Эти данные определяют с энергетической точки зрения целесооб­разность применения электрических методов для обработки токопроводящих материалов, трудно поддающихся механической обра­ботке.

С учетом свойства отображения (копирования), осуществляемого на электроэрозионных станках по предельно простой кинематической схеме и без силового привода, и возможности выполнения ряда спе­циальных операций, недоступных механической обработке, следует расширить целесообразную область применения электроэрозионных способов и на детали из обычных материалов, но обладающих слож­ной формой, затрудняющей их механическую обработку.

Рассмотрение методов подвода энергии электрического тока к инструменту и детали показывает, что для осуществления требуе­мого физического процесса съема металла необходимо специальное оборудование - станок или установка, включающие в себя следую­щие специфические элементы:

1) генератор импульсов;

2) автоматический регулятор;

3) систему снабжения рабочей жидкостью (ванна, устройство для работы с поливом, насосная станция и т. п., в зависимости от типа и назначения станка).

ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Электоротехнологические характеристики электроэрозион-ных способов обработки позволяют определить по заданным площади, конфигурации и материалу обрабатываемой детали, какие электрические режимы и в какой последовательности их необходимо применить для того, чтобы получить деталь с заданными размерами и чистотой поверхности и каково будет при этом машинное время обработки. Электротехнологические характеристики в электрической обработке аналогичны режимам резания в механической обработке металлов.

Мы остановимся здесь только на основных принципиальных электротехнологических характеристиках и методах их определения. Во избежание повторения известных из литературы сведении, изложим только новые направления в этом вопросе применительно к электроимпульсной обработке, хотя методика и качественная сторона являются справедливыми для других разновидностей электроэрозионной обработки. Методика подхода к решению технологической задачи обработки детали электрическим способом весьма важна, так как в промышленности еще не накоплен достаточный опыт в создании электротехнологии. Для того же, чтобы этот опыт мог быть широко использован, необходим единый методический подxод.

ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ

Рассмотрим основные технологические характеристики и области преимущественного применения разновидностей электроэрозионной обработки металлов.

Приводимые данные по производительности, чистоте поверхности и энергоемкости относятся к обработке различных по величине площадей на режимах, обусловливающих отсутствие участков оплавления и покрытия, т. е. при оптимальных плотностях токов.

Электроискровой способ. Скорость съема металла на максималь­ных режимах при обработке стали составляет в среднем 600 мм3/мин и близка к предельно возможной для этого способа обработки метал­лов. Удельный расход энергии на жестких режимах составляет 20-50 квт-ч/кг диспергированного металла. Износ инструмента по отношению к объему снятого металла достигает 25-120 и более про­центов. Чистота поверхности на мягких режимах достигает 4-го класса (Нср = 25-30 мк) при скорости съема 10-15 мм3/мин. Дальнейшее повышение чистоты поверхности сопровождается резким уменьшением скорости съема. Так, при получении 5-го класса чистоты поверхности (Нср = 16-19 мк), производительность электроискрового способа обработки меньше 5 мм3/мин. Удельный расход энер­гии на мягких режимах в десятки и сотни раз выше, чем на жестких.

При обработке твердого сплава производительность процесса на мягких режимах, примерно, в два-три раза меньше, чем при обработке стали, однако при этом получается несколько лучшая чистота поверхности. Применение более жестких режимов при обра­ботке твердых сплавов лимитируется образованием на них трещин.

Электроискровой способ преимущественно применяется в насто­ящее время для прошивочных работ, изготовления полостей сложной конфигурации и т. п. операций, а также для шлифования тел вра­щения.

Электроимпульсный способ. Ряд характеристик этого способа изложен выше. Электроимпульсная обработка имеет значительные преимущества по сравнению с электроискровой. Улучшение техно­логических характеристик нового способа обработки обусловлено применением специальных независимых генераторов импульсов. Сообщаемые ниже технологические характеристики способа отра­жают итоги первых работ и далеко не полностью характеризуют воз­можности электроимпульсного способа.

Производительность на жестких режимах электроимпульсного прошивочно-копировального станка КБ МСиИП с ламповым гене­ратором импульсов превышает 5000 мм3/ мин при получении чистоты поверхности вне класса. Указанная производи­тельность может быть повышена на соответствующей площади до нескольких десятков кубических сантиметров в минуту при увеличе­нии импульсной мощности. Энергоемкость на жестких режимах со­ставляет 8-12 квт-ч/кг диспергированного металла, относительный износ инструмента достигает 0,2 - 20%. Чистота поверхности, полу­чаемая на указанном станке на мягких режимах, соответствует 4-му классу (Нср = 25-30 мк) при производительности: по стали 6-8 мм3/мин, по твердому сплаву, примерно, в 2-3 раза меньше. Дальнейшее снижение режима обработки для получения большей чистоты поверхности приводит к еще большему падению производи­тельности и увеличивает энергоемкость. Приведенные технологи­ческие характеристики мягких режимов в настоящее время значи­тельно улучшены путем применения новых моделей машинных гене­раторов импульсов, разработанных Харьковским политехническим институтом имени Ленина, ЭНИМС и КБ МСиИП, но все же проблему резкого повышения производительности процесса обработки на мягких режимах нельзя считать еще решенной, хотя принципиальные пути решения этой задачи намечены.

Область преимущественного применения электроимпульсного спо­соба та же, что и электроискрового, но, учитывая более высокие технико-экономические показатели, возможно более широкое его применение.

ПРИМЕРЫ НЕКОТОРЫХ ОПЕРАЦИЙ

Накопившийся за последние годы опыт позволяет установить области, где применение электрических способов оказалось рен­табельным, и области, где имеются перспективы их внедрения при улучшении технико-экономических характеристик способа, усовер­шенствовании оборудования и разработке новых технологических приемов.

К числу операций, которые целесообразно в настоящее время выполнять на универсальных прошивочно-копировальных станках (электроискровых и электроимпульсных) относятся: изготовление (прошивание) отверстий, выборка внутренних полостей и получение наружных поверхностей деталей. Чем сложнее конфигурация детали и чем труднее осуществляется механическая обработка, тем выгод­ней применение этих операций на электроэрозионных прошивочно-копировальных станках.

На универсальных отрезных, преимущественно анодно-механических, станках целесообразно выполнение отрезных работ на заготовках большого и малого сечения, особенно из трудно обрабатываемого материала, фасонная вырезка из листового материала (ленточные станки и др.).

Имеются отдельные операции, выполнение которых оказалось целесообразным на специализированных электроэрозионных станках. К числу таких операций, в частности, относятся:

1. изготовление мелких отверстий в топливной аппаратуре (электроискровой способ);

2. профилирование твердосплавных пластин и заточка фасонных твердосплавных резцов (анодно-механический способ);

3. получение стружколомающих порожков на твердосплавных пластинах резцов (электроискровой способ); )