УДК 621.7

ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ КАК НЕЗАМЕНИМЫЙ МЕТОД В ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Савин Игорь Алексеевич1, Каюмов Алмаз Фирдависович2, Гавариев Ренат Вильсорович3
1Набережночелнинский филиал «Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н.Туполева - КАИ», кандидат технических наук, доцент кафедры «Конструирование и технологии машиностроительных производств»
2Набережночелнинский филиал «Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н.Туполева - КАИ», студент кафедры «Конструирование и технологии машиностроительных производств»
3Набережночелнинский филиал «Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н.Туполева - КАИ», ассистент кафедры «Конструирование и технологии машиностроительных производств»

Аннотация
В данной статье рассмотрена электроимпульсная обработка металлов, как вид электроэрозионной обработки, относящейся к нетрадиционным видам металлообработки. Проведенное исследование особенностей электроимпульсной обработки металлов позволило сделать заключение о том, что данный вид изменения форм и размеров заготовок при изготовлении некоторых изделий практически незаменим.

Ключевые слова: анод, диэлектрик, катод, проволока, профильный инструмент, электрод, электроимпульсная обработка, электроэрозионная обработка


ELECTRO IMPULSE METALWORKING AS IRREPLACEABLE METHOD IN TOOLS PRODUCTION

Savin Igor Alekseevich1, Kayumov Almaz Firdavisovich2, Gavariev Renat Vilsorovich3
1Naberezhnye Chelny branch of Kazan National Research Technical University named after Tupolev – KAI, Ph.D., Head of Department, Department of Engineering and technology engineering industries
2Naberezhnye Chelny branch of Kazan National Research Technical University named after Tupolev – KAI, student, Department of Engineering and technology engineering industries
3Naberezhnye Chelny branch of Kazan National Research Technical University named after Tupolev – KAI, assistant, Department of Engineering and technology engineering industries

Abstract
In this article decry electro impulse metalworking, which refers to non-traditional methods of metalworking. On the basis of research found that machining of electro-discharge practically irreplaceable in tools production.

Keywords: anode, cathode, electro-discharge machining, electrode, profile tool, wire


Библиографическая ссылка на статью:
Савин И.А., Каюмов А.Ф., Гавариев Р.В. Электроимпульсная обработка металлов как незаменимый метод в инструментальном производстве // Современная техника и технологии. 2014. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/10/4678 (дата обращения: 28.05.2017).

В современном инструментальном производстве используются различные методы изготовления деталей для машин и механизмов. Все способы обработки металлов можно разделить на традиционные (литье, обработка давлением, механическая обработка, сварка) и нетрадиционные – это электрофизическая и электрохимическая обработка, их часто называют специальными. Использование нетрадиционных технологий обусловлено физико-химическими свойствами обрабатываемых материалов, а также необходимостью получения сложных поверхностей.

Электроимпульсная обработка (ЭИО) –
вид электроэрозионной обработки, основанный на использовании импульсов дугового разряда для разрушения слоя металла.

Электроэрозионная обработка (ЭЭО) – технологический процесс, при котором геометрические параметры детали формируются посредством контролируемого разрушения электропроводного материала под действием электрических разрядов между двумя электродами, то есть с помощью электрической эрозии.

Эрозия – разрушение поверхностного слоя металла под действием механических ударов и трения или электрическими разрядами.

Суть процесса ЭЭО.

При ЭЭО электрод-инструмент и электрод-деталь погружаются в среду жидкого диэлектрика, и задается напряжение. При сокращении расстояния между электродами, увеличивается напряжение и происходит пробой диэлектрика, возникает разряд, в канале которого образуется плазма с высокой температурой.[1] Выделяется большое количество теплоты, которого достаточно, чтобы расплавить и испарить слой металла. В жидкой среде возникают факторы, необходимые для удаления разрушаемого материала. Наиболее часто в как диэлектрик применяют нефтепродукты: трансформаторное и веретенное масла, керосин.[2] Так как электроимпульсная обработка является разновидностью электроэрозионной, то их схемы (рис.1) не имеют отличий.

Рисунок 1 – Схема электроэрозионной обработки.

Деталь и инструмент при электроэрозионной обработке представляют собой два электрода (инструмент является катодом, обрабатываемая заготовка — анодом), и есть оба подвержены износу, этот фактор значительно проявляется при электроимпульсной обработке. Износ инструмента является нежелательным фактором, снижающим точность обработки и увеличивающим стоимость изделия.

Уменьшить износ электрода-инструмента можно использованием соответствующих материалов для его изготовления, применением апериодических импульсов, подключением электрода-инструмента к тому из полюсов источника тока, на котором его износ будет минимальным.

По виду электрода-инструмента электроимпульсную обработку разделяют на два вида (рис.2): прошивную (а) и вырезную (б).

Рисунок 2 – Виды электроимпульсной обработки (а – прошивная, б – вырезная).

При прошивной обработке профиль инструмента соответствует профилю обрабатываемого контура, при вырезной инструмент представляет собой непрофилированную проволоку. Обеими видами возможно получение различных контуров: в первом случае это достигается изготовлением электрода-инструмента соответствующего профиля, во втором – сложным движением подачи проволоки.

Профилированный инструмент чаще всего изготавливают из меди или графита, вырезную проволоку – из меди или латуни со специальным покрытием.

Преимущества электроимпульсной обработки.

Выделяют следующие достоинства ЭИО:

  • способность обрабатывать любые токопроводящие металлы и сплавы, независимо от их физических свойств;
  • высокая точность и небольшая шероховатость обрабатываемой поверхности;
  • возможность обрабатывать сложные поверхности (угловое, двухконтурное резание);
  • отсутствие нежелательного нагрева детали в процессе обработки.

Преимущества электроимпульсной обработки предопределяют область применения его на практике. Этот специальный метод используется в таких случаях, если применение других технологий ведет к понижению качества, уменьшению производительности, увеличению стоимости или когда альтернативы вовсе нет, то есть если возможно изготовить деталь только электроимпульсной обработкой.

Область применения электроимпульсной обработки металлов.

Стоить отметить, что ЭЭО не исключает механическую и другие виды обработки, а лишь дополняет, но стоит отметить, что в некоторых случаях обойтись без ЭИО невозможно.

Приведем примеры деталей, обрабатываемых электроимпульсным методом, и объясним, чем обусловлено применение ЭИО.

Таблица 1 – Детали, обрабатываемые электроимпульсным методом.

Деталь

Назначение

Конструктивная особенность

Требования к детали

Детали экструзионных головок для обработки металлов.

Матрица

Формирование внешнего контура при образовании профиля методом экструзии.

Отверстия малого диаметра с криволинейными контурами, узкие щели сложной конфигурации.

Высокая твердость, износостойкость и точность.

Устойчивость к воздействию высоких давлений и температур.

Рассекатель

Получение внутренних контуров в полых профилях.

Тонкие и глубокие канавки простой и сложной формы, полости сложной конфигурации.

Высокая твердость, износостойкость и точность.

Устойчивость к воздействию высоких давлений и температур.

Детали штампов.

Пуансон

Оказывает давление на обрабатываемый материал при штамповке.

Сложная геометрическая форма, обусловленная конфигурацией изделия.

Наличие пазов и лысок глубиной от 0,15 мм.

Высокая твердость Стойкость на изгиб и сжатие. [5]

Матрица

Формообразование наружной поверхности изделия.

Сложная геометрическая форма, обусловленная конфигурацией изделия.

Высокая твердость, точность.

Стойкость на изгиб,

разрыв и срез.

Электроэрозионная обработка, как и электроимпульсная, являющаяся ее разновидностью, относится к нетрадиционным технологиям, так как не имеет широкого распространения.

В машиностроении и инструментальном производстве электроэрозионные станки почти, или вовсе незаменимы. При изготовлении некоторых изделий как матрицы, штампы для прессов, обработке отверстий малых диаметров и узких каналов использование уступающих в универсальности фрезерной обработки (невозможно обрабатывать тонкими фрезами на большую глубину) и литья (не обеспечивается необходимая твердость и шероховатость поверхности) нецелесообразно.


Библиографический список
  1. Валетов В. А., Мурашко В.А. Основы технологии приборостроения: Учебное пособие. — СПб: СПбГУ ИТМО, 2006.
  2. Немилов Е.Ф. Электроэрозионная обработка материалов. — Л.: Машиностроение, 1983.
  3. Портал Российское Станкостроение. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.rstanok.ru/articles, свободный. Загл. с экрана.
  4. Б. В. Зубков, С. В. Чумаков Энциклопедический словарь юного техника.—2-е изд., испр. и доп. — М.: Педагогика, 1987.
  5. Никитенко В. М. Штампы листовой штамповки. –Ульяновск: УлГТУ, 2010.


Все статьи автора «Каюмов Алмаз Фирдависович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: