Електроіскрова обробка металів
Електроіскрова обробка заснована на вплив на матеріал іскрового розряду. Іскровий розряд виникає в електричному полі і є пучок яскравих іскрових каналів. Ці канали заповнені плазмою, до складу якої входять не тільки іони вихідного газу, а й іони речовини електродів, що інтенсивно випаровується під дією розряду. Електроди підключаються до конденсатора, що є генератором електричних імпульсів. Обробка металів проводиться у рідкому діелектрику. При дії електричного імпульсу на оброблюваний метал відбувається точкове нагрівання на поверхні металевої деталі. При цьому метал плавиться та випаровується. Короткочасність пароутворення надає йому характеру вибуху.
Для електроіскрової обробки металів застосовують три групи виду установок – контактної, безконтактної та анодно-механічної обробки.
Схема електроіскрової установки контактної дії наведена на рис. 4.12.
Мал. 4.12.Схема електроіскрової установки контактної дії : 1 - деталь, що обробляється; 2 – ванна; 3 – інструмент; 4 – повзун; 5 – сердечник; 6 – обмотка; R – резистор; C-конденсатор
Оброблювана деталь 1 поринає у ванну 2 з рідким діелектриком (гасом, трансформаторним маслом). Вона є анодом. До деталі підводиться обробний інструмент 3, що є катодом. Інструмент наводиться в коливальний рух соленоїдом 6 через сердечник 5, що втягується, закріплений на повзуні 4. Соленоїд підключається до мережі змінного струму. При частоті змінного струму 50 Гц інструмент робить 100 коливань за секунду.
До електродів 1 і 3 підключений конденсатор, який безперервно заряджаєтьсяі розряджається. Коли електроди 1 і 3 розімкнуті відбувається зарядка конденсатора від мережі постійного струму через опір R.
При дотику електродів при їх зближенні відбувається пробій міжелектродного проміжку і конденсатор розряджається. Після цього відбувається КЗ електродів.
Потім інструмент починає віддалятися від виробу. Між електродами з'являється проміжок, і конденсатор знову заряджається. Напруга між електродами підвищується і при наступному їх зближенні знову відбудеться пробою.
Кожен імпульсний розряд залишає на поверхні електродів невеликі лунки. При переміщенні катода поверхнею анода відбувається зняття шару металу. Робота установки автоматизується.
При застосуванні круглого, квадратного, прямокутного стрижня як інструмент можна прошивати у виробі аналогічної форми отвору.
На рис. 4.13 наведеносхема електроіскрової установки безконтактної дії. Електрод-інструмент 2 не має зворотно-поступального руху. Він підводиться до оброблюваної деталі 1 за допомогою маховичка 5 і 4 гвинта, що переміщає повзун 3, в якому закріплений інструмент. Між оброблюваною деталлю та інструментом створюється певний зазор невеликої величини, який під час роботи періодично пробиватиметься електричним розрядом.
Мал. 4.13.Схема електроіскрової установки безконтактної дії : 1 - оброблювана деталь; 2 – інструмент; 3 – повзун; 4 – гвинт; 5 – маховичок.
Установка працює в такий спосіб. При включенні установки конденсатор починає заряджатися від джерела постійного струму через опір R. Напруга на електродах зростатиме до пробою міжелектродного проміжку. Конденсатор розрядиться. Потім знову почнеться його зарядка допробою. При кожному розряді відбувається зняття металу з поверхні деталі. Відстань між електродами збільшується. Регулювання зазору в заданому режимі забезпечується шляхом наближення інструменту 2 оброблюваної деталі 1 за допомогою маховичка 5.
Недоліком електроіскрової обробки є інтенсивне зношування інструменту, що є одночасно і електродом.
Електроіскровий спосіб використовується для прошивки отворів та порожнин різної форми та складності.
Імпульсне плавлення металу застосовується при анодно-механічному способі обробки. На рис. 4.14 показаносхема анодно-механічної обробки.
Мал. 4.14.Схема анодно-механічної обробки : 1 - деталь, що обробляється; 2 – інструмент; 3 – сопло
Постійний струм підводиться до оброблюваної деталі 1 і різального інструменту 2, який з незначним тертям ковзає по оброблюваної поверхні. На піках шорсткості оброблюваної деталі при зіткненні з інструментом виникає концентрація струму, що призводить до нагрівання точок контактування та їхнього імпульсного плавлення. У зазор між деталлю та інструментом підводиться з сопла 3 спеціальна робоча рідина (розбавлене водою рідке скло), яка утворює на поверхні деталі пасивну плівку.
Анодно-механічна обробка може використовуватися при різанні та чистовій обробці металевих деталей.