УДК 621.9.048.4

ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННАЯ ОБРАБОТКА В ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Гарифуллин Айрат Анфасович
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»

Аннотация
В данной статье я хочу рассмотреть, как используются технологии электроэрозионной обработки в инструментальной индустрии. Хочу более детально рассмотреть тонкости данного процесса с точки зрения технологичности инструментального производства.

Ключевые слова: инструментальная техника, инструментальное производство, производительность труда, технологии формообразования, технологические показатели, увеличение прибыли, электроэрозионная обработка


ELECTRICAL DISHARGE MACHINING IN TOOL PRODUCTION

Garifullin Ayrat Anfasovich
Moscow State Technological University "Stankin"

Abstract
In this article I want to consider how to use the technology of electrical discharge machining in the tool industry. I want to look closer at the intricacies of the process in terms of manufacturability tool production.

Keywords: electro-discharge machining, increase in profits, productivity, shaping technologies, technological indicators, tool machinery, tool production


Библиографическая ссылка на статью:
Гарифуллин А.А. Электроэрозионная обработка в инструментальном производстве // Современная техника и технологии. 2014. № 11 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/11/4924 (дата обращения: 27.05.2017).

Ещё в прошлом веке учёные Наталья Иосифовна и Борис Романович Лазаренко предложили использовать электроэрозионные свойства разрядов для формообразования, с тех пор началось развитие технологий электроэрозионной обработки.

Что же такое электроэрозионная обработка?

Электроэрозионная обработка – это такой тип обработки материала, при котором формообразование: изменение формы, размеров, качества поверхности и других свойств, обрабатываемого материала, происходит под прямым влиянием электрической эрозии за счёт воздействия электрических импульсов на обрабатываемую поверхность, при этом процесс электрической эрозии как правило происходит в диэлектрической жидкости

.

Рисунок 1 – Общая схема способа электроэрозионной обработки.

  1. Генератор импульсов.
  2. Заготовка.
  3. Электрод-инструмент.
  4. Капли расплавленного металла.
  5. Эрозионная лунка.
  6. Плазменный канал разряда.
  7. Газовый пузырь.
  8. Рабочая жидкость.

Рисунок 2 – Схемы электроэрозионной обработки.

Как же связана электроэрозионная обработка с инструментальным производством?

Инструментальное производство – производство различных режущих инструментов, инструментальной техники, технологической оснастки, которая обеспечивает и поддерживает основной процесс производства любых изделий.

Инструментальное производство является комплексной системой, так как включает в себя множество различных процессов и подсистем производства и автоматизированного проектирования инструментальной техники.

На сегодняшний день существует огромное количество всевозможных инструментов для решения большого спектра задач, обработки различных материалов и специфики работы при различных условий внешней среды. Весь процесс производства инструментальной оснастки включает в себя множество операций и участков обработки. Очень важным в инструментальном производстве является получение на выходе инструментальной техники высокого качества, с заданными геометрическими параметрами в пределах допуска формообразующей части инструмента и высоких качественных характеристик поверхностного слоя формообразующих частей технологической оснастки. Поэтому я бы хотел более подробно остановится на процессе изготовления формообразующих частей инструментальной техники, а именно на процессе электроэрозионной обработки формообразующих.

Почему электроэрозионная обработка используется в инструментальном производстве спросите Вы?

Это достаточно дорогостоящая процедура с экономической точки зрения.

Всё достаточно просто, на данный момент существует множество способов формообразования. И в достижении желаемого результата можно использовать различные пути.

Всем известно, что для производства любого изделия требуется инструменты, средства для формообразования контура и геометрии данного изделия. Исходя из того, что изделие должно соответствовать определенным геометрическим характеристикам и размерам, формам в пределах заданных допусков, необходимым является то, что инструмент, с помощью которого получаются контуры данного изделия, должен иметь точность на несколько классов выше, для того, чтобы изделие выглядело в точности так, как нарисовал его изобретатель или начертил инженер-конструктор, чтобы точно попасть в поля допусков размеров и геометрии, получаемого изделия. Таким образом, отсюда следует, что инструментальная техника и в частности формообразующие части оснастки должны быть изготовлены с высочайшей точностью, что не может обеспечить любой из существующих способов формообразования. И при этом, технологии электроэрозионной обработки способны творить чудеса.

Рисунок 3 – Электроэрозионное оборудование.

На сегодняшний день технологии электроэрозионной обработки позволяют достигать точность геометрических линейных размеров до ± 2,5 мкм и получать отверстия диаметром от 1,6 мкм.

Что даёт гарантию высокой точности производимой инструментальной техники.

Удивляет то, что при электроэрозионной обработке можно получить чистоту поверхности как зеркальную с Rz0,8 мкм (зеркальная поверхность). Основным и ключевым отличием от других способов формообразования является то, что с помощью электроэрозионной обработки возможно получать геометрию поверхности практически любой формы.

Также электроэрозионная обработка позволяет обрабатывать материалы с высокой твердостью, что не возможно сделать традиционными способами обработки.

Рисунок 4 – Фасоннные электрод-инструменты.

Основным инструментом в электроэрозионной обработке является медная, либо латунная проволока, либо фасонный электрод-инструмент из меди, латуни, либо графита. Электрод-инструмент является достаточно дорогим и поэтому при проектировании инструментальной оснастки и создании технологии изготовления инструментов необходимо учитывать требуемую чистоту поверхности инструмента и точность геометрии формообразующих, для достижения максимальной эффективности производства и снижения издержек.

Рисунок 5 – Электроэрозионная обработка сложного контура формообразующей части пуансона литьевой формы.

Для снижения затрат на формообразование при электроэрозионной обработке, необходимо учитывать какая чистота поверхности необходима. При этом для достижения максимальной частоты поверхности Rz0,8 (зеркальная поверхность), как правило осуществляют множество (10-12 проходов), так называемых проходов электрод-инструментом, после каждого прохода повышается чистота обрабатываемой поверхности.

Рисунок 6 – Различные типы формообразующих технологической оснастки.

На рис. 6 Вы можете увидеть различные типы формообразующих литьевых форм. Каждая из этих формообразующих имеет сложный профиль рабочей поверхности, который на данный момент возможно получить только электроэрозионной обработкой, также данные части инструментальной оснастки изготовлены из легированной стали 40Х, и закалены до твердости 55 HRC. Только после этого происходит электроэрозионная обработка ответственных рабочих профилей формообразующих технологической оснастки.

Рисунок 7 – Литьевые и пресс-формы.

Рисунок 8 – Детали, получаемые литьём пластмасс под давлением.

Рисунок 9 – Детали, литые из цинкового сплава.

Из всего этого следует вывод, что электроэрозионная обработка важна и широко используется в инструментальном производстве, как основа технологий формообразования сложных профилей.


Библиографический список
  1. Петухов, Ю.Е. Формообразование численными методами / Ю.Е. Петухов. – М. : «Янус-К», 2004. – 200 с.–”
  2. Гречишников, В.А. Математическое моделирование в инструментальном производстве / В.А. Гречишников, Н.В. Колесов, Ю.Е. Петухов. – М. : МГТУ «СТАНКИН». УМО АМ, 2003. – 116 с.
  3. Петухов, Ю.Е. Проектирование инструментов для обработки резанием деталей с фасонной винтовой поверхностью на стадии технологической подготовки производства : дис. … докт. техн. наук : 05.03.01 / Ю.Е. Петухов. – М., 2004. – 393 с.
  4. Петухов, Ю.Е. Численные модели режущего инструмента для обработки сложных поверхностей / Ю.Е. Петухов, Н.В. Колесов // Вестник машиностроения. – 2003. – №5. – С. 61-63.
  5. Петухов, Ю.Е. Профилирование режущих инструментов среде Т-flex CAD-3D / Ю.Е. Петухов // Вестник машиностроения. – 2003. – №8. – С. 67-70.
  6. Петухов, Ю.Е. Способ формообразования фасонной винтовой поверхности стандартным инструментом прямого профиля / Ю.Е. Петухов, П.В. Домнин // Вестник МГТУ «СТАНКИН». – 2011. – №3. – С. 102-106.
  7. Колесов, Н.В. Система контроля сложных кромок режущих инструментов / Н.В. Колесов, Ю.Е. Петухов // ИТО: Инструмент. Технология. Оборудование. – 2003. – №2. – С. 42-45.
  8. Петухов, Ю.Е. Компьютерная модель формообразования сложной поверхности / Ю.Е. Петухов, П.В. Домнин // Международная научно-техническая конференция «Автоматизация: проблемы, идеи, решения». В 2 т. : сб. науч. ст. – Тула, 2010. – Т. 1. – С. 197-200.
  9. Колесов, Н.В. Компьютерная модель дисковых фасонных затылованных фрез / Н.В. Колесов, Ю.Е. Петухов, А.В. Баринов // Вестник машиностроения. – 1999. – №6. – С. 57-61.
  10. Домнин, П.В. Решение обратной задачи профилирования на базе схемы численного метода заданных сечений / П.В. Домнин, Ю.Е. Петухов // Справочник. Инженерный журнал с приложением. – 2011. – №11. – С. 26-29.
  11. Колесов, Н.В. Математическая модель червячной фрезы с протуберанцем / Н.В. Колесов, Ю.Е. Петухов // СТИН. – 1995. – №6. – С. 26-29.
  12. Колесов, Н.В. Два типа компьютерных моделей режущего инструмента / Н.В. Колесов, Ю.Е. Петухов // СТИН. – 2007. – №8. – С. 23-26.
  13. Петухов, Ю.Е. Точность профилирования при обработке винтовой фасонной поверхности / Ю.Е. Петухов, П.В. Домнин // СТИН. – 2011 – №7. – С. 14-17.
  14. Петухов, Ю.Е., Математическая модель криволинейной режущей кромки спирального сверла повышенной стойкости / Ю.Е. Петухов, А.А. Водовозов // Вестник МГТУ «СТАНКИН». – 2012. – №3. – С. 28-32.
  15. Петухов, Ю.Е. Некоторые направления развития САПР режущего инструмента / Ю.Е. Петухов // СТИН. – 2003. – №8. – С. 26-30.
  16. Петухов, Ю.Е. Затачивание по передней поверхности спиральных сверл с криволинейными режущими кромками / Ю.Е. Петухов, А.А. Водовозов // Вестник МГТУ «СТАНКИН». – 2014. – №1 (28). – С. 39-43.
  17. Петухов, Ю.Е. Математическая модель криволинейной режущей кромки спирального сверла с постоянной стойкостью точек режущей кромки / Ю.Е. Петухов, А.А. Водовозов // СТИН. –2014. № 3. С. 8-11.
  18. Petukhov, Y.E. Shaping precision in machining a screw surface / Y.E. Petukhov, P.V. Domnin // Russian Engineering Research. – 2011. – T. 31. – №10. – С. 1013-1015.
  19. Kolesov, N.V. Computer models of cutting tools / N.V. Kolesov, Y.E. Petukhov // Russian Engineering Research. – 2007. – T. 27. – №11. – С. 812-814.
  20. Petukhov, Y.E. Determining the shape of the back surface of disc milling cutter for machining a contoured surface / Y.E. Petukhov, A.V. Movsesyan // Russian Engineering Research. – 2007. – T. 27. – №8. – С. 519-521.


Все статьи автора «Гарифуллин Айрат Анфасович»


© 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: