.
Электрический режим выбран правильно, если скорость вер-
тикального перемещения ЭИ в процессе обработки составляет
0,2—0,4 мм/мин. При увеличении площади обработки свыше
значений, соответствующих силе тока 65—70 А, обработку про-
изводят при максимальной производительности, но при зани-
женной скорости вертикального перемещения ЭИ.
При использовании графитовых ЭИ черновую обработку со
сравнительно малым износом осуществляют прямоугольными
импульсами на частоте 1—3 кГц; если позволяет стабильность
процесса, то для снижения износа прокачку РЖ производят
с уменьшенным расходом (10—15 см3/мин).
После черновой обработки высота микронеровностей со-
ставляет Rmax = 80 4- 400 мкм и выше; эти микронеровности
удаляют на чистовых режимах, снизив сначала силу тока на
частоте 8 или 22 кГц до 20—30 А, а затем переходят к более
высоким частотам и низким силам тока. Заканчивают обра-
ботку на частотах 44—88 или 200 кГц (в зависимости от тре-
бований к шероховатости обработанной поверхности). На про-
межуточных частотах работают при силах тока 15—20, 7—10
и 3—5 А. Последовательность переключения частот — 8, 22,
88, 200 кГц.
101
Таблица 55. Наиболее производительные режимы ЭЭО
с использованием ГИ ШГИ-40-440
Rz, мкм v ЭИ, % Материал ЭИ мм^/мин Режим обработки
f, кГц Я Zcp’ А Число греб- ней S, мм2 Поляр- ность Марка твер- дого спла- ва
При обработке стали 45 80 12,0 ЭЭГ 420 8 1,50 28 — 1000 Пря- — мая 70 0,2 » 340 8 1,25 40 — 1000 Обрат- — ная 60 0,5 Медь Ml 180 8 1,50 40 15-20 1500 » - 45 9,0 МНБ-3 340 44 1,25 35 - 1500 » - 40 45,0 Медь Ml 280 22 1,25 40 - 1500 » - 40 5,0 ЭЭГ 290 44 1,25 35 — 1000 » — 35 0,7 Медь Ml 120 44 3,00 30 20 1000 » - 30 0,2 ЭЭГ 115 66 2,00 20 10 1000 » - 30 17,0 МНБ-3 220 100 1,50 25 - 500 » - 30 55,0 Медь Ml 170 66 1,25 35 — 1000 » — 30 9,0 ЭЭГ 180 66 1,25 27 — 1500 » — 20 1,0 Медь Ml 37 100 3,00 10 15 500 » - 20 0,3 ЭЭГ 30 100 2,00 8 10 500 » — 8,0 40,0 МНБ-3 75 200 2,00 12 - 500 » - 10 88,0 Медь Ml 40 300 1,70 14 - 250 » - 5,0 2,0 » 8 200 3,00 4 — 250 » — 2,0 56,0 » 12 440 3-4 4 - 150 » - 1,5 108,0 » 5 440 2,00 4—5 — 150 » — При обработке вольфрамокобальтовых сплавов 40 66 МНБ-3 155 8 1,25 46 - 500 Пря- ВК20 мая 20 37 » 128 44 1,25 42 — 500 » » 25 350 ЛС59 79 22 1,25 56 — 500 » » 2,5 35 МНБ-3 94 100 1,5 28 - 500 » » 4,0 230 ЛС59 43 100 1.5 30 — 500 » » 2,0 38 МНБ-3 28 200 2,0 12 - 250 » ВК8 1,25 200 ЛС59 20 200 1,70 10 - 250 » » 0,63 120 » 4 440 2,0 3—4 — 150 » »
102
Таблица 56. Обрабатываемость различных материалов при использовании ГИ типа ШГИ
Обрабатываемый материал Поляр- ность Материал ЭИ Форма импульсов Коэффи- циент обрабаты- ваемости Удельный съем металла, мм3/(А-мин) V, % f, кГц Rz, мкм
Углеродистые, легированные Обрат- нержавеющие н£я стали и магнит- ные сплавы м Прямоугольная 1,05—1,15 8—10 10—120 ~ — Медь Гребенчатая — 6-8 0,2-10 ° 0,5-0,6
Углеграфит Прямоугольная 1,1-1,25 ГО-12 0 1-40 8 г Гребенчатая — о—8 0,05—0,5
Алюминиевые п рямая сплавы г м Прямоугольная 2,5—3 18—20 5—25 едь Гребенчатая 2,3—2,8 10—15 0,5—3 3 —
Углеграфит Прямоугольная 2,7—3,2 15—20 1 — 10 2,8—3,5 25—30 10—30 1,1-1,3
Титановые спла- Обратная Медь вы Прямая Углеграфит 0,9—1 4—7 5—20 1—22 0,9—1,0 1-1,1 5-8 10-60 22-440 -
Твердые сплавы типа ВК Обратная Медь 0,3—0,35 1,0—2,5 25—40 1—22 0,25-0,35
Прямая Медь Латунь Сплав МНБ-3 0,2—0,25 1,3—1,5 80—200 — — 7,3—0,35 1,5—2,0 120—500 — — 0,4—0,5 2,6—3,0 35-50 — —
Тугоплавкие, сплавы Медь Латунь Сплав МНБ-3 Углеграфит 0,25—0,35 1—2 35—150 — — 0,3—0,35 1,5—2,5 60—500 — — 0,4—0,5 2,5—4 15—60 — — — 5—10 25—40 3—22 0,25-0,3
Медь и медные сплавы Медь Латунь Углеграфит 0,5-0,7 5-7 30-75 8-440 - 0,4—0,5 3—5 25—55 8-440 0,4-0.5 1 — 1,2 8—ГО 20—35 1-22 —
Примечание. За единицу обрабатываемости принята обрабатываемость стали 45.
Чистовую ЭЭО с использованием прямоугольных импульсов
производят графитовыми ЭИ. При повышенных требованиях
к точности чистовую ЭЭО выполняют металлическими ЭИ (из
меди, латуни и т. д.) с использованием импульсов гребенчатой
формы.
При сочетании высокой точности размеров с повышенными
требованиями к шероховатости обработанной поверхности чис-
товая ЭЭО осуществляется сначала с использованием импуль-
сов гребенчатой формы последовательно на частотах 22, 44, 88
и 200 кГц, а затем с применением прямоугольных импульсов
на частотах 88—440 кГц.
При работе металлическими ЭИ без орбитальных движений
чистовую ЭЭО с использованием гребенчатых импульсов начи-
нают с частоты 44 кГц.
Чтобы снизить шероховатость поверхностей, имеющих от-
клонение от вертикали на чистовом режиме без орбитального
движения ЭИ, необходимо снять увеличенный объем металла
с горизонтальной поверхности для обеспечения достаточного
вертикального перемещения ЭИ. Вертикальные участки поверх-
ности без замены ЭИ обработать невозможно. Для обработки
вертикальных участков поверхности и участков, имеющих от-
клонение от вертикали, ЭИ сдвигают в горизонтальной плоско-
сти, приближая его к обрабатываемой поверхности.
Процесс ЭЭПр отверстий можно производить на всех трех
перечисленных режимах обработки.
При невысоких требованиях к точности размеров, заданных
чертежом, и к шероховатости поверхности обработку отверстий
производят за один проход. Режим выбирают исходя из пло-
щади, обработки; сила тока определяется по технологическим
таблицам ГИ или графикам (см. рис. 6-13). Частота импульсов
принимается равной 1—3 кГц. При обработке отверстий диа-
метром до 10—12 мм возможно резкое форсирование режима.
Плотность тока на форсированных режимах составляет 0,3—
0,4 А/см2. При этой плотности тока скорость прошивания дости-
гает, например при обработке сталей, 2—4 мм/мин.
Контроль качества выполненных операций ЭЭО. Изготовлен-
ные детали или выполненные операции контролируются на
соответствие рабочему чертежу по следующим параметрам: точ-
ности геометрических размеров деталей или элементов деталей,
отклонению формы и расположения, шероховатости обработан-
ной поверхности, величине зоны термического влияния.
Точность ЭЭО. Точность определяется как погрешностями,
свойственными любому методу обработки, так и погрешностя-
ми, характерными для ЭЭО; точность представляет собой сово-
купность всех внесенных в процессе обработки погрешностей.
К числу основных погрешностей относятся: неточность изго-
товления станка; погрешность установки заготовки на станке и
104
установки ЭИ; погрешности, являющиеся следствием статиче-
ских упругих и тепловых деформаций системы СПИД (станок —
приспособление — заготовка ЭИ); погрешности, вызванные не-
точностью изготовления ЭИ, а также непостоянством МЭЗ; по-
грешности, связанные с износом ЭИ и вызванные его вибрацией.
Суммарная погрешность ЭЭО слагается из отдельных состав-
ляющих: из погрешностей вертикальных и горизонтальных
размеров.
Суммарная погрешность горизонтальных размеров больше
суммарной погрешности вертикальных размеров; она и опре-
деляет точность ЭЭО.
Суммарная погрешность может быть подсчитана по формуле
ЛсУМ=7А? + Д2+---+^-
где Ль Дг, Дл— составляющие суммарной погрешности.
Допуски на размеры детали должны быть больше суммар-
ной погрешности ЭЭО и изготовления ЭИ. Допуск на размеры
детали подсчитывают по фор муле Дд = д/Лсум + Лэи , где Дэи—
допуск на размеры ЭИ.
Шероховатость обработанной поверхности зависит от тепло-
физических свойств материала заготовки, размеров обрабаты-
ваемой поверхности, РЖ, электрических режимов ЭЭО, шерохо-
ватости рабочей поверхности ЭИ.
Величина зоны термического влияния зависит от U/H(/cp), ти
и теплофизических свойств материала обрабатываемой заго-
товки. С переходом с чернового на чистовой и доводочный ре-
жимы величина этой зоны уменьшается. Средства контроля ка-
чества приведены в табл. 57.
§ 15. Получение заготовок
Заготовки из молибдена, вольфрама, никеля и их сплавов,
а также из сплавов на основе титана целесообразно получать,
используя ЭЭО [12].
На копировально-прошивочных станках выполняют ЭЭО
круглых и профильных заготовок из труднообрабатываемых ме-
таллов (например, из вольфрама и его сплавов); на литых за-
готовках из магнитных сплавов отрезают припуски-литники.
Вырезку круглых и профильных заготовок на копировально-
прошивочных станках производят с нагнетанием РЖ через
полый ЭИ. Для этой цели могут быть использованы ЭИ из гра-
фита, меди и алюминия.
Электроэрозионные станки, оснащенные вращающейся го-
ловкой, используют для разрезания проката из различных
труднообрабатываемых металлов, сплавов и металлокерамики
дисковыми ЭИ из меди и латуни.
5 Нем илов Е. Ф.
105
Т а б л и ц a 57. Контролируемые параметры и средства их измерения
Контролируемый параметр Применяемое средство измерения Точность измерения, мм
Линейные размеры Линейка лекальная ЛД-1-125, ГОСТ — 8026—75* Штангенциркуль ШЦ-1, ГОСТ 166— До 0,05 80* Штангенглубомер, ГОСТ 162—80* До 0,02 Микроскоп БМИ-Щ 0,005 Профиль детали (соче- Проектор БП, ЧП-2, ГОСТ 8074—82* 0,02 тание угла, радиуса и прямых линий) Диаметральные разме- Микроскоп БМИ-Щ 0,005 ры внутренние Угольник лекальный. ГОСТ 3749— — 77* Микроскоп БМИ-1Ц 0,005 Калибры-пробки гладкие, ГОСТ — 7740—72* и ГОСТ 17736—72 Пробки двусторонние, ГОСТ 14807— — 69* Диаметральные разме- Микрометр МК, ГОСТ 6507—78* 0,01 ры наружные Индикатор многооборотный, ГОСТ 0,01 9696—87 Угловые размеры Микроскоп БМИ-Щ 0,005 Плоскостность и пря- Плита проверочная — молинейность Щупы измерительные, ГОСТ 882— — 75* Микрометр рычажный МР, ГОСТ 0 01 4381—87 Параметр шероховато- Профилограф-профилометр (ГОСТ " сти обработанной по- 19299—73 — в части профилографа; верхности ГОСТ 19300—86 — в части профило- метра) Величина зоны терми- Металлографический микроскоп — ческого влияния ММР-2Р
Условия выполнения заготовительных операций, режимы
обработки и конструкции ЭИ практически не отличаются от ре-
жимов копировально-прошивочных операций и конструкций при-
меняемых при этом ЭИ.
Разрезание заготовок из металлокерамики, нитинола, воль-
фрама, молибдена и других металлов и сплавов, особенно ма-
логабаритных и точных заготовок, имеющих минимальный при-
пуск на последующие операции, выполняют на электроэрозион-
ных вырезных станках.
Заготовительные операции, выполняемые на вырезных стан-
ках, не имеют специфических особенностей. Выбор режимов
обработки определяется маркой материала заготовки, ее тол-
щиной, требованиями к шероховатости обработанной поверхно-
сти, а также диаметром проволочного ЭИ. При этом заготовку,
106
как правило, целиком погружают в ванну; РЖ — вода или
керосин.
Ниже перечислены причины брака при получении заготовок.
Заготовка приобретает неравномерный припуск на последую-
щую обработку, если происходит отклонение оси ЭИ от направ-
ления оси подачи, а также, когда проволочный ЭИ не перпен-
дикулярен к плоскости заготовки.
На обработанной поверхности видны следы оплавления, ве-
лика зона термического влияния в связи с завышением средней
силы тока.
§ 16. Прошивание отверстий,
извлечение сломанного инструмента
При ЭЭО прошивают отверстия на глубину до 20 диаметров
с использованием стержневого ЭИ и до 40 диаметров — трубча-
того ЭИ. Глубина прошиваемого отверстия может быть значи-
тельно увеличена, если вращать ЭИ, обрабатываемую заготовку
или то и другое с одновременной прокачкой РЖ через ЭИ или
с отсосом ее из зоны обработки (рис. 35).
В зависимости от требований к точности размеров отверстий
выбирается в режим обработки [1, 8, 12]. Если эти требования
Рис. 35. Зависимость глубины I ЭЭПр отверстий и производительности Q
от диаметра отверстия (d = 0,5 и 5 мм): а — ЭИ сплошной; предельная
глубина определяется кривой /, Q — кривыми 5; б — ЭИ трубчатый с про-
качкой РЖ — соответственно кривые для определения глубины и Q 2 и 6\
в — трубчатый ЭИ с пластинками внутри для удаления остаточного стержня,
с прокачкой РЖ — кривая 3; г — ЭИ трубчатый с вращением и прокачкой
РЖ —кривые 4 и 7
5*
107
значения рабочей силы тока /Ср по заданной пло-
щади S обработки; заготовка — сталь, ЭИ — медь,
РЖ — керосин, частота импульсов 1 и 3 кГц (при-
мер отсчета данных показан стрелками)
не жесткие, то обработку проводят на высокопроизводительных
черновых режимах одним ЭИ.
С повышением требований к точности размеров или формы
обработку осуществляют последовательным переходом с черно-
вого режима на чистовой, а далее на доводочный режим обра-
ботки с одновременным снижением шероховатости обрабаты-
ваемой поверхности. На каждом режиме используют новый ЭИ.
В дальнейшем ЭИ чистового режима применяют на черновом
режиме, а доводочный ЭИ — на чистовом режиме. Таким после-
довательным переходом с более грубого на более мягкий режим
можно обработать сквозные отверстия с точностью от 0,02 до
0,03 мм.
При ЭЭПр отверстий за один проход режим обработки опре-
деляют по номограммам (рис. 36); исходя^ из площади обра-
ботки полученные данные можно увеличить в 1,5—2 раза. Ча-
стоту импульсов принимают равной 1—3 кГц. Плотность тока
можно доводить до j = 0,8 4- 0,4 А/мм2. Скорость ЭЭПр дости-
гает при обработке сталей 2—4 мм/мин.
Чтобы получить низкую шероховатость поверхности и опти-
мальную производительность, чистовую обработку выполняют
при / = 0,04 4- 0,08 А/мм2.
108
Черновой режим ЭЭПр предварительно вскрытого отверстия
выполняют графитовым ЭИ на частоте 8 кГц при плотности
тока / = 0,054-0,1 А/мм2, медным ЭИ на частоте 22 кГц и при
плотности тока / = 0,074-0,1 А/мм2.
Чистовая обработка осуществляется графитовым ЭИ на ча-
стоте 88 кГц, медными ЭИ на частотах 200, 440 кГц при плот-
ностях тока / = 0,03 4- 0,04 А/мм2.
При ЭЭПр отверстий в твердых сплавах рекомендуется пред-
варительно использовать трубчатый ЭИ при плотности тока
/ = 0,254-0,5 А/мм2, а дальнейшую обработку вести при / =
= 0,3 4-0,35 А/мм2.
Электроэрозионное прошивание отверстий диаметром от 1
до 0,5 мм без высоких требований к точности размеров и шеро-
ховатости выполняют на копировально-прошивочных станках
типа 472ОМ с генератором ШГИ на частотах 44—88 кГц при
/СР = 0,3 4- 0,6 А с вибрацией ЭИ. При прошивании групповым
ЭИ одновременно нескольких отверстий обработку ведут с ви-
брацией ЭИ на частоте 8—22 кГц, а средний рабочий ток /СР
выбирают исходя из средней его плотности / = 0,154-0,2 А/мм2.
Отверстия диаметром менее 0,5 мм обычно выполняют на
специальных станках. Рабочие головки таких станков имеют
роликовую подачу проволочного ЭИ с устройством предотвра-
щения его проскальзывания и безлюфтовой передачи. Станки
обязательно оснащают устройством, обеспечивающим вибрацию
рабочей головки и ЭИ. Амплитуда вибрации выбирается в пре-
делах от 0,005 до 0,05 мм.
Специальные станки оснащают генераторами по схемам RC
или типа ГКИ. Материал проволочного ЭИ можно выбрать по
табл. 18.
Для обеспечения дополнительной жесткости и улучшения
токоподвода на вольфрамовую проволоку гальваническим спо-
собом наносят слой меди толщиной от 0,2 до 0,4 мм. В дальней-
нем нанесенный слой меди используется и для образования
конусов.
В табл. 58—60 приведены некоторые технологические харак-
теристики и режимы процесса прошивания отверстий; на
рис. 37—39 — МЭИ от способа подачи РЖ, конусности а про-
шивания отверстия от /сР, а также способы повышения точности
размеров при прошивании.
Влияние износа ЭИ на точность ЭЭПр можно компенсиро-
вать при использовании ряда технологических приемов: осущест-
влении обработки с вращением ЭИ; калибровании сквозных
отверстий неизношенной частью ЭИ (см. рис. 39); калибровании
глухих отверстий новым ЭИ.
Извлечение сломанных сверл, метчиков и крепежных дета-
лей [24]. Операцию выполняют на копировально-прошивочных
или специальных станках (4Б611) с использованием ГИ типа
109
Таблица 58. Режимы ЭЭПр отверстия треугольной формы
Материал ЭИ Л кГц Q Zcp’ А 17, В #Z' МК1/ v ЭИ линей- ный, мм Амплитуда осцилля- ции, мм
Черновой проход Медь Ml 8 2 16—18 30-35 100 25 - Чистовой проход То же 22 3 3-6 30—40 20 0,01 0,37
Примечание. Площадь обработки 230 мм2, точность ±0,2 мм, рабочая жидкость — индустриальное масло И12А и керосин в соотношении 1 : 1, материал за- готовки 1Х17Н2, ГИ типа ШГИ.
Г а б л и ц а 59. Значения величин боковых зазоров при ЭЭПр отверстий
f, кГц Zcp’ А q и, в 6g, мм Ra, мкм
Форма импульсов прямоугольная 8 45 1,25 88 25 0,153 80 22 44 1,25 105 25 0,117 40 66 30 1,5 120 25 0,074 20 88 12 1,5 120 25 0,055 20 200 10 2 60 20 0,036 2,5 440 4 2 50 15 0,012 1,25 Форма импульсов гребенчатая 22 42 1,2 105 30 0,132 80 44 25 3 130 35 0,125 40 88 10 3 135 32 0,097 20 200 4 3 140 35 0,046 2,5
Примечание. Обрабатываемый материал — сталь 45, ЭИ из меди Ml, гене- ратор ШГИ.
Таблица 60. ЭЭПр отверстий малого диаметра на станках
с использованием Г И по схеме RC
Размеры отверстия Диаметр ЭИ d, мм Режим обработки Продолжитель- ность проши- вания т, с Допуск на раз- мер, мм Мате- риал ЭИ
диа- метр глуби- на 7к. 3’ А С, мкФ стали бронзы
0,02 0,2 0,015 0,01 0,001 90 15 0,002 Вольфрам 0,03 0,3 0,025 0,01 0,001 120 20 0,003 » 0,035 0,2 0,030 0,01 0,001 240 30 0,005 » 0,05 0,3 0,04 0,1 0,01 180 45 0,005 » 0,05 0 2 0,04 0,25 0,01 30 10 0,01 » 0,08 0,3 0,07 0,25 0,01 120 5 0,015 »
110
Продолжение табл. 60
Размеры отверстия Диаметр ЭИ d, мм Режим обработки Продолжитель- ность проши- вания т, с Допуск на раз- мер, мм Мате- риал ЭИ
диа- метр глуби- на ^к. з’ А С, мкФ стали бронзы
0,08 0,5 0,07 0,25 0,01 135 15 0,02 Вольфрам
'0,1 1,0 0,08 0,25 0,05 75 — 0,01 »
0,15 0,65 0,125 0,3 0,2 25 —— 0,01
0,2 1,0 0,17 0,3 0,25 35 0,01
0,25 1,0 0,22 0,3 0,25 40 — 0,01
0,3 1,0 0,26 0,35 0,25 45 — 0,01 Латунь Л62
0,3 2,0 0,26 0,35 0,25 150 — 0,02 »
Примечание. Рабочая жидкость — керосин.
Рис. 38. Зависимость конусности а
прошиваемого отверстия от величины
/ср (j = 40 кГц, ЭИ—графит, МПГ-6,
заготовка — сталь 45, РЖ — масло
индустриальное И12А)
Рис. 37. Изменение величи-
ны МЭП по длине трассы
удаления продуктов эрозии
в зависимости от способа
подачи РЖ:
1 — заготовка; 2 — ЭИ; 3 — шлам
Рис. 39. Способы повышения точности при прошивании отверстий: а — кали-
брование отверстия неизношенной частью ЭИ 2\ б — обработка трехступен-
чатым ЭИ, каждая из ступеней по мере внедрения ЭИ в заготовку / после-
довательно переключается с режима на режим (/ — черновой, II— чистовой,
/// — доводочный)
111
ТГ или другого ГИ с частотой 100—400 кГц, рабочим током до
200 А и длительностью импульса 1800—3000 мкс.
Метчики диаметром 10 мм и более, сломанные на глубине
до двух диаметров, прошивают пластинчатым ЭИ, паз после
этого вывертывают. Метчики меньших диаметров извлекают с
помощью ЭЭПр на всю глубину. При извлечении сломанных
сверл используют стержневые или трубчатые ЭИ.
Сломанные крепежные детали (шпильки, болты, винты) уда-
ляют ЭЭПр пластинчатым ЭИ на всю глубину, а при больших
диаметрах прошивают паз и вывертывают сломанную деталь.
Размеры ЭИ приведены в табл. 61. Режимы обработки выби-
рают так же, как и при прошивании отверстий на черновых ре-
жимах, или по табл. 62 и 63.
Диаметр d трубчатого ЭИ для удаления сломанных сверл и
метчиков диаметром Д можно определить по формулам:
d = t 25^:77 ~~ Для сверл и метчиков при Д = 5 4- 10 мм;
d = j 7 —для сверл и метчиков при Д=10-т-24 мм.
Причины брака при ЭЭПр отверстий. Конусность
отверстия — повышенный износ ЭИ; нестабильность МЭЗ, вы-
званная загрязнением или завышенным расходом РЖ; завы-
шено рабочее напряжение.
Овальность отверстия — искажен профиль ЭИ; непараллель-
ное™ геометрической оси подачи с осью ЭИ; несовпадение оси
вибрации ЭИ с направлением его подачи; люфт в шпинделе
станка.
Нарушена концентричность наружных и внутренних поверх-
ностей — неточность базирования ЭИ относительно заготовки
(отклонение осей подачи и ЭИ);
Причины брака при ЭЭПр отверстий малого
диаметра. Отверстие больше или меньше номинального раз-
мера— брак обусловлен отклонением размеров ЭИ; завышением
или занижением электрического режима; отклонением размера
толщины заготовки от номинального.
Эллиптичность отверстия — вызвана увеличением диаметра
отверстия направляющей; несовпадением оси вибрации ЭИ с
направлением его подачи.
Отверстие имеет неравномерный диаметр по высоте — брак
вызван колебанием рабочего напряжения.
Отверстие имеет боковые изъяны — некачественная кали-
бровка ЭИ, в конце обработки ЭИ упирается в стенку заго-
товки или приспособления.
Отверстие имеет искаженную^ но одинаковую форму — не-
качественная калибровка ЭИ.
112
Таблица 61. Рекомендуемые размеры ЭИ для извлечения
сломанных сверл и метчиков, мм
Сверла Метчики
Диаметр сверла, мм Форма и размеры сечения ЭИ Диаметр резьбы, мм Форма и размеры сечения ЭИ
Проволоч- ный ЭИ Трубча- тый ЭИ Прово- лочный ЭИ Трубчатый ЭИ Равносто- ронний треуголь- ник с длиной стороны, мм Квадрат- ный ЭИ с длиной стороны, мм
2 1,0 М2 1,0
3 1,5 — М3 1,7 — — —
4 2,0 — М4 23 — —. —
6 3,0 — Мб 3,6 — — —
8 4,0 — М8 4,5 5X4 — —-
10 5,0 — М10 6,0 7X5.5 — —
12 6,0 8X6 М12 7,0 8,5X7 — —
14 7,0 9X7 М14 8,0 10X8 5,5 5
16 8,0 10X8 М16 9,5 12 X Ю 6 5,5
18 9,0 И Х9 М18 10,5 13,5 X Н,5 7 6
20 10,0 13 х ю М20 12,0 15 X 13 8 7
25 12 15Х12М20-М30 - — 10 9
30 15 18 X 15 Св. МЗО — — 15 13
Примечание. У трубчатых ЭИ указаны размеры наружного и внутреннего диаметров рабочей части (например, 8X6 мм).
Т а б л и ц а 62. Технологические характеристики и режимы
извлечения сломанного инструмента стержнем ЭИ
Размер сечения Диаметр ЭИ, мм "х. Г В zcp’ А Q, мм/мин
Метчики:
Мб—М8 4 18 25 5,5
М10—М14 6 25 40 11
Сверла:
6—8 мм 3-4 18 25 4,4
10—14 мм 5-7 25 40 10
Примечание. Режим обработки: f = 100 кГц, Tj сина с индустриальным маслом И12А в соотношении 1 : 1=з2100 мкс, РЖ 1. — смесь керо-
113
Т а б л и ц a 63. Технологические характеристики и режимы извлечения
сломанного инструмента трубчатым ЭИ
Размер сечения инструмента Размер ЭИ, мм ух.х-в ср- А Q, мм/мин
Метчики:
М5—Мб М8—М20 4X0.5 6X1 6-10 10-15 15-25 30-40 11-17 10-15
Сверла:
5 мм 10 мм 12 мм 18 мм 3X0,5 6X1 8X1 11X1 6-10 10-15 15-20 20-25 15-25 30-40 45-55 60-70 11-17 10-15 12-21 25-30
Примечание. Рабочая жидкость — смесь керосина с индустриальным маслом И12А в соотношении 1 : 1, давление прокачки РЖ от 0,3 до 0,4 МПа, для ЭИ указаны размеры внутреннего диаметра и толщины стенки.
Отверстие имеет искаженную неодинаковую форму — недо-
статочная жесткость крепления заготовки, завышен диаметр
отверстия направляющей, загрязнена РЖ.
Неравномерная шероховатость обработанной поверхности —
мал припуск на последующий переход, загрязнена РЖ.
Изготовление сеток, решеток и пазов. Операцию ЭЭПр от-
верстий выполняют в тонкостенных легкодеформируемых заго-
товках и в заготовках из труднообрабатываемых материалов.
Прошиваемые отверстия могут быть самых различных сечений
и их комбинаций [12, 17].
Как правило, обработку ведут групповыми ЭИ; одновремен-
но обрабатывают до 800 и более отверстий диаметром 0,2—2 мм,
глубиной до 2 мм с высокой точностью изготовления размеров
(±0,002 мм) и шероховатостью обработанных поверхностей до
Ra = 0,32 ±0,16 мкм. Обработка производится с вибрацией ЭИ
при частоте около 100 Гц и амплитуде менее 0,01 мм; обяза-
тельно нагнетание РЖ низкой вязкости.
В деталях типа сит паровых турбин при толщине заготовки
и диаметре отверстия более 2 мм целесообразно использовать
групповой ЭИ и многоконтурную обработку.
Для изготовления ЭИ применяют графит, медь и алюминий.
При изготовлении группового ЭИ необходимо обеспечить одина-
ковую длину электродных стержней.
Выполняют операцию ЭЭПр за один переход. Чтобы избе-
жать искажения формы отверстия, его калибруют; для этой
цели электродные стержни выполняют высотой в три—пять раз
больше глубины прошивания. При ЭЭПр отверстий малого диа-
метра, как правило, используют кондуктор. При врезании и в
114
конце обработки для стабилизации ЭЭПр необходимо снижать
/ср на 20—50 %.
Причины брака при изготовлении сеток, решеток и пазов
приводятся ниже.
Входные и выходные кромки отверстий имеют искаженную
форму или следы оплавления — завышена сила тока при вре-
зании и в конце обработки, неравномерный износ электродных
стержней.
Отверстие имеет искаженную форму сечения, и завышен раз-
мер сечения или межцентровых расстояний — брак вызван ви-
брацией электродных стержней, изношенностью направляющих
кондуктора.
Отверстия имеют завышенный размер или искривленную
ось — электродные стержни плохо откалиброваны, некачествен-
ная заделка электродных стержней в групповом ЭИ.
Примеры обработки групповыми ЭИ показаны на рис. 40.
В табл. 64—66 приведены некоторые сведения о режимах ЭЭПр
отверстий, пазов, сеток и решеток.
Обработка соединительных каналов. Операцию выполняют
в деталях пневмо- и гидроаппаратуры, имеющих различные за-
крытые полости и соединительные каналы, которые недоступны
для обработки резанием. Электрод-инструмент изготовляют
обычно из графита, меди и алюминия. Операция выполняется на
копировально-прошивочных станках. Каналы с криволинейной
осью обрабатывают с применением приспособлений, преобра-
зующих поступательное перемещение шпинделя станка в угло-
вое перемещение ЭИ. При прошивке криволинейных каналов
требуется повышенная жесткость ЭИ, поэтому их изготовляют
из вольфрама, молибдена или медных сплавов.
На рис. 41 приведена схема прошивания канала. Для вы-
полнения операции ЭЭПр канала*необходимо, чтобы 1\ и /5 были
больше толщины стенки /2, в которой прошивается канал. Раз-
мер /6 рассчитывается по формуле /6 = /4 + /5. Размер электро-
Рис. 40. Групповой ЭИ (а) и эскиз детали (б) для ЭЭПр
пазов:
* ~ кондуктор; 2 — подэлектродная плита; 3 — припой; 4 — ЭИ; 5 —•
базовые штифты; 6 — корпус ЭИ; 7 — заготовки
115
Таблица 64. Технологические характеристики процесса ЭЭПр
сеток с применением ГИ по схеме RC
Параметры сеток Штучное время ЭЭО одной сетки, с
диаметр отверстий, мм толщина сетки, мм ширина перемычек, мм число отверстий^ шт основное вспомога тельное
2,8±0,05 0,1 0,03 +0,002 95 50 40 4,0 ±0,005 0,2 0,03 +0,002 200 90 60
Примечание. Электрод-инструмент из меди, РЖ—керосин, напряжение 100 В, емкость конденсатора 0,018 мкФ, /к з—0,74 А. производительность 1,9-10~2 мм3/с.
Таблица 65 Технологические характеристики процесса ЭЭПр
в заготовках из различных материалов с применением Г И по схеме RC
Примеры сеток Электрический режим Материал ЭИ
диаметр ЭИ, мм ширина пере- мычки, мм толщина сетки, мм материал заготовки и, В ^К. 3’ А С, мкФ
0,3 0,3 0,4 Алюминий 120 0,9 0,18 Медь
0,3 0,3 0,6 Латунь 150 2.5 4,7
0,1 0,05 0,3 Никель 100 0,7 0,03 »
0,1 0,1 0,2 Сталь Х18Н10Т ПО 0,8 0,33 Латунь
0,1 0,15 0,1 Молибден НО 0,6 0,2 Медь
0,15 0,2 0,5 Вольфрам 120 0,8 0,2
0,15 0,2 0,1 Тантал 150 16 1,17 Латунь
Таблица 66. Технологические характеристики ЭЭО пазов
в трубах на вырезном станке
Материал ЭИ Диаметр прово- лочного ЭИ, мкм Ширина паза, мкм Q, м2/мин * Ra, мкм ти, мкс f, кГц
Молибден 25 30-32 0,15-0,30 0,16 0,6-1,3 340-770
» 15 18-19 0,15-0,20 0,16-0,08 0,6—(^8 700-770
Вольфрам 8 11-12 0,15 0,08-0,04 0,6-0,04 770
6 8-10 0,12 0,08-0,04 0,6-0,8 770
5 7-8 0,12 0,08-0,04 0,6—0,8 770
116
Рис. 41. Схема прошивания соединительного канала в корпусных деталях:
/—заготовка; 2 —ЭИ; 3 — изоляционное покрытие; 4 — электрододержатель: стрелкой
указано направление подачи; Ц — размер углубления; /2 — толщина стенки (глубина
канала); /3 — размер смежного углубления; /« — размер электрододержателя; /5 — раз-
мер рабочей части ЭИ; /«— общий размер ЭИ
Рис. 42. Зависимость производительности Q ЭЭО соединительных каналов
от энергии импульсов №и при длительности импульсов:
/ —ти = 1,1 мкс; 2—ти=0,7 мкс
держателя /4 выбирается из условия сохранения жесткости кон-
сольной части. Рабочий размер ЭИ определяется соотношением
1ь = К1ч. Коэффициент К. = 1,2 4-2,5 и зависит от требования
чертежа на точность изготовления канала, но в любом случае
/5 (/2 + /з- На рис. 42 и в табл. 67 приведены некоторые за-
висимости ЭЭО каналов [12, 21].
Причины брака—см. в § 17.
Т а б л и ц а 67. Среднее время и производительность ЭЭО
отверстий диаметром 10 мм на глубину 10 мм в сплаве Д1
при различной форме торца ЭИ
WH, Дж 4 Электрод-инструмент
с плоским торцом с кбнусом в 120° с конусом в 60°
т, мин Q, мм3/мин Q, т. мин мм3/мин с, мин Q, мм3/мин
0,6 16,13 55,5 15,22 58,6 10,55 82,5 1,2 4,28 201,0 4,08 218 3,32 254 • 2,4 3,08 287,0 2,40 338 2,32 255 3,6 3,57 228,0 2,26 380 1,44 520
Примечание. Материал ЭИ — медь.
117
§17. Обработка рабочих полостей
ковочных штампов и пресс-форм
Технологический процесс формообразования рабочих поло-
стей [13, 17, 18] состоит из следующих операций: 1) обработки
резанием — съема основной массы металла; 2) термической
обработки; 3) ЭЭО полости; 4) слесарной обработки (радиусов
и снижения шероховатости поверхности до Rz = 2 -j- 10 мкм);
5) слесарной обработки отдельных участков ручьев штампа в
целях спаривания верхней и нижней половин штампа.
Штампы после ЭЭО имеют повышенную износостойкость по
сравнению со штампами, изготовленными обработкой резанием,
поэтому после ЭЭО не рекомендуется применять слесарную
доводку, чтобы не снижать микротвердость поверхностного
слоя.
Расчет рабочих размеров ЭИ можно производить в соответ-
ствии с методом, изложенным выше (см. § 6), или так как опи-
сано ниже.
Для заданного чертежа формы обрабатываемой поверхности
на расстоянии, равном величине расчетного б (на чистовых ре-
жимах б можно принять равным 0,04—0,05 мм при работе с ге-
нераторами типа ШГИ) вычерчивается поверхность, соответ-
ствующая положению рабочей поверхности ЭИ в конце обра-
ботки. Затем, если это необходимо, вводится коррекция на
величину сдвига ЭИ в горизонтальной плоскости при работе с
осциллирующей головкой. Для этого вычерчиваются горизон-
тальные (или вертикальные) сечения поверхности, соответствую-
щие конечному положению ЭИ, и от их контура откладывается
величина коррекции. Эквидистанты контурных линий для сече-
ний являются контурными линиями тех же сечений ЭИ.
Для прокачки РЖ в ЭИ сверлят отверстия (преимуществен-
но на выступах) на расстоянии 20—40 мм. Их диаметр прини-
мают равным 1,2—2,5 мм. При большой глубине отверстия
делают ступенчатыми.
Глубина отверстия диаметром 1,2—2,5 мм, выходящего на
рабочую поверхность ЭИ, должна превышать величину износа
на 3—4 мм.
Процесс ЭЭОК осуществляют в два перехода. На первом
черновом переходе’снимают основной припуск при максимально
допустимом среднем токе и частоте 100—400 кГц; затем на
чистовом и доводочном режимах обрабатываемой поверхности
придают требуемую форму, размеры и шероховатость. Средний
ток в зависимости от площади обрабатываемой поверхности на
черновом режиме выбирают по номограмме (рис. 43) и на
основании технологической инструкции ГИ.
При обработке фасонных поверхностей площадь контакти-
рования рабочей части ЭИ и заготовки изменяется, вследствие
118
чего необходимо производить изменение среднего рабочего тока
с тем, чтобы обеспечить максимальную производительность и
устойчивость процесса. При оптимальном соотношении ток —
площадь обработки скорость подачи (вертикальная подача) ЭИ
в заготовку лежит в пределах иэн = 0,3 4- 0,6 мм/мин (рис. 44).
После черновой ЭЭО высота микронеровностей достигает 0,3—
0,4 мм и более. Снижая значения среднего тока на низких ча-
стотах до 20—30 А, удается значительно уменьшить микроне-
ровности, а затем ЭЭО осуществлять на повышенных частотах
8000 Гц и выше.
На каждой частоте ШГИ ЭЭО ведут на трех-четырех токо-
вых ступенях, постепенно уменьшая силу тока и снижая при
этом микронеровности поверхности (/Ср = 80 4- 50, 30 4- 20,
154- 10, 74-5 А).
Экономически целесообразно достижение шероховатости по-
верхности Rz = 20 мкм при S до 200 см2, а при S > 200 см2 —
/?г = 40 мкм.
На рис. 45 приведена зависимость трудоемкости достижения
необходимой шероховатости при ЭЭО.
Необходимость применения многоконтурной ЭЭО полостей
крупных штампов и пресс-форм определяется следующими фак-
торами (ограничивающими режим обработки в одном контуре):
требованиями к шероховатости обработанной поверхности, из-за
•которых нецелесообразно применять грубые черновые режимы,
так как при этом шероховатость составляет значительную часть
припуска; быстрой изнашиваемостью ЭИ, имеющих тонкие стен-
ки, при больших плотностях тока на отдельных участках; недо-
119
Рис. 44. Величина подачи при оптимальном соотношении между силой тока
/Ср и площадью обработки S
Рис. 45. Трудоемкость достижения шероховатости обрабатываемой поверх-
ности: а —при абразивной обработке; б —при ЭЭО; туд. Обр — удельное время
обработки
статочной величиной подводимой мощности для производитель-
ной ЭЭО больших поверхностей.
Имеются также ограничения по числу контуров при соответ-
ствующем числе генераторов.
Суммарное значение среднего тока /^ср одношпиндельного
станка зависит от устойчивости электроэрозионного процесса и
определяется по формуле
ср ~ ^кЛр 1 (тр/т ) 1»
где Пк — число контуров с автономными генераторами; /ср1 —
сила тока при работе одного контура; тР/т' — величина, харак-
теризующая устойчивость электроэрозионного процесса; тр —
время работы без нарушения процесса за время %' работы (от-
ношение числа рабочих импульсов к их общему числу в одном
контуре).
Зависимость производительности ЭЭО от числа контуров
приведена на рис. 14.
Типовые технологические процессы ЭЭОК рабочих деталей
пресс-форм даны на рис. 46.
Причины брака при ЭЭОК приводятся ниже.
После ЭЭОК выполненная операция контролируется так же,
как было изложено выше. Но имеется эффективный метод кон-
троля, упрощающий обмер фасонной полости, который состоит
в обмере оттиска этой полости.
120
330 деталей пресс-форм
I
1 Обработка сквозных полостей 6 матри- цах сборных пресс-форм
Обработка глухих и полуоткрытых по-
лостей одногнездовых пресс-форм
1
3 Обработка глухих и полуоткрытых полостей мяогогнездобых пресс-форм
Обработка полости на копировально-
прошивочных станках ЭИ, отражаю-
щим конфигурацию полости
Применяется для большинства пресс-
форм со сложной конфигурацией.
Механическая обработка резанием
затруднена
Обработка полостей сложной конфигу-
рации несколькими ЭИ более простой
формы, устанавливаемыми последо-
вательно по требуемым координатам
Применяется, когда полость имеет за-
крытые участки, обработка которых
при заданном движении ЭИ затруднена',
при необходимости обработки отдель-
ных участков полости на различных
режимах и в целях упрощения изго-
товления ЭИ
Обработка полостей одинаковой формы
и размера ЭИ,отражающим конфигу-
рацию полости, путем перемещения
его по координатам пресс-формы
Применяется в опытном производстве
при изготовлении единичных образцов
пресс-форм
Обработка всех полостей групповым ЭИ
Для пресс-форм с повышенными
требованиями к точности и взаимо-
заменяемости элементов пресс-форм
Рис. 46. Схема типовых технологических процессов изготовления деталей пресс-форм
кэ
д Рис, 47. Погрешность рассогласования осей ЭИ
и подачи: а — угол рассогласования осей 00'
I/O' и О А с направлением подачи и
Гш г
Обработанную полость заливают
-------------------------------------- пластмассой или смолой и после от-
rvxxU /:-----------вердения полученный оттиск извле-
КаЮТ И3 ПОЛОСТИ и производят его
обмер.
Брак появляется при отклонении
от заданного технологического про-
цесса при неправильной установке и выверке ЭИ и заготовки,
а также от неисправности станка и приспособлений.
Искажение формы полости возникает при отклонении оси
ЭИ от направления оси подачи (рис. 47), непараллельности ба-
зовых поверхностей ЭИ и заготовки, при неправильном выборе
средней силы тока (завышении его и вызванной этим тепловой
деформации ЭИ).
Неравномерная шероховатость обработанной поверхности
получается из-за малого припуска под чистовой или доводочный
режимы обработки.
На обработанной поверхности видны раковины или выступы
вследствие завышения средней силы тока и возникающего при
этом наростообразования (шлакования) ЭИ, или заготовки.
Большая зона термического влияния, проявляющаяся в виде
следа оплавленного металла и трещин, обусловливается завы-
шением средней силы тока.
§ 18. Обработка межлопаточных каналов
в рабочих колесах газовых турбин
В отечественной и зарубежной практике ЭЭО используют
для прошивания каналов аэродинамического профиля газовых
турбин [3, 12, 17]. Эту операцию выполняют ленточным ЭИ по
копиру или на специальных копировально-прошивочных станках.
Обработку открытого межлопаточного канала (рис. 48) по
копиру производят по следующей схеме. Ленточный ЭИ 2, пере-
матываясь с Катушки на катушку, благодаря прижимным ро-
ликам 4 и 5 плотно прилегает к копиру 3, имеющему профиль,
идентичный профилю одной из стенок межлопаточного канала.
В начальный момент (рис. 48, а) ЭЭО копир с ЭИ располагается
над заготовкой 1. Затем на черновом режиме (рис. 48,6) осу-
ществляют врезание ЭИ на глубину, равную глубине щели с
припуском на последующую обработку. Далее, вращая заго-
товку в необходимую сторону, расширяют полученную щель до
необходимых размеров (рис. 48,в). Вращение заготовки осу-
ществляется от специального механизма подачи. Скорость вра-
122
Рис. 48. Схема обработки открытого межлопаточного канала лен-
точным ЭИ по копиру:
1 — заготовка; 2 — ЭИ; 3 — копир; 4, 5 — прижимные ролики
щения заготовки регулируется автоматическим регулятором по-
дачи. Канал, предварительно обработанный на черновом про-
ходе, на последующих проходах и более мягких режимах до-
водится до заданных размеров и до нужной шероховатости его
стенок. Затем ЭИ выводится из обработанного канала, заго-
товка поворачивается на необходимый угол для обработки сле-
дующего канала.
Существенный недостаток такого способа формообразования
межлопаточных каналов большой высоты связан с отклонением
профиля лопатки, описываемого ленточным ЭИ по мере удале-
ния его от точек прилегания к копиру. При обработке каналов
с различной шириной на отдельных участках и с переменной
кривизной встречаются большие трудности в процессе создания
ленточного ЭИ необходимой формы.
Обработку межлопаточных каналов в колесах, имеющих
бандаж, описанным выше способом осуществлять невозможно.
Обработку таких каналов ведут методом последовательного ко-
пирования формы ЭИ. Формирование межлопаточного канала
выполняется за два прохода.
Первый проход — электроэрозионная прошивка предвари-
тельного отверстия. При этом ЭИ перемещается по сложной
траектории, лежащей в плоскости, параллельной оси дисковой
заготовки, и одновременно разворачивается вокруг некоторой
оси, параллельной радиусу заготовки. Траектория движения ЭИ
при предварительной прошивке канала приведена на рис. 49.
В результате этого прохода получается предварительное отвер-
стие неправильной формы. .
Второй проход — поочередное формообразование всех по-
верхностей межлопаточного канала одним ЭИ, имеющим форму,
подобную форме межлопаточного канала, но меньшие размеры
поперечного сечения, так как после предварительной прошивки
остается припуск для окончательного формообразования.
Для выполнения этого прохода необходимы два дополнитель-
ных движения ЭИ и заготовки: перемещение ЭИ параллельно
123
Рис. 49. Траектория движения ЭИ 3
при предварительной прошивке меж-
лопаточного канала 2 в заготовке 1
колеса турбины
{“—. 7^ Контур сечения
lx\j / межлопаточного канал сг
I RtH^XoHmyp сечения ЭИ
Контур обработанной
части сечения канола
Рис. 50. Схема формообразования
межлопаточного канала в заготовке
колеса турбины
радиусу обрабатываемой дисковой заготовки и поворот заго-
товки вокруг ее оси. Схема формообразования межлопаточного
канала и последовательность движения ЭИ представлены на
рис. 50. Изображенное на рисунке сечение канала параллельно
торцу обрабатываемой заготовки. Обработка может произво-
диться как с одной стороны диска, так и с двух сторон пооче-
редно двумя ЭИ. Выбор схемы обработки определяется сече-
нием канала и его глубиной. Формообразование канала двумя
ЭИ осуществляется следующим образом: один ЭИ используется
для обработки канала со стороны входной кромки, а другой —
со стороны выходной кромки. Инструменты поочередно устанав-
ливаются на соответствующие места электродержателя. Вход-
ная и выходная кромки турбинных лопаток — условно обозна-
чены в соответствии с направлением газового потока, поступаю-
щего в ротор.
Схема формообразования лопаточного венца определяется
графическим анализом профиля межлопаточного канала, в про-
цессе которого выбираются также форма и геометрические раз-
меры ЭИ.*С этой целью в масштабе 5:1 или 10:1 вычерчива-
ются три сечения межлопаточного канала по развертке. Затем
на кальке, наложенной на чертеж сечений межлопаточного ка-
нала, эмпирическим путем подбираются максимально возмож-
ные размеры ЭИ из условия свободного вывода его из канала
без соприкосновения с профилем канала. При этом минималь-
ный зазор между профилем канала и профилем ЭИ должен
быть больше припуска чернового перехода.
В тех случаях, когда толщина ЭИ получается менее 1,5—
2,0 мм или межлопаточный канал имеет большую кривизну, бы-
124
вает невозможно подобрать один ЭИ для обработки профиля
межлопаточного канала на всю длину. Тогда подбирают два
ЭИ, позволяющих при поочередном вводе в канал формообра-
зовать его полный профиль. При формообразовании межлопа-
точного канала двумя ЭИ должно быть предусмотрено перекры-
тие его профиля по длине. Это перекрытие необходимо для пре-
дотвращения образования перемычки по лопатке в месте стыка
электродов вследствие повышенного износа их кромок.
На основании данных, полученных при графическом анализе,
и расчетов координат точек профилей выпускается чертеж ЭИ
и чертеж программных кулачков: кулачка траектории ввода и
вывода ЭИ из канала и кулачка поворота заготовки. Полный
контроль точности изготовления межлопаточных каналов моно-
литного ротора с лопатками сложной пространственной кривиз-
ны подчас не представляется возможным. Отработав техноло-
гический процесс изготовления ротора и подвергнув на опытных
образцах его полному контролю, в дальнейшем контролируют
только точность изготовления элементов ротора, доступных кон-
тролю. Ввиду этого особое внимание уделяется точности уста-
новки заготовки ротора на шпиндель станка, базированию ЭИ
на электродержателе и взаимному расположению заготовки и
ЭИ. Все составные установочные элементы подвергаются кон-
тролю.
После установки заготовки и ее закрепления на шпинделе
выверяется ее торцевое и радиальное биение. По базовым по-
верхностям ЭИ проверяется непараллельность их перемещения
по всей длине. Проверяется различие углов поворота заготовки
при обработке канала со стороны входной кромки и со стороны
выходной. И только убедившись в точности установки, присту-
пают к обработке.
Электрические режимы чернового прохода выбирают из
условия наибольшей производительности, а чистового — исходя
из заданной точности обработки и шероховатости поверхности
канала. С целью сокращения износа ЭИ обработку производят
с использованием гребенчатых импульсов (генератор ШГИ).
Причины брака те же, что и при ЭЭОК (см. § 17).
§ 19. Электроэрозионное маркирование
Маркирование выполняется нанесением на изделие цифр,
букв, фирменных знаков и т. п. информации. Электроэрозион-
ное маркирование обеспечивает высокое качество, не вызывает
деформации металла и не создает зоны концентрации напряже-
ния, которые возникают при маркировании ударными клей-
мами [9].
Глубина нанесения знаков лежит в пределах от 0,1 до 1 мм.
Операция может выполняться одним ЭИ и по многоэлектрод-
125
ной схеме, когда отдельные ЭИ, составляющие маркируемую
информацию, собираются и закрепляются в кассете. Изготавли-
ваются ЭИ из графита, меди, латуни и алюминия. Маркирова-
ние может выполняться проволочным ЭИ с использованием
пантографа с трафаретом и профилированным ЭИ на специаль-
ных или на универсальных копировально-прошивочных станках.
Производительность маркирования проволочным ЭИ на пан-
тографе составляет около 3—8 мм/с (в зависимости от глубины
знаков). Глубина знаков зависит от скорости движения элек-
трода. При скорости движения электрода более 6 мм/с четкость
знаков ухудшается. В среднем на знак высотой 5 мм затрачи-
вается около 4 с.
Профилированным ЭИ в основном выполняют глубокое мар-
кирование. Износ ЭИ на один знак маркирования составляет
Таблица 68. Режимы маркирования знаков
профилированными графитовыми ЭИ
Основная частота импульсов f, кГц Частота защитных импульсов f, кГц 'ср- А Тобр. мин VOT’ 4° Ra, мкм
22 1,5 6-7 6 2,6 40
22 — 4-5 7 8—10 20
Приме ч а н и е. Генератор ЛЭ-711, ЭИ — набор цифр 8 (8 штук), обрабаты-
ваемая деталь — ковочный штамп, глубина клеймения 1 мм, проход на глубину
0,9 мм выполнялся с защитными импульсами и на глубину 0,1 мм — без защитных импульсов, РЖ — И12А.
Таблица 69. Режимы маркирования знаков профилированными
алюминиевыми ЭИ
Знак S знака, мм2 Отноше- ние площади знака к пло- щади знака 8, % Продол- житель- ность клейме- ния т, с Знак S знака, мм2 Отноше- ние площади знака к пло- щади знака 8, % Продол- житель- ность клейме- ния т, с
1 5,8 29,8 11,2 2 8,7 44,8 16,8 3 9,7 50,0 19,0 4 7,9 40,7 15,3 5 11,1 57,2 21,7 6 11,8 60,8 23,0 7 7,5 38,6 14,8 8 19,4 100 30,0 9 11,8 60,8 23,0 0 11,1 57,2 21,7 - 2,4 26,1 4,7
Примечание. Размер знака 7 X 3,5 мм, ширина штриха 0,7 мм, глу- бина—0,2 мм, генератор по схеме RC, РЖ—топливо дизельное по ГОСТ 805— 80 *, (Уср = 110 -г 120 В, /к з=2 А, С = 0,5 мкФ.
126
от 0,005 до 0,5 мм; ЭИ могут быть изготовлены протягиванием,
отливкой из типографского сплава, холодным выдавливанием,
прессованием.
В табл. 68 и 69 даны режимы маркирования. При маркирова-
нии в качестве РЖ используют масло И12А, РЖ-8 и дизельное
топливо.
Причины брака, возникающие при электроэрозионном марки-
ровании, приводятся ниже.
Неравномерная глубина маркирования — повышенный износ
отдельных ЭИ в кассете.
Искажена форма знаков — герметическая ось ЭИ непарал-
лельна оси подачи.
Нет четкости изображения знаков — завышены значения W»
И Ти.
§ 20. Электроэрозионное вырезание
В основном производстве ЭЭВ применяют при изготовлении
деталей электровакуумной и электронной техники, ювелирных
изделий и т. д.; в инструментальном производстве, при изготов-
лении матриц, пуансонов, пуансонодержателей и других дета-
лей, а также вырубных штампов, копиров, шаблонов, цанг,
лекал, фасонных резцов и т. д. [12, 15, 23].
При разработке чертежа заготовки необходимо учитывать
ряд специфических особенностей ЭЭВ. Например, выбор баз
должен соответствовать такому расположению заготовки в при-
способления, чтобы «раствор» скобы был наименьшим при хоро-
ших условиях заправки проволочного ЭИ.
Заготовка должна иметь цилиндрическую базовую поверх-
ность или две взаимно перпендикулярные прямолинейные базо-
вые поверхности, причем шероховатость базовых поверхностей
должна быть не менее Ra= 1,25 мкм.
При ЭЭВ внутреннего контура в заготовке последняя долж-
на иметь технологическое отверстие для ввода проволочного
ЭИ. К технологическому отверстию устанавливаются высокие
требования на отклонение его центра от баз, на отклонения
формы, соблюдения перпендикулярности к основанию заготовки
и обеспечения шероховатости поверхности.
Для предотвращения сколов на рабочей поверхности выре-
занного контура и возможного обрыва проволочного ЭИ при
отделении вырезаемой части применяют специальные прижимы,
для установки которых необходимо предусмотреть специальные
отверстия.
Установка проволочного ЭИ в начальную точку обработки
определяется касанием по искре или по индикатору касания.
Погрешность при этом составляет 0,01—0,02 мм. Определение
начальной точки обработки зависит от способа задания разме-
ров вырезаемого контура и базовых поверхностей заготовки.
127
Рис. 51. Два варианта задания начальной точки обработки: а — относительно
базовых поверхностей; б — относительно центра фазового отверстия в за-
готовке; М и N — базовые поверхности;
/ — вырезаемый контур; 2 — деталь; 3 — технологическое отверстие; 4 — базовое от-
верстие
При работе на станке, оснащенном УЧПУ, например
4732ФЗМ, начальная точка обработки определяется одним из
следующих способов.
1. Контур вырезаемого профиля задан относительно наруж-
ных базовых поверхностей М и N размерами А и В (рис. 51,а).
От тех же базовых поверхностей с координатами а и b про-
сверливается технологическое отверстие диаметром 1—5 мм для
ввода проволочного ЭИ. Проволочный ЭИ устанавливается в
начальную точку обработки в режиме «Наладка». После уста-
новки заготовки и выверки ее положения по базовым поверх-
ностям подводят проволочный ЭИ по координате х в положение
/ до касания с базовой поверхностью заготовки (момент каса-
ния определяют по индикатору касания на пульте ГИ). Затем
проволочный ЭИ отводят по координате у в положение // до
прекращения касания (следят по индикатору — лампочка гас-
нет). Далее проволочный ЭИ перемещают по координате х в
положение /// на расстояние a-\-d3n /2 (d3H —диаметр про-
волочного ЭИ в миллиметрах) и перемещают по координате у
в положение IV до касания с базовой поверхностью N. Далее
перемещают проволочный ЭИ по координате у на расстояние
b + ^эи /2 в положение у, которое является начальной точкой
обработки. В первом кадре УЧПУ должна быть заложена про-
грамма выхода проволочного ЭИ из точки с координатами а, b
на вырезаемый контур.
2. Контур задан относительно центра базового отверстия 4,
определяемого размерами А и В (рис. 51,6). Как и в первом
случае, просверливается технологическое отверстие. Заготовка
устанавливается на столе и выверяется относительно координат
перемещений. В базовое отверстие вводится проволочный ЭИ и
123
от УЧПУ задается программа поиска центра отверстий. Прово-
лочный ЭИ автоматически позиционируется в центр базового
отверстия. Перерезав заготовку проволочным ЭИ, производят
его перемещение в начальную точку обработки на расстояние а
по координате х и b по координате у.
3. Контур задан относительно технологического отверстия
для ввода проволочного ЭИ. Технологическое отверстие диаме-
тром 5—10 мм с точными координатами относительно базовых
поверхностей должно иметь шероховатость поверхности не более
Ra = 0,8 4- 1,25 мкм. После установки и выверки заготовки на
столе станка в технологическое отверстие вводится проволоч-
ный ЭИ, от УЧПУ задается программа поиска центра отверстия
и проволочный ЭИ автоматически позиционируется в начальную
точку обработки.
4. Проволочный ЭИ позиционируется в начальную точку
обработки от нулевой точки станка. Этот способ применим, если
заготовка устанавливается в приспособление, которое обеспечи-
вает ее точное базирование относительно нулевой точки станка.
Скоба станка по команде УЧПУ перемещается в нулевую
точку и после этого выполняется позиционирование на заданные
расстояния по координатам х, у в начальную точку обработки.
Технологические параметры ЭЭВ при использовании ГИ с
накопительной емкостью типа ГКИ можно произвести по фор-
муле
У = 4" ^3 4" #2^ + а3? + ср + + ЯбСж +
4~ #7^эи + ЯвС^эи 4“ ct^Chji 4” а10С2,
где [7з — напряжение заряда конденсатора при коротком замы-
кании, В; С — емкость конденсатора, мкФ; f — частота следо-
вания импульсов ГИ, кГц; УСр — падение напряжения на МЭП,
В; Лд — толщина заготовки, мм; бж — электропроводность РЖ,
См; б/эи — диаметр проволочного ЭИ, мм.
Подставляя значения коэффициентов ао — аю для соответ-
ствующего параметра из табл. 70, получим исходные значения
параметров ЭЭВ.
При использовании ГИ по схеме RC расчет можно произ-
вести, пользуясь формулами, приведенными в табл. 71—73.
Значения коэффициента k\ (к табл. 7.1) для различных мате-
риалов приводятся ниже.
Материал заготовки . . ВК20 ВХ15 ВК8 Т15К6 У10А ХВГ Х12М Р9
Значение коэффициента
ki................ 0,298 0,251 0,214 0,203 0,417 0,395 0,395 0,35
Режимы и технологические параметры ЭЭВ при использова-
нии ГИ типа ШГИ-63-400, ГКИ-250 и ГКИ-300-200А можно вы-
брать, пользуясь технологическими таблицами и графиками,
приведенными на рис. 52—55.
129
Таблица 70. Значения коэффициентов для расчета технологических параметров
Материал детали а0 а» Л2 аз
Сталь 0,22 0,001 11,435 Скорость 0,042 -0,012
Медь -6,055 0,033 17,505 0.00 -0,178
Твердый сплав:
в воде -4,832 0,0076 45,378 —0,0247 -0,163
в керосине 6,5 0,0203 —5,754 0,154 -0,0528
Сталь 11,188 Среднеар -0,022 ифметическое отклонение 12,197 0,048 -0,128
Медь 2,639 0,00 2,129 0,00 0,03
Твердый сплав:
в воде — 12,606 -0,0654 70,299 -4405 0,617
в керосине 3,567 0,019 -15,1 -0,156 0,103
Сталь 0,0422 0,00017 0,0713 Н а и 0,002 меньшая 0,003
Медь 0,115 -0,00 -0,246 0,00 0,00
Твердый сплав:
в воде -0,0647 -0,008 2,345 -0,003 -0,005
в керосине 0,194 0,00 -0,0216 -0,0075 0,004
Сталь 44.01 -0,136 31,932 Разброс 0,69 н а и м е н ь -0,458
Медь -43,329 0,0267 214,9 0,00 -0,121
Твердый сплав:
в воде -81,850 0,154 807,55 -0,021 -2,268
в керосине -3,982 0,096 -2,9697 0,477 -0,089
130
05 а» а7 а9 О10
вырезки -0,023 0,006 2,825 0,00 -0,152 0,00
0,076 -0,08 -2,012 0,00 -0,516 18,071
-0,098 -0,109 62,215 —274,484 0,242 16,236
0,0661 0,00 -39,593 61,987 0,05 15,395
профиля -0,0498 вырезаны -0,558 ой поверхности -6,688 0,00 -0,0227 0,00
—0,0291 0,016 2,148 0,00 0,094 6,781
-0,111 0,162 151,374 —477,745 0,977 8,457
-0,003 0,00 -13,796 51,413 -0,026 —2,798
ширина п 0,00 аза 0,0002 0,827 0,00 0,0005 0,00
0,0018 0,00 0,984 0,00 0,00448 0,09
0,001 0,008 0,998 4,799 0,003 -0,998
0,0011 0,00 0,928 0,762 -0,0005 0,205
шей ширины паза -0,113 0,159 -36,984 0,00 0,09( —
0,215 -1,233 127,643 0,00 0,509 -212,155
—0,909 1,452 296,77 -2974,68 2,568 -65,861
-0,0681 0,00 -39,626 208,115 -0,0243 -30,240
131
Таблица 71. Расчет оптимальных режимов ЭЭВ с использованием ГИ
по схеме RC
Расчетный параметр Расчетные формулы и рекомендуемый диапазон изменения параметров
Сталь Твердый сплав
Оптимальная шерохо- ватость Rz, мкм 2,5—1,25 1,25-0,63
Напряжение U, В 100—200 (на грубом режиме) и 80—110 (на чистовом режиме)
Емкость конденсатора Г — 1 _ Rz V
С, мкФ
Сила тока, 1к. з, А 1к. 3 = 0,2 + 0.72С /к. 3 = 0,5 + 0.62С
Производительность вырезки Q, мм2/с Q — ^2^3^К. 3^ 0,017 - 0,083 0,017 - 0,075
Диаметр с^эи прово- лочного ЭИ, мм 0,25—0,3 (для грубого режима); 0,15—0,2 (для чистового режима)
Материал проволоки Латунь 62
Скорость перемотки ktw„f
проволоки, мм/с vmin ,9 / . „ , гч » Я^ЭИ ““ ^уд %in= И,7 - 13,3; ^ = 1,15ч- 1.20; = (0,005 ч- 0,0058) с?эи
Примечания. 1. Коэффициент на с. 129; Л2 — по табл. 72; kz — по табл. 73. 2. Усиление натяжения проволоки Fmjn по рис. 55; Руд —удельная сила раз- рыва проволочного ЭИ, Н/мм2.
Таблица 72. Величина коэффициента k2 для различных диаметров
проволочного ЭИ, толщин заготовок и их материала (к табл. 72)
Диаметр проволочного ЭИ, мм Толщина заготовок, мм
25-30 30-35
Твердые сплавы Стали Твердые сплавы Стали
0,10 0,94 0,89 0,93 0,875
0,15 0,96 0,92 0,945 0,900
132
Т а б л и ц a 73. Величина коэффициента k3 для различных материалов,
мм2/с*В*А (к табл. 72)
Твердые сплавы
BK20 ВК15 BK8 Т15К6
5,42 • 10~4 5,23 • 10~4 5- 10~4 4,78 • 10~4
Стали
У10А Х12М хвг Р9
5,83-10~4 5,83 • 10"4 5,5- 10"4 5,28 • 10~4
Причины брака при ЭЭВ приводятся ниже.
Размеры вырезанного контура меньше или больше разме-
ров, заданных чертежом, — РЖ имеет отклонение от заданной
электропроводности или чрезмерно загрязнена.
Кромки обработанного контура не перпендикулярны к гори-
зонтальной плоскости заготовки — проволочный ЭИ не перпен-
й,мм/мин
Рис. 52. Зависимость скорости вырезки от высоты реза по стали проволоч-
ным ЭИ различных диаметров:
/^•диаметр проволочного ЭИ d = 0,3 мм (f = 8 кГц); 2 —d = 0,25 мм (f = 8 кГц);
3-d-0,3 мм (/ = 22 кГц); 4 — d = 0,25 мм (/ = 22 кГц); 5 - d = 0,22 мм (/ = 8 кГц);
6 — d = 0,15 мм (/ = 8 кГц)
Рис. 53. Зависимость скорости вырезки от высоты реза по твердому сплаву
проволочным ЭИ различных диаметров:
/ — диаметр проволочного ЭИ d = 0,3 (/ = 8 кГц в керосине); 2 — d = 0,3 мм (/=
= 22 кГц); 3 — d = 0,25 мм (/ = 8 кГц в керосине); 4 — d = 0,3 мм (/ = 22 кГц); 5 —
d » 0,3 мм (/ = 22 кГц в воде); 6 — d = 0,25 мм (/ = 8 кГц в воде)
133
Рис. 54. Зависимость шероховатости обработанной поверхности Ra от вы-
соты реза заготовки из стали:
/ — диаметр проволочного ЭИ d = 0,3 мм; 2 — d = 0,25 мм; 3-d “0,15 мм; 4 — d
= 0,3 мм; 5 — d = 0,3 мм; 6 — d = 0,25 мм; 7 — d = 0,1 мм
Рис. 55. Графики зависимостей усилия натяжения проволочного ЭИ Fmin
от его диаметра
дикулярен к горизонтальной плоскости заготовки. Перпендику-
лярность можно проверить следующим способом: на столе стан-
ка устанавливается контрольный кубик и в режиме «наладка»
на самом мягком режиме работы ГИ плавно подводят прово-
лочный ЭИ к кубику и следят за равномерностью распределе-
ния искровых разрядов в МЭЗ или смотрят на эрозионный отпе-
чаток на кубике. Если искровые разряды равномерно распре-
деляются вдоль движущегося проволочного ЭИ, то эрозионный
след виден по всей высоте грани кубика, следовательно, скоба
и проволочный ЭИ отрегулирован правильно. Если эрозионный
след виден только на части высоты грани кубика, то необходимо
отрегулировать установку скобы. Не трогая кубика, операцию
проверки необходимо повторить в перпендикулярной плоскости
кубика.
Кромки обработанного контура у деталей толщиной более
25—30 мм имеют отклонение от прямолинейности — кромки боч-
кообразны — брак вызван износом направляющих проволочного
ЭИ или их неправильной регулировкой, а также недостаточным
натяжением проволочного ЭИ.
На обработанной поверхности имеются «зарезы» — брак
появляется в местах выхода проволочного ЭИ на копир и во
внутренних углах вырезаемого контура. Причины зарезов: про-
волочный ЭИ не заправлен в пазы направляющих; люфты в хо-
довой системе подачи станка; недостаточное натяжение прово-
134
точного ЭИ; нарушение в электрической цепи копира; эрозия
или другие причины, вызвавшие уменьшение поперечного сече-
ния проволочного ЭИ в направлении его подачи на заготовку
(в передней зоне эрозии).
На отдельных участках обработанной поверхности имеется
волнистость — волнистость вызывается короткими замыканиями
проволочного ЭИ. Короткое замыкание возникает из-за вибра-
ции проволочного ЭИ (при низком натяжении) и завышения
рабочего напряжения.
Шероховатость обработанной поверхности выше заданной —
брак вызван низким натяжением проволочного ЭИ, завышенной
величиной W'n, на выбранном режиме ЭЭВ завышен диаметр
проволочного ЭИ или мала толщина пакета заготовок.
§ 21. Обработка сопрягаемых элементов
рабочих деталей вырубных штампов
При применении ЭЭО для изготовления матриц и пуансонов
вырубных штампов значительно упрощается технология их из-
готовления и исключается слесарная доводка. При ЭЭО рабочих
элементов сопрягаемых деталей вырубных штампов применяют-
ся прямое и обратное кодирование геометрических форм ЭИ
в заготовке, вырезание проволочным ЭИ и электроэрозионное
шлифование.
На рис. 56 приведены схемы ЭЭО рабочих элементов матриц
и пуансонов, а в табл. 74—76 описаны последовательность ЭЭО
при их изготовлении и режимы обработки при выполнении ко-
пировально-прошивочных операций [12, 15, 17].
Причины брака см. в §§ 18 и 20.
§ 22. Электроэрозионное шлифование
Этот процесс шлифования применяют для чистовой обра-
ботки труднообрабатываемых материалов, магнитных и твердых
сплавов и т. п. Схемы электроэрозионного шлифования приве-
дены в табл. 77.
Режимы и технологические показатели электроэрозионного
шлифования даны в табл. 78—83 и на рис. 57 и 58 [19].
Отклонение размеров профиля после электроэрозионного
шлифования лежит в пределах 0,005—0,05, шероховатость обра-
ботанной поверхности Ra = 2,5 4- 0,25 мкм, производительность
до 260 мм3/мин.
Дефектный слой может достигать на черновых высокопроиз-
водительных режимах до 0,2 мм; на чистовых и доводочных ре-
жимах— менее 0,003 мм.
При высокопроизводительном обдирочном ЭЭШ используют
источники питания постоянного тока. Чтобы получить оптималь-
135
Таблица 74. Последовательность ЭЭО элементов пуансонов и матриц вырубных штампов
Эскиз операции
Элементы конструкции
Содержание технологического процесса
копировально-прошивочных станках
Немилов Е.
1 — матрица, 2 — ЭИь 3 —
кондуктор, 4 — ЭИ2, 5 —
пуансон
Матрицу обрабатывают методом прямого копи-
рования ЭИ1 и заливают стирокрилом. По полу-
ченному таким образом кондуктору при обра-
ботке пуансона используется ЭИ2. Для размера
в процессе обеспечивается зазор 6 = 1\ — 12,
а для размера М2 — б = Z2 —1\
1 — пуансон, 2 — пластин-
чатый ЭИ, 3 — промежу-
точный ЭИ, 4 — матрица
Пуансон и промежуточный ЭИ обрабатываются
методом обратного копирования с использова-
нием одного блока первичных пластинчатых ЭИ.
Затем промежуточным ЭИ методом прямого ко-
пирования обрабатывается матрица. Зазор будет
равен б = /3 — Z2 — 1\
1 — ЭИ прямого копирова-
ния, 2 — матрица, 3 — пла-
стинчатый ЭИ, 4 — пуансон
В отличие от предыдущего технологического
процесса матрица 2 пластинчатых ЭИ изготов-
ляется методом прямого копирования. Пластин-
чатыми ЭИ обрабатывается пуансон методом
обратного копирования. Зазор между сопрягае-
мыми деталями будет равен б = 1\ + Z2 — /2
1 — матрица, 2 — ЭИ, 3 —
пуансон. 4 — изоляционные
направляющие, 5 — плита,
6 — основание
Пуансон вместе с прикрепленной к нему пласти-
ной, служащей ЭИ для изготовления отверстия
в матрице, обрабатывают до окончательных раз-
меров. Рабочее окно матрицы обрабатывают
предварительно с припуском до 0,1 мм. Штамп
полностью собирается; ЭИ прикрепляется к тор-
цу пуансона. Методом прямого копирования ка-
либруется рабочее окно матрицы, зазор между
пуансоном и матрицей б = Z
1 — пластинчатый ЭИ, 2 —
матрица, 3 — ЭИ прямого
копирования, 4 — пуансон
Методом прямого копирования ЭИ, которому
сообщается поступательное и круговое движение
с эксцентриситетом Z, обрабатываются матрица
и пластинчатые ЭИ; последним методом обрат-
ного копирования обрабатывается пуансон. За-
зоры между пуансоном и матрицей б = 1\ +
+ Z3 — Z2
Продолжение табл. 74
Эскиз операции
Элементы конструкции
Содержание технологического процесса
С использованием ЭЭОК и ЭЭВ
1 — матрица, 2 — профили- Дисковым ЭИ, профиль которого обработан
рованный резец, 3 — диско- спрофилированным резцом, шлифованием обра-
вый ЭИ, 4 — промежуточ- батывают матрицу и промежуточный ЭИ. Пуан-
ный ЭИ, 5 — пуансон сон обрабатывается методом прямого копирова-
ния ЭИ 4. Зазор между матрицей и пуансоном
б == lx -f- /3 — 12
1 — матрица, 2 — спрофили-
рованный резец, 3— диско-
вый ЭИ, 4 — копир, 5 — пу-
ансон, 6 — проволочный ЭИ
Дисковым ЭИ, профиль которого обрабатывает-
ся спрофилиованным резцом, шлифованием об-
рабатывают матрицу и копир. Пуансон выре-
зают по копиру проволочным ЭИ диаметром d.
Зазор между сопрягаемыми деталями б = d 4-
+ h + к — h
1 — первичный копир, 2 —
проволочный ЭИ, 3 — пуан-
сон, 4 — проволочный ЭИг,
5 — вторичный копир, 6 —
проволочный ЭИ3, 7 — мат-
рица
Пуансон вырезают по первичному копиру прово-
лочным ЭИ! диаметром dx. С использованием
проволочного ЭИг диаметром d2 вырезают вто-
ричный копир, по которому вырезают матрицу
проволочным ЭИ3 диаметром d3. Зазор будет
равен б = d3 4- d\ 4- /3 4- /1 — dz — l\
I — вторичный копир, 2 —
матрица, 3 — первичный ко-
пир, 4 — проволочный ЭИ1
диаметром 6 — пла-
стинчатый ЭИ, 7 — пуансон
2 J
1 — матрица, 2 — первич-
ный копир, 3 — проволоч-
ный ЭИ, 4 — вторичный ко-
пир, 5 — пуансон
По первичному копиру проволочным ЭИ1 диа-
метром dx вырезают матрицу и вторичный ко-
пир, по которому проволочным ЭИг диаметром
d2 вырезают пластинчатые ЭИз для обработки
пуансона методом обратного копирования. Зазор
между сопрягаемыми деталями б = Ц 4- h — h
По первичному копиру проволочным ЭИ выре-
зают матрицу, которой вырубают вторичный ко-
пир; по последнему вырезают пуансон. Зазор
между матрицей и пуансоном б = Ц 4- h — /3
со
о
Продолжение табл. 74
IM
Эскиз операции Элементы конструкции Содержание технологического процесса
1 ' I
1*2 •
7
ь 1
6 1
1 — копир. 2 — ЭИ, 3 — Электродом-инструментом, прикрепленным к пу-
пуансон, 4 — проволочный ансону и совместно с ним обработанным, мето-
ЭИ, 5 — матрица дом прямого копиорвания получают копир, с по-
мощью которого проволочным ЭИ вырезают
матрицу. Зазор между пуансоном и матрицей
6 = Л + /2
1 — первичный копир, 2 —
копир для вырезки матри-
цы, 3 — проволочный ЭИ,
4 — пластинчатые ЭИ, 5 —
пуансон, 6 — корректирую-
щее покрытие, 7 — матрица
По исходному копиру 1, изготовленному в сборе
с копиром 2, проволочным ЭИ 3 вырезают не-
сколько пластинчтых ЭИ, с помощью которых
методом обратного копирования обрабатывают
пуансон 5. На робочую поверхность копира 2
наносят необходимый слой никеля и по откор-
ректированному таким образом копиру вырезают
матрицу 7. Зазор между сопрягаемыми деталя-
ми 6 = /г "Ь ^4 — А — /з
1 — матрица, 2 — пуансон,
3 — копир, 4 — проволоч-
ный ЭИ, 5 — направляю-
щий ролик, 6 — корректи-
рующие ролики, 7—на-
правляющий ролик
Одновременная обработка пуансона и матрицы
по одному копиру осуществляется проволочным
ЭИ 4. Проволочный ЭИ имеет четыре направ-
ляющих ролика 5
1 — матрица, 2 — копир.
3 — проволочный ЭИ, 4 —
контркопир, 5 — пуансон
Копир и контркопир изготовляют механической
обработкой резанием с дальнейшей слесарной
доработкой. Матрицу вырезают по копиру про-
волочным ЭИ. Пуансон изготовляют по контр-
копиру. Зазор 6 — 1\ + /2 + h
£ Таблица 75. Режимы ЭЭО пуансонов вырубных штампов на копнровально-прошивочиом станке 4Д722А методом
ьэ обратного копирования
Материал заготовки Материал Припуск на обра- ботку, мм S, мм2 Режим обработки Технологические характеристики
t, кГц q ^ср’ А U, в двухсто- ронний МЭЗ, мм Rz, мкм конус на длине 8 мм
Медь Ml 1,0 ( 40—170 44 16 40—50 0,2—0,25 40 0,03
t Ю-80 440—200 5-6 50 0,13 2,5 0,02-0,05
Сталь ( 1,0 30-170 22 9-10 30-50 0,14-0,16 40 0,03
МНБ-3 < 1,0 10—130 88 2 5 70—80 0,11 2,5 0,06
1 0,3 4—40 88 3-4 70—80 0,12-0,14 2,5 0,05
Твер- МНБ-3 1,0 20—130 22 10-14 20-25 0,08-0,12 40 0,2
( 1,0 10-85 22 л 6—10 18-25 0,17—0,21 40 0,1
дый ВМ-50 < 1,0 10-85 22 4 2-8 18-25 0,08—0,14 40 0,1
сплав 1 0,3 4-30 88 2-4 50 0,08-0,09 2,5 0,06
Таблица 76. Рекомендуемые режимы ЭЭПр стальных матриц на копировально-прошивочных станках и
при использовании ГИ типа ШГИ-40-440
Вид обработки Материал ЭИ f, кГц Q Плотность тока, А/см2 'ср- А dg, мм Ra, мкм Форма импульса
( Г 8 2 5-6 30-35 0,095 30-37 | Черновая < 1 8 2 10 35—40 0,130 30—37 ( Медь Ml 22 2 7-10 40-45 0,112 20-27 | ( 66 2 4 7 0,060 11 — 14 1 Прямоуголь- ЭЭПГ < 88 2 2—3 3 0.042 9,6—7,5 1 ные Чистовая V 88 5 0 5 1,0 2 0.030 7 5 | Мони Ml f 88 2 2,5-3,0 4 0,036 9-7 J медь mi j 200 3 2 4 0,046 10,5-8,2 Гребенчатая (7 гребней)
Рис. 56. Схемы типовых технологических процессов изготовления сопрягаемых элементов рабочих деталей вы-
рубных штампов
Т а б л и ц a 77. Технологические схемы ЭЭШ
Схема Краткая характеристика процесса Область применения
улоп
Круглое шлифовние пе-
риферией дискового ЭИ.
Окружная скорость при
использовании импульс-
ных генераторов 6—
10 м/с, источников по-
стоянного тока — 20—
30 м/с. Подвод РЖ по-
ливом
Круглое шлифование с
использованием пластин-
чатых ЭИ. Процесс бо-
лее производительный.
Скорость возвратно-по-
ступательного
ЭИ 0,01-0,05
стота вращения
ки 5—6 об/с.
РЖ поливом
Применяется для
профилирования
твердосплавных
резцов и тел вра-
щения
движения
м/с, ча-
заготов-
Подвод
Круглое шлифование не- Применяется при ’ 1 у v прерывно движущимся ЭЭШ фасонных * ™ f J,i прополочным ЭИ или поверхностей не-
AY лентой. Отсутствует си- жестких прецизи-
о g /у готовку. Компенсируется г поп износ ЭИ Подвод РЖ поливом
। Плоское шл-ифование пе- Применяется для риферией дискового ЭИ. врезного про- l&ilk Подвод РЖ поливом фильного шлифо- вания упоп
шлифование ЭЭШ плоских
дискового ЭИ. поверхностей
с
Плоское
торцом
Процесс происходит
более высокой произво-
дительностью. Подвод
РЖ поливом и погруже-
нием
144
Продолжение табл. 77
Схема Краткая характеристика процесса Область применения
। Плоское шлифование с ЭЭШ плоских по- J vb использованием простых верхностей v Гр пластинчатых ЭИ. Ско- ' \ Lx* рость перемещения заго- 1—товки относительно ЭИ Г или ЭИ относительно за- '"'Ъ Упоп готовки 0,1 м/с. Подвод РЖ погружением
* Шлифование проволоч- Плоское шлифо- ным ЭИ. Подвор РЖ по- вание нежестких Упр гружением прецизионных де- талей
7 j .. Внутреннее шлифование периферией дискового i в non ЭЙ. Подвод РЖ погру- k=TJ-VvM жением 3 Внутреннее шли- фование тел вра-
1 А ттт щения Шлифование с использо- КаХ? у ванием пластинчатых SXX ЭИ. Подвод РЖ погру- у 11—* 4 м жением ГН' | У поп
* \© Шлифование проволоч- Внутреннее и на- ijr ным ЭИ. Подвод РЖ ружное шлифова- погружением ния тел враше- ‘^Л^Упоп ния 4^0
Примечание: 1. Схемы, помеченные ♦, реализуются только при использова- нии импульсных источников питания типа ШГИ, ГКИ и т. п. Остальные схемы мо- гут быть реализованы как с ГИ, так и с источниками постоянного тока; ЭИ из ма- териалов по табл. 18. 2. Рабочая жидкость — масло индустриальное И12А по ГОСТ 20799—75* и керосин. 3. На табличных рисунках обозначено -> непрерывное движение; <--► возвратно-поступательное; прерывистое 4. опр—скорость про- дольной подачи ; рпоп—поперечной подачи; ив—вертикальной подачи; и3 — скорость врезания заготовки.
145
Таблица 78. Некоторые ЭЭШ и их технологические показатели
Разновидности ЭЭШ Форма и материал ЭИ v вращения, м/с р. кВт 17, В Наибольшая производительность, мм3/мин Ra, мкм ГИ
ЭИ заготовки стали магнит- ного сплава твердого сплава
Круглое обдирочное Диск, чугун 15-30 0-1 10 100 4 000 4 500 770 80 40 Типа ШГИ
Круглое чистовое Диск, чугун 15-30 0-1 0,07 100 3 3,2 1 2,5 1,25
Круглое доводочное Стержень, латунь Стержень, чугун 0 0 0,3 0,06 0,1 0,1 100 200 2 2-3 2 2,5 1,25 По схеме RC типа ШГИ
Плоское обдирочное Диск 1,2-1 5 0 1,5 2,5 0,10 200 30-40 200 1 500 2-3 2 000 3-4 100 20 80 0,63 По схеме RC
Плоское чистовое чугун 2
Плоское и круглое обдирочное Диск, чугун 20 0-0,05 30 36 — 30 000 — 320-160 Перемен- ный ток f = 50 Гц
Таблица. 79. Режимы ЭЭШ при использовании ГИ типа ШГИ
Режим обработки 'ср.А Q, мм'Умин Параметр шероховатости обработанной поверхности, мкм Глубина зоны термического влияния, мкм
Предвари- тельный 100 60—70 Rz = 40 4- 20 30-45
60 40 50-60 35—40 Rz Rz = 40 4- 20 = 20 4-10 15-25 12-20
Окончатель- ный 30 15 20-25 12-15 Ra Ra = 2,50 4- 1,25 = 1,25 4-0,80 8-15 5-10
10 4-6 Ra = 0,80 4- 0,63 1-4
Т а б л и ц а 80. Режимы ЭЭШ при использовании ГИ по схеме RC
Режим обработки Zcp’ А Q, мм’/мин Параметр шероховатости обработанной поверхности, мкм Глубина зоны термического влияния, мкм
Ппедваои- 18 100-120 Rz = 40 4- 20 50-70 тельный 16 78-80 Л* = 40 4-20 40-60 тельный 10 30—40 /?г = 20 4- 10 30—50
Окончатель- 8 10-15 ^ = 2,50 4- 1,25 20-40 икончатель 3 3_5 ^„ = 0,80 4-0,63 Ю-20 1,5 1,2 Ra = 0,63 4- 0,25 2-10
Таблица 81. Технологические показатели ЭЭШ с использованием
источников постоянного тока
Торцевое шлифование Наружное круглое и плоское шлифование Внутреннее шлифование «а- МКМ Величина зоны теплового воздействия, мм
ZK 3’ А Q, мм3/мин 7к 3’ А Q, ммУмин 'к. 3’ А Q, мм7мин
Обработка твердого сплава
— — 255 250 104 56 15 0,175
120 69 74 30 33 8,8 8 0,087
29 73 19 3,85 9,8 1,7 5 0,062
11 1,95 7 1,2 3,2 0,56 2,5 0,009
5,2 0,89 2,9 0,51 — — 1,5 0,005
О б р а б о т к а ста л и
— — 255 290 104 78 30 0,231
120 96 74 57 33 16,2 15 0,159
29 58 19 7,3 9,8 3,2 7,5 0,11
11 7,8 7 3,1 3,2 1,4 5,5 0,017
5,2 3,1 2,9 1,9 — — 2,5 0,010
147
Таблица 82. Выбор ЭИ для ЭЭШ
Конфигурация Диаметр Размеры ЭИ, мм л,, обрабаты- „ ~-^ттт отвер- Материал
Эскиз ЭИ ваемой Вид стия, ЭИ заготовки мм a b с D d
'к Плоская — — — — 100 80
ч tel Наружное J! jwzl г Цилиндри- До 100 — — — 50 30
- ческа я ч>в. iuu — — ои ои
Медь Ml, " Л Цоппм/ппа Л R 7")/ 1Л Л Oz» /VI2. /VI3
/ /X Цилиндри- „ ,
tj L<J ческа я
Ъ Внутреннее — 0,5 D' 0,7 2а — —
и, -3 to со 1 1 1 СО СЛ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 to оо
Цилиндри- Внутрен- 1—2 — — — _ 0,5 Латунь Л63 ческа я нее
0,5—1 — — — — 0,6—0,8 Вольфрам ВА-1-Т Молибден МЧ-1-Г
Примечание. О' — диаметр обрабатываемой заготовки, мм.
Таблица 83. Определение припуска под ЭЭШ
Исходный параметр шероховатости поверхности заготовки, мкм Параметр шероховатости поверхности Ra, после ЭЭШ, мкм Требуемая величина припуска, мм
Rz «= 40 4- 20 20—10 0,27
Rz = 20 4- 10 2,50-1,25 0,16
Ra = 2,50 4- 1,25 1,25-0,63 0,05
Ra = 1,25 4- 0,63 0,63-0,32 0,12
Ra = 0,63 4- 0,32 0,32-0,25 0,004
ное значение производительности и минимальной шероховато-
сти, рекомендуется устанавливать скорость вращения ЭИ в пре-
делах от 25 до 30 м/с, обеспечивая прижатие ЭИ к заготовке
с давлением 6 8-10~5 Па.
Процесс ЭЭШ деталей из твердых сплавов, магнитомягких
и магнитотвердых материалов осуществляется с использованием
высокочастотных ГИ.
Для внутреннего шлифования отверстий в твердосплавных
фильерах, волокнах и подобных изделиях применяют проволоч-
ный ЭИ и вырезные станки. В предварительно прошитое отвер-
стие вводят проволочный ЭИ. За счет регулирования скорости
перемотки удается избежать влияния износа проволочного ЭИ
на точность обработки. Отклонение размеров профиля — еди-
ницы микрометров при шероховатости Ra = 0,2 4-
4- 0,3 мкм.
Причины брака, возникающие при ЭЭШ, приводятся ниже.
Рис. 57. Зависимость производительности Q плоского электроэрозионного шли-
фования от скорости уэи металлографитового ЭИ (материал заготовки
Т15К6):
/ - f - 20 кГц, / - 18 А; 2 - f « 44 кГц, / - 14 А
Рис. 58. Зависимость производительности Q ЭЭШ пластинчатым ЭИ от ско-
рости заготовки v3 и энергии импульса
149
Неравномерная шероховатость обработанной поверхности —
мал припуск под ЭЭШ.
На обработанной поверхности видны микротрещины — ве-
лика зона термического влияния; для устранения брака нужно
уменьшить длительность и энергию импульса.
Обработанная цилиндрическая часть детали имеет отклоне-
ние от круглости — люфт шпинделя станка, неравномерный из-
нос ЭИ; надо устранить люфт и произвести правку ЭИ.
Обработанная плоская поверхность детали имеет отклоне-
ние от плоскостности — неравномерный износ ЭИ.
§ 23. Электроэрозионная приработка
зубчатых зацеплений
Процесс приработки носит избирательный характер и заклю-
чается в удалении металла с поверхностей профиля зубьев
импульсами электрического тока, проходящими между их сопря-
гаемыми поверхностями. При электроэрозинной обкатке повы-
шается точность эвольвенты и снижается в пять-шесть раз тру-
доемкость операции приработки по сравнению с механической
обкаткой [11]. На рис. 59 приведена схема приработки.
При приработке необходимо учитывать зависимость переда-
точного соотношения колес и шестерен. Для обеспечения равно-
мерного съема металла с поверхностей зубьев колес и шестерен
приработку ведут с изменением полярности ГИ, а время
приработки на одной и другой полярности определяют из от-
ношения
^( + )/^(—) Озац ^)/0 ^*зац^)»
где Т(+) — время приработки при подключении колеса к положи-
тельной, а шестерни к отрицательной шине ГИ; Т(->— время при-
работки при подключении колеса к отрицательной, а шестерни
Рис. 59. Схема электроэрозионной
приработки зубчатых зацеплений:
1 — ванна с РЖ; 2,5 — зубчатые ко-
леса; 3 — переключатель полярности;
4 — ГИ (стрелками указано направле-
ние вращения зубчатых колес от
электропривода)
150
Таблица 84. Технические характеристики стендов
для приработки зубчатых колес ЭЭО
Тип стенда Назначение зубчатых пар Характеристика зубчатых колес и зацеплений Время обра- ботки, мин Приме- чание
ЛЭ-510 Зубчатые колеса ре- дуктора Ц2-350 девя- ти исполнений по пе- редаточным числам и пятнадцати — по схе- ме сборки Модуль зубчатых ко- лес 2,5—4 мм, число зубьев 18—90 60 —
ЛЭ-514 Зубчатые колеса ре- дукторов РМ-500, Ц2-500, Ц2-650 и ре- дукторов эскалаторов ЭТ2-ЭТ4 Конические цилин- дрические и червяч- ные передачи с меж- осевым расстоянием до 250 мм и диамет- ром до 500 мм 240—300 Время для Ц2-650
ЛЭ-516 Редукторы различных типоразмеров и на- значений — — Обкатка в техно- логиче- ском корпусе
7042 Тяжело нагруженные колеса коробки пере- дач трактора К-701 Зубчатые колеса с модулем 6—8 мм и межцентровым рас- стоянием 192— 240 мм 16 шт. в 1 ч —
Примечание. Генератор импульсов ЛЭ-720.
к положительной шине ГИ; t3aB — передаточное отношение зуб-
чатого зацепления; v — относительный объемный износ, опреде-
ляемый режимом обработки.
Целесообразно электроэрозионную приработку применять
с исходной степенью точности обработки зубчатых колес не
ниже восьмой по СТ СЭВ 641—77.
В табл. 84 приведены некоторые характеристики различных
конструкций стендов для обкатки.
Электроэрозионная обкатка снижает отклонение по шагу за-
цепления на 40—50 % и погрешность профиля зуба на 30—40 % •
Суммарное пятно контакта зацепления может быть доведено до
100%. Глубина измененного поверхностного слоя колеблется от
0,005 до 0,02 мм и зависит от режима обработки и стабильности
процесса.
151
§ 24. Электроэрозионное упрочнение
Процесс ЭЭУ применяется для восстановления изношенных
участков деталей, изменения физико-химических свойств поверх-
ностного слоя и для покрытия деталей тонким слоем благород-
ного металла. Технологические показатели ЭЭУ определяются
рядом взаимосвязанных факторов [16, 20]: количеством пере-
носимого материала с анода на катод в единицу времени, зави-
сящим от величины энергии, которая выделяется на МЭП; ча-
стотой следования импульсов; взаимодействием легирующего и
легируемого материала, т. е. характером взаимодействия ма-
териала анода и катода во время контакта и изменением
температуры перехода упрочненного слоя в хрупкое со-
стояние.
При ЭЭУ одноименными металлами производят восстановле-
ние изношенных участков деталей.
Изменение физико-химических свойств поверхности деталей
осуществляется переходными металлами IV—VI групп.
Переходные металлы IV—VI групп условно подразделяются
на две основные группы: металлы, образующие неограниченные
твердые растворы, — V, Gr, Со, Ni и металлы, образующие огра-
ниченные твердые растворы, — Ti, Zr, Nb, Та, Mo, W.
Для первой группы отрицательный привес наблюдается в
пределах 6—9 мин, а для второй — 2—3 мин. Прочность связи
переносимого материала определяется характером взаимодей-
ствия материала (катода) и ЭИ (анода). Чем больше склон-
ность материала анода к образованию твердых растворов с ма-
териалом катода, тем прочнее эта связь.
Процесс ЭЭУ материалом, образующим с катодом ограни-
ченные твердые растворы, не следует проводить за время более
2—3 мин/см2 катода. Для металлов, образующих неограничен-
ные твердые растворы, оптимальное время обработки 6—
7 мин/см2.
При контакте расплавленного и твердого металлов происхо-
дит быстрый переход из пластинчатого в хрупкое состояние,
что часто приводит к разрушению поверхности твердого
тела.
Особенно интенсивно протекает этот переход при ЭЭУ на
воздухе за счет растворения кислорода воздуха в расплавлен-
ном металле.
Хрупкость уменьшается при снижении энергии импульсов и
тока короткого замыкания.
В процессе ЭЭУ электродами из одноименных металлов
устраняется неблагоприятный фактор взаимной нерастворимо-
сти материалов ЭИ и заготовки, способствующей охрупчиванию
и разрушению легированного слоя.
152
При ЭЭУ металлами, обладающими ограниченной раствори-
мостью с материалом заготовки, наблюдается отслаивание по-
крытия.
При использовании в качестве легирующего материала твер-
дых сплавов типа ВК и ТК меньшее значение коэффициента пе-
реноса у сплавов ТК, поэтому сплав ВК более и предпочтителен.
При ЭЭУ переходных металлов тугоплавкими боридами зна-
чение коэффициента переноса возрастает при переходе от
боридов металлов IV группы к боридам металлов V и далее
VI групп.
Для успешного использования ЭЭУ боридами переходных
металлов необходимо установить оптимальное время упрочне-
ния для каждой пары электродов, при котором привес заго-
товки достигает своего наибольшего значения.
С ростом значения 1К. 3 привес заготовки повышается, то же
происходит и при повышении подводимой мощности. Повыше-
ние величины емкости до определенных значений приводит к по-
вышению толщины легированного слоя; на «грубых» режимах
используются емкость 600—700 мкФ, напряжение 20—50 В и
ток 50—200 А.
Шероховатость легированного слоя составляет на чистовых
режимах 20—25 мкм, а на грубых— 160—80 мкм.
Процесс формирования легированной поверхности условно
можно разделить на два этапа. На первом шероховатость обра-
батываемой поверхности непрерывно возрастает, а на втором
величина шероховатости периодически изменяется. Шерохова-
тость при ЭЭУ в воздушной среде выше, чем в аргоне.
Получить легированный слой повышенной твердости и с ма-
лой шероховатостью можно, если ЭЭУ проводить на чистовых
режимах; емкость разрядной цепи не должна превышать 1200—
1500 мкФ, а удельную длительность ЭЭУ надо выбирать в пре-
делах 0,5—1,5 с/мм2. Тогда твердость легируемого слоя будет
зависеть в основном от природы легирующего электрода, изме-
нения его свойств под действием высоких температур и взаимо-
действия его с материалом заготовки.
Фазовые и структурные превращения, происходящие в метал-
лах при ЭЭЯ, сопровождаются значительными объемными изме-
нениями и, как следствие, возникновением внутренних остаточ-
ных напряжений I и II рода.
При ЭЭУ стали металлами, образующими с железом неог-
раниченные твердые растворы, напряжения достигают макси-
мальных значений у поверхности упрочненного слоя. В осталь-
ных случаях максимальное значение напряжений — на границе
раздела белого слоя и переходных слоев.
Повышение энергии разрядов на грубых режимах, а также
увеличение удельного времени легирования приводит к резкому
153
Рис. 60. Зависимость износа ЭИ Да (анода);
привеса заготовки Дк (катода), коэффициента
переноса Кп(л), шероховатости упрочненной
поверхности Ra и суммарного привеса катода
Дк (б) от времени т ЭЭУ поверхности пло-
щадью 1 см2 стали Р65М ЭИ из твердого
сплава
возрастанию растягивающих напряжений. В среде защитного
газа напряжение меньше, чем при ЭЭУ на воздухе.
Высокие остаточные напряжения обусловливаются чаще не-
сплошностью слоя, высокой шероховатостью, наличием трещин
и пустот, что снижает усталостную прочность легированных об-
разцов. Усталостная прочность минимальна при упрочнении та-
кими соединениями, как ТВ2, В4С, Т15К6, т. е. теми, которые
способствуют появлению максимальных остаточных растягиваю-
щих напряжений.
Время, за которое достигается максимум покрытия, опреде-
ляется опытным путем. Ориентировочно можно принять время
для легирования 1 см2 стальной детали сплавом Т15К6 на уста-
новках ЭФИ-10 и ЭФИ-45 равным на первом режиме 4—16 мин,
на втором — 3—8, третьем — 2—8, четвертом — 2—7, на пятом —
1—6 и на шестом —0,5—5 мин.
На чистовых режимах можно получить шероховатость по-
верхности Ra = 5 ~ 1 мкм при легировании стали сплавом
Т15К6.
Хорошую плотность нанесенного слоя получают на чистовых
режимах (время ЭЭУ 1 см2 составляет 4—5 мин).
Чтобы выдержать тепловой режим, грубый и черновой ре-
жимы обработки рекомендуют применять на заготовках, имею-
щих массу не менее 0,5 кг.
Нельзя допускать многократных ходов (более четырех) по
одному и тому же месту.
В табл. 85—90 и на рис. 60 приведены режимы легирования
на установках ЭФИ-10, ЭФИ-10М и ЭФИ-45 и некоторые зави-
симости ЭЭУ.
154
Таблица 85. Зависимость коэффициента переноса Кп
при ЭЭУ карбидами переходных металлов IV—VI групп от 1К 3
ZK. 3’ А
Материал ЭИ 20 40 | 60 80 | 100
Кп. %
TiC 6,0 3,5 2,6 2,0 1,9
Zr 3,0 — — —. —
Nb 10,0 6,0 3,2 2,2 2,5
СГ2С3 62,0 — 52,0 — —
МогС 82,0 73,0 70,0 68,0 66,0
WC 85,0 84,0 77,0 75,0 70,0
Приме ч а н и е. Ux х =56 В, С = 500 мкФ
Т а б л и ц а 86. Значение коэффициента переноса Кп и параметра
шероховатости поверхности Rz при ЭЭУ стали твердыми сплавами
Материал ЭИ Кп.% Шероховатость легированной поверхности Rz, мкм
ВК2 86 20-2,5
вкэм 73 40-20
ВК6 95 20-2,5
Т15К6 69 160-80
Т30К4 52 160-80
Примечание. Генератор импульсов по схеме RC, IK 3=80 A, Ux х=56 В,
С=500 мкФ
Т а б л и ц а 87. Значение привеса заготовки в зависимости
от режима и времени ЭЭУ сплавом Т15К6
Режим обработки Привес, г
их.х-В ак. 3’ в ;к. 3’ А /р.л С, мкФ т, мин
16 50 16 20 - 100 40 600 24 0,0726 9 -0,0005
26 44 15 42 - 80 60 - 184 120 27 0,099 11 0,103 3 0 079
155
Продолжение табл. 87
Режим обработки Привес, г
UX. X’ В "к. 3’ в ^к. з’ А /р. Л С, мкФ т, мин
41 80 46 2 0,176
72 41 50 20 600 14 0,147
28 184 100 1 0,1
19 192 100 3 -0,06
42 25 80 40 12 0,16
26 44 12 1200 12 0,14
28 184 100 2 0,02
72 41 80 46 8 0,19
2 50 28 12 0,28
Т а б л и ц а 88. Значение коэффициента переноса Кп
при ЭЭУ боридами на различных режимах работы установки ЭФИ-10
Материал ЭИ Положение переключателей режимов
I II III IV V VI
Кп , %
СгВ2 N2B, 44,5 50,0 25,8 20,0 13,8 15,8 7,2 10,4 0,2 9,2 9,35
П р и м е ч а н и я : 1. Материал заготовки —Мо. 2. Среда —аргон. 3. т ЭЭУ—1 мин.
Таблица 89. Режимы ЭЭУ на установках ЭФИ-10, ЭФИ-10М и ЭФИ-45
Режим ЭИУ Положение переключа- теля режимов 7Р' А 7К 3' А их X' В Время обработки х 1 см2, с Удельный привес за 1 мин, мг/см2
Чистовой I II 0,5-0,7 0,7-1,2 2,5 3,0 15 25 3-4 0,8 1,9
Черновой III IV 1,2-1,5 1,5-2,0 3,5 4,5 45 75 2 3,6 6,7
Г рубый V VI 2,0-2,5 48 5,0 140 200 0,5-1 0 10,7 14,7
156
Т а б л и ц a 90. Микротвердость белого слоя после ЭЭУ
Материал ЭИ Материал легируемой заготовки Материал ЭИ Материал легируемой заготовки
Сталь 45 Сталь 3 В1 -1 Сталь 45 Сталь 3 Титан ВТ-1
Микротвердость белого слоя, ГПа Микротвердость белого слоя, ГПа
Ti 11,76 10,78 — Zr 12,25 12,74 — Nb 11,76 12,74 — Та 15,68 15,68 — Сг 7,84 10,78 — Мо — 18,62 — W 20,58 28,42 — СгзСз — 15,68 — TiC 17,64 29,79 17,64 WC 31,36 31,36 31,36 ZrB2 19,60 - 21,85 TiB2 32,34 - 32,34 СгВ2 17,15 - -
Глава V
ОСОБЕННОСТИ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА
§ 25. Организация безопасного труда
Основные положения советского трудового права направлены
на обеспечение здоровых и безопасных условий труда на произ-
водстве. Правовые вопросы по охране труда регулируются в на-
шей стране положениями Конституции СССР, Кодексом законов
о труде (КЗОТ).
Основные положения КЗОТ предусматривают:
1) принятие мер к устранению вредных условий труда, пре-
дупреждению возможных несчастных случаев и содержанию
рабочих мест в нормальном санитарно-гигиеническом со-
стоянии;
2) ограничения в применении женского и подросткового
труда на тяжелых и вредных работах, льготы при определении
времени очередного отпуска и его продолжительности, а также
сокращенный рабочий день для подростков;
3) предоставление всем рабочим бесплатной спецодежды,
а работающим во вредных условиях — молока (согласно дей-
ствующим на данном производстве нормативам).
Организация безопасности труда на производстве возложена
на административно-технический персонал предприятия.
Профессия электроэрозиониста относится к числу профессий
с вредными условиями труда и включена в «Список производств,
157
цехов, профессий и должностей с вредными условиями труда,
работа в которых дает право на дополнительный отпуск и со-
кращенный рабочий день». Этот список утвержден ГК СМ СССР
по вопросам труда и заработной платы и Президиумом ВЦСПС.
В нем указывается, что «...электроэрозионист и электрохимобра-
ботчик, постоянно занятые обработкой металлов, изделий анод-
номеханическим и электроискровым способами с применением
керосина, масла, жидкого стекла и других жидкостей, ...» поль-
зуются правом на дополнительный отпуск длительностью
в шесть дней.
Все рабочие, поступающие на предприятие, проходят
вводный инструктаж по технике безопасности, производст-
венной санитарии и пожарной безопасности. Вводный ин-
структаж проводится службой техники безопасности пред-
приятия.
Регулярный инструктаж рабочих проводится мастером не
реже одного раза в квартал. При переходе на работу с одного
вида оборудования на другой рабочий должен получить допол-
нительный инструктаж о новом рабочем месте. При этом рабо-
чий подробно знакомится с особенностями эксплуатации данного
оборудования, безопасными приемами работы на нем. Ему
должны быть выданы инструкции по технике безопасности при
выполнении данной операции (операций). На каждый случай
травматизма составляется акт по установленной форме. Акт
должен быть составлен не позднее 24 ч после происшествия
и зарегистрирован службой техники безопасности пред-
приятия.
Общие вопросы по технике безопасности при работе на элек-
троэрозионных станках изложены в инструкции № 87 «Общими
правилами производственной санитарии для предприятий маши-
ностроения» (1958 г.), нормативными материалами СН-181—61,
СН-203—62, СН-245—63.
Наибольшую опасность при работе на электроэрозионных
станках и при их обслуживании представляют: 1) поражение
электрическим током; 2) ожоги вследствие возгорания РЖ;
3) отравления газообразными продуктами разложения РЖ и
продуктами эрозии; 4) получение травм то подвижных частей
станка.
К работе на электроэрозионных станках допускаются лица не
моложе 18 лет, прошедшие обучение по обращению со станком,
по технике безопасной работы на нем, противопожарной защите,
а также оказанию первой помощи при поражении электриче-
ским током и при ожогах.
В книге «Сборник типовых инструкций по охране труда»
(М.: Машиностроение, 1978) на стр. 360—361, изложены основ-
ные требования по охране труда электроэрозиониста.
158
§ 26. Производственная санитария
При ЭЭО под воздействием высоких температур происходит
разложение РЖ с выделением газообразных продуктов разло-
жения, предельно допустимая концентрация которых в воздухе
не должна превышать 0,3 мг/л.
При работе с недостаточным слоем РЖ над поверхностью
обрабатываемой заготовки в воздух могут попадать пылевид-
ные частицы обрабатываемого материала, а некоторые из них
токсичны (свинец, кадмий, цинк, бериллий) и могут явиться
причиной профессиональных заболеваний. Необходимо особенно
тщательно следить за исправной работой как станочной, так и
цеховой вентиляции.
Станки, производственные и вспомогательные помещения
участков должны быть оборудованы вентиляционными систе-
мами приточно-вытяжного типа с верхними и местными прием-
никами. Местными приемниками оборудуются копировально-
прошивочные станки, работающие с использованием углеродо-
содержащей РЖ.
Концентрация вредных газов, паров, пыли и аэрозолей в воз-
духе не должна превышать предельно допустимых значений, ука-
занных в «Санитарных нормах проектирования промышленных
предприятий» для помещений, которые характеризуются незна-
чительным избытком тепла, и категорий работ средней тя-
жести.
При расчете параметров вытяжной вентиляционной системы
необходимо учитывать весовой состав продуктов выделений при
ЭЭО на черновых и чистовых режимах.
Весовой состав продуктов выделений, приходящихся на сред-
ний ток 100 А, равен: масляная аэрозоль —65, сажа— 130, окись
углерода — 40, высшие спирты — 2,4, окисли железа — 2,4, бен-
зопирен— 514 мкг/ч.
Подобные выделения выводятся вытягиванием из зоны обра-
ботки при скорости потока воздуха в вентиляционном устройстве
1,5 м/с.
Шлам, получаемый при очистке рабочей жидкости и обору-
дования, запрещается хранить на участке; его следует сдавать
на переработку.
Система освещения участка должна быть комбинированной
с использованием светильников местного и общего освещения.
Светильники местного освещения рекомендуется выполнять во
взрывозащитном исполнении.
Цветовая отделка помещения и оборудования выполняется
в соответствии с указаниями, содержащимися в СН-181—61,
в холодные тона, а технологическое оборудование рекомендуется
окрашивать в серо-серебристый или светло-зеленый цвет.
15Э
Водоснабжение участка должно быть выполнено с учетом
числа потребителей, обслуживающего персонала и технического
потребления воды. Расход воды для бытовых нужд по нормам
для санитарно-бытовых помещений СН 245-63.
§ 27. Противопожарные мероприятия
В рабочей зоне станка при его работе выделяется значитель-
ное количество тепла и паров РЖ. Малейшее нарушение пра-
вил эксплуатации станка может привести к возгоранию РЖ и
пожару, а скопление легких паров РЖ — к их взрыву.
Конструкцией станка предусматриваются меры, снижающие
вероятность возгорания РЖ. В баке станка устанавливаются
охладители, снижающие температуру РЖ при работе станка.
В рабочей зоне станка устанавливают уровнемер, который от-
ключит станок, если уровень РЖ станет ниже допустимого. Уро-
вень РЖ над обрабатываемой заготовкой должен составлять
не менее: для проволочных вырезных станков—10—20 мм; для
копировально-прошивочных станков с напряжением до 36 В —
50—80 мм; для всех электроэрозионных станков с напряжением
свыше 36 В — 80—120 мм.
Профилактические мероприятия, снижающие возможность
возгорания РЖ, приводятся ниже.
1. Участок ЭЭО должен быть отделен от других цехов и уча-
стков капитальными огнестойкими перегородками.
2. Участки должны быть обеспечены средствами пожароту-
цения в соответствии с «Нормами первичного пожаротушения
для производственных складских, общественных и жилых зда-
ний», утвержденных ТУПО СВД СССР. Наилучшим средством
огнетушения являются углекислотные огнетушители типа УП-1М
и пенные типа ОХП-10. Около станка должно быть не менее
двух огнетушителей.
3. При работе электроэрозионных станков необходимо при-
менять негорючие РЖ или РЖ, имеющие высокие температуры
воспламенения.
4. К работе на электроэрозионном станке допускаются лица,
обученные обращению со станком, противопожарной защите и
оказанию первой помощи при ожогах. В помещении, где уста-
ювлен станок, должно находиться не менее двух человек.
5. Электроэрозионные станки не должны устанавливаться в
непосредственной близости от металлообрабатывающего обору-
дования во избежание попадания стружки на токоподводы и,
как следствие, короткого замыкания и возгорания рабочей среды.
6. При работе станка уровень РЖ над поверхностью обра-
батываемой заготовки должен быть не ниже значений, указан-
ных выше.
160
7. Опускание и подъем ванны станка следует производить
только при выключенном напряжении на электродах.
8. Температура РЖ в процессе работы не должна превышать
50 °C при работе на керосине и 60 °C — на индустриальном масле.
При превышении указанных температур станок необходимо вы-
ключить.
9. Запрещается начинать работу при плохо закрепленных
электродах во избежание искрения в местах их соединения с то-
коподводами.
10. Запрещается находиться возле станка в промасленной
одежде.
11. Запрещается оператору отлучаться от работающего
станка.
12. Все открытые емкости с горючей РЖ должны быть осна-
щены съемными плотно прилегающими металлическими крыш-
ками, которые в случае необходимости закрывают доступ воз-
духа в емкость.
13. Запрещается применять при тушении возникшего пожара
асбестовые одеяла и другие подобные средства, так как, намок-
нув, они увеличивают площадь горения и затрудняют тушение
пожара.
14. Помещение, где установлено электроэрозионное оборудо-
вание, должно быть оснащено инструкцией и плакатами по со-
блюдению мер пожарной безопасности и способам эффективной
борьбы с возгоранием рабочей среды.
15. Не допускается хранение промасленной или намоченной
керосином ветоши и спецодежды во избежание их самопроиз-
вольного возгорания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бирюков Б. Н. Электрофизические и электрохимические методы раз-
мерной обработки. — М.: Машиностроение, 1981. — 127 с.
2. Ванюшов Б. Г., Золотых Б. Н., Саксеев Д. А. Исследование механиз-
мов снижения износа анода при использовании элементоорганических соеди-
нений в электроэрозионной обработке//Электронная обработка материа-
лов.—1985.—№ 1. — С. 17—21.
3. Дмитриев Ю. Б., Немилов Е. Ф. Технология и специальное электро-
эрозионное оборудование для обработки межлопаточных каналов в моно-
литных турбинных колесах. Краткие тезисы докладов VIII Всесоюзной науч-
но-произв. конф, по электрофизическим и электрохимическим методам обра-
ботки «Эльфа 77». — Л.: НТО, 1977. — С. 153—154.
4. Золотых Б. Н., Любченко Б. М. Инженерные методы расчета техноло-
гических параметров электроэрозионной обработки. — М.: Машиностроение,
1981.-51 с.
5. Иоффе В. Ф., Коренблюм М. В., Шавырин В. А. Автоматизированные
электроэрозионные станки. — Л.: Машиностроение, 1984. — 231 с.
6. Источники питания для электроискрового легирования/С. П. Фур-
сов, А. М. Парамонов, И. В. Добында, А. В. Семенчук. — Киши-
нев: Штиинца, 1978. — 127 с.
7. Лазаренко Н. И. Электроискровое легирование металлических поверх-
ностей. — М.: Машиностроение, 1976. — 43 с.
8. Левинсон Е. М. Отверстия малых размеров. — Л.: Машиностроение,
1977.- 150 с.
9. Левинсон Е. М. Промышленные станки для электроэрозионного клей-
мения. Клеймение и маркировка деталей электрофизическими и электрохими-
ческими методами: Материалы к семинару. — Л.: НТО, 1971. —С. 29—47.
10. Левит М. Л., Падалко О. В. Материалы и методы для изготовления
фасонных электродов-инструментов электроэрозионных копировально-проши-
вочных станков. —М.: НИЙМАШ, 1975.— 142 с.
11. Лозбенев А. И., Семашко В. К., Розанов В. А. Повышение эксплуа-
тационных характеристик зубчатых передач электроэрозионной обкаткой.
Повышение эксплуатационных характеристик изделий за счет применения
электрофизических и электрохимических методов обработки: Материалы
краткосрочного семинара. — Л.: НТО, 1982. — С. 49—53.
12. Немилов Е. Ф. Электроэрозионная обработка материалов: Учеб, по-
собие для техн, училищ.— Л.: Машиностроение, 1983.— 160 с.
13 Расчеты при проектировании технологических процессов электроим-
пульсной обработки металлов; Руководящие материалы/Состав. А. Б. Со-
сен к о. — М.: ЭНИМС, 1966. — 60 с.
14. Расчет размеров рабочей части электрода-инструмента при электро-
эрозионной обработке. — М.: ЭНИМС, 1975. — 23 с.
15. Смоленцев В. П. Изготовление инструмента непрофилированным
электродом. — М.: Машиностроение, 1967.— 158 с.
16. Современное состояние и перспективы развития метода электроискро-
вого легирования/В. А. Снежков, А. Д. Верхотуров, А. Н. Крас-
162
нов, Ю. В. Полоски н//Электрофизические и электрохимические методы
обработки. — 1980. — № 4. — С. 1—5.
17. Фотеев Н. К. Технология электроэрозионной обработки. — М.: Маши-
ностроение, 1980.— 180 с.
18. Фотеев Н. К., Щербак М. В. Электроэрозионная обработка поло-
стей.— М.: Машиностроение, 1977.— 60 с.
19. Шумов Е. Г., Деев Е. А. Электроэрозионное шлифование. — М.: Ма-
шиностроение, 1977. — 48 с.
20. Электроискровое легирование металлических поверхностей/
Г. В. Самсонов, А. Д. Верхотуров, Г. А. Бовкун, В. С. Сычев.—
Киев: Наукова думка, 1976. — 219 с.
21. Электрофизические и электрохимические методы обработки материа-
лов: Учебное пособие. В 2-х томах/Б. А. Артамонов, Ю. С. Волков,
В. И. Д р о ж а л о в а и др. Т. 1. Обработка материалов с пименением инстру-
мента. — М.: Высш, шк., 1983. — 247 с.
22. Электроэрозионная и электрохимическая обработка. Расчет, проекти-
рование, изготовление и применение электродов-инструментов. Ч. 1. Электро-
эрозионная обработка/Под ред. А. Л. Лившица, А. Роша. — М.:
НИИмаш, 1980. — 224 с.
23. Электроэрозионная обработка на вырезных станках с УЧПУ и гене-
ратором типа ГКИ-300-200А: Инструкция по эксплуатации/Состав.
Б. М. Бихман, В. А. Горский, Я. И. Златкин и др. — М.: ЭНИМС,
1984. —53 с.
24. Яхимович Д. Ф., Беспалый И. Л., Еланова Т. О. Электроэрозионное
удаление сломанного инструмента: Обзор. — М.: НИИмаш, 1984. — 32 с_
(Сер. С-6-3 Технология металлообрабатывающего производства).
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие..............................................................3
Основные условные обозначения ... ...........4
Глава I. Общие сведения об электроэрозионной обработке .... 5
§ 1. Сущность электроэрозионной обработки.........................—
§ 2. Классификация видов ЭЭО ... ......... 12
§ 3. Основные закономерности..................................... —
Глава II. Рабочие жидкости и ЭИ.........................................29
§ 4. Требования к РЖ и их роль в электроэрозионном процессе —
§ 5. Требования к ЭИ и сведения об электродных материалах 35
§ 6. Расчет и выбор рабочей части ЭИ . 40
§ 7. Технологические характеристики электродных материалов . . 52
Глава III. Средства технологического оснащения ... 57
§ 8. Электроэрозионные станки ...............................—
§ 9. Генераторы импульсов........................................ 65
§ 10. Оборудование для электроэрозионного упрочнения . . . . —
§ 11. Оборудование для подачи и очистки рабочей жидкости . . —
§ 12. Приспособления к электорэрозионным станкам .... 67
§ 13. Автоматизация процесса ЭЭО, автоматизированные электро-
эрозионные станки, подготовка управляющих программ . . —
Глава IV. Типовые операции ЭЭО......................................... 97
§ 14. Общая характеристика процесса ЭЭО и выбор режима об-
работки .....................................................—
§ 15. Получение заготовок............................. 105
§ 16. Прошивание отверстий, извлечение сломанного инструмента 107
§ 17. Обработка рабочих полостей ковочных штампов и пресс-форм 118
§ 18 Обработка межлопаточных каналов в рабочих колесах газо-
вых турбин................................ .122
§ 19. Электроэрозионное маркирование................... 125
§ 20. Электроэрозионное вырезание......................... ... 127
§ 21. Обработка сопрягаемых элементов рабочих деталей выруб-
ных штапов 135
§ 22. Электроэрозионное шлифование............................—
§ 23. Электроэрозионная приработка зубчатых зацеплений , . .150
§ 24. Электроэрозионное упрочнение...............................152
Глава V. Особенности безопасности труда.......................... 157
§ 25. Организация безопасного труда...........................—
§ 26. Производственная санитария.................................159
§ 26. Противопожарные мероприятия................................160
Список литературы .............................................. 162
СПРАВОЧНОЕ ИЗДАНИЕ
НЕМИЛОВ Евгений Федорович
СПРАВОЧНИК
ПО ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ
ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛОВ
Редактор М. Г, Оболдуева
Обложка художника В. Т. Левченко
Художественный редактор С, С. Венедиктов
Технический редактор А. И. Казаков, П. В. Шиканова
Корректор Ю. М. Махмутова
ИБ № 5602
Сдано в набор 19.04.89. Подписано в печать 23.10.89. М-29196. Формат 60X90’/ie. Бумага
типографская № 2. Гарнитура литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 10,5.
Усл. кр.-отт. 10,75. Уч.-изд. л. 10,36. Тираж 21300 экз. Заказ 147. Цена 55 к.
Ленинградское отделение ордена Трудового Красного Знамени издательства «Машинострое-
ние». 191065, Ленинград, ул. Дзержинского, 10.
Ленинградская типография № 2 головное предприятие ордена Трудового Красного Знамени
Ленинградского объединения «Техническая книга» им. Евгении Соколовой Государст-
венного комитета СССР по печати. 198052, г. Ленинград, Л-52, Измайловский про-
спект, 29,