СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПРИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ

METHOD OF REDUCING ROUGHNESS IN ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING

Alexey Smagin

student, Department of automated equipment of machine-building production, Voronezh state technical University,

Russia, Voronezh

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрен способ уменьшения шероховатости при электроэрозионной обработке за счет изменения силы тока и проверен экспериментально.

ABSTRACT

The article describes a method for reducing the roughness during electroerosion treatment by changing the current strength and tested experimentally.

Ключевые слова: эксперимент, электроэрозионная обработка, электрод-инструмент.

Keywords: experiment, electrical discharge machining, electrode-instrument.

В настоящее время, отечественная промышленность находится в ситуации, когда большинство предприятий не имеет возможности приобретать новое оборудование. В связи с этим существенно возросло значение повышения производительности уже имеющегося оборудования, а для повышения конкурентоспособности производимых изделий, требуется уделять значительное внимание их качеству.

Электроэрозионная обработка может обеспечивать достаточно высокую точность формообразования, а также получения заданных размеров. Благодаря электроэрозионной обработке устраняется коробление деталей, обработанных после термообработки, пропадает необходимость по удалению зацсенцев.

Широкие возможности формообразования при электроэрозионной обработке нередко позволяют получить решения, недостижимые при других технологических процессах или осуществимые лишь с очень большими затратами. Однако иногда присутствует необходимость повышения точности даже в случае использования электро-эрозионной обработки, которая позволяет добиться высокой точности.

Параметр шероховатости поверхности деталей является одним из важнейших показателей качества, поскольку напрямую влияет на потребительские свойства изделия: точность сопряжения деталей (посадка); смазывание и трение; контактную прочность и износостойкость поверхности; теплопередачу и др.

Для обработки выбрана деталь из стали 20. В обычных условиях данная деталь обрабатывается в сырье углеводородном со средней силой тока 20А и частотой 400Гц, электрод-инструмент углеграфитовый. При соблюдении данных параметров получаемая шероховатость равна 1,6 мкм, однако имеется задача уменьшить шероховатость детали до 1,2 мкм.

Электроэрозионная обработка осуществляется в специальной среде, которая способствует процессу высвобождения продуктов эрозии из межэлектродного промежутка и формообразования. Благодаря этой среде процесс съема металла осуществляется с наибольшей эффективностью.

Рабочая жидкость также влияет на чистоту поверхностного слоя.

Ниже в таблице 1 приведен список некоторых рабочих жидкостей, применяемых для различных видов электроэрозионной обработки.

Таблица 1.

Рабочие жидкости для электроэрозионной обработки.

Принято за правило, что в черновой обработке используются более густые рабочие жидкости, а для финишной обработки жидкости с меньшей вязкостью. При черновой обработке густые жидкости способствуют более интенсивному удалению продуктов электроэрозии. Чистовая же обработка требует получения на выходе высокие качественные показатели геометрической точности и поверхностных характеристик, поэтому для финишной обработки используются менее вязкие жидкости, что способствует получению высокого качества чистоты поверхностного слоя и геометрических размеров.

Согласно данным в таблице 1 видно, что вязкость сырья углеводородистого ТУ 38.101845-80 с изм. №1, в котором происходит обработка, равна 3,0 м²/с, что допустимо при чистовой обработке. Однако в таблице 1 также присутствует керосин кинематическая вязкость которого равна 1,8 м²/с, что является более предпочтительным для чистовой обработки. В качестве первого эксперимента предлагается замена сырья углеродистого на керосин.

В результате эксперимента получаем данные, указанные в таблице 2.

Таблица 2.

Результаты эксперимента

Благодаря данному эксперименту можно сделать вывод, что при замене рабочей жидкости, а именно сыре углеводородистое на керосин, уменьшение шероховатости присутствует. Однако данное уменьшение не значительное и в реальных условиях не несет никакого смысла.

Известно, что шероховатость зависит от толщины электрода-инструмента. Так как черновая обработка, как правило, выполняется инструментом, имеющим больший диаметр, чем при чистовой обработке. То есть, при уменьшении диаметра электрода-инструмента повышается точность обработки. В качестве следующего эксперимента предлагается замена электрода-инструмента диаметром 2 мм на идентичный углеграфитовый электрод-инструмент диаметром 1 мм.

Результаты эксперимента представлены в таблице 3.

Таблица 3

Результаты эксперимента

Анализируя значения, полученные в результате эксперимента, можно сделать вывод что параметр шероховатости уменьшается, в сравнении с первым экспериментом более эффективно, однако значительно увеличивается время обработки детали, что не применимо в условиях производства.

Экспериментальными исследованиями в области электроэрозионной обработки выработан ряд зависимостей и практических рекомендаций по выбору режимов обработки, являющихся общими для электроэрозионного метода обработки вне зависимости от применяемого оборудования. Эти зависимости и рекомендации, устанавливающие связь между параметрами режима обработки и технико-экономическими показателями процесса, распространяются и на обработку заготовок на станке.

При чистовой электроэрозионной обработке необходимо осуществлять процесс с низкой энергией импульсов W_и, что обеспечивается применением небольших значений средней силы тока I_ср. Средняя сила тока по паспортным данным станка может изменяться в весьма широких пределах от 0,5 А до 130 А, что дает большой разброс в значениях. Так же известно, что при черновых режимах обработки применяют большую силу тока, то есть около равной максимально возможной. Из выше написанного можно сделать вывод что при понижении силы тока растет точность обработки детали, что и предлагается сделать в последнем эксперименте. 

Результаты проведенного эксперимента представлены в таблице 4.

Таблица 4

Результаты эксперимента

В результате данного эксперимента, согласно полученным данным, можно сделать вывод, что шероховатость обрабатываемой поверхности значительно снижается в результате изменения силы тока. Так же в результате уменьшения силы тока увеличивается точность отверстия, получаемая электродом во время обработки, следовательно повышается точность получения линейных размеров.

Список литературы:

1. Ковшов, А.Н., Назаров, Ю.Ф. Нетрадиционные методы обработки материалов: Учеб. Пособие / А.Н. Ковшов, Ю.Ф. Назаров.  - М: МГОУ, 2003. – 357 с.
2. Ковшов, А.Н. Технология машиностроения: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов, - М.: Машиностроение, 2007. - 320 с.
3. Усов, С.В., Назаров, Ю.Ф., Короткоа И.А. Комбинированные методы обработки в машиностроении / С.В, Усов, Ю.Ф. Назаров. - М.; ЮНИТ, 2002. – 398 с.