Электрические методы обработки материалов - Могорян Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
1. По принципу накопления электрической энергии:
- с емкостным накопителем;
- с индуктивным накопителем;
- без накопителя.
2. По степени влияния физических свойств электроискрового промежутка на
характеристики электрических импульсов:
- зависимые;
- независимые.
У зависимых генераторов формирование и частота следования импульсов в
большой мере зависят от расстояния между электродами и состояния
межэлектродного промежутка. От независимых генераторов на искровой
промежуток подаются электрические импульсы заданной формы и частоты, не
зависящие от свойств межэлектродного промежутка.
3. По форме электрических импульсов:
- знакопеременные;
- униполярные.
_ 4. По принципу действия:
- релаксационные;
- ламповые;
- полупроводниковые.
•48
Основными параметрами импульсов являются: длительность, скважность,
амплитуда и частота.
При электроэрозионной обработке используются импульсы длительностью от
10-7 до 10-1 с. Импульсы длительностью fdQr3 с применяются при
электроискровой обработке, а длительностью ?>10-3 с - при
электроимпульсной.
Величина скважности (q) определяет возможность концентрации во времени
значительных энергий в зоне обработки. При q= 1 импульсы тока подводятся
непрерывно, поэтому непрерывно подводится и тепловая энергия к
элементарному участку обрабатываемой поверхности. Ввиду наличия
подготовительной фазы в механизме процесса электроискровой обработки для
ее реализации пригодны импульсы, имеющие скважность 3-10, для
электроимпульсной - импульсы с
q<5.
Как показал анализ процессов, происходящих между электродами, их скорость
и механизм определяются в конечном счете параметрами импульсов-
'длительностью, частотой, скважностью, мощностью, энергией. Совокупность
характеристик, определяющих физический механизм процесса, его скорость,
взаимосвязь электрических и технологических параметров обусловливаются их
функциональной зависимостью от частоты и скважности рабочих импульсов.
Например, увеличение частоты, как правило, связано с уменьшением энергии
в импульсе, хотя энергоемкость процесса в целом может возрастать. Однако
чем выше частота и меньше энергия импульса, тем меньше эвакуационная
способность процесса, т. е. усложняется процесс отвода продуктов эрозии
из зоны обработки. В настоящее время достигнуты максимальные частоты в
пределах 1-2 мГц, однако производительность процесса при этом ничтожна.
С другой стороны, уменьшение частоты приведет к инверсии электрической
эрозии, а в дальнейшем и к перегреву и расплавлению не локальных объемов
металла, а заготовки в целом. Поэтому в зависимости от требуемой
производительности процесса, точности и чистоты поверхности выбирается
соответствующий источник электрических импульсов.
4 Н. В. Могорян
49
Релаксационные генераторы. У релаксационных генераторов накопление
энергии осуществляется в емкостном накопителе, а возбуждение импульсов,
частота их повторения, величина пробивного напряжения и амплитуда тока
управляются межэлектродным промежутком.
Генератор типа RC (см. рис. 2)-первый генератор униполярных импульсов,
примененный для питания электроискровых установок,- был предложен
авторами этого способа обработки. Принцип работы схемы поясняется на рис.
8, 9. От источника постоянного тока через токоограничивающее
сопротивление R током /3 заряжается накопительный конденсатор С. По мере
зарядки конденсатора С ток зарядки /3 уменьшается, а напряжение на его
обкладках (а следовательно, и на электродах) увеличивается. При
достижении некоторого значения напряжения (пробивное напряжение Ппр), при
котором происходит пробой межэлектродного промежутка, запасенная в
накопительном конденсаторе энергия (за исключением потерь в разрядном
контуре и конденсаторе) выделяется в межэлектродном промежутке в виде
короткого импульса тока /р большой амплитуды и мощности, вызывая при этом
эрозию анода и частично катода.
По мере протекания энергии от накопителя к меж-электродному промежутку
напряжение на конденсаторе падает и достигает значения, при котором его
уже недостаточно для поддержания промежутка в токопроводящем состоянии,
поэтому величина разрядного тока быстро уменьшается, а затем его
протекание прекращается (/р = 0). Тотчас начинается зарядка конденсатора,
и весь описанный процесс повторяется с определенной частотой, зависящей
от величины и состояния межэлектродного промежутка.
После прекращения прохождения тока через искровой промежуток начинается
восстановление его электрической прочности (деионизация). Этот процесс
связан с рекомбинацией ионов (электрическая нейтрализация частиц, имеющих
противоположные знаки электрических зарядов за счет их соединения),
появившихся в большом количестве при прохождении предыдущего импульса
тока. Электрическая прочность промежутка восстанавливается сначала
медленно, затем быстрее и
50
наконец достигает своей первоначальной величины. Время, необходимое для
восстановления электрической прочности, зависит от многих факторов, среди
