3625

Рис. 2.30. Поворотный стол для крепления заготовки

Приспособление состоит из скобы 9, которая при помощи винта 8 закрепляется на станке. Обрабатываемая заготовка крепится планкой 10 при помощи гайки 11 на секторе 4. В качестве поворотной части приспособления использован стандартный угломер. Сектор 4 связан с заготовкой, а ползун 5, положение которого фиксируется винтом 6, с направляющими 1 вертикального перемещения. Изменение положения заготовки в вертикальной плоскости осуществляется винтом 2, вызывающим перемещение планки 3, которая закреплена на ползуне угломера. На скобе угломера находится основание 7 для крепления обрабатываемой заготовки.

111

2.2.Проектирование инструмента для ЭЭО

2.2.1.Особенности работы инструмента при ЭЭО

Кособенностям работы инструмента при ЭЭО относят-

ся:

-отсутствие прямого контакта между электродами, т.к. процесс протекает при наличии межэлектродного зазора, что снижает силы, воздействующие на электроды, до малых величин;

-увеличение размеров профильных электродов-инструментов (ЭИ) для калибровки вскрытого участков заготовки неизношенной частью инструмента в связи с имеющим место износом его рабочей зоны;

-потребность в расчете величины натяжения и скорости перемотки проволоки для непрофилированных проволочных ЭИ;

-необходимость в ЭИ для черновой и чистовой обработки;

-выполнения подбора материала с учетом требований процесса ЭЭО;

-выбора конструкции ЭИ в зависимости от площади обработки (до 5 105 мм2 ЭИ может быть цельным, свыше этого – желателен пустотелый);

-подвода под давлением в зону обработки рабочей среды (проектирование каналов, заглушек и др.);

-необходимость расчета узлов подвода тока в зону обработки. При выборе материала рабочей части ЭИ учитывают его

свойства:

-эрозионную стойкость;

-удельную проводимость;

-обрабатываемость;

-стоимость;

-механическую прочность;

-коррозионную стойкость в рабочей среде;

-возможность вредных выделений при разрядах.

Чаще других в качестве материалов для ЭИ рекоменду-

ют:

112

-на чистовые операции: медь (чистую), латунь;

-на черновые операции: графитовые, алюминиевые, цинковые сплавы.

Вособых случаях для обеспечения высокой точности рекомендуют использовать вольфрам, молибден. Для электроконтактной обработки применяют сталь, чугун, реже латунь, медь. В качестве материала для непрофилированного проволочного ЭИ используют: латунь, вольфрам (диаметр 0,02-0,1 мм), многослойные проволоки.

Для прошивки отверстий используют профильные стержни (стандартные и специального профиля), трубки различных сечений; для разрезки – проволоку выбранного диа-

метра с погрешностью сечения не более 1,5 %. Для специальных ЭИ применяют:

-сборные конструкции с рабочей частью из рекомендованных материалов и с возможностью ее быстрой замены;

-пустотелые сборные и цельные изделия;

-сборные ЭИ из стандартных частей (трубок, профилей, стержней);

-напыленные или нарощенные на модель (например, гальванопластикой) рабочие части ЭИ;

-рабочие участки, полученные гибкой, вытяжкой, штамповкой, сваркой, пайкой, склеиванием.

2.2.2. Методы изготовления ЭИ

Для изготовления ЭИ из меди, латуни, алюминиевых сплавов применяют штамповку, вытяжку, прокатку, а в случае использования цинковых сплавов – гальванопластику, напыление.

Для повышения технологических показателей ЭЭО необходимо обеспечить точность профиля не хуже 8-10 квалитета, шероховатость рабочей части Ra = 2,5-5,0 мкм.

При правке стержней (например, ЭИ для прошивки отверстий) используют нагрев с последующим растяжением.

113

При изготовлении ЭИ для ЭЭО профиля пера лопаток газовых турбин, штампов, прессформ используют литье (в основном точное) с последующей механообработкой. Такой технологический процесс целесообразен, если годовая потребность в ЭИ превышает 50 штук для каждого наименования.

Особый технологический прием требуется для изготовления ЭИ из графитовых композиций – так называемое вихревое копирование, где новым мастер-инструментом или ранее обработанной деталью как напильником формируют рабочую часть ЭИ путем вибрации их относительно ЭИ.

Порошковая металлургия при изготовлении ЭИ нашла применение в массовом производстве.

Гальванопластика и напыление на модели позволяют получить толщину покрытия 2-5 мм и применяются при формообразовании рабочей части ЭИ сложной формы.

Проволочные многослойные электроды выполняют путем гальванического нанесения на проволоку, например, цинка.

2.2.3. Особенности проектирования

Инструмент имеет форму, обратную обрабатываемому контуру на детали, его размеры берутся с учетом межэлектродных зазоров. Исключением являются непрофилированные электроды, для проектирования которых требуется определить только диаметр и материал проволоки или стержня. В этом случае рассчитывают натяжение проволоки, а для стержня – устойчивость при условиях обработки. Все виды электродовинструментов изнашиваются, и это следует учитывать при определении их начальных размеров.

При проектировании необходимо учесть возможность создания электродов-инструментов для черновой и чистовой обработки, их количество, оценить целесообразность использования на черновых операциях инструмента, ранее примененного для чистовой обработки. Если предусматривается доводка, электроды-инструменты корректируют на размер припуска по-

114

следующей операции.

При проектировании следует учитывать требования к материалам, из которых изготовлен электрод-инструмент, их стоимость и дефицитность. Если площадь обрабатываемой поверхности S > 5-105 мм2, то для снижения массы электродинструмент выполняют пустотелым (для так называемой схемы обработки-трепанации).

В случае принудительной прокачки рабочей жидкости в электроде должны быть предусмотрены каналы, выходящие в зону обработки. На рис. 2.31 показана конструкция электродаинструмента для прошивания полостей в матрицах для прессования. Рабочая часть 1 выполнена из эрозионностойкого материала. В ней имеются отверстия 2 для прокачки жидкости из внутренней полости в зону обработки. Рабочая часть соединена с технологической 3, которая служит для закрепления инструмента, подвода тока и выполняется из дешевых конструкционных металлов.

Рис. 2.31. Электрод-инструмент для прошивания полостей

Если электрод-инструмент имеет небольшие габариты, то его изготовляют цельным из материала, применяемого для рабочей части.

115

2.2.4. Материалы, применяемые для рабочей части

При выборе материала принимают во внимание его эрозионную стойкость, удельную проводимость, возможность изготовления инструмента требуемой формы с минимальными затратами, стоимость, прочность, коррозионную стойкость, отсутствие вредных для здоровья обслуживающего персонала выделений под действием высоких температур при разряде.

Для чистовой обработки, осуществляемой обычно на электроискровом режиме, наиболее часто используют инструменты из обычной и пористой меди, латуни. Медь должна быть без примесей, так как даже минимальные включения других элементов резко снижают электроэрозионные свойства, повышают износ. Для черновых операций, выполняемых на электроимпульсном режиме, в качестве материала электродовинструментов применяют графитовые и медно-графитовые композиции, алюминий, цинковые сплавы. Графитовые материалы стремятся выбирать мелкозернистой структуры — они обладают повышенной механической прочностью. Из таких материалов можно создать инструменты с острыми углами и тонкими перемычками, эффективные на чистовых операциях. К недостаткам следует отнести повышенную стоимость по сравнению с материалами с более крупными зернами и более низкую производительность процесса. Для черновых операций чаще применяют дешевые и стойкие графитовые материалы с укрупненным зерном.

Для изготовления мелких отверстий используют инструменты из вольфрама, молибдена, латуни. Вольфрам и молибден обладают высокой эрозионной стойкостью в широком диапазоне режимов. Но это дорогие, дефицитные, трудно поддающиеся обработке материалы.

Для электроконтактной обработки применяют инструменты из меди, латуни, чугуна, дешевых марок стали. Возможно применение и обычных эрозионностойких материалов. Серый чугун имеет удовлетворительную эрозионную стойкость

116

при обработке на всех режимах. Он хорошо обрабатывается, недорог, из него выполняют электроды-инструменты для чистовых операций.

Непрофилированные электроды-инструменты обычно изготовляют из вольфрамовой или латунной проволоки. Вольфрамовая проволока имеет большую удельную прочность, но низкую удельную проводимость и применяется для электродов диаметром dпр ≤ 0,08 мм.

2.2.5.Конструкция электродов-инструментов

Взависимости от назначения и материала электродыинструменты могут быть цельными или сборными.

При схеме прошивания применяют электродыинструменты в виде стержней (рис. 2.32, а) и трубок (рис. 2.32, б) из проката различных сечений. В них рабочая и технологическая часть объединены. Отверстия в трубках могут быть круглыми, прямоугольными, винтовыми и др. Медные стержни

итрубки выпускают серийно, их минимальный наружный размер 0,2 мм; допустимая погрешность ± 0,01 мм. Аналогичные электроды-инструменты могут быть выполнены из латуни, алюминия и его сплавов.

Рис. 2.32. Электроды-инструменты в виде стержней (а) и трубок (б) из проката различных сечений

117

Для прошивания отверстий используют проволоку диаметром dпр = 0,025-1,5 мм, с погрешностью не более ± 1,5 % от номинального размера. При выполнении прецизионных отверстий (рис. 2.33) после вскрытия их рабочей частью 2 производят калибровку (доводку). Для этого калибрующую часть 1 выполняют с большим диаметром и подключают ее к генератору с более мягким калибрующим режимом. Известно выполнение электродов с несколькими ступенями и подключением каждой из них на отдельный электрический режим.

Рис. 2.33. ЭИ для калибровки отверстий

Иногда калибровку выполняют специальным грибовидным электродом-инструментом (рис. 2.34), у которого рабочий диаметр D значительно превышает диаметр d, по которому электрод-инструмент устанавливают в электрододержателе. Разница в диаметрах снижает погрешность диаметра отверстия, возникающую вследствие боковых разрядов. По той же причине стремятся уменьшить высоту h. Грибовидные конструкции могут быть цельными и сборными. Нерабочие участки элек-

118

трода-инструмента 1 иногда покрывают изоляцией или втулкой 2 из диэлектрика.

Для прошивания полостей применяют сплошные или сборные электроды-инструменты из графитовых материалов. Иногда корпус электрода-инструмента выполняют из дешевого конструкционного материала, а на рабочую часть гальваническим методом или напылением наращивают эрозионностойкий слой.

Рис. 2.34. Грибовидный электрод

Сборные электроды-инструменты могут быть выполнены, например, из набора стержней или трубок (рис. 2.35). Для изготовления полостей стержни или трубки 1 в виде пакета устанавливают в макете 2 детали и закрепляют в таком положении электрододержателем 3, в котором могут быть предусмотрены полость и отверстие 4 для прокачки рабочей жидкости через электроды (рис. 2.35,а). Если необходимо изготовить глухое или сквозное отверстие сложной формы, то трубки или стержни 4 набирают в шаблоны 1, 2, которые скоординированы штифтами 3 или другими элементами (рис. 2.35,б).

При электроэрозионном шлифовании в качестве инструмента используют металлический или графитовый диск; для отрезания применяют диски из листового материала с толщи-

119

ной от 0,3-0,5 мм до нескольких миллиметров или стальную ленту, перемещающуюся по шкивам. Толщина ленты не превышает 1-1,5 мм.

Рис. 2.35. ЭИ из набора стержней или трубок

2.2.6. Расчет рабочей части ЭИ

Наиболее простые ЭИ для прошивания сквозных отверстий круглого сечения (диаметр dд) рассчитывают по зависимости

где Sб – боковой межэлектродный зазор. Для черновых режи-

мов Sб = 0,15-0,5 мм, для чистовых Sб = 0,005-0,05 мм.

120