2.2.1 Електроіскрова обробка
Для електроіскрової обробки використовуються генератори імпульсів; релаксіціонні, тиратронні, машинно-тиратронні, комутаційні, та інші (рис.2а). Вони видають імпульси з постійною або перемінною напругою значення якої на момент пробою між електродного проміжку становить 200…250 вольт. Частота проходження імпульсів 50…3.105 гц. Форма імпульсів не встановлюється, а тривалість імпульсу залежить від ємкості батареї розрядних конденсаторів. При використанні невеликої ємкості батареї розрядних конденсаторів можливо виконання прецізіонних операцій, таких як гравірування, доводка леза інструмента.
При короткочасних іскрових розрядах, тривалістю 10-4…10-5с., розповсюдження тепла обмежується дуже малим об’ємом метала, який частино випарюється, плавиться і викидається із зони розряду і залишає лунку (рис.1).
В процесі електричного розряду спостерігається макроперенос і дифузійне проникнення елементів матеріалу електрода-інструмента в ерозійний расплав матеріалу деталі, що при свідомому керуванні процесом надає можливість електроіскрового легірування поверхні.
При тривалості розряду 10-3с. і більше, поверхня матеріалу деталі прогрівається по за зоною обробки і утворює шар з перемінюванною структурою.
У разі, коли торцева поверхня електрода-інструмента – катода, менша за площу поверхні яка обробляється - анода, то під впливом багаторазових іскрових розрядів електрична ерозія анода утворюється у межах, точно відтворюючих форму торцевої поверхні катода.
а в с д
Рисунок 2. Принципіальні електричні схеми генераторів імпульсів для електроерозійної обробки по різним варіантам
а – для електроіскрової; в і с – для електроімпульсної; д – для високочастотної.
Важлива перевага електроіскрового методу – широкий діапазон режимів, що надає можливість використовувати його як на чернових, так і на прецізіонних операціях.
Недоліки; висока напруга, великий знос електрода та збільшена, у зрівнянні іншими електроерозійними методами, питома витрата енергії.
2.2.2 Електроімпульсна обробка
Електроімпульсна обробка використовується переважно для формування сложнопрофільних поверхонь штампів, прес-форм, лопаток газових турбін, прошивки пазів, отворів у твердосплавних філь’єрах і форсунках для двигунів внутрішнього згорання, діафрагмах і сітках. Продуктивне виконання указаних операцій потребує реалізації великої кількості електричної енергії, що може привести до небажаних змін у структурі матеріалу деталі. У зв’язку із цім для електроімпульсної обробки використовують генератори імпульсів (рис. 2в і 2с) які регулюють тривалість імпульсів (500…10000 мкс.) та частоту їх проходження (400…3000гц.), а також скважність (1…10). Під скважністю слід розуміти інтервал між серією імпульсів заданої частоти, який надає можливість охолоджувати поверхню деталі рідиною у яку вона заглиблена.
Завдяки великої потужності і тривалості імпульсів поверхня матеріалу деталі прогрівається по за зоною обробки і утворює шар з перемінюванною структурою. На деяких сплавах цей шар являє характерну закалочну структуру (“білий шар”) дуже високої твердості, на інших утворюються мікротріщини які суттєво впливають на експлуатаційні характеристики деталей із жароміцних та твердих сплавів.
Велика енергетична потужність і тривалості імпульсів, значно підвищити продуктивність відділення припуску, але потребує збільшення зазору, що надає перевагу зносу катода. Тому для електроімпульсної обробки використовується зворотна полярність, електрод інструмент – анод, а поверхні яка обробляється – катод.
Використання робочої напруги до 30 вольт не дає можливості здійснити пробій між електродного проміжку. Тому для електроімпульсної обробки використовується одночасно два електричних розряди.
Один розряд з напругою 200 вольт, але дуже малої енергетичної потужності. Він здійснює пробій між електродного проміжку і готує умови для наступного електричного розряду. Ерозія електродів, при цьому, практично відсутня.
Другий розряд з напругою 30 вольт, але великої потужності, здійснює процес ерозії. При многократному повторюванні, з заданою частотою, обох імпульсів здійснюється відділення припуску.