Электрические методы обработки материалов - Могорян Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
изготовление алмазной фильеры диаметром 200 мкм требовалось 106 ч, то
применение электроискрового способа сокращает необходимое время до 5-6 ч.
5*
67
9. Электроискровое шлифование обладает некоторыми особенностями,
которые делают его незаменимым способом обработки поверхности слоистых
магнитопроводов или вязких материалов. Его основные отличительные
особенности:
- отсутствие необходимости в абразивном инструменте;
- ненадобность усилий, прикладываемых к обрабатываемой поверхности;
- отсутствие затирающего действия электрода-инструмента;
- возможность шлифования одним и тем же электродом-инструментом различных
материалов, как твердых, так и мягких.
Как известно, трансформаторы, дроссели, якоря и роторы электрических
машин делаются из изолированных друг от друга пластин электротехнической
стали. Однако при механической шлифовке таких поверхностей появляющиеся
от эффекта затирания заусенцы соединяют соседние пластины между собой,
вследствие чего появляются замкнутые витки, что приводит к увеличению
потерь стали.
Электроискровое шлифование не дает заусенцев, поэтому этот
технологический прием широко применяется как при шлифовании слоистых
магнитопроводов, так и при балансировке вращающихся деталей машин.
I. 9. Электроимпульсная обработка материалов
С физической точки зрения механизм процесса электроимпульсной обработки
во многом аналогичен механизму электроискровой обработки. Его основные
отличительные особенности - форма и длительность электрических импульсов
- приводят к изменению характера и скорости отдельных стадий процесса.
При электроимпульсной обработке используются импульсы электрического тока
длительностью более 10_3 с, в результате чего искровая форма разряда
между электродами переходит в дуговую. Образование и развитие
электрического разряда при электроимпульсной обработке проходят
последовательно в две стадии.
68
Ч
Первая - подготовка и образование канала сквозной проводимости между
наиболее близкими точками ЭИ и ЭД и пробой этого промежутка. Эта стадия
процесса, которая начинается пробоем и заканчивается формированием
искрового разряда, подробно описана ранее. Его существование при
достаточно высоких параметрах делает искровой разряд потребителем
энергии. Следовательно, уже первая стадия процесса заканчивается съемом
некоторого количества материала с поверхности электродов. Однако ^сли для
электроискровой обработки эта стадия является завершающей, то для
электроимпульсной - начальной, после окончания которой подготавливаются
условия для съема больших количеств материала в физических условиях,
соответствующих дуговой форме электрического разряда [20].
Вторая - стадия дугового разряда большой энергии и съема значительного
количества материала. В течение этой стадии одновременно проходят
электрические процессы в столбе дугового разряда, тепловые процессы на
поверхности и в объеме электродов, обусловливающие съем металла и
гидродинамические процессы, обеспечивающие эвакуацию продуктов эрозии.
Электрическая дуга в условиях электроимпульсной обработки является
высококонцентрированным преобразователем электрической энергии в
тепловую. Объемная концентрация мощности при этом достигает 300 кВт/мм3,
а энергии - до 30 ООО Дж/мм3 [20].
Ввиду того, что при электроимпульсной обработке так же, как и при
электроискровой, в основе процесса съема металла лежит тепловое
воздействие на обрабатываемую поверхность, основные технологические
характеристики процесса (скорость съема металла, стойкость инструмента,
удельный расход энергии и др.) зависят от теплофизических свойств
материала электродов, характера межэлектродной среды, а также от
электрических параметров процесса.
Энергия дугового разряда, выделяющаяся в М.ЭП, распределяется между
анодом, катодом и средой, находящейся между ними. Экспериментально
установлено, что при зазорах, меньших 0,1 мм, более 90% энергии
выделяется на электродах и лишь около 10% теря-
(
69
ется в канале разряда. О распределении энергии между электродами можно
судить по относительному съему металла с поверхности электродов при
различной полярности процесса обработки. В условиях электроимпульсной
обработки больше металла снимается с электрода, подключенного к катоду
источника импульсов, в то время как при электроискровой - с электрода,
подключенного к аноду.
Чем вызвана смена полярности эрозии электродов с изменением формы
электрического разряда между ними?
Ранее было показано, что источником энергии, плавящей, испаряющей и
выбрасывающей в окружающее пространство частицы металла, является
кинетическая энергия электронов, которая выделяется на поверхности анода
и приводит к съему некоторого количества металла. *
Ввиду того, что электроны обладают очень малой массой, в течение
небольшого промежутка времени (10^5 с и менее) они успевают разогнаться
до весьма высоких скоростей, а следовательно, приобрести соответствующие
значения кинетической энергии. Масса ионов на 17-20 порядков больше массы
