Электрические методы обработки материалов - Могорян Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
тонких (чистовых) режимах невозможно добиться выше 11-го класса чистоты
обработанной поверхности.
Вместе с тем следует отметить, что с увеличением напряжения на электродах
снижается точность обработки. Так как размеры электрода-инструмента
всегда отличаются от размеров отверстия, прошиваемого в детали (рис. 7)
на удвоенную величину межэлектродного промежутка а, то увеличение
напряжения на электродах приведет к увеличению этого зазора, что
отрицательно влияет на точность процесса обработки.
Поскольку электроискровая обработка возможна лишь в том случае, когда к
обрабатываемой поверх-
п
6
Р и с. 6
2'
19
ности энергия подводится отдельными импульсами, то в процессе
взаимодействия обрабатываемой поверхности с высококонцентрированным
потоком заряженных частиц необходима определенная пауза между импульсами,
в течение которой межэлектродный промежуток восстановит свою
электрическую прочность (произойдут деионизация МЭП и удаление из зоны
обработки продуктов эрозии). Этим фактически определяется допустимая
частота следования рабочих импульсов. Кроме того, в течение этой паузы
система должна накопить очередную порцию энергии заданной величины.
Длительность одного рабочего цикла определяется выражением
T=ta+t" (1.2)
где Т - продолжительность цикла, с; ta - время, в течение которого
конденсатор накапливает энергию, с; tv - длительность разряда, с.
Таким образом, при электроискровой обработке частота следования импульсов
определяется только временем, необходимым для деионизации МЭП.
Длительность процесса зарядки конденсатора (см. рис. 2) можно существенно
сократить за счет уменьшения зарядного сопротивления, т. е. увеличения
тока зарядки.
Многочисленными исследованиями установлено, что процесс электроискровой
обработки подчиняется принципу аддитивности, т. е., с одной стороны, все
закономерности для единичных импульсов будут справедливы для
интегрального процесса и с другой - процесс эрозии будет протекать в
условиях, близких к оптимальным. Исходя из этого количество металла,
выбрасываемого искровыми импульсами с поверхности анода за определенный
промежуток времени, может быть очень точно определено соотношением
4 = kWn, (1.3)
где 7 - количество металла, выброшенного с поверхности анода, г; W -
энергия единичного импульса, Дж; п - количество импульсов; k -
коэффициент пропорциональности, определяемый физическими константами
материала электродов, составом среды и длительностью импульса.
Из приведенного соотношения видно, что основными энергетическими
факторами, влияющими на скорость обработки, являются энергия единичного
импульса и частота их следования.
Стремление вложить в каждый импульс возможно большее значение энергии
заставляет увеличивать емкость конденсаторов и напряжение, до которого
они заряжаются, так как энергия пропорциональна квадрату напряжения.
На рис. 8 приведены кривые изменения тока и напряжения на конденсаторе и
МЭП во времени. Участки кривых тока и напряжения, ограниченные
промежутком времени tn (длительность подготовительной фазы), показывают
характер изменения напряжения на конденсаторе '(а следовательно, и на
электродах) и тока в зарядной цепи конденсатора, участки кривых,
ограниченных временем tp (длительность процесса разряда конденсатора),-
соответственно изменение напряжения и тока в цепи МЭЦ.
Из анализа схемы, представленной на рис. 2, видно, что при пробое
межэлектродного промежутка по существу замыкаются два источника питания -
конденсатор и внешний источник. Характеристики этих источников напряжения
весьма различны. Если при разряде кон-
21
дснсаюра напряжение на нем очень быстро снижается практически до нуля,
чем и объясняется импульс тока, то напряжение на внешнем источнике, как
правило, выше напряжения на конденсаторе, вследствие чего может
возникнуть затяжка импульса во времени. Чтобы не допустить этого явления,
необходимо выбирать параметры схемы таким образом, чтобы заданной
величине зарядного тока (ограничиваемого сопротивлением R)
соответствовала емкость конденсатора, при которой рассматриваемая схема
генерирует искровые импульсы электрического тока заданной длительности и
частоты повторения. Вместе с тем следует помнить, что величина
сопротивления R существенно влияет на КПД установки.
С увеличением энергии импульсов растет производительность процесса
обработки, однако при этом снижаются точность и чистота обработанной
поверхности. Поэтому при заданной чистоте поверхности и точности
обработки энергию зарядки конденсатора можно увеличивать до определенного
предела.
Следующий энергетический параметр, влияющий на производительность
процесса,- частота следования рабочих импульсов, которая может быть
увеличена двумя способами.
1. За счет увеличения тока зарядки конденсатора можно сократить время
его зарядки, чем уменьшается длительность подготовительной фазы (рис. 9).
На рис. 9 видно, что за один и тот же промежуток времени процесса
обработки при большем токе зарядки (при
