Электроэрозионная обработка материалов - Немилов Е.Ф.

Автор: Немилов Е.Ф.
Теги: общее машиностроение технология машиностроения технология металлов машиностроение приборостроение обработка металлов металлы обработка материалов электроэрозионные станки
Год: 1983
Похожие
Справочник по электроэрозионной обработке материалов
Тугоплавкие материалы в машиностроении
Формовочные материалы
Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов Т.1. Обработка материалов с применением инструмента
Текст
                    Е. Ф. НЕМИЛОЙ
ЭЛЕКТРО-
ЭРОЗИОННАЯ
ОБРАБОТКА
МАТЕРИАЛОВ
Одобрено Ученым советом
Государственного комитета СССР
по профессионально-техническому образованию
в качестве учебного пособия для технических училищ
ЛЕНИНГРАД «МАШИНОСТРОЕНИЕ.
ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ 1983
ББК 34 55 я7
Н50
УДК 621 9 048 4 (075 3)
Рецензенты Г. И. Петров, Л. Б. Вильсон
Немилое Е. Ф.
Н50 Электроэрозиоииая обработка материалов: Учебник для ПТУ
Л • Машиностроение, Ленингр. отд ние, 1983 — 160 с , ил.
35 коп.
2704050000-083
038(01)-83	83’83
ББК 34.55я7
6П4.4
ИБ № 3679
ЕВГЕНИЙ ФЕДОРОВИЧ НЕМИЛОВ
ЭЛЕКТРО
ЭРОЗИОННАЯ
ОБРАБОТКА
МАТЕРИАЛОВ
Учебник для ПТУ
Технический редактор Т И Витошинская
Корректор И Г Иванова
Обложка художника Б. И Дышленко
Сдано на фотонабор 11 01 83 Подписано в печать 15 11 83. М 42749 Формат 60X90'/»
Бумага типографская № 2. Гарнитура литературная Печать высокая Печ. л. 10,0.
Усл кр-отт 10,25 Уч изд л 13,05 Тираж 17000 экз Заказ 495. Цена 35 коп.
Ленинградская типография X» 2 головное предприятие ордена Трудового Красного
Знамени Ленинградского объединения «Техническая книга» им Евгении Соколовой
Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, поли-
графии и книжной торговли 198052, Ленинград, Л-52, Измайловский пр 29
©	Изд ательство «Машиностроение», 1983 г
ПРЕДИСЛОВИЕ
В Основных направлениях экономического и социального развития
СССР на 1981 — 1985 годы и на период до 1990 года, принятых на XXVI
съезде КПСС, в нашей стране намечается программа технического пе-
ревооружения народного хозяйства, перевод его на интенсивный путь
развития. В связи с этим перед машиностроением ставятся исключитель-
но важные задачи по созданию и выпуску более производительных машин,
обеспечивающих высокое качество изготовляемой продукции. Для дости-
жения этой цели необходимо совершенствовать технологию и разрабаты-
вать новые технологические приемы и методы обработки материалов.
К числу современных технологических процессов, сокращающих
трудоемкость обработки электропроводных труднообрабатываемых мате-
риалов, относится электроэрозиоиный способ обработки, впервые предло-
женный советскими учеными Б Р. Лозаренко и Н И. Лозаренко
в 1943 г. В дальнейшем развитию теории и практики электроэрозионной
обработки посвятили свои работы Ь. Н Золотых, А. С. Зингерман,
А Л. Лившиц, В. В Евсеев, Е. М Левинсон и др
С начала 50-х годов электроэрозионная обработка заняла достой-
ное место в ряду прогрессивных технологических способов обработки
электропроводных материалов.
Расширение области применения электроэрозионной обработки от-
носится к периоду последних 15—20 лет. Это связано с более широким
использованием в промышленности труднообрабатываемых сплавов и
необходимостью изготовления из этих сплавов деталей сложной конфи-
гурации и повышенной точности.
Оснащение промышленных предприятий электроэрозионными стан-
ками различного назначения требует подготовки высококвалифицирован-
ных рабочих, способных эффективно использовать современное оборудо-
вание. Задачу подготовки таких кадров решают профессионально-техни-
ческие училища
До последнего времени специального учебника для подготовки высоко-
квалифицированных рабочих-электроэрозионистов не было, что усложня-
ло подготовку кадров и. проведение учебного процесса. Автором сделана
первая попытка создания такого учебника В нем пять глав В первой гла-
ве даны теоретические основы электроэрозионной обработки, в последую-
щих главах основное внимание уделено практическому использованию
электроэрозионного способа при обработке типовых деталей машино-
строения, описанию электроэрозионного оборудования, универсальной
и специальной оснастки, применяемой при электроэрозионной обра-
ботке, а также даны рекомендации по ее использованию. В последней
главе приведены правила техники безопасности при работе на электро-
эрозионном оборудовании.
Все замечания и предложения автор просит направлять по адресу:
191065, Ленинград, ул. Дзержинского, 10, ЛО изд-ва «Машиностроение».
Глава I
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
ОБ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ
§ 1 СУЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ
Частичное или полное разрушение поверхности под влиянием внешне-
го воздействия называется эрозией Под электрической эрозией токопро-
водящих материалов понимается разрушение поверхности материала под
воздействием импульсов электрического тока
Процесс электроэрозионной обработки (ЭЭО) представляет собой
разрушение металла или иного токопроводящего материала в резуль-
тате локального воздействия кратковременных электрических разрядов
между двумя электродами, одни из которых является обрабатываемой
деталью, а другой — электродом-инструментом (ЭИ). Под воздействием
высоких температур в зоне разряда происходит нагрев, расплавление
и частичное испарение металла
Для получения высокой температуры в ограниченной области малого
объема необходима большая концентрация энергии Достижение этой
цели осуществляется использованием импульсного напряжения, а ЭЭО
осуществляется в жидкой среде, которая заполняет зазор между электро-
дами, называемый межэлектродным промежутком (МЭП), или меж-
электродным зазором.
Ввиду того, что любая гладкая поверхность имеет свой макро- или
микрорельеф, между двумя электродами всегда найдутся две точки,
расстояние между которыми будет меньше, чем между другими точками
поверхностей электродов. При подключении к электродам источника на-
пряжения (в данном случае импульсного) между электродами начинает
протекать ток и возникает электрическое поле, напряженность кото-
рого между близлежащими точками электродов будет достигать наиболь-
шего значения. Под воздействием электрического поля в зоне наиболь-
шего напряжения происходит ионизация рабочей среды с образованием
канала повышенной проводимости, т. е. нарушается электрическая проч-
ность рабочей среды. И между этими двумя близлежащими точками
происходит пробой МЭП Между точками, в которых произошел пробой
рабочей среды, образовывается канал с высокой электрической про-
водимостью.
Сечение канала разряда мало, а его расширению препятствует магнит-
ное поле, которое сжимает канал. Ту же роль выполняет и рабочая среда,
окружающая канал разряда. Длина канала разряда и его диаметр очень
малы и поэтому плотность энергии в нем достигает больших величин, а
температура в этом локальном объеме — десятков тысяч градусов.
В точках, в которых разрядный канал опирается на электроды, происхо-
дит оплавление и испарение материала с поверхности электродов. Ра-
бочая среда, окружающая канал разряда, под воздействием высо-
ких температур разлагается и испаряется. Все эти процессы происходят
в очень малые отрезки времени и с выделением больших энергий,
поэтому оии носят динамичный взрывной характер.
Под действием сил, развивающихся в канале разряда, жидкий и
парообразный материал выбрасывается из зоны разряда в рабочую среду,
окружающую его, и застывает в ней с образованием отдельных частиц.
В месте действия импульса тока на поверхности электродов появ-
ляются лунки, образовавшиеся вследствие удаления импульсным
разрядом какого-то количества материала. Таким образом осуществля-
ется электрическая эрозия токопроводящего материала, показанная
на примере действия одного импульса, с образованием одной эрозионной
лунки. После прекращения действия импульсного разряда напряжение на
электродах падает Начинается процесс деионизации рабочей среды, т. е.
нейтрализация заряженных частиц, и электрическая прочность рабочей
среды восстанавливается. Межэлектродный промежуток подготовляется
для нового прохождения очередного разряда. Если на электроды от
генератора периодически поступает импульсное электрическое напряже-
ние, то процесс будет повторяться.
При этом каждый новый импульс-
ный разряд будет происходить в
том месте, где расстояние между
электродами минимально.
Если пауза между импульсны-
ми разрядами достаточна для де-
ионизации рабочей среды, т. е.
для восстановления ее электричес-
кой прочности, то процесс будет по-
вторяться с образованием новых
эрозионных лунок на поверхности
электродов, этим и обусловли-
вается электроэрозионный съем ма-
териала, т е ЭЭО Описанный
процесс представлен на рис 1
Импульсное напряжение генератора
и 3 При достижении напряжения
электрический пробой рабочей среды, находящейся в межэлектрод-
ном пространстве, с образованием канала разряда 6 Благодаря высо-
кой концентрации тепловой энергии металл в точке разряда 5 плавится
и испаряется, рабочая среда испаряется и окружает канал разряда
газообразными продуктами распада 7 (газовым пузырем). В результате
развивающихся в канале разряда и газовом пузыре значительных динами-
ческих сил, капли расплавленного металла 4 выбрасываются за пределы
зоны разряда в рабочую среду, окружающую электроды, и застывают
в ней, образуя каплеобразные частицы В дальнейшем эти частицы выно-
сятся течением рабочей среды из МЭП.
Количество тепловой энергии, выделяющейся на каждом из электро-
дов при импульсном электрическом разряде, неодинаково; также различно
и количество снимаемого материала с поверхности каждого из электродов
Масса расплавленного и удаленного материала с электрода зависит от
ряда факторов; к ним относятся: теплофизические свойства материалов,
из которых изготовлены электроды (температура кипения, плавления,
теплопроводность и теплостойкость); параметры рабочего импульса;
полярность подключенных электродов Можно подобрать такое соотно-
шение теплофизических свойств материала электродов и параметров им-
пульса, при которых электрическая эрозия одного из электродов будет
преобладать Эрозия ЭИ нежелательна, так как под £е воздействием в
процессе работы изменяются его геометрические размеры, что, в свою оче-
редь, оказывает существенное влияние на точность ЭЭО. Поэтому стре-
мятся создать условия, при которых эрозия ЭИ была бы значительно
меньше, чем эрозия обрабатываемой заготовки Решают эту задачу
различными способами. Использованием импульсов, у которых ток не
изменяет своего направления в течение всей длительности импульса..
Такие импульсы называются униполярными
Использование униполярных импульсов позволяет осуществить
процесс избирательной электрической эрозии одного из электродов.
Если при этом оба электрода изготовлены из одного и того же материала,
то при малой продолжительности импульсов преобладает эрозия электро-
да, имеющего положительную полярность (анода), а при импульсах
большой длительности преобладает эрозия электрода, имеющего отрица-
тельную полярность (катода). Деление импульсов на импульсы малой
и большой длительности условное. Оно принято в ЭЭО и не имеет
четких границ. Превышение эрозии одного электрода над другим принято
называть в ЭЭО полярным эффектом.
При наличии изменений полярности за время прохождения импуль-
сов полярный эффект также изменяется н может исчезнуть вовсе (в слу-
чае использования знакопеременных импульсов с одинаковой ампли-
тудой частей импульса, имеющих разные полярности). Такое явление
наблюдается, например, при работе на переменном токе Полярный
эффект может сохраниться при знакопеременных импульсах, когда элект-
роды изготовлены из различных материалов, имеющих различные тепло-
физические свойства Полярный эффект достигает наибольшего значе-
ния при использовании униполярных импульсов значительной длитель-
ности и небольшой энергии В ЭЭО принято, что если обрабатываемая
деталь подключена к положительному полюсу генератора, а ЭИ — к отри-
цательному, то такое включение электродов называется включением на
прямую полярность Если ЭИ подключен к положительному полюсу гене-
ратора, а обрабатываемая деталь — к отрицательному, то такое включе-
ние электродов называется включением на обратную полярность
Электрическая эрозия будет менее интенсивной у материалов, обла-
дающих высокими температурами плавления, и наоборот. Интенсивность
электрической эрозии обрабатываемого материала (детали) — одна из
важнейших составляющих производительности процесса ЭЭО. Так, обра-
батываемость алюминия выше, чем у стали, так как температура его
плавления значительно ниже. Исключение составляет твердый сплав, ко-
торый имеет эрозионную стойкость ниже, чем у стали, и обладает более
высокрй температурой плавления.
Материалы, из которых должны изготовляться ЭИ, должны иметь
высокую эрозионную стойкость. Таким образом, подбирая материал для
ЭИ с более высокими теплофизическими свойствами (что соответст-
вует и более высокой эрозионной стойкости), можно значительно умень-
шить его износ в процессе работы. Наилучшие показатели в отношении
эрозионной стойкости ЭИ и обеспечения стабильности протекания элект-
роэрозионного процесса имеют: медь, латунь, вольфрам, алюминий и
углеграфитовые материалы. Они пригодны для изготовления ЭИ при обра-
ботке всей группы материалов, обрабатываемых электроэрозионным
методом. ЭИ из меди применяются реже из-за высокой их стоимости и
дефицитности меди, а чаще применяют ЭИ из углеграфита.
Применяются ЭИ различной конфигурации. Копировально-про-
шивочные операции выполняются профилированными ЭИ. Такие ЭИ
имеют трехмерную поверхность, являющуюся зеркальным отображением
обрабатываемой детали или ее элементов, т. е. форма и размеры ЭИ опре-
деляются формой и размерами обрабатываемой детали или ее элементов.
Контурная вырезка осуществляется непрофилированными ЭИ В ка-
честве непрофилированного ЭИ используется калиброванная проволока,
изготовляемая из латуни, вольфрама и других сплавов. В этом слу-
чае форма и размеры ЭИ могут быть не связаны с формой и размерами
обрабатываемой детали или ее элементов и отображать их лишь
частично.
Электроэрозионным способом могут выполняться различные техно-
логические операции профилированным и непрофилированным ЭИ.
Наибольшее распространение получили следующие схемы формообра-
зования, показанные на рис. 2
1.	Копирование формы ЭИ 2, т е. получение полости или выпуклости
на обрабатываемом изделии /, являющейся зеркальным отображением
ЭИ (рис. 2, а, б).
2.	Изготовление детали посредством взаимного перемещения профи-
лированного ЭИ 2 и заготовки детали 1. В этом случае деталь приобретает
форму, отличную от формы ЭИ (рис. 2, в).
3.	Изготовление детали перемещением непрофилированного ЭИ 2
относительно заготовки /. При этой схеме осуществляются операции раз-
резания заготовок и сложнопрофильная вырезка (рис. 2, г).
Рис 2 Технологические схемы формообразования
Схема формообразования способом копирования формы ЭИ получила
наибольшее распространение и охватывает большинство операций,
выполняемых электроэрозионным методом
По схеме формообразования прямым копированием (рис 2, а) ЭИ по-
лучает движение подачи в направлении к обрабатываемой детали,
указанном стрелкой А. Движение подачи необходимо для компенсации
увеличения межэлектродного зазора между деталью и ЭИ. В процессе
электрической эрозии происходит удаление металла с поверхности обра-
батываемой детали и расстояние между деталью и ЭИ монотонно увели-
чивается. Увеличение МЭП приводит к тому, что приложенного к электро-
дам напряжения оказывается недостаточно, чтобы наступил пробой МЭП
с образованием импульсного разряда Для улучшения стабильности
электроэрозионного процесса ЭИ может сообщаться колебательное дви-
жение в направлении стрелки Б Колебательное движение ЭИ улучшает
вынос продуктов эрозии из зоны обработки Стрелкой В обозначено круго-
вое (орбитальное) движение, которое перпендикулярно движению подачи
ЭИ. При таком (орбитальном) перемещении ЭИ 2 все его точки движутся
по одинаковым орбитам (рис. 3), что обеспечивает эквидистанциоиное
копирование деталью 1 рабочей части ЭИ Эквидистанта данной кривой
есть геометрическое место концов равных отрезков, отложенных в опре-
деленном направлении на нормаль к этой кривой (например, экви-
дистанта окружности есть окружность). Орбитальное движение приводит
к увеличению средней величины бокового зазора между ЭИ и деталью,
благодаря чему улучшаются условия удаления продуктов эрозии из МЭП.
При обработке глубоких полостей по мере углубления ЭИ радиус
траектории движения его увеличивают с одновременным переходом
на чистовые режимы обработки Такое сочетание орбитального движе-
ния ЭИ и режима обработки позволяет повысить точность обработки
и снизить шероховатость обрабатываемой поверхности
К недостаткам ЭЭО с орбитальным движением можно отнести
уменьшение площади одновременно обрабатываемой поверхности. Это
f 2
Рис. 3 Орбитальное движе-
ние ЭИ
вызвано постоянно изменяющимися во времени межэлектродным
зазором, т. е. уменьшением или увеличением его во времени на
одном и том же участке межэлектродного пространства.
Уменьшение площади одновременно
обрабатываемой поверхности приводит к
снижению производительности процесса
ЭЭО Она определяется объемом мате-
риала, снятого с обрабатываемого изде-
лия в единицу времени Производитель-
ность ЭЭО зависит от мощности, пода-
ваемой в МЭП, сочетания пары материа-
лов электродов и обрабатываемости
материалов (интенсивности их эрозион-
ного разрушения).
Материал ЭИ, используемый при
ЭЭО, также влияет на производитель-
ность процесса, так как для каждого
материала существует предельная мощ-
ность, которая может быть использована.
Наибольшая предельная мощность до-
ЭИ, меньшая — алюминиевыми и еще
меньшая — графитовыми материалами
Однако в реальных условиях ЭЭО на производительность обработки
будут оказывать влияние и другие факторы К этим факторам относятся
свойство рабочей среды, влияние глубины внедрения ЭИ в обрабатывае-
мую деталь, форма обрабатываемой поверхности, площади обрабаты-
ваемой поверхности и др.
В процессе работы рабочая среда изменяет свои свойства, т. е.
стирается при ЭЭО медными
загрязняется продуктами разложения и эрозии, а вязкость ее увеличи-
вается. Производительность ЭЭО в значительной степени зависит от
вязкости рабочей среды (особенно при работе с импульсами большой
энергии). Увеличение вязкости ухудшает условия выноса продуктов
эрозии из зоны обработки. При сложных формах поверхности обра-
батываемой детали условия удаления продуктов эрозии ухудшаются.
Явление ухудшения эрозии проявляется при увеличении глубины внедре-
ния ЭИ в изделие. Для поддержания необходимой производитель-
ности применяют различные приемы, обеспечивающие ускорение удале-
ния из зоны обработки продуктов эрозии: прокачку и отсос рабочей
среды через МЭП, вибрацию ЭИ и, если это возможно,— вращение
ЭИ или детали.
Производительность ЭЭО можно повысить, используя многоконтурные
схемы обработки, когда одно изделие обрабатывается несколькими ЭИ,
изолированными друг от друга (по секциям). Каждая секция подключе-
на к генератору импульсов автономно При такой схеме ЭЭО может
происходить несколько электрических разрядов одновременно Исполь-
зование многоконтурной схемы обработки повышает производительность,
но не пропорционально количеству контуров, так как эти контуры
работают от одного регулятора подачи и при нарушении электроэро-
знонного процесса в одном из контуров прекращается процесс во всех
контурах.
Многоконтурную обработку следует применять, если площадь обра-
батываемой поверхности превышает 40—50 тыс мм2.
§ 2 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССОВ
В ЭЭО используются короткие во времени импульсы тока большой
величины (от единиц до тысяч ампер) и достаточно высокого напряже-
ния (до 200—300 В).
Для формирования импульсов напряжения, следующих друг за другом
через определенные промежутки времени, применяют специальные уст-
ройства, называемые генераторами импульсов Характеристики генерато-
ров в основном определяют технологические показатели ЭЭО В послед-
нее время широкое применение получили статические (тиристорные и
транзисторные) генераторы импульсов, имеющие различные характе-
ристики и способные формировать импульсы напряжения различной
формы и параметров
Основными параметрами периодических импульсов напряжения
различной формы являются длительность, амплитуда, частота следо-
вания и скважность Импульсы характеризуются также крутизной
переднего и заднего фронтов, максимальным и средним значениями
тока и напряжения, максимальной и средней мощностью импульса,
энергией импульса На рис 4, а приведен идеальный прямоугольный
униполярный импульс
Практически любая электрическая цепь помимо активного омического
сопротивления обладает емкостью и индуктивностью, которые являются
инерционными элементами и вносят определенную задержку в нараста-
нии, а также спаде переднего и заднего фронта Поэтому фактически
прямоугольный импульс имеет форму, показанную на рис. 4, б Осцилло-
грамма импульса тока и напряжения приведена на рис 4, в На рис 4, б
указаны основные параметры импульсов.
Длительность импульса т„ определяется временем его действия При
ЭЭО длительность импульса обычно лежит в пределах 10_|—10-7 с.
Длительность импульса при постоянной частоте связана со скважностью
обратной пропорциональной зависимостью, т е.
Ти=(1Ж-
Промежуток времени между двумя импульсами называется пау-
зой тп Промежуток времени, через который наблюдается повторение
начала или окончания импульсов называется периодом Т„
Скважностью импульсов называется отношение периода повторения
к длительности импульса
ё = Т/тя	(2)
Различают скважность импульсов по э д с. и по току. В первом случае
скважность импульсов характеризуется при холостом ходе генератора,
во втором — при нагрузке.
Частота импульсов
f=l/Tn=l/gxn	(3)
определяется заданными длительностью и скважностью импульсов
Энергия импульса — это работа, совершаемая единичным импульсом
в МЭП. При технологических расчетах пользоваться этой величиной
неудобно и ее заменяют эквивалентной ей величиной средней мощностью
Рср или средним током 7ср, т е.
Pcp = t/cp/cp=A„f.	(4)
Амплитуда — наибольшее значение, которого достигают изменяю-
щиеся во времени величины тока или напряжения. Амплитуда импуль-
сов тока изменяется при ЭЭО от единиц до тысяч ампер, а амплитуда
импульсов напряжения— от десятков до нескольких сотен вольт
Мощность, реализуемая в межэлектродном промежутке, численно
равна произведению энергии импульсов на частоту их следования /,
т. е.
P=W„f.	(5)
Производительность ЭЭО можно определить по формуле
Q = kP	(6)
Коэффициент k учитывает ряд зависимостей, определяющих обраба-
тываемость материалов,
/е = Сх17’2,	(7)
где С — теплоемкость обрабатываемого материала, х — плотность;
к — коэффициент теплопроводности, Т — температура плавления.
Согласно формуле (7) количество материала, удаляемого за время
одного импульса, зависит от энергии импульса, а также от теплофизи-
ческих констант обрабатываемого материала, т е. его температуры
плавления, теплопроводности, теплоемкости и плотности. В связи с этим
обрабатываемость различных материалов неодинакова Если принять
обрабатываемость углеродистых и низколегированных сталей за единицу,
то обрабатываемость других материалов будет зависеть от изменения
величины коэффициента k.
10
В импульсах различают передний фронт тп ф (нарастание) и задний
фронт т3 ф (спадание). Крутизна фронта характеризуется скоростью
изменения тока или напряжения во времени
Для достижения высоких технологических показателей ЭЭО разрядные
импульсы, генерируемые источниками питания, могут отличаться от
прямоугольных униполярных импульсов, показанных на рис. 4. Отечест-
венные широкодиапазоиные генераторы импульсов (ШГИ) наряду с пря-
моугольными импульсами могут формировать и гребенчатые. Это дости-
Рис 5 Рабочие импульсы,
генерируемые генератором модели ШГИ
гается сложением на нагрузке МЭП низкочастотных, так называемых
«защитных» импульсов, с высокочастотными силовыми импульсами.
На рис. 5 приведены формы импульсов напряжения, генерируемые
серийными отечественными генераторами модели ШГИ
Прямоугольные импульсы (рис. 5, а) генерируются как отдельными
импульсами, так н пакетами импульсов. Импульс состоит практически
из двух частей: из «поджигающего» импульса большой амплитуды и
малой длительности и рабочего — меньшей
большей длительности. Поджигающий
импульс служит для пробоя межэлек-
тродного промежутка при больших его
значениях, а рабочий импульс — для
съема металла.
Гребенчатые импульсы (рис. 5, б) состо-
ят из следующих друг за другом коротких
рабочих импульсов со сравнительно боль-
шим напряжением и так называемых защит-
ных импульсов, которые действуют в интер-
валах между рабочими. Такое сочетание
импульсов позволяет снизить износ ЭИ
Рассмотрим процесс развития искрового
разряда в МЭП и изменения напряжения
за время действия импульса напряжения.
При подаче на эрозионный МЭП
импульса напряжения (рис. 6) в первый
момент идет его нарастание (участок 0—1).
Длительность нарастания зависит от кру-
тизны переднего фронта импульса и величины и характера межэлектрод-
ного зазора. На 'этом участке проходит процесс ионизации рабочей
среды. На втором участке 1—2 напряжение резко падает, что соот-
ветствует пробою межэлектродного зазора и образованию искрового
разряда. Участок 2—3 соответствует времени разряда На участке 3—4
происходит спад напряжения. Этот участок является задним фронтом
импульса.
Параметры импульсов определенным образом оказывают влияние на
электроэрозионный процесс
Так, длительность и амплитуда импульса совместно определяют его
энергию Увеличение длительности импульса и амплитуды повышает его
энергию, что приводит к росту скорости съема металла с детали и ухуд-
шению качества поверхности Изменение скважности импульсов при
неизменной частоте их следования приводит к изменению длительности
импульса и паузы между ними. Поскольку скважность импульса является
обратной величиной заполнению импульсом периода, то уменьшение
скважности вызывает повышение скорости съема металла. Скважность
импульсов оказывает влияние на износ ЭИ. При работе с обратной
полярностью электродов снижение скважности уменьшает износ ЭИ, а при
прямой полярности электродов снижение скважности приводит к повыше-
нию износа ЭИ Изменением скважности импульсов можно менять шеро-
ховатость обрабатываемой поверхности за счет изменения энергии
импульса. Увеличение скважности улучшает качество поверхности, но
приводит к износу ЭИ. Если задана шероховатость поверхности
и износ ЭИ, то регулировать среднее значение рабочего тока целесооб-
разно изменением скважности
Частота следования импульсов, как и длительность импульса, влияет
на те же технологические параметры. С ростом частоты снижается
производительность процесса, улучшается качество поверхности и повы-
шается точность ЭЭО
На стабильность электроэрозионного процесса оказывают сущест-
венное влияние крутизна и стабильность импульсов напряжения, так как
эти параметры импульса напряжения определяют постоянство и длитель-
ность импульсов тока, т е. его энергию при постоянной амплитуде
Энергоемкость электрической эрозии определяется теми процессами,
которые происходят на границах между каналом разряда, с одной сто-
роны, и анодом или катодом — с другой
Процесс разряда сопровождается поступлением потока энергии иа ту
часть катода, которая граничит с каналом. Этот поток слагается из
следующих составляющих: кинетической энергии ионов, потенциальной
энергии ионов, тепловой энергии нейтральных частиц плазмы, тепловой
и кинетической энергии паров расплавленного металла. Пополнение
энергии осуществляется за счет энергии импульса.
Для практических целей о энергоемкости процесса можно судить по
средней мощности, которая потребляется от генератора импульсов.
Измерение мощности может быть произведено прибором ваттметром.
Средние значения тока и напряжения на эрозионном промежутке за
один период могут быть измерены приборами магнитоэлектрической
системы.
§ 3. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ
На обрабатываемость металлов и сплавов резанием (снятием струж-
ки) существенное влияние оказывают его физико-механические свойства,
такие как вязкость, твердость, хрупкость От их значений, при прочих
равных условиях, зависит скорость съема материала в единицу времени.
На обрабатываемость материалов электроэроз ионным способом
оказывают влияние теплофизические свойства материалов. Чем выше
температура плавления материала, тем меньше материала будет удалено
единичным разрядом Электроэрозионная обрабатываемость различных
материалов, таким образом, будет характеризоваться удельным расходом
энергии на единицу массы снятого материала. Однако нужно иметь в виду,
12
что подведенная энергия должна использоваться с минимальными по-
терями. Интенсивность эрозионного съема материала зависит от дли-
тельности теплового воздействия. При одной и той же энергии разрядного
импульса эрозионный съем увеличивается с увеличением длительности
разрядного импульса до некоторых пределов, а затем начинает падать.
Объясняется это тем, что увеличение длительности воздействия при-
водит к расширению зоны плавления большого объема материала. Однако
при этом снижается плотность энергии разрядного импульса, а следова-
тельно, снижается и температура в точках приложения разряда на
поверхности электродов. Поэтому для каждой энергии импульса имеется
оптимальное значение его длительности, при которой интенсивность
эрозии будет максимальной.
Экспериментально удалось установить, что если обрабатываемость
стали 45 и других углеродистых сталей принять за единицу, то обра-
батываемость других металлов и сплавов может быть выражена следую-
щими соотношениями:
Жаропрочные сплавы..................1,3—1,6
Нержавеющие	»	...................1,2—1,3
Алюминиевые	»	.	...............1,3—1,6
Магниевые	»	...................1,3 —1,6
Твердые	>	...................0,1—0,3
Из приведенного примера видно, что вязкие сплавы обрабаты-
ваются лучше, чем сталь 45, а твердые сплавы, которые обычным реза-
нием не обрабатываются, электроэрозионным способом могут быть обра-
ботаны.
Твердый сплав обрабатывают малыми по времени импульсами,
обеспечивающими высокую температуру в момент разряда (прямая по-
лярность электродов). Оптимальная плотность тока при обработке твер-
дого сплава в 1,5—2 раза ниже, чем при обработке сталей Твердые
сплавы обычно обрабатываются на режимах до 50 А (среднее значение
тока). Припуск под последующую обработку нужно стремиться снизить до
минимальных значений. Припуск на доводку должен составлять 0,02—
0,03 мм, однако удаление и этого припуска является весьма трудоем-
кой операцией В случае обработки' фасонных полостей (для получения
минимального припуска при оптимальной производительности) последо-
вательно осуществляют: предварительную (черновую), получистовую и
чистовую обработку с обновлением ЭИ. Если обрабатывается сквозное
или глухое отверстие постоянного по высоте профиля, то обработку
производят на режиме, обеспечивающем необходимую точность и шеро-
ховатость. Обновление ЭИ осуществляют путем подрезания торца Эф-
фективность работы в значительной степени зависит от подачи в зону
обработки рабочей среды, необходимой для удаления продуктов эрозии.
Чаще всего используется отсос или прокачка рабочей среды через ЭИ.
Жаропрочные сплавы из-за своей вязкости обычным резанием обра-
батываются значительно хуже, чем конструкционные или инструменталь-
ные стали, а электроэрозионным методом — лучше. Объясняется это тем,
что жаропрочные сплавы имеют низкую теплопроводность и тепло-
емкость, а именно эти свойства материалов и оказывают существеннбе
впияние на обрабатываемость их электроэрозионным способом.
Обрабатываемость вязких алюминиевых и магниевых сплавов также
выше, чем у сталей. Обработку этих сплавов можно осуществлять на
всех возможных режимах ЭЭО. Только всегда нужно помнить, что выбран-
ный режим должен быть экономичным.
Часто перед технологами встает задача, как изготовить ту или иную
деталь из вязких или высокотвердых материалов, имеющую сложную
13
форму, различные закрытые полости, криволинейные каналы и каналы
сложного профиля и т д И чем сложнее задача обработки на
металлорежущих станках, тем более экономически выгодным становится
применение ЭЭО.
Рассмотрим ряд операций, выполняемых на электроэрозионных
стайках.
Обработка штампов и пресс-форм. Электроэрозиоиным способом
целесообразно обрабатывать фасонные формующие полости, которые
обычно получают обработкой на копировально-фрезерных станках или
на станках с программным управлением. Полости простой геометрической
формы (например, тела вращения) обрабатывать электроэрозиоиным ме-
тодом неэффективно.
Если изделие после изготовления подвергается термообработке,
то ЭЭО производят после термообработки и шлифования базовых по-
верхностей заготовки. Слишком большой
припуск под ЭЭО нежелателен, так как
перед термообработкой основную его
массу можно сиять на универсальном
фрезерном станке. Используя эту предва-
рительную операцию, получаем выигрыш
во времени, так как по производитель-
ности на простых операциях электроэро-
зионный метод обработки уступает фре-
4 зерованию. Оставшийся припуск снима-
ют на черновом режиме с большой энер-
гией импульса, а по мере уменьшения
припуска переходят на более мягкие ре-
жимы (энергию импульса уменьшают).
Когда требования к шероховатости по-
Рис 7. Схема обработки закрытых верхиости повышенные, то последующую
каналов	обработку осуществляют на чистовых вы-
сокочастотных режимах с малой энергией
импульса и при этом удается исключить необходимость ручной слесарной
доводки.
Обработка предварительно термообработаниых заготовок исключает
брак, который может возникнуть из-за искажения профиля в результате
тепловых деформаций при термообработке.
Особенно удобна и эффективна ЭЭО при восстановлении изношен-
ных формообразующих полостей штампов и пресс-форм; восстановление
полости производят без отжига изделия.
Обработка штампов и пресс-форм осуществляется на электроэрозион-
ных универсальных копировально-прошивочных станках.
Чтобы увеличить производительность ЭЭО, особенно при обработке
штампов и пресс-форм, имеющих большую площадь обрабатываемой по-
верхности, используют многоконтурную обработку.
Обработка закрытых полостей и каналов. В машиностроении часто
возникает необходимость изготовлять изделия, имеющие различные за-
крытые полости, соединительные каналы и т д
Применение ЭЭО позволяет получить каналы практически любой
формы и в труднодоступных местах.
Обрабатывать закрытые полости и каналы можно в корпусных дета-
лях, изготовляемых из черных й цветных металлов. Однако чаще всего
приходится обрабатывать такие полости или каналы в алюминиевых
и жаропрочных сплавах. Наиболее целесообразно при этом использо-
вать электроды из углеграфита. На рис. 7 дана схема обработки закрытого
14
канала. Электродержатель 1 и ЭИ 4 имеют изоля-
ционное покрытие 2 для того, чтобы избежать
электрического контакта с обрабатываемой деталью
3. Чаще всего обработка таких деталей производится
на электроэрозионных копировально-прошивочных
станках. Стрелкой указано направление движения ЭИ.
Электроэрозионное разрезание заготовок. В про-
цессе выполнения этой операции отрезается или вы-
резается заготовка с заданными геометрическими
размерами. Производительность электроэрозионного
разрезания труднообрабатываемых материалов в
два — десять раз выше, чем при механическом реза-
нии. В некоторых случаях, например при разрезании
заготовок из металлокерамики, электроэрозионный
метод становится одним из немногих, который позво-
ляет вообще выполнять эту операцию.
Электроэрозионное разрезание заготовок выпол-
няется дисковым, пластинчатым или проволочным
ЭИ, а технологический ток может быть подведен
при этом от источников постоянного, переменного
или импульсного напряжения. Разрезание может вы-
полняться в воздушной среде и в воде с погруже-
нием разрезаемой заготовки в ванну, а также при
поливе водой зоны разрезания. Операция может вы-
полняться на копировально-прошивочных, проволоч-
ных вырезных станках и специальных станках для
отрезания заготовок.
Электроэрозионное легирование. Существуют
различные способы поверхностного упрочнения де-
талей — наплавка, термообработка, антикоррозий-
ное покрытие и электроэрозионное легирование, кото-
рое сопровождается различными физико-химичес-
кими превращениями поверхностного упрочняемого
слоя детали и позволяет в связи с этим повысить
износостойкость, жаропрочность, коррозионную
стойкость детали и снизить ее коэффициент трения.
С помощью легирования можно произвести ремонт
изношенной детали, придав ее поверхностному
слою новые свойства.
Процесс электроэрозионного легирования за-
ключается в переносе материала ЭИ, отвечающего
определенным требованиям, на обрабатываемую по-
верхность детали импульсным электрическим раз-
рядом, обеспечивая прочное сцепление вводимого
легирующего материала с поверхности детали.
Обработка непрофилированным ЭИ. Проволо-
ку диаметром 0,05—0,5 мм, изготовленную из лату-
ни, меди, вольфрама, молибдена и других материа-
лов, используют в качестве ЭИ при ЭЭО. Такой
ЭИ принято называть непрофилированным.
Непрофилированным ЭИ изготовляют сложно-
профильные прецизионные детали на специальных
вырезных станках. Вырезка профиля детали выпол-
няется по копиру непосредственно с чертежа либо с
использованием числового программного управления.
15
Этот способ нашел широкое применение при изготовлении матриц
вырубных штампов из твердого сплава, при вырезке рабочих профилей
резцов, копиров, кулачков, окон в фильерах, при разрезании щелей
цанг, изготовления изделий широкого потребления и других опера-
циях.
Перед тем, как приступить к ЭЭО, необходимо спроектировать
технологический процесс. Под проектированием подразумеваются сле-
дующие этапы выбор режима черновой обработки; обеспечение связи
оптимальной производительности процесса и шероховатости обработки
с режимом обработки, расчет числа проходов, определение припуска,
который нужно снять ЭЭО, расчет машинного времени на ЭЭО, выбор
необходимой оснастки и контрольно-измерительных приборов
Важным параметром ЭЭО является энергия импульса-, он опре-
деляет производительность, точность и качество поверхности. С рос-
том энергии импульса производительность процесса ЭЭО увеличивает-
ся, но снижается качество поверхности. По энергии импульса режимы
ЭЭО разделяют на жесткие (грубые), средние и мягкие, что по технологи-
ческим показателям соответствует черновым (предварительным), полу-
чистовым и чистовым (отделочным) режимам. В табл 1 дана связь техно-
логических показателей с режимом ЭЭО.
Из табл. 1 следует, что чем больше длительность импульса, тем
большая мощность может быть реализована при ЭЭО и большая скорость
съема металла получена, но при этом качество поверхности очень низкое
(на поверхности видны лунки и следы оплавления). С уменьшением
длительности импульса и повышением частоты их следования реали-
зуемая мощность уменьшается, а также уменьшается и скорость съема ме-
талла, но качество обработанной поверхности значительно повышается
Выбор режимов обработки. Черновой режим обработки применяется
для снятия основного припуска металла с большой производительностью.
Производительность ЭЭО зависит в первую очередь от величины среднего
значения рабочего тока. При черновом режиме величина рабочего тока
выбирается максимально допустимой для данной площади обрабаты-
ваемой поверхности. Однако она должна быть выбрана такой, чтобы
не вызывать оплавления детали, быстрого износа ЭИ и нарушения ста-
бильности процесса
Оптимальное значение среднего тока /ср можно определить из графика
(рис 8), зависимости /ср от площади S обрабатываемой поверхности.
Заштрихованная область на графике соответствует значениям тока,
обеспечивающим получение максимальной производительности при дан-
ной площади обрабатываемой поверхности В данном случае под пло-
щадью обрабатываемой поверхности понимается та площадь, которая
подвергается обработке в данный момент (в дальнейшем она может быть
другой) Так, при обработке сложной поверхности, например сферической
(рис 9), вначале в обработку вступают отдельные точки ЭИ, затем ма-
ленькие участки ЭИ и при этом площадь обработки мала, по мере
углубления ЭИ в деталь она растет, постепенно достигая максимального
значения Поэтому с изменением обрабатываемой площади изменяется
оптимальная величина среднего рабочего тока Практически это делается
так Определяется площадь обработки по нескольким сечениям детали,
а затем для этих площадей по графику находят оптимальные значения
токов По мере углубления ЭИ в деталь и расширения обрабатываемой
площади изменяют электрический режим обработки, т е повышают
среднее значение тока
С достаточной точностью площадь обрабатываемой поверхности мож-
но определить на чертеже (или обмером готовой детали). При определении
16
площади по проекции обрабатываемой поверхности на плоскость эта
плоскость должна быть перпендикулярна направлению подачи, а в про-
тивном случае поверхность получится искаженной
Необходимо отметить, что форма детали и величина заглубления ЭИ
в изделие связаны с максимально допустимым током, так как по мере
заглубления, удлинения и искажения трассы удаления продуктов эрозии
Рис 8 График зависимости оптимального тока обработки
от площади обработки
нарушается процесс обработки и без принятия специальных дополнитель-
ных мер по удалению продуктов эрозии величину тока необходимо
снижать
Улучшить условия удаления продуктов эрозии можно прину-
дительной прокачкой рабочей среды через межэлектродный зазор или ее
ш___ I I
ваемой площади при обра
среды
отсосом Прокачку или отсос рабочей среды (рис 10) из МЭП осущест-
вляют через каналы 1, просверленные в теле ЭИ 2, соединяющиеся с общей
камерой 3 электродержателя 4 Камера соединена с полым хвостови-
ком 5, который связан с насосом, подающим или отсасывающим рабочую
среду йз МЭП
Количество каналов в теле ЭИ и их распределение по поверхности ра-
бочей части ЭИ выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить равномер-
ное распределение потока рабочей среды в межэлектродном пространстве.
Связь производительности и шероховатости с режимом ЭЭО. Для
наиболее производительных режимов при питании от наиболее распрост
раненного генератора типа ШГИ эта связь дана в табл. 2. Получаемые
из табл 2 данные могут быть использованы при проектировании электро-
эрозионного процесса с последующим уточнением при обработке изделия.
Для получистовых и чистовых режимов, как видно из табл 2, необхо-
димо переходить на меньшие по току режимы и большие частоты следова-
ния импульсов. Вследствие уменьшения энергии импульса размеры еди-
ничных лунок от этих импульсов уменьшаются, улучшается качество по-
верхности изделия
Характеристика режима			Птошадь обра- ,	боткн, мм5	I Параметр шероховатости
Частота, кГц J		гь | Средн й ток А |		
		Для стали		
8	1,25	35—45	1000—2000	80
22—44	1 25	30-35	1000—2000	40
66—100	1 25—1,!	5	25 — 30	1000—2000	20
200	1 7-2	12-14	150—250	2 5
440	3—4	До 4	|	1 50—250	1 25
		Для твердых сплавов		
8	1,25	До 50	500	40
22—44	1,25	» 45	500	20
100	1,5	» 30	500	2,5
200	1 7	» 12	250	1,25
440	2	» 4	150	0,63
Примечали	е Полярность	включения электродов для с	пали — обратная, дл	я твердого сплава —
прямая				
По табл 3 и 4, составленных для ЭЭО с генератором типа ШГИ-40-440,
можно получить исходные данные для режимов обработки, в том числе
данные о торцевом зазоре, а также предполагаемые конечные результаты
по производительности и шероховатости обработанной поверхности. Ко-
нечные результаты могут иметь отклонение в ту или иную сторону из-за
несовпадения условии обработки Эти отклонения корректируются при
пробной обработке изделия и в дальнейшем вносятся в технологическую
операционную карту на ЭЭО.
Расчет числа проходов. Под проходом понимается изготовление изде-
лия одним ЭИ без его замены или ремонта Число проходов зависит от
эрозионной стойкости ЭИ, глубины его погружения в изделие и требуемой
точности Поэтому на практике в одном случае можно одним ЭИ изгото-
вить одну или несколько деталей за один проход каждую, а в другом —
потребуется два-три прохода. Это связано чаще всего с повышенным
износом ЭИ, особенно наиболее тонких его участков. Расчет числа
проходов производят с учетом стойкости наиболее тонких участков ЭИ
Часто схемы с двумя-тремя проходами экономически выгоднее, особенно
в серийном производстве. Изготовление ЭИ для обработки изделий, имею-
Таблица 3. Исходные данные для проектирования технологического процесса
ЭЭО при сочетании электродов сталь 45 — медь Ml (рабочая среда — керосин)
Часто та, кГц	тоТ’Т	Среднее напряже ние холос того хода В	напря жение В	Скважность	тыьность	Параметр		о « " $=•, 1
8	44 39—40 30-32 20-21 10—11 4—5	88	Пря 25	заугольные и 1,2—1,4 1,5—1,7 1,5-1,7 1,5—1,7 1,5—1,7 1,2—1,4	мпульсы 300 240 200 120 55 10	80 80 40 40 40 20	0,064 0,058 0,049 0,039 0,033 0,020	1500 1500 1000 500 500 250
22	44 35—36 30—31 20—21 4-5	105	25	1,2—1,4 1,2—1,4 1,2—1,4 1,2—1,4 1,5—1,7	280 200 170 170 55 10	40 40 40 40 20 20	0,062 0,049 0,034 0,040 0,030 0,190	1500 1500 1000 500 500 250
44	40 30—31 20—21 4—5	120	25	1,2—1,4 1,2—1,4 1’,5—1',7 1,5—1,7	240 НО 120 65 10	40 40 20 20 20	0,055 0,046 0,036 0,029 0,019	1500 1000 500 250 250
66	34—35 30 20—21 10—11 4-5	135	25	1,2—1,4 1,2—1,4 1,2—1,4 2^0— 2^5 4	170 147 95 50 10	20	0,046 0,039 0,034 0,026 0,018	1500 1000 500 250 250
88	25 15 9-10 5	150	25	1,2—1,4 1,5—1,7 З’О— 4,0	110 56 29 10	20 20 20 2,5	0,036 0,029 0,022 0,016	1000 500 250 250
200	16,5 16,5 14—15 9—10 2—3	145 56 56 56 56	25 15 15 15 15	1,2—1,4 1,2—1,4 1.5-1,7 1.5 17 2,0—2,5	70 55 40 28 5	20 20 2,5 2,5 2,5	0,035 0,033 0,024 0,020 0,015	500 500 250 250 100
440 8	4-5 1—2 40 1	30 10-12	60 88	।	20 Гре । 30 ।	бенчатые имг 1.5-1,7 ।	14 4,5 0,5 1ульсы 180 I 140 130 1	2,5 1,25 1,25 80	|	0,019 0,016 0,010 [ 0,063 1 1 0,053 0,033	250 250 100 1500 1000 500
19
Продолжение табл 3
тТ^Гц	Рабочий	Среднее напряже ние холос	Сред бочее женне,	Скважность	Производи тельность, мм’/мнн	Параметр шерохова	Торцевой	Пло-
Гребенчатые импульсы								
8	30—31 20	105	35	2,0—2,5 3,0—4,0 3,0—4,0	150 80 30	80 80 40	0,052 0,042 0,033	1500 1000 500
44	30 20 10—12	120	35 35 40	3,0—4,0	120 70 30	40	0,048 0,040 0,032	1000 500 250
66	28 10 5—6	135 135	35 40 45	3,0—4,0	128 30 9	40 20 20	0,038 0,028 0,024	1000 250 250
88	15 9—10 5	150	40 45 45	3,0—4,0	46 28 7	40 20 20	0,034 0,028 0,022 '	500 250 250
200	14 4—5	145	45 50 50	3,0—4,0	35 16 6	40 20 2,5	0,030 0,026 0,020	250
Таблица 4. Исходные данные для проектирования технологического процесса
ЭЭО при сочетании электродов сталь 45 — углеграфит марки ЭЭГ (рабочая
среда — керосин)
20
Продолжение табл 4
		В со			£		j	
	<	к g g-o	Sg	л			1	S.
«>			1!		5 = £ *	8 S	1	5
	I	s|				Вё	о.	i
5*	а	О X	и =			Е л	Н	г
			Гре	бенчатые импульсы				
22 44	30 24	105 120	35	2,0—2,5	150 130	80	0,065 0 046	1000
66	20	135	35	2,0—2,5	115 66	40	0,042 0,032	100 500
88	16	150	.—	3,0—4,0	75	40	0,040	
	8		.—	2,0—2,5	30	20	0,028	
200	7	145	40	2 0—2,5	22	20	0,025	500
		145			12	2,5	0,020	250
щих сложные фасонные полости, дело трудоемкое и, чтобы снизить расход
ЭИ, используют несколько проходов Первый — черновой проход делают
изношенным ЭИ (или новым, если изделие вновь запускается в произ-
водство), затем получистовым или чистовым и, если требования к ЭЭО
повышенные, то третий проход делают чистовым ЭИ. Замену ЭИ произво-
дят с одинаковой периодичностью. При этом чистовой переходит в полу-
чистовой проход, получистовой в черновой и только чистовой проход
выполняется новым ЭИ. В результате на партию изделий изготовляется
только один чистовой ЭИ Число проходов можно определить по формуле
lg[	+
”“lgKl- ym+ymB)/(ymB)]'
i де n — число проходов, m — количество изделий в партии, у — относи-
тельный изиос ЭИ, %; Н — максимальная глубина профиля изделия, мм;
6 — наибольшее допускаемое искажение профиля изделия, вызываемое
износом ЭИ, мм
Величина коэффициента В выражается соотношением
На рис 11, а — в приведены графики, построенные по расчетным
данным для трех значений относительного износа ЭИ: 0,007 ; 0,01 и 0,02
(на графиках износ выражен в процентах). По относительному износу
определяем нужный график.
Для определения нужной кривой графика найдем отношение по
формуле
е = ///6.	(10)
Зная количество изделий в партии, определяем число проходов. До-
пустим, что обрабатывается партия из пятнадцати изделий, а допустимый
21
относительный износ ЭИ не более 1%. Из графика (рис. 11, б) находим,
что число проходов равно двум (округляем до целого числа) Графики
могут быть использованы и для определения того, сколько одним ЭИ
можно обработать деталей до его износа сверх допустимой величины 6, в
этом случае определяют т при и=1 Если ЭИ имеет форму, которая
допускает его правку (подрезку), то можно установить периодичность
правки рабочей части ЭИ.
Рис 11 Графики
определения
числа проходов

Расчет припусков. Припуском на ЭЭО является слой металла, который
должен быть удален с поверхности заготовки. На копировально-про-
шивочных операциях обычно удаляется односторонний припуск Мини-
мальный припуск на обработку для выполнения ЭЭО равен
Zmm =	+ Та + Ра,	(11)
где //а — средняя исходная высота шероховатости поверхности, мкм;
Та — глубина исходного дефектного слоя, мкм, ра — сумма пространст-
венных отклонений взаимосвязанных поверхностей заготовки, получив-
шаяся на предшествующем переходе.
Значения Н3, Та и ра могут быть взяты из справочных таблиц ме-
ханической обработки, если ЭЭО—последующая операция за ней.
Возможны случаи, когда слой с измененной структурой ие ухудша-
ет поверхности изделия, а полученная точность детали соответствует
требованиям чертежа. Тогда величина Та = 0 и его не следует
удалять.
Толщина слоя с измененной структурой для обрабатываемого ма-
териала определяется лабораторным анализом. В табл. 5 толщина слоя
22
Таблица 5 Зависимость глубины струк-
турных изменений изделий из стали 45
от значения среднего тока
Таблица 6 Трудоемкость чистовой
обработки
Определить необходимое машинное время на ЭЭО можно, раз юлив
объем припуска, который необходимо снять, на скорость съема металла,
если припуск снимается на одном режиме, когда скорость нс меня-
ется. Если припуск снимается не на одном режиме и скорость съема
металла меняется, то расчет производят поэтапно, определяя машинное
время снятия припуска на каждом из режимов с последующим суммиро-
ванием
В производственных условиях машинное время обработки можно опре-
делить по упрощенной схеме Время черновой обработки определяется по
скорости движения подачи, а ма-
шинное время для чистовой обра-
ботки — по площади обрабаты-
ваемой поверхности. Если соотно-
шение между током и площадью
обрабатываемой поверхности оп-
тимальное, то скорость подачи
можно найти по графику, приве-
денному на рис 12. Для этого всю
высоту заглубления обрабатыва-
емой фигуры делят на более или
менее постоянные площадки и для
каждой ИЗ ЭТИХ площадок ОПреде- Рис 12 График определения скорости
ЛЯЮТ ПО графику скорость подачи.	подачи ЭИ
Разделив глубину внедрения при постоянной площади на скорость
подачи, определим время обработки одного участка Повторив опера-
цию для других участков и суммируя время обработки каждого уча-
стка, получим суммарное машинное время черновой обработки Опи-
санный способ пригоден при обработке стали 45; при обработке других
сплавов нужно вводить коэффициенты обрабатываемости, приведенные
в табл 2, т е необходимо увеличивать или уменьшать машинное время
обработки Время чистовой обработки иа промежуточных ступенях элект-
рического режима можно определить по полной площади поверхности,
подвергающейся ЭЭО.
Для этого можно пользоваться данными трудоемкости обработки
1 см2 поверхности стали 45, предварительно обработанной на черновом
режиме, представленными в табл. 6
Суммируя машинное время черновой и чистовой обработки, получаем
полное машинное время, которое-необходимо для обработки изделия
23
5 4 РАБОЧИЕ СРЕДЫ
Все физические процессы, сопутствующие ЭЭО, протекают в меж-
электродном пространстве, заполненном рабочей средой Последняя, на-
ходясь в рабочей зоне, оказывает на электроэрозионный процесс, электро-
ды и продукты эрозии физическое, химическое, моющее и механическое
воздействие Это влияние оказывается на всех стадиях электроэрозион-
ного процесса
На стадии формирования пробоя межэлектродного промежутка
сказывается диэлектрическая прочность рабочей среды и ее вязкость.
Вязкость определяет время формирования токопроводных частиц в
«мостик», по которому происходит пробой ’рабочей среды
На стадии электрического разряда, когда происходит съем металла,
протекают процессы разложения рабочей среды, окисления, полимериза-
ции и конденсации углеводородов, накапливаются смолистые и асфаль-
товые сгустки (шлам), коллоидальный кокс-сажа, различные соли,
кислоты, частицы обрабатываемого материала и графитового ЭИ. Испа-
ряясь с поверхности электродов, химические элементы рабочей среды
под действием разряда вступают в соединения с окисными пленками,
покрывающими электроды, и образуют новые химические элементы Эти
новые образования имеют различную прочность, термостойкость и
электрическую активность, изменяют тепловой баланс разряда, что ска-
зывается на скоростях удаления материала с детали и эрозионном износе
ЭИ На поверхности ЭИ происходит образование защитных пленок Все
это во многом определяется физико-химическими свойствами рабочей
среды.
На следующей стадии, когда происходит удаление продуктов эрозии
и продуктов распада из зоны разряда, особое значение имеет вязкость
рабочей среды.
С увеличением вязкости степень захвата продуктов эрозии
увеличивается и процесс удаления их улучшается. Одиако, если меж-
электродный зазор мал, то движение вязкой рабочей среды затруднено
и процесс удаления ухудшается
Одновременно рабочая среда осуществляет охлаждение рабочей зоны
и предотвращает оплавление поверхности электродов
Зная, какую роль играет рабочая среда в электроэрозиониом процессе,
сформулируем требования к ней
В качестве основных определяющих технико-экономических харак-
теристик рабочей среды выделим следующие 1) вязкость, 2) электри-
ческую прочность, 3) температуру вспышки, 4) охлаждающую способ-
ность; 5) испаряемость, 6) химическую агрессивность; 7) токсичность;
8) фильтруемость; 9) стоимость.
На элек'троимпульсных станках чаще всего используются углеводо-
родные среды, они представляют собой сложные соединения, включаю-
щие различные углеводороды, асфальтосмолистые вещества, сернистые
соединения и кислоты
Из вышеперечисленных основных требований следует, что углеводо-
родные среды должны иметь минимум сернистых соединений, так как они
образуют ядовитый газ, органических кислот, так как они раздражают
кожу, корродируют детали станка и снижают электрическую прочность
рабочей среды, асфальтосмолистых веществ и ароматических углеводо-
родов, так как они ухудшают фильтруемость, охлаждающую способ-
ность и при разложении образуют ядовитые газы
Помимо углеводородных сред при ЭЭО в качестве рабочей среды
используется вода, которая имеет ряд преимуществ В воде растворяется
24
большое количество различных веществ, образуются коллоидные раство-
ры и суспензии. Вода дешевле углеводородных сред и обладает большой
теплоемкостью Могут использоваться эмульсолы, применяемые при меха-
нической обработке. Основу эмульсолов составляет вода, минеральное
индустриальное масло (марок ИС-12 и ИС-20), а в качестве добавок вво-
дят поверхностно-активные вещества. Каустическая сода, этиловый спирт
и другие компоненты эмульсолов выполняют ту же роль, что и при механи-
ческой обработке, т е оказывают охлаждающее, смазочное и моющее
воздействие При электроконтактной обработке в качестве рабочей среды
иногда используется воздух, который от нагрева не меняет своего агре-
гатного состояния и химического состава. Воздух в зону обработки, как
правило, подается под давлением. Он выдувает из зоны обработки про-
дукты эрозии, переводя их из расплава за счет охлаждения в твердые
частицы.
В табл. 7 приведены характеристики ряда рабочих сред и область их
применения
Жидкие рабочие среды из бака в ванну станка подаются центро-
бежными насосами, которые наименее подвержены износу (жидкость
Таблица 7. Характеристики рабочих сред, применяемых при ЭЭО
Рабочая среда	Температура вспышки. С	Выполняемые работы и назначение
Керосин осветительный	50—90	Точная обработка сложнопрофильных поверхностей; прошивка малых отвер-
Масло индустриальное ИС-12, ИС 20	165—190	Высокопроизводительная обработка поверхностей большой площади невысо- кой точности
Смесь масло нндустриаль ное, керосин осветительный	—	Высокопроизводительная обработка поверхностей большой площади средней точности
Рабочая жидкость для про- изводства сульфанола ТУ 38 101845-80	64-74	Обработка поверхностей средней и высокой точности (для станков малой мощности)
Водные эмульсин (эмуль	—	Обработка заготовок, резка и обдирка
Вода	—	Обработка заготовок, грубая резка и обдирка; вырезание и резка проволоч- ным ЭИ
Воздух	—	Разрезание заготовок и обдирка
Рабочая жидкость ПО, «Ангарскнефтеоргсинтез»	125	Обработка поверхностей большой пло- щади средней точности
загрязнена). Обычно применяют центробежные помпы общепромыш-
ленного назначения типов ПА-22, ПА-45, П-90, П-180, обеспечиваю-
щие объемный расход рабочей среды соответственно 0,36-10-3; 0,75-10-3;
1.5-10-3 и 3-10~3 м3/с при давлениях (4,9-4-9,8) 104 Па.
Для прокачки или отсоса рабочей среды через электроды применяют
насосы с малым объемным расходом, но обеспечивающие большое давле-
ние 245-104 Па при объемном расходе до 1,3-10~4 м3/с. Это обычно
шестеренчатые насосы типов БГ-11-11, БГ-11-11А, БГ-11-22А Разрабо-
таны и специальные износостойкие насосы типов АХИ-3/40 и АХИ-3/80.
Расход рабочей среды определяется конструкцией станка и его типа.
Расход рабочей среды при прокачке или отсосе ее через электрод зависит
от режима ЭЭО и глубины внедрения ЭИ. При грубых режимах и большой
глубине внедрения ЭИ в обрабатываемую заготовку расход должен уве-
личиваться.
Об отработанности рабочей среды судят по увеличению ее вязкости и
кислотности. Рабочие среды с большим кислотным числом органами
охраны труда запрещается использовать, так как они вызывают раздра-
жение кожи
Как ранее отмечалось, вязкость рабочей среды является одним из
основных параметров, определяющих условие удаления продуктов эрозии
из зоны обработки С увеличением вязкости рабочей среды степень захва-
та частиц (продуктов эрозии) улучшается, а также улучшается и их
удаление из рабочей зоны. Однако при малых межэлектродных зазорах
движение вязкой рабочей среды затруднено В рабочей зоне скапливаются
продукты 'Эрозии, что приводит к возникновению дуговых разрядов
большей длительности и к дефектам ЭЭО
Чтобы избежать нарушения процесса ЭЭО на чистовых режимах,
когда необходимо получить шероховатость поверхности не выше
/?з = 80 мкм, следует использовать рабочие среды малой вязкости, так
как межэлектродный зазор мал Кинематическая вязкость среды,
измеренная при температуре 20 °C, должна быть невыше 62о° = (1,8--:-3)X
X 10~6 м2/с (измерение кинематической вязкости производится прибо-
ром — вязкозиметром). На черновых режимах эффективны среды, имею-
щие кинематическую вязкость (54-6) 10~6 м2/с.
Чтобы поддержать работоспособность рабочей среды более длитель-
ное время и обеспечить стабильность технологических параметров ЭЭО
без частой замены рабочей среды, используют различные средства
очистки ее в процессе работы.
Для предварительной очистки рабочей среды (при сливе ее из ванны
станка) применяются фильтр-грязеприемиики, установленные на станке
и выполненные в виде матов из различных пористых материалов (стекло-
ваты, поролона и т. д.), а также применяются отстойники, в которых
тяжелые и крупные частицы выпадают в осадок на дно бака. Могут
использоваться для предварительной очистки магнитные фильтры, сепа-
раторы, центрифуги и другие устройства.	,
На станках средних и больших типоразмеров для очистки рабочей
среды в последнее время стали применять намывные фильтры Отличи-
тельной особенностью намывного фильтра является применение фильт-
рующих веществ, состоящих из мелких пористых частиц с большой
активной поверхностью, на которой осаждаются загрязнения. В качестве
фильтрующих веществ наибольшее применение получил фильтр перлит.
Намывные фильтры обеспечивают отсев частиц с размером до 5—10 мкм,
а полноту отсева — до 40—60%.
Для станков малых и средних типоразмеров с величиной съема метал-
ла до 400 г в смену применяются фильтры с бумажными фильтрующими
элементами Эти фильтры обеспечивают отсев частиц размерами 3—5 мкм,
а полноту отсева до 90%
В настоящее время станок 4Д721 оснащен фильтрами ТФ-4, в которых
установлены тканевые фильтрующие Элементы с отсевом частиц разме-
рами 5—8 мкм Станки моделей 4Г721М и 4Д722В оснащены фильтрами
типа ЭФКП-1 с отсевом частиц размерами 15—25 мкм
Промышленностью серийно выпускаются фильтры тонкой очистки
типа ПЧ-2Ф с бумажными фильтрующими элементами Эти фильтры
применяются для очистки рабочих сред, имеющих кинематическую вяз-
кость до 5-Ю-6 м2/с (керосин, сырьё углеводородное и т. д )
Фильтры ПЧ-2Ф могут быть установлены на станках моделей 4Г721М,
4Д722В и т д В зависимости от величины съема на станке рекомендуется
26
устанавливать блок из нескольких параллельно соединенных фильтров-
при съеме до 10 г в смену — один фильтр, до 75 г в смену—Два;
до 150 г в смену — три, до 225 г в смену — четыре, до 300 г в смену —
пять, до 400 г в смену — шесть фильтров. В этом случае достигаются
оптимальные сроки замены фильтрующих элементов
§ 5 ЭЛЕКТРОДЫ-ИНСТРУМЕНТЫ
Электроды-инструменты являются одними из основных элементов,
участвующих в электроэрозионном процессе. Параметры их оказывают
существенное влияние на стабильность электроэрозионного процесса, его
эффективность и область использования Производительность и качество
ЭЭО также находятся в зависимости от материала ЭИ
Каким требованиям должен отвечать ЭИ? Он должен изготовляться
из эрозиостойкого материала, обеспечивать стабильную работу во всем
диапазоне рабочих режимов ЭЭО и максимальную производительность,
имея малый износ.
Конструкция ЭИ должна быть достаточно жесткой и противостоять
различным усилиям деформации (усилиям прокачки) и температурным
деформациям. Суммарная деформация не должна превышать 0,3 %
допуска на основные размеры обрабатываемого изделия. Конструкция
ЭИ должна быть технологически выполнимой и не оказывать влияния
на быстродействие следящего привода, а стоимость изготовления — ниже
стоимости основного изделия (штампа, пресс-формы и т. д.) не менее
чем в три раза.
При обработке углеродистыхиинструментальных сталей, а также жаро-
прочных сплавов на никелевой основе широко используются углеграфи-
товые и медные ЭИ Для черновой обработки этих материалов могут
применяться ЭИ из алюминиевых сплавов и чугуна, а при обработке
сквозных отверстий — из латуни. В случае обработки твердого сплава
и тугоплавких материалов на основе вольфрама, молибдена и ряда других
материалов наиболее широко, особенно в последние годы, применяются
прессованные ЭИ из порошка, содержащего медь и вольфрам Это
вызвано тем, что при обработке этих материалов использование угле-
графитовых ЭИ не обеспечивает высокой производительности из-за низкой
стабильности электроэрозионного процесса, а ЭИ из меди имеет большой
износ, достигающий десятка процентов, и высокую стоимость
Износ зависит не только от материала ЭИ, но и от параметров
рабочего импульса, свойств рабочей среды, вибрации и площади обра-
батываемой поверхности.
Материал обрабатываемого изделия, размеры обрабатываемой по-
лости, сложность формы полости, требования к точности изготовляемого
изделия, серийность изделия определяют выбор материала ЭИ, его
конструкцию и метод изготовления.
Электродные материалы. В электроэрозионном процессе участвуют
электрод-изделие и электрод-инструмент. Как первый, так и второй под-
вергаются эрозионному износу (разрушению). Разрушение ЭИ может
оцениваться относительным объемным износом v06. Этот износ выражает-
ся в процентах (в процессе ЭЭО объем материала электрода-заготовки и
ЭИ уменьшается). Объемный относительный износ—это отношение
объема материала с электрода-инструмента v3H к объему снятого метал-
ла с электрода-заготовки за одно и то же время, т. е.
Vo6= (Vsn/Vs) 100.
27
Для оценки износа ЭИ при прошивании отверстий удобно пользоваться
относительным линейным износом Относительный линейный износ —
отношение длины сработанной части ЭИ к глубине прошитого отвер-
стия, т. е.
v_=	100.
Наша промышленность выпускает целый ряд материалов, которые мо-
гут быть использованы для изготовления ЭИ. В последние годы освоено
производство специальных электродных материалов. Все материалы,
которые применяются для изготовления ЭИ, можно расположить в ряд
в порядке уменьшения эрозионной стойкости. На первом месте будут
находиться материалы на основе углеграфита, далее по мере уменьше-
ния стойкости расположатся медь и материалы на основе меди, а затем
серый чугуи и алюминиевые сплавы
В табл. 8 приведены данные об относительном объемном износе
ЭИ при обработке стали 45 (частота 400 Гц, средний ток 20 А, рабочая
среда — масло индустриальное типа ИС-12) Цифры, приведенные
в табл 8, могут несколько отличаться для одного и того же материала
в зависимости от условий обработки, ио закономерность изменения
износа всего ряда материалов сохраняется. Относительный объемный
износ ЭИ, изготовленных из различных электродных материалов, если
износ углеграфитового ЭИ принять за единицу, составит: из меди и ма-
териалов на основе меди — 6—10, из серого чугуна — 12, из алюминия
и алюминиевых сплавов — 27—40.
Таблица 8 Относительный объемный износ ЭИ из графитовых материалов и меди
на прямоугольных и гребенчатых импульсах
Частота кГц	Прямоугольные импульсы		Гребенчатые импульсы	
	Углеграфитовые	Медные ЭИ	Углеграфитовые ЭИ	Медные ЭИ
8	0,6—1,0	15—40	—	0,6—1,7
22	3,0—5,0	25-45	0,1—0,2	0,8—1,2
44	5—18	30—50	0,2—0,3	0,5—1,0
66	15—25	35-55	0,3-0,7	0,8—1,3
88	30—40	40—70	0.8—1,3	1,0-1,8
200	40—70	45-90	1,0—1,5	1,5—3,0
440	—	90—140	—	—
Углеграфитовые ЭИ нашли самое широкое применение при ЭЭО бла-
годаря их высокой электропроводности и эрозионной стойкости, низкой
стоимости, доступности приобретения и хорошей обрабатываемости.
На чистовых режимах ЭЭО они несколько уступают медным ЭИ по ста-
бильности процесса.
Углеграфитовые ЭИ при прошивании отверстий малого диаметра
и узких щелей имеют ограниченное применение из-за низкой механи-
ческой прочности.
Электроды-инструменты из меди и композиционных материалов на
основе меди с добавлением вольфрама, нитрида бора и т. д могут быть
использованы практически иа всех режимах ЭЭО, обеспечивая высокую
28
производительность Ими можно обрабатывать изделия большой и малой
площади из практически любого материала Недостатком этого мате-
риала являются его дефицитность, высокая стоимость и низкая эрозион-
ная стойкость иа чистовых режимах обработки
Электроды-инструменты из серого чугуна меньше применяются из-за
ограничения режимов ЭЭО, обеспечивающих стабильность процесса при
небольшой мощности, подводимой к электродам. Эрозионная стойкость
серого чугуна близка к меди, ЭИ из серого чугуна могут быть исполь-
зованы при обработке изделий средней площади, особенно при большой
серийности, так как их можно изготовлять с малыми затратами — мето-
дом литья.
Алюминиевые ЭИ имеют низкую эрозионную стойкость, но благо-
даря низкой стоимости материала и хорошей обрабатываемости штам-
повкой, ковкой и т. д. находят применение при черновой ЭЭО.
ЭИ на основе меди, изготовленные методом прессования или гальвано-
пластикой, имеют более высокий износ по сравнению с ЭИ, изготовленным
из проката, за счет повышенной и неравномерной пористости, которая
является причиной неравномерного износа ЭИ. Уменьшить износ ЭИ можно
за счет использования так называемых гребенчатых импульсов, особенно
на чистовых режимах.
Гребенчатые импульсы (см. рис. 5) способствуют образованию на
поверхности ЭИ защитной (пирографитовой) пленки. Пирографитовый
слой формируется при разложении углеродосодержащих жидкостей
(керосина, масла и т. д.) и выделении углерода.
При прошивании полостей сложной конфигурации и большой пло-
щади нагрев ЭИ по поверхности неравномерный; отдельные участки име-
ют более высокую температуру, особенно тонкие и заостренные элементы,
что вызывает их интенсивный износ. Повышенный износ ЭИ вызывает
принудительная прокачка рабочей среды через межэлектродный зазор.
Поток рабочей среды содержит в своем составе частицы застывшего
металла, которые оказывают на ЭИ абразивное воздействие и увеличи-
вают его износ. Абразивное воздействие тем больше, чем выше скорость
прокачки рабочей жидкости.
Нарушение режимов работы, вызванных неправильной настройкой
автоматического регулятора подачи или его отказом и прекращением
принудительной прокачки при прошивании глубоких полостей и щелей,
приводит к значительному увеличению износа ЭИ, а в отдельных слу-
чаях — к шлакованию электрода. Шликование — это местцре разрушение
ЭИ, вызванное тепловым воздействием фиктивных импульсов. Фиктивны-
ми импульсами принято называть импульсы, которые свою энергию затра-
чивают на нагрев и разложение рабочей среды, не производя полезной
работы, и часто являются причиной разрушения ЭИ. Шлакование могут
вызвать и импульсы короткого замыкания, которые не только приводят
к нагреву электродов и разложению рабочей среды, но и к местному оплав-
лению металла в зоне разряда, не производя полезной работы по съему
металла.
Конструкция ЭИ состоит из рабочей части, участвующей в процессе
формообразования, и вспомогательных элементов. В конструкции ЭИ
должны быть предусмотрены базовые поверхности для установки в
шпиндель станка и выверки его относительно обрабатываемого изделия.
Конструкция ЭИ (рис. 13) должна иметь штуцеры и каналы для прокачки
или отсоса рабочей среды.
Электрод-инструмент стержневого типа 1 (рис. 13, а) выполнен за
одно целое с хвостовиком 2, который служит для установки и закреп-
ления ЭИ на станке. Такие конструкции ЭИ, в которых рабочая и базо-
29
вая части выполняются за одно целое, применяются при ЭЭО различных
отверстий и полостей с малой площадью обработки.
На рис. 13, б изображен ЭИ для копировально-прошивочных работ,
изготовленный из графита Он состоит из рабочей части 1, имеющей
каналы для прокачки рабочей среды, подэлектродной плиты 2 и электро-
Рис 13 Примеры конструкций ЭИ
додержателя 3, снабженного хвостовиком для крепления в шпинделе
станка, и каналом для прокачки рабочей среды.
На рис. 13, в представлен ЭИ из меди, который предназначен для
прошивания межлопаточных каналов в диафрагмах паровых или газовых
Рис 14 ЭИ для многоконтурной и
групповой обра-
турбин. ЭИ / имеет поверхность 2 для базирования и крепления его
иа электрододержателе.
Для копировально-прошивочных работ по трехконтурной схеме
(рис. 14, а) используется ЭИ, представляющий собой более сложную
конструкцию Он имеет рабочую часть 1, подэлектродную плиту 3
с базовыми поверхностями, изоляционные прокладки 2, изолирующие сек-
ции рабочих частей ЭИ друг от друга и от электрододержателя 4. Каждая
рабочая секция ЭИ может питаться как от автономных генераторов, так
и от одного генератора, а все три секции — через разделительные ре-
зисторы. В ЭИ также могут быть предусмотрены отверстия для прокачки
рабочей среды. Эти отверстия обычно сверлятся в теле рабочей части
ЭИ диаметрами 2—2,5 мм.
30
На практике часто возникает необходимость производить прошивку
большого числа отверстий в одном изделии (например, при изготовлении
сеток электровакуумных приборов). В данном случае применение после-
довательного прошивания отверстий недопустимо, поэтому все отверстия
в сетке изготовляются одновременно Изготовление сеток производится
специальным ЭИ (рис 14, б), представляющим собой стержень 1 для
крепления в шпинделе станка, на торце которого сделаны пазы глубиной
до 100 мм, пазы, перпендикулярные друг к другу, образуют эле-
ментарные электроды 2 Подобный ЭИ может быть конструктивно
выполнен иначе В торце высверливаются отверстия и в них впрессовы-
ваются проволочки, имеющие форму поперечного сечения, подобную
форме отверстия в изделии Такие ЭИ предназначены для групповой
прошивки отверстий. Для прокачки рабочей среды ЭИ может иметь
отверстия
Расчет размеров рабочей части ЭИ. Профиль рабочей части ЭИ
при обработке фасонных полостей представляет собой зеркальное
Рис 15 Примеры расположения отверстий для прокачки у раз-
личных форм ЭИ
отображение заданной формы поверхности с размерами, уменьшенными
на величину межэлектродного зазора и припуска на последующую
обработку.
В общем случае зазоры в МЭП имеют различные значения, так,
например, торцевой зазор будет минимальным в месте входа рабочей
среды в МЭП По мере удаления от места входа зазор возрастает и дости-
гает максимального значения в местах перехода торцевой части МЭП в бо-
ковую. Местное увеличение зазора может произойти из-за скопления
в отдельных участках МЭП продуктов эрозии, вызванного отсутствием
или плохой прокачкой рабочей среды Потоки рабочей среды через
отверстия в теле ЭИ необходимо распределять равномерно по всем МЭП
В том случае, когда расстояния между отверстиями, подводящими
рабочую среду в МЭП, и контуром ЭИ отличаются не более чем в два
раза, неравномерность распределения потока рабочей среды в МЭП по
контуру ЭИ не вызывает существенных изменений зазоров в МЭП
На рис. 15, а — в приведены примеры расположения отверстий для
прокачки рабочей среды. Такое расположение отверстий при постоянной
прокачке рабочей среды позволяет стабилизировать установленный зазор
по контуру входного сечения ЭИ, имеющего плоский конец В некоторых
случаях обрабатываемая поверхность и конструкция ЭИ таковы, что ста-
билизация зазора по контуру входного сечения ЭИ затруднена; тогда
отдельные участки рабочей части ЭИ следует рассматривать как соче-
31
гание нескольких участков и каждому из них соответствует свое от-
верстие для прокачки (рис. 15, г, д).
За расстояние R, в случае использования одного отверстия для про-
качки (рис 15, а — в), следует принимать радиус условной окружности,
длина которой равна периметру контура входного сечения ЭИ Например,
на рис. 15, а радиус условной окружности равен радиусу ЭИ, а в другом
случае (рис 15, б) — радиусу условной окружности, длина которой равна
сумме сторон ЭИ, имеющего в сечеиии треугольник
Таким же методом определяется R и при отсутствии принудительной
прокачки рабочей среды
В случае, если ЭЙ, предназначенный для обработки фасонной полости,
имеет несколько равноудаленных отверстий от контура его входного
сечения (рис. 15, в), то параметр Q/R определяется как отношение расхо-
Рис 16 Виды межэлектродных зазоров при прошивании глухих и сквоз-
ных отверстий
да рабочей среды, поступающей в отверстие для прокачки, к расстоянию
этого отверстия до контура.
Когда конфигурация ЭИ не позволяет расположить отверстия для
прокачки на одинаковых расстояниях от контура (рис. 15, г, д), расстоя-
ние принимается средним из суммы всех расстояний Rt, Ri, Rs, . , R„.
В рекомендациях ЭНИМС по расчету размеров рабочей части ЭИ
даны несколько вариантов расчета для различных схем ЭЭО. Восполь-
зуемся этими рекомендациями при расчете размеров ЭИ. Номинальный
размер ЭИ определяется выражением
B=A-2(a + Z„mm),	(12)
где А — требуемый размер детали по чертежу; а — межэлектродный
зазор; ZB m,n — минимальный припуск на сторону для последующей
обработки.
В этом выражении неизвестны величины а и ZB min; их значение зависит
от сочетания электрических, геометрических и гидродинамических пара-
метров ЭЭО.
Значение величины межэлектродиого зазора в межэлектродном
пространстве не постоянно; различают, в зависимости от условий формо-
образования, торцевой и боковой межэлектродные зазоры Боковой зазор
на выходе при сквозном прошивании (рис. 16, а) меньше, чем на входе.
Из рис. 16, б видно, что торцевой зазор а, меньше бокового зазора
ап (глухое отверстие). При глухом прошивании отверстий ав на входе в
отверстие также имеет большое значение, а по мере углубления умень-
шается.
32
Величины обоих видов зазоров зависят от энергии импульсов, значения
среднего тока, частоты следования импульсов, расхода жидкости, прока-
чиваемой через межэлектродный промежуток, и размеров обрабаты-
ваемой полости.
Если электрический режим обработки задан, то величины межэлект-
родных зазоров ат и а6 будут тем больше, чем меньше расход жидкости
при прокачке, и достигают максимальных значений, если прокачка отклю-
чена.
Различие значений ат и ас, нужно учитывать при расчете и коррекции
размеров ЭИ, чтобы получить высокую точность ЭЭО Существует
несколько случаев объемного копирования (без орбитального движения),
отличающихся особенностями учета межэлектродного зазора, к ним от-
носятся:
Рис 17. Схема учета межэлектродного зазора для коррекции
размеров ЭИ
1.	Обработка тел вращения (рис. 17, а). Размеры ЭИ занижаются
эквидистантно по отношению к размерам изделия на величину макси-
мального торцевого зазора, образующегося иа входе в прошиваемую
полость.
2.	Обработка фасонных поверхностей, образуемых сочетанием верти-
кальных и наклонных поверхностей (рис. 17, б). На входе в прошиваемую
полость имеются как торцевые, так и боковые зазоры Вертикальные
участки поверхности ЭИ следует занижать эквидистантно к профилю де-
тали на величину соответствующих боковых зазоров, а наклонные
участки—на величину максимальных торцевых зазоров. Такой способ
коррекции размеров позволяет исключить завышение припуска под после-
дующую обработку.
3.	Обработка отверстий, пазов, щелей (рис. 17, в, г). Размеры ЭИ
следует занижать по сравнению с размерами детали эквидистантно на
величину максимального бокового зазора на входе в прошиваемое
отверстие, паз или щель.
Если требования к точности ЭЭО невысокие (0,3—0,4 мм) и не выходят
за пределы допуска на изделие, то можно не производить корректировку
размеров ЭИ по рассмотренной выше схеме.
2 Зак 495
33
»Ki in |)им( и i j.ibiio установлено, что минимальный торцевой зазор при
«.<>]> 1Г><>| к< фасонных полостей практически равен начальному боковому
i.i к>ру (<ir [11;1Х«або); для расчета размеров ЭИ необходимо знание боко-
iidio и минимального торцевого зазоров. При вычислении значений этих
t.uopoB предлагаются три модели расчета для различных пределов изме-
нения параметров ЭЭО, приведенных в табл. 9, которая составлена с
использованием генератора ШГИ.
За среднее значение тока принимается его значение при минимальной
паузе между импульсами. Плотность тока определяется как отношение
Таблица 9. Пределы изменения параметров трех моделей, используемых
для расчета размеров ЭИ
Параметры ЭЭО	Модели		
	1	2	3
Средний ток /ср, А Частота f, Гц Скважность Амплитудное напряжение холосто- го хода V,,. В Технологическая плотность тока /, А/см2 Длина вертикальной трассы уда- ления продуктов эрозии Л, мм Объемный расход рабочей среды (поступающей в i е отверстие для покачкн) Q, м3/с Отношение < го объемного расхо- да рабочей среды к расстоянию	2—10 22 000—200 000 1,5—4 65—200 1-30 1-50 1-10	4—85 1 000—44 000 1,1—5 50—300 0,5-49 2-55 0,14—36	4—80 400—44 000 1,5—5 50—300 0,4—28 0,2—38
среднего тока к площади обрабатываемой поверхности. Площадь обра-
ботки фасонных поверхностей выражается через площадь проекции всей
поверхности на плоскость, перпендикулярную к подаче ЭИ. За длину вер-
тикальной трассы удаления продуктов эрозии принята длина вертикаль-
ного участка, не подвергающегося непрерывному воздействию разрядов.
Значение г-го расхода рабочей среды определяется как отношение общего
расхода Q к числу отверстий для прокачки. Расход рабочей среды
контролируется прибором расходомером. Расход можно установить
постоянным, используя дроссель с регулятором, независимо от изменения
гидравлического сопротивления межэлектродного промежутка. Замерить
расход в данном случае можно с помощью мерной емкости и секундо-
мера. В табл. 10 приведены данные по пределам изменения расхода
Таблица 10. Расход рабочей среды на различных режимах ЭЭО
Частота импульсов, кГц	Сила тока, А	Площадь обработки.	Объемный общий расход жидкости, см3/с
1—44	40—70	2000—3000	14—16
1—88	3—10	500—1000	5—12
88—440	2-12	50—500	1—3
рабочей среды в зависимости от параметров импульса и площади обра-
батываемой поверхности. Если принудительной прокачки рабочей среды
нет, то обновление рабочей среды обусловлено самим процессом ЭЭО
и общий расход при этом можно считать равным (0,104-0,25) 10~3 м2/с.
С осцилляцией расход составляет (34-4) 10-3 м3/с.
34
В табл. 11 приведены рекомендуемые области применения предло-
женных моделей расчета зазоров.
Таблица 11 Области применения моделей для расчета ЭИ
Операция	Допуск на размер Мм	пЧльсова кГц	тока А	мадели	зазора мм
Обработка объем ных фасонных поверх- ностей и отверстий без ОСЦИЛЛЯЦИИ	0 07 0 03 0 02	1—44 22—200 22 — 200	4—85 2—10 2-10	2	±0 010 ±0 007 ±0,006
Доводка фасонных поверхностей с осцил- ляцией	0,08	1—44	4-80	з	±0 012
Расчетные формулы имеют вид, приведенный ниже.
1-я модель:
a^ — k (2,12 + 4,12/cp-0,0001f + 3,29g + 0,195t7x х+ 0,39/ +0,785ft-
-0,065/cp/-0,02/cpft-0,008/cpt7x х;	(13)
2-я модель:
3-я модель:	a -ft е' 2Х377(1п ft)°;5g° 039	. ° (In/)’6SC,xxll7/° 076 (Q//?)° 083 ’	(14) /0 59 f0 0 2//0 5 ,0 28 a	ср '	х х/	(151 т min k ’
Величины а6 измеряются в микрометрах в формуле (13) и в мил-
лиметрах в формуле (14); величина атт1п в формуле (15) измеряется
в миллиметрах.
Коэффициент k учитывает сочетание пар электродов и имеет следую-
щие значения:
Медь — сталь 45 ... .
Медь — твердый сплав . .
Углеграфит — сталь 45 . .
0,5
0,7
Пример расчета зазоров. Необходимо обработать отверстие
квадратной формы с габаритными размерами 22 X 22 мм. Припуск под
обработку составляет 0,3 мм на сторону. Режим обработки: частота
/ = 66 кГц; значения среднего тока 7ср = 3 А; скважность g — З, напряжение
холостого хода (7Х х = 200 В, длина вертикальной трассы удаления про-
дуктов эрозии ft=10 мм. Минимальный допуск по размерам отверстий
0,033 мм. Электроды: ЭИ — медь, а деталь — сталь 45. Согласно
табл. 10 для / = 66 кГц, /Ср — 3 А и 6 = 0,033 следует применять модель 1.
Для расчета зазора необходимо знать технологическую плотность
тока /' Ввиду того, что припуск на ЭЭО составляет 0,3 мм, будем иметь
площадь расчетной обрабатываемой поверхности F (см2), равной
Г = 2,22 —2,172 = 4,84 —4,709 = 0,131.
Плотность тока / (А/см2) равна
/ = 3/0,131=22,9.
35
2*
Тогда расчетный аб (мкм) определяется следующим образом:
аб = 2,12 + 4,12-3 —0,0001-66 000 + 3,29-3 + 0,195-200 +
+ 0,39 • 22,9 + 0,785 -10 - 0,065 - 3 • 22,9 - 0,02 -3-10- 0,008 • 3 • 200 = 63,66.
Размеры ЭИ определяются как разность размеров отверстия и боковых
зазоров. Размер ЭИ должен быть 21,936 X 21,936 мм.
Чтобы уложиться в пределы назначенного отпуска на обработку
(0,033 мм), ЭИ необходимо изготовить с допуском на порядок выше, но
не менее 0,01 мм. В противном случае можно выйти за пределы допуска
и получить брак.
Технология изготовления фасонных ЭИ. Кроме традиционных методов,
таких как фрезерование, точение н слесарная обработка, существуют
методы, которые значительно снижают трудоемкость изготовления и
стоимость ЭИ. К ним относятся методы: вихревого копирования, порошко-
вой металлургии, гальванопластики и металлизации напылением. Метод
вихревого копирования пригоден при единичном и при серийном изго-
товлении ЭИ. Он позволяет значительно снизить стоимость и сократить
цикл изготовления, снизить затраты ручного труда и решить проблему
восстановления изношенных ЭИ.
Метод вихревого копирования состоит в том, что при наличии посту-
пательного перемещения углеграфитовой заготовки инструменту сооб-
щается возвратно-поступательное движение, при котором все точки на
поверхности инструмента перемещаются по круговой траектории Разме-
ры ЭИ при таком их изготовлении отличаются от размеров режущего
инструмента, но если при ЭЭО электроду придать такое же орбитальное
движение, как и при его изготовлении, то получим поверхность, идентич-
ную формообразующей поверхности режущего инструмента Обработку
осуществляют на вихрекопировальных станках модели типа ЭЗ-68 или на
других подобных станках.
Метод порошковой металлургии позволяет получить ЭИ из материалов
заданного состава с самыми разнообразными характеристиками. По-
рошковая металлургия дает возможность получать точные заготовки,
не требующие слесарной доводки, путем горячего или холодного прес-
сования порошков, экструдированием и прокаткой. Прессованием можно
получить фасонные ЭИ, имеющие не только торцевую, но и боковую
рабочие части, прячем в ряде случаев именно боковая поверхность
является основной и профилирующей изделие. Например, ЭИ, изображен-
ный на рис. 13, в, для прошивания межлопаточных каналов и формообра-
зования профиля турбинных лопаток в диафрагме паровой или газовой
турбины имеет основную боковую поверхность.
Методы порошковой металлургии позволяют восстанавливать изно-
шенные ЭИ.
Метод гальванопластики основан на электролитическом осаждении ме-
талла на модель с последующим отделением нанесенного слоя. Примене-
ние гальванопластики при изготовлении фасонных ЭИ дает возможность
получить ЭИ высокой точности и с хорошим качеством поверхностей,
а также использовать их без ручной слесарной доводки. Процесс гальвано-
пластики прост и не требует использования дорогостоящего оборудования.
С одной модели можно получить неограниченное количество изделий.
Основной недостаток метода — неравномерность толщины и плотности
осажденного слоя, длительность изготовления одного изделия (слой меди
толщиной 1 мм осаждается за 50—60 ч).
Метод металлизации напылением заключается в том, что исходный
материал (порошок, пруток) подается в зону нагрева, расплавляется
и струей сжатого воздуха в капельно-жидком состоянии переносится
36
на поверхность детали После напыления этот слой отделяется от модели
Материалами для изготовления моделей могут служить графит, сталь,
алюминий и его сплавы, а также специальные керамические составы
После снятия напыленного слоя, например, из медного порошка, он
подвергается восстановительному отжигу, так как электроэрозионная
стойкость напыленного слоя низка из за избыточного количества пор
и окислов, снижающих тепло- и электропроводность напыленного метал-
ла по сравнению с исходным
Низкая электроэрозионная стойкость ЭИ, полученных методом метал-
лизации напылением, сдерживает широкое применение этого метода.
§ 6 ТОЧНОСТЬ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОМ ОБРАБОТКИ
Под точностью обработки понимается соответствие размеров изго-
товленной детали или ее элементов размерам, указанным на чертеже
Конструктором на чертеже назначаются номинальные размеры и на каж-
дый размер устанавливаются предельно допустимые отклонения от номи-
нального размера или допуски.
Допуском называется разность между наибольшим и наименьшим
предельными размерами Промежуток между наибольшим и наименьшим
предельным отклонениями называется полем допуска
Детали или их элементы, имеющие размеры, не выходящие за пределы
поля допуска, считаются изготовленными качественно Размеры, кото-
рые имеет деталь после изготовления, называются действительными
размерами Детали, размеры которых лежат в поле допуска, могут быть
взаимозаменяемыми Взаимозаменяемыми называются детали, которые в
случае их износа или поломки могут быть заменены другими деталями
без их доработки.
В современном производстве, когда в изготовлении одного изделия
принимают участие несколько заводов или стран, вопрос взаимозаме-
няемости деталей и отдельных узлов имеет важнейшее значение Для ре-
шения этой задачи странами — участниками Совета экономической
взаимопомощи (СЭВ) разработан и принят единый для всех стран
стандарт СТ СЭВ 145—75
Для получения детали с заданным номинальным размером с заго-
товки снимается определенное количество металла, называемое при-
пуском. При ЭЭО съем металла происходит без непосредственного
контакта ЭИ с заготовкой Взаимодействие ЭИ и детали осуществляется
через межэлектродный зазор. ЭИ в процессе обработки изнашивается
и меняет свои геометрические размеры Так как межэлектродный за-
зор непостоянный и неравномерный во времени, то это обстоятельство
усложняет оценку точности ЭЭО.
Рассмотрим погрешности, которые влияют на точность ЭЭО.
К основным неизбежным причинам, вызывающим погрешность, отно-
сятся перечисленные ниже.
Неточность изготовления станка — Д„. Если шпиндель станка
(рис. 18) отклоняется от своего вертикального положения на некоторый
угол а (стрелкой указано направление подачи), то нижний конец шпинде-
ля с закрепленным на нем ЭИ получает некоторое смещение Это смещение
вызывает погрешность обработки, так как ось обработанной полости не
будет совпадать с ее номинальным расположением на чертеже Если
обрабатываемая полость образована вертикальными и наклонными ли-
ниями, то это вызовет искажение формы обработанной полости
Экспериментально установлено, что отечественные станки при глубине
обработки до 50 мм дают искажение горизонтальных размеров обрабаты-
ваемого профиля не более 0,002 мм.
37
Погрешность — Лу 3, вызванная неточностью установки заготовки на
рабочем столе станка в приспособлении совместно с заготовкой
Погрешность — Лу эи, обусловленная неточностью установки ЭИ на
станке Она в первую очередь зависит от непараллельное™ геометри-
ческой оси ЭИ 1 (рис. 19) направлению подачи При выполнении
копировально-прошивочных операций,
лого отверстия, получается искажение
формы (как показано в сечении А—А
детали 2)
Каждая из этих погрешностей мо-
жет быть сведена к минимуму, если
например при прошивании круг-
19 Погрешность установки ЭИ
в процессе установки используют современные измерительные приборы
или отсчетные микроскопы, при этом каждая из погрешностей может
составить не более 0,01—0,02 мм
К специфическим погрешностям ЭЭО относят погрешности, которые
приведены ниже
Погрешность — Д„эз, вызванная наличием в процессе обработки зазора
между ЭИ и деталью. -Величина межэлектродного зазора не характери-
зует точность ЭЭО и учитывается при расчете ЭИ. На точность влияет ко-
лебание межэлектродного зазора в процессе обработки, которое зависит
от диэлектрической прочности рабочей среды, ее загрязненности, от напря-
жения, подводимого к межэлектродному зазору, глубины лунки и высоты
микроиеровиостей Эти характеристики нестабильны, так как непостоянны
во времени параметры, на них влияющие, а это соответственно и вызы-
вает некоторую нестабильность Дизз. Продукты эрозии, двигаясь по трассе
их удаления, вызывают дополнительные разряды, вследствие чего величи-
на зазора по трассе непостоянна, а возрастает по мере удаления продуктов
эрозии из зоны разряда. На рис 20, а, б дан пример прошивания отверстия
методом трепанации, на рис. 20, а показано, что в случае прокачки ра-
бочей среды через ЭИ чистая рабочая среда, поступая в зону обработки,
не вызывает искажения размеров (внутренняя полость). По мере дви-
жения рабочая среда загрязняется продуктами эрозии, образуя допол-
нительные каналы разряда, искажая размеры (наружная полость). При
отсосе рабочей среды (рис. 20, б) искажаются размеры внутренней полости.
Чтобы исключить искажение размеров, производят корректировку ЭИ,
т е занижение его размеров на величину прогрешности.
38
Погрешность торцевого межэлектродиогозазора — при колебании
напряжения и изменении загрязненности рабочей среды в случае одновре-
менной обработки партии деталей не выходит за пределы 0,008—0,01 мм
Погрешность Д„эз изменения бокового зазора несколько больше и зависит
от условий подвода рабочей среды
Погрешность Д„зн, вызванная износом ЭИ, зависит от его эрозионной
стойкости, режима ЭЭО и глубины погружения ЭИ в изделие При работе
могут появиться местные повышенные износы, обусловленные нестабиль-
ностью условий протекания эрозионного процесса При этом износ ЭИ
может достигать значительных размеров
эи
Рис 21 Способы повышения точности при прошивании
отверстий:
Известны несколько способов уменьшения влияния износа ЭИ на точ-
ность ЭЭО. Эти способы приводятся ниже
1	. Обработка с вращающимся ЭИ или заготовкой (устраняются
местные износы).
2	. Прошивание сквозных отверстий ЭИ, имеющим еще неизношенную
часть, которая используется для калибрования отверстий на отделочных
режимах (рис 21, а).
39
3	Обработка ступенчатым ЭИ (рис 21, б), каждая ступень которого,
если позволяет оборудование, работает в своем режиме (многоконтурная
обработка черновой, получистовой и чистовой ступенями)
4	Применение новых ЭИ на получистовых и чистовых режимах ЭЭО.
Погрешность Ас д возникает при обработке изделия пониженной жест-
кости При ЭЭО изделие деформируется остаточными растягивающими
напряжениями в поверхностном слое заготовки Чтобы исключить или
уменьшить погрешность Дс д по мере утонения изделия, обработку произ-
водят на более мягких режимах и с меньшей энергией импульсов
(меньший рабочий ток).
Погрешность Дупр в основном вызывается статической деформацией
шпинделя станка при нагружении его массивным ЭИ, особенно когда
равнодействующая сила не совпадает с геометрической осью шпинделя
станка и направлением подачи Ось шпинделя под действием веса ЭИ
отклоняется на некоторый угол а, нижний конец шпинделя смещается;
это смещение и вызывает погрешность ЭЭО вследствие несовпадения про-
дольной оси образуемой полости и положения оси ЭИ Этот случай пока-
зан на рис 19 для погрешности ДЧ|1р
Погрешность Аупр может быть устранена или уменьшена выверкой
изделия на станке
Нагрев заготовки и ЭИ вызывает их деформацию Погрешность,
вызванная нагревом, может составлять значительную величину (до
0,2 мм) при обработке деталей, размер которых превышает 100 мм и более.
Снизить влияние погрешности от нагрева можно охлаждением рабочей
среды или переходом на более мягкие режимы обработки. При условии,
когда влияние перечисленных погрешностей сведено к минимуму, точность
выполнения копировально-прошивочных операций при правильно уста-
новленных электрических режимах может быть получена в диапазоне
0,02—0,05 мм.
Электрический режим, а именно энергия импульса, является одним
из определяющих параметров точности ЭЭО Чем меньше энергия импуль-
сов, тем выше точность ЭЭО при относительной стабильности остальных
параметров
Суммарная погрешность ЭЭО слагается из отдельных составляющих.
Погрешность вертикальных размеров(например, погрешность глубины
отверстия) состоит из погрешностей, вызванных неточностью изготовле-
ния ЭИ, отклонениями величины межэлектродного зазора, неточной уста-
новкой ЭИ, ошибкой отсчета перемещений его в процессе работы. Погреш-
ность горизонтальных размеров (например, погрешность неточностью
изготовления ЭИ, неточностью настройки станка, температурной дефор-
мацией изделия, отклонением межэлектродного зазора от заданной вели-
чины и искажением формы ЭИ, вызванным износом
Суммарная погрешность горизонтальных размеров больше суммарной
погрешности вертикальных размеров и, как правило, она определяет точ-
ность ЭЭО. Суммарная погрешность может быть подсчитана по формуле
Ас ум = V А? + Л2+Аз+,~7Тл1?	(16)
где А|, Аг, .	, Ап — составляющие суммарной погрешности.
Величина допуска на изделие должна быть больше суммарной погреш-
ности ЭЭО и погрешности изготовления ЭИ. Допуск на изделие можно
определить по формуле
6из —	бэн ,	(17)
где б,н —допуск на размеры ЭИ.
40
Допуск на размеры ЭИ устанавливается исходя из допуска на
размеры изделия и суммарной погрешности ЭЭО. Влияние неточности
изготовления ЭИ иа точность изготовления изделия имеет следующую за-
висимость:
—1,	(18)
где g — изменение погрешности размеров изделия в связи с неточностью
изготовления ЭИ в относительных единицах, k — относительная погреш-
ность размеров ЭИ в долях от погрешности обработки (она равна отно-
шению ДЭи/Дсум, причем Д,„ меньше или равно 6ЭИ) Величину допуска
на изготовление ЭИ целесообразно выбирать в размере 30—50 % от
значения суммарной погрешности ЭЭО Величина допуска при этом со-
ставит 0,015—0,1 мм
Для стабилизации процесса ЭЭО используют различные приемы,
позволяющие не только стабилизировать сам электроэрозионный процесс,
но и повысить его качественные показатели. К ним в первую очередь
можно отнести автоматическую систему подачи ЭИ (автоматическое
поддержание заданного межэлектродного зазора), вибрацию ЭИ, релак-
сацию, вращение электродов и осцилляцию Внедрение ЭИ в электрод-
изделие происходит со скоростью, соответствующей съему удаляемого
материала с изделия. При установившемся (стационарном) режиме
в торцевой части межэлектродного зазора подача должна равняться
линейной скорости съема, а межэлектродный зазор должен поддержи-
ваться таким, чтобы обеспечить максимальную производительность и ми-
нимальный разброс по его величине
Такую задачу и должна решать система автоматического управления
подачей ЭИ. Учитывая, что величина межэлектродного зазора отно-
сительно мала, а предел регулирования составляет доли этой величины,
система регулирования должна обладать высокой чувствительностью
к изменению расстояния между электродами В ряде случаев для стаби-
лизации процесса ЭЭО вводят вибрацию ЭИ. Для этой цели современ-
ные станки снабжаются специальными механическими, электромехани-
ческими или электромагнитными устройствами.
Введение вибрации повышает производительность обработки, так как
улучшаются условия удаления продуктов эрозии из зоны обработки. Амп-
литуда вибрации, при которой производительность достигает максималь-
ного значения, равна примерно 0,02—0,07 мм; дальнейшее увеличение
амплитуды нецелесообразно, так как производительность начинает
падать из-за значительного количества холостых импульсов (большой
зазор).
При больших заглублениях ЭИ в изделие, особенно на черновых и
чистовых режимах, применяют так называемую релаксацию процесса
ЭЭО. Суть ее заключена в том, что для удаления шлама периодически
через 15—20 с производят смену рабочей среды в зоне обработки, осу-
ществляемую путем подъема и опускания ЭИ на 5—10 мм со скоростью
примерно 5 мм/мии Взамен релаксации, значительно снижающей произ-
водительность в генераторах импульсов типа ШГИ, между группами
импульсов создаются паузы с переменной длительностью, что улучшает
условия работы.
В ряде случаев для получения высокой точности при обработке
тел вращения, особенно при прошивании отверстий на большую глубину,
применяют вращение ЭИ Это вращение позволяет компенсировать иска-
жение геометрии обрабатываемой поверхности, вызываемые местным
повышением износа, а также небольшие искажения формы ЭИ, которые
возникли в процессе его изготовления.
41
Принципиально можно вращать любой из электродов, но на практике
вращают ЭИ и для этого используют специальные электродовраща-
тели, устанавливаемые на рабочей головке станка
Контрольные вопросы
1	. Как Вы представляете процесс электрической эрозии металла?
2	. Какие разновидности ЭЭО вы знаете’
3	. Как определить оптимальное значение тока для чернового режима
обработки’
4	От каких свойств металла зависит его обрабатываемость электро-
эрознонным способом’
5	Что такое скважность импульсов’
6	Какие параметры электрических импульсов нужно изменить,
чтобы улучшить качество поверхности’
7	Какими свойствами должна обладать рабочая среда’
8	Расскажите о способах очистки рабочей среды.
9	Какие материалы применяются при изготовлении ЭИ’
10	Какие Вы знаете приемы, повышающие точность ЭЭО’
Глава II
ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫЕ СТАНКИ
§ 7 О&ЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Электроэрозиоиная обработка токопроводящих материалов в зависи-
мости от вида применяемых импульсов электрической энергии, их
параметров и способов генерирования, а также состава рабочей среды
подразделяется на электроискровую, электроимпульсную и электрокон-
тактную. По такому же принципу подразделяется и оборудование для
выполнения этих технологических процессов
По своему технологическому назначению станки для электроэрозион-
ной обработки классифицируются как универсальные, специализирован-
ные и специальные. Наибольшее распространение получили универсаль-
ные копировально-прошивочные станки и станки для проволочной
вырезки Копировально-прошивочные станки изготовляются как в обыч-
ном исполнении, так и повышенной точности Проволочные станки
обычно выпускаются прецизионными. К электроконтактным станкам,
применяемым для резки заготовок, очистки слитков и поковок, требова-
ние высокой точности не предъявляется Они изготовляются в обычном
исполнении.
Универсальные станки предназначены для выполнения разнооб-
разных технологических операций на деталях широкой номенклатуры.
Эти станки используются при обработке сложнопрофильных отверстий
и щелей в фильерах и матрицах вырубных штампов, при обработке
фасонных полостей пресс-форм, ковочных штампов и деталей сложной
конфигурации из любых труднообрабатываемых токопроводящих ма-
териалов Специализированные станки предназначены для обработки од-
нотипных деталей различных размеров или для выполнения однотипных
технологических операций.
На специальных стайках может обрабатываться лишь одна деталь
или однотипные детали.
42
Все электроэрозионные станки, в зависимости от массы и габаритных
размеров заготовки, которая может быть обработана на станке, обра-
зуют размерный ряд электроэрозионных станков. Этот размерный ряд
включает в себя станки, объединенные единством технологического
процесса — электроимпульсным или электроискровым. Электроконтакт-
ные станки не включены в этот размерный ряд.
В соответствии с ГОСТ 15954—70 размерный ряд состоит из пяти
типоразмеров электроэрозионных копировально-прошивочных станков
с габаритными размерами столов: 125X200; 200X360; 400X630;
800ХН20 и 1600 X 2000 мм.
Например, типичным представителем станков третьего типоразмера
является универсальный копировально-прошивочный станок модели
4Е723 и его последующие модификации, выпускаемые Троицким
станкостроительным заводом.
В настоящее время станкостроительные заводы выпускают все типо-
размеры универсальных и специализированных электроэрозионных
станков, которые постоянно модернизируются. Отдельные отрасли про-
мышленности или предприятия для собственных нужд изготовляют спе-
циальные электроэрозионные станки, не имеющие широкого использо-
вания в промышленности. На Этих станках обрабатываются детали спе-
циального назначения. Так, например, в автомобильной н автотракторной
промышленности специальные станки применяются для прошивки от-
верстий малого диаметра в форсунках топливной аппаратуры.
В табл 12 приведен перечень станков, выпускаемых станкостроитель-
ными заводами, даны технические характеристики и рекомендуемая
область их применения. В таблицу не включены ранее выпускавшиеся
Ленинградским карбюраторно-арматурным заводом специализированные
станки (для прошивки отверстий малого диаметра) типов 159, 62, 150
и др , а также станки универсальные и специализированные копировально-
прошивочные типов 18М2, 18МЗТ, 183 и др.
В комплект электроэрозиовного оборудования входят: станок, не-
посредственно исполняющий технологическую операцию, генератор
Таблица 12. Станки для ЭЭО и их характеристики
Модель и наименование	Назначение станка и его размерная характеристика	Краткая технологическая характеристика
4Г721М Универ- сальный электроэрозн- онный копировально- прошивочный 4Д722А Универсаль- ный электроэрозион- ный копировально- прошивочный особо высокой точности	Универсальные станки Электроэрозионные Обработка сложнопрофиль- ных отверстий типа щелей, фнльер и матриц вырубных штампов (в том числе твердо- сплавных). Размер стола— 200X360 мм Наибольшее рас- стояние от рабочей поверхно- сти стола до торца шпинде- ля — 280 мм Обработка фасонных поло стен сложнопрофнльных от- верстий пресс форм и кокилей, фасонных деталей из трудно- обрабатываемых	сплавов, твердосплавных штампов н фнльер Размер стола — 400x630мм Наибольшее рас- стояние от рабочей поверх- ности стола до торца орби- тальной головки — 450 мм	Производительность — 250 мм3/мин Шероховатость по- верхности на чистовых медным ЭЙ по стали 45-/?z—1,25 мкм, по твердому сплаву — /?г = 0,63 мкм. Точность от- счета координат — 0,01 мм Производительность — 500 мм’/мин Шероховатость по- верхности по стали — Rz-- = 1,25 — 0,63 мкм, по твердому сплаву —/?г = 0,63—0,32 мкм Точность отсчета координат — 0,002 мм
43
Продолжепие табл 12
Модель и наименование	Назначение станка и его размерная	Краткая технологическая
4Д722АФ1 Электро эрозионным копире вально прошивочный координатный особо высокой точности с цифровой индикацией 4Д722АФЗ Электро эрозионный копире вально-прошивочный координатный особо высокой точности с программно адаптиро ваниым управлением 4Д722В Универсаль иый электроэрозион ный копировально про шивочный повышенной точности 4Е723 Универсаль- ный электроэрозионный копировально-прош и вочных (взамен моде ли 4Б723М) Модификация на ба зе станка 4Е723 4Е724. Универсаль ный электроэрозион ный	копировально прошивочный 4531 Электроэрози онный для профиль иой вырезки по копиру 4531ФЗ Электро эрозионный с програм мным управлением для профильной вырезки (взамен 4531 П)	Обработка сложнопрофиль ных полостей и отверстий в деталях из трудиообрабатыва емых токопроводящих мате риалов Размер стола ~ 400X630 мм Наибольшее расстояние, от рабочей поверх ностн стола до торца орби- тальной головки — 450 мм То же, что и для станка 4Д722А Обработка сложнопрофиль иых отверстий пресс форм кокилей, фасонных деталей из труднообрабатываемых спла вов, твердосплавных штампов и фильер Размер стола — 400x630 мм Наибольшее рас стояние от рабочей поверх ностн стола до торца шпинде ля — 200 мм Обработка ковочных штам пов и пресс форм, кокилей, фасонных деталей из трудно обрабатываемых сплавов, про резание фасонных отверстий, профилирование твердосплав ных инструментов и фильер Размер стола — 400X630 мм Расстояние от стола подэлект- родной плиты орбитальной головки — 450 мм Станок с двухконтурным генератором ШГИ 63-44/2 Обработка ковочных штам пов фасонных деталей из труднообрабатываемых спла вов прорезание фасонных от верстнй Наибольшая высота от торца шпинделя до стола — 800 мм Размер стола— 800Х X 1120 мм Вырезка электродом прово локой деталей вырубных штампов, матриц, шаблонов и т д Наибольший размер — до 160X120X30 мм, размер обрабатываемого коитура — до 120X85 мм Вырезка электродом прово локой деталей и вырубных штампов, матриц, шаблонов Наибольший размер дета лей — до 125X75X40 мм и обрабатываемого контура — до 100Х 60 мм	Производительность — 500 мм3/мин Шероховатость поверхности по стали — Rz = = 1 25 —0 63 мкм, по твердому сплаву — /?2 = 0,63 —0,32 мкм Точность отсчета координат — 0,002 мм То же что и для станка 4Д722А Производительность — 500 мм3/мин Шероховатость поверхности на чистовых ре жимах	по стали — Rz = = 1,25 мкм, по твердому сплаву —/?г = 0 63 мкм Точ ность установки координат — 0,01 мм Производительность — 3000 мм3/мин Шероховатость поверхности на чистовых ре жимах по стали — Rz = = 2 5 мкм Точность установки координат — 0 01 мм Станок оснащен двумя генераторами на 250 А, 3 кГц и 63 А 440 кГц Производительность — 1100 мм3/мин Шероховатость поверхности на чистовых ре жимах по стали — Rz = = 20,0 мкм Точность уста иовки координат — 0 01 мм Рабочий ток — до 63 А и частота — до 44 кГц Производительность — 6000 мм3/мии Шероховатость поверхности на чистовых ре жимах графитированным ЭИ по стали — Rz==30 0 мкм Точность установки коорди нат — 0 01 мм Производительность обра ботки с генератором — до 10 мм2/мин Шероховатость поверхности /?z=l.25 мкм Точность — 0 I—0 015 мм Производительность обра боткн стали— 18 мм2/мин, для твердого сплава — 1 1 мм2/мнн Шероховатость поверхности — Rz= 1 2о мкм Точность—0,01 мм
44
Продолжение табл. 12
Модель н наименование	Назначение станка и его размерная характеристика	Краткая технологическая характеристика
4532ФЗ	Электро- эрозионный с програм- мным управлением для профильной вырезки (взамен 4532) 4732ФЗ Электроэро- зионный с числовым программным управле иием для профильной вырезки ЛЭ-501 М Электро- эрозионный фотокопи- ровальный МА4720У Настоль- ный электроэрознонный копировал ьно-проши- вочный 4Б611 Универсаль- ный переносной элект- роэрозионнын	Вырезка электродом-прово- локой деталей вырубных штампов, матриц., шаблонов и т. д размером до 250Х X 160X75 мм, размер обраба- тываемого контура — до 200 X X 125 мм Вырезка электродом прово- локой деталей вырубных штампов, фасонных фильер, фасонных резцов и т д Наибольший размер обраба- тываемой заготовки — 250Х X 160X80, размер обрабаты- ваемого	контура — 200Х X 125 мм Вырезка электродом прово- локой деталей вырубных штампов, матриц, шаблонов, изделий народного потребле- ния и т д. Наибольший размер — 150X150X30 мм, размер обрабатываемого кон- тура — 100Х ЮО мм Специализированные Обработка пресс формы, фильер, кокилей, фасонных деталей из труднообрабаты- ваемых сплавов, твердосплав- ных штампов Размер стола — 125X200 мм Наибольшее расстояние от рабочей поверх- ности стола до торца шпин- деля — 350 мм Извлечение остатков сло- манного инструмента, проши- вание отверстий Размер сто- ла — 400X630 мм.	Производительность обра- ботки стали — 35 мм /мин, для твердого сплава — 18 мм’/мин Шероховатость поверхности — Rz— 1,25 мкм. Точность — 0,02—0,01 мм Производительность обра- ботки стали — 35 мм’/мин, твердого сплава — 18 мм^/мин Шероховатость поверхности /?2=0,03 мм Производительность обра- ботки для стали — 32 мм2/мин, для твердого сплава ВК 8 — до 8 мм4/мии Шероховатость поверхности /?а=1,25 мкм. Точность — ±0,02 мм Производительность — 70 мм3/мии. Шероховатость поверхности на чистовых ре- жимах — Rz=0.32 мкм. Точ- ность установки координат — 0,01 мм Производительность (ско- рость углубления—до 15 мм/мин. Шероховатость по- верхности — «2= 160 мкм Диаметр прошиваемых от- верстий — 6—24 мм
импульсного технологического напряжения, устройства подачи в станок
рабочей среды и ее очистки, система отсоса из рабочей зоны станка выде-
ляющихся газообразных продуктов разложения рабочей среды.
Сами станки состоят обычно из: станины (основания), стола с
ванной, шпиндельной головки, пульта управления, системы подачи ЭИ
на заготовку или заготовки на ЭИ, системы автоматического регу-
лирования МЭП, подачи и очистки рабочей среды. Могут быть и другие
компоновки станков. На ряде станков системы подачи и очистки рабочей
среды выполнены в виде отдельных агрегатов.
Генераторы импульсов являются самостоятельными агрегатами
и размещаются рядом со станком, а иногда встраиваются в него
(обычно в специальных станках). Некоторые электроискровые проволоч-
ные вырезные станки не имеют систем подачи рабочей среды, ее очистки
и отсоса газообразных продуктов, если обработка осуществляется
методом погружения рабочего стола с обрабатываемой заготовкой
в ванну с водой. Когда обработка производится в керосине, для вытяжки
газообразных продуктов используется цеховая вентиляция.
В ряде станков, особенно крупных, для охлаждения рабочей среды
устанавливаются теплообменники или системы регулирования темпера-
45
туры рабочей среды, поступающей в МЭП Для очистки рабочей
среды применяются специальные фильтрующие элементы или очистные
агрегаты, которые могут обслуживать как отдельный станок, так и группу
станков. В комплект станка, как правило, входят различные вспомога-
тельные приспособления для установки и выверки ЭИ и электрода-
заготовки относительно друг друга, для вращения электродов, вибрации
и осцилляции ЭИ Некоторые станкостроительные заводы поставляют
со станком тумбы для размещения и хранения инструментов и приспо-
соблений.
Основные требования к оборудованию для ЭЭО сводятся к обеспе-
чению производительной обработки с требуемой точностью, шерохова-
тостью поверхности и безопасностью работы Конструкцией станка
предусматривается защита работающих от поражения электрическим
током, ожогов (вследствие воспламенения рабочей среды), получения
травм от подвижных узлов и деталей станка, а также от отравления
газообразными продуктами разложения рабочей среды.
Поскольку ЭИ электроэрозионного стайка в отличие от режущего
инструмента металлорежущего станка не имеет непосредственного
контакта с обрабатываемой деталью, а работает через межэлектрод-
ный зазор, заполненный рабочей средой, то отсутствуют усилия,
действующие на инструмент и обрабатываемую заготовку, возникающие
в процессе резания Это позволяет снизить металлоемкость станка за счет
снижения жесткости его конструкции. Однако жесткость конструкции
электроэрозионных станков должна быть достаточной для обеспечения
необходимой точности обработки.
При работе электрокоррозионного стайка, особенно с использованием
импульсов с большой энергией, в МЭП развивается значительное
импульсное давление Это связано с взрывным характером протекаю-
щих в нем процессов. Короткие импульсные разряды, измеряемые
миллисекундами, успевают довести в зоне разряда температуру до десят-
ков тысяч градусов Обрабатываемый металл и рабочая среда в зоне
разряда разогреваются, расплавляются и испаряются с резким
увеличением объема Весь процесс протекает в очень малом объеме,
но суммарные усилия, развивающиеся в межэлектродном промежутке,
столь значительны, что могут вызвать вибрацию электродов. Если
жесткость конструкции недостаточна, то это обстоятельство может при-
вести к снижению точности обработки и далее к разрушению отдельных
элементов конструкции станка.
Как видно из краткого описания конструкции электроэрозионных
станков, эта группа металлобрабатывающих станков состоит из станка
и ряда агрегатов, обслуживающих его Эксплуатация такого комплекса
оборудования требует от рабочего глубоких и прочных знаний, особой
внимательности и четкого выполнения всех требований, оговоренных
соответствующими документами Такими документами являются руко-
водство по эксплуатации и паспорт стайка. Эти два документа могут
быть объединены в один — «Руководство и паспорт станка», который
имеет следующие разделы: назначение и область применения станка,
упаковка, распаковка, транспортировка и установка станка; паспорт
станка с указанием его модели, заводского номера и года выпуска, его
технических характеристик и технических характеристик, входящих в
комплект станка комплектующих изделий; комплектность поставки
станка заказчику (наличие генераторов, приспособлений, фильтрующих
элементов, насосной станции и т. д.); спецификация основных узлов
станка и органов управления, краткое описание конструкции и работы
станка; рекомендации по первоначальному пуску станка, проверке рабо-
ты основных механизмов его и порядку работы на станке, техника
46
безопасности при работе на станке; акт приемки станка отделом техни-
ческого контроля завода.
Перед началом работы на станке необходимо тщательно ознакомиться
с конструкцией стайка и особенностями его эксплуатации, с порядком
работы на нем и техникой безопасности. В ряде случаев заводы-изго-
товители прилагают к станкам технологические инструкции, в которых
даны рекомендации по предварительному выбору электрических режимов.
ЭЭО, определению боковых и торцевых межэлектродных зазоров и
возможным значениям шероховатости обработанной поверхности.
Приведенных данных достаточно для составления временного техно-
логического процесса, который в дальнейшем может быть откорректиро-
ван по полученным конечным данным после обработки опытной детали.
§ 8. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ КОПИРОВАЛЬНО-ПРОШИВОЧНЫЕ СТАНКИ
Эти станки выполняют практически все операции ЭЭО по формо-
образованию полостей сложной формы, прошиванию сложноконтурных
окон, фасонных и прямолинейных щелей, отверстий различной конфигу-
рации и т. д. На копировально-прошивочных станках изготовляются
ковочные, вырубные и обрезные штампы, пресс-формы, фильеры и
другие виды инструментов, а также различные детали машин, приборов
и аппаратов.
Кинематические схемы универсальных копировально-прошивочных
станков должны обеспечивать необходимые перемещения рабочих эле-
ментов станка, ЭИ и электрода-заготовки Кинематическая схема поз-
воляет осуществлять: перемещение ЭИ в продольном и поперечном
направлениях, установочное вертикальное перемещение ЭИ, рабочую вер-
тикальную подачу ЭИ; опускание ванны станка; вертикальную вибрацию
ЭИ, установочное вращательное движение ЭИ В тяжелых станках пятого
и шестого типоразмеров предусмотрен отвод рабочей головки станка
из рабочей зоны, что облегчает установку заготовки на стол станка
и съем изделия после ЭЭО. Все выпускаемые промышленностью серий-
ные станки имеют вертикальную компоновку. Вертикальная компоновка
позволяет просто и надежно защитить рабочие органы станка от загряз-
нения продуктами эрозии и сокращает занимаемую станком произ-
водственную площадь. Все настроечные и рабочие перемещения имеют
ручное управление и электрические приводы перемещений. Универсаль-
ные станки, как правило, снабжены тумбообразным столом и подъемной
ванной или ванной с откидными стенками, которые открываются после
слива рабочей среды. Такая конструкция рабочего стола придает ему
большую жесткость и позволяет обрабатывать любые тяжелые заго-
товки, размыкающиеся на рабочем столе станка.
Электрическая и кинематическая схемы станков предусматривают:
ступенчатое или плавное регулирование рабочих режимов электрических
приводов различных агрегатов станка и управление циклом его работы;
систему подачи рабочей среды в ванну станка и прокачку рабочей среды
через ЭИ, отсчет вертикального перемещения шпинделя и выключение
станка при достижении заданной величины перемещения (обработки);
регулирование амплитуды вибрации ЭИ. Станки снабжаются устройства-
ми и приборами контроля режимов работы станка, устройствами блоки-
ровки, защиты и коротких замыканий, возникающих из-за возможных ка-
саний электродов, системой автоматического регулирования подачи ЭИ
и другими системами контроля и регулирования в зависимости от типо-
размера станка.
47
Типичным универсальным копировально-прошивочным станком яв-
ляется станок модели 4Е723 Он относится к третьему типоразмеру и яв-
ляется базовым станком, на основе которого созданы различные его
модификации Станок универсальный и предназначен для выполнения,
в частности, следующих работ изготовления деталей из труднообраба-
тываемых резанием токопроводящих материалов н сплавов, таких как
жаропрочные, твердые и нержавеющие сплавы и термообработанные
стали, изготовления деталей из обычных конструкционных и инстру-
ментальных сталей, когда их обработка резанием затруднена вследствие
сложной формы обрабатываемой поверхности или плохого доступа к зоне
обработки, исправления деформированных деталей после их термообра-
ботки; извлечения остатков сломанного инструмента.
Естественно, что на универсальном станке могут выполняться и дру-
гие работы, необходимость выполнения которых диктует производство.
Рабочий стол станка имеет габаритные размеры 400 X 630 мм, на нем
может быть установлена заготовка массой до 750 кг с номинальной
площадью обработки 25 000 мм2.
Наибольшая производительность (по стали 45) медного ЭИ —
4000 мм3/мин, а углеграфитового ЭИ — 3000 мм3/мин. Номинальная ше-
роховатость обработанной поверхности — Rz = 4 мкм
В качестве рабочей среды применяется масло индустриальное типа
ИС-12 или ИС-20 или смесь в пропорции 1: 1 масла индустриального
типа И-12А и осветительного керосина, а также используется сырье угле-
водородное.
На рис 22 дан вид универсального копировально-прошивочного
станка модели 4Е723 В комплект станка входят: станок, тиристорный
генератор 14 (модели ТГ-250-0,15), транзисторный генератор 13 (модели
ШГИ-63-440), шкаф с электрооборудованием 11, масляная насосная
станция для питания гидросистемы станка 4 и бак с рабочей средой 6.
Бак оснащен теплообменником для охлаждения рабочей среды и системой
очистки рабочей среды от продуктов эрозии. На рис. 22 показано, что
комплект оборудования, входящего в станок, представляет комплекс свя-
занных между собой агрегатов, функционирующих в строгом соответ-
ствии с заданными технологией параметрами.
Основанием станка является станина 1, представляющая собой жест-
кую плиту, на которой собран весь станок. На плите установлена непо-
движная тумба с рабочим столом 8 и подъемная ванна для хранения
рабочей среды 3 Через днище ванны в герметичном уплотнении проходит
тумба стола. На той же плите расположен механизм подъема и опускания
ванны 2.
Прошивочная головка 10 расположена на Г-образной траверсе 7
и может перемещаться вместе с ней по круглой скалке 5, установленной
на задней стороне станка. Нижний конец траверсы опирается на направ-
ляющие планки Движения траверсы по круглой скалке и инструменталь-
ной головки по верхней полке траверсы образуют координатные пе-
ремещения инструмента относительно обрабатываемой заготовки, уста-
новленной на неподвижном столе. Орбитальное движение ЭИ сообщает-
ся головкой 9. В правой части станка расположен пульт управления
станком 12.
Кинематическая схема станка (рис. 23) обеспечивает: перемещение
ЭИ в трех взаимно перпендикулярных направлениях относительно
стола — продольном, поперечном и вертикальном рабочем перемещении
шпинделя с помощью следящей системы, и установочное перемещение
всей головки; подъем и опускание ванны рабочей средой, ее слив и
прокачку рабочей среды через МЭП и орбитальное движение ЭИ.
48
Продольное установочное перемещение прошивочной головки 13 с ЭИ
относительно стола 2 обеспечивается движением траверсы по круглой
скалке через редуктор от электродвигателя 15 или вручную от махо-
вика 16 Редуктор расположен в тумбе станины Маховик ручного
перемещения траверсы вынесен на боковую сторону тумбы
Поперечное установочное перемещение обеспечивается механи-
чески ходовым винтом 9 от электродвигателя 8 и вручную от маховичка
6, расположенного на переднем торце верхней полки траверсы
Рис 22 Общий вид н размещение агрегатов универсального копировально-прошивоч
ного станка модели 4Ё723
Вертикальное установочное перемещение прошивочной головки 13
осуществляется от электродвигателя 14, расположенного на каретке
прошивочной головки, через винт и гайку 12 Рабочая вертикальная
подача ЭИ осуществляется от электрогидравлического следящего зо-
лотника 5. Величина и скорость перемещения ЭИ определяется количест-
вом масла, поступающего в единицу времени в гидроцилиндр про-
шивочной головки в верхнюю или иижнюю камеру.
Подъем и опускание ванны 3 с рабочей средой производится от
электродвигателя // через пару редукторов 10 и передачу винт-гайка 1.
Движение орбитальной головки 4 соблюдается электродвигателем 7
через редуктор и приводной валик
Прошивочная головка (рис. 24) предназначена для придания ЭИ
рабочего перемещения и орбитального движения Конструктивно эта го-
ловка представляет собой литой корпус 8, внутри которого установлен
гидроцидиндр 3, сообщающий шпинделю 2 рабочее перемещение На
фланце шпинделя устанавливается орбитальная головка (или через пе-
реходник для технологической оснастки можно устанавливать ЭИ).
Чтобы избежать усилия трения шпинделя, применены в качестве подшип-
ников гидростатические направляющие 1. Скалка 9 устанавливается
на переходной плите 10 шпинделя и параллельно ему, она служит для
предотвращения поворота шпинделя. В верхней части головки располо-
49
Рис 23 Кинематическая схема стайка модели 4Е723
жен редуктор 6 с электроприводом орбитальной головки. Вращатель-
ное движение на орбитальную головку передается с помощью валика 4,
проходящего через полый шпиндель 2. Гидротормоз 5, состоящий из
цанги и тарельчатых пружин, служит для мгновенного торможения
шпинделя после окончания обработки. Во время работы шпиндель рас-
торможен.
Прошивочная головка имеет отсчетные устройства, с помощью кото
рых производятся- установка необходимой глубины прошивки', автомати
ческое отключение станка при достижении необходимой глубины про-
шивки и наладочные перемещения ЭИ В отсчетных устройствах приме-
нены индикатор часового типа 13 н измерительная линейка 14, уста-
новка необходимой глубины прошивки производится микрометрической
головкой 15, а отключение станка при достижении заданной глубины про-
шивки осуществляется микропереключателем 16. Точность отсчета коор-
динатных перемещений — 0,01 мм. С правой стороны прошивочной го-
ловки крепится гидропанель 7, иа которой расположены следящий
и реверсивные золотники Корпус прошивочной головки с помощью
направляющих типа «ласточкин хвост» устанавливается на каретку
траверсы и имеет вертикальное наладочное перемещение.
Передвижной упор 12, закрепляемый рукояткой 11, служит для ра-
боты станка с орбитальной головкой Орбитальная головка (рис 25) пред-
назначена для придания ЭИ кругового осциллирующего движения в
горизонтальной плоскости Она устанавливается иа шпинделе прошивоч-
ной головки и получает вращение от редуктора с электроприводом, уста-
новленного на прошивочной головке, через приводной валик При
орбитальном движении ЭИ между всеми точками поверхности ЭИ и
51
стенками обрабатываемой полости или отверстия происходит периоди-
ческое изменение величины МЭП от минимального до максимального
его значения Благодаря этому улучшаются условия удаления продуктов
эрозии из зоны обработки, снижается конусность, обычно возникающая
при прошивании полостей и отверстий вследствие износа ЭИ.
При необходимости производить обработку глухой полости в детали 1
глубиной 50 мм с осциллирующим движением ЭИ (например, как пока-
зано на рис. 25), обработку осуществляют на получистовом и чистовом
режимах с припуском 1,5 мм на сто-
рону, при этом устанавливают глу-
бину прошивки 50 мм. Упором 5
прошивочной головки 8 выстав-
ляют зазор между упорами 5 и 6,
равный а = 504- 1,5 мм, с помощью
штангенциркуля или концевых мер
длины Затем осуществляют про-
шивание полости Пока упоры 5 и
6 не касаются друг друга, пружина
3 надежно удерживает плиту 2
орбитальной головки 10 в нуле-
вом положении. Нулевое положе-
ние эксцентриситета устанавли-
вается винтом 4. Углубившись на
48,5 мм, упор 6, движущийся вместе
со шпинделем 9, начинает упирать-
ся в неподвижный упор 5 и оста-
навливается относительно корпуса
прошивочной головки 8. Пружина
3 сжимается и растормаживает
плиту 2 С этого момента ЭИ полу-
чает орбитальное движение, т. е.
идет обработка дна и боковых сте-
нок полости с равномерным сня-
тием припуска. Когда шпиндель
пройдет оставшиеся 1,5 мм, мик-
рометрическая головка нажимает
на микровыключатель 7 глубины
обработки и шпиндель останав-
ливается
Система подачи и очистки
рабочей среды станка модели
4Е723 (рис 26) работает следую-
щим образом. Наполнение ванны
рабочей средой осуществляется
через магистраль 7 н отверстие
в дне ванны двумя насосами 4 и 5 через сетчатые фильтры 3, установ-
ленные на всасывающей магистрали При достижении заданного уровня
рабочей среды в ванне срабатывает реле контроля уровня 9, которое
отключает насос 4 Для предотвращения вытекания рабочей среды
из ванны через отключенный насос 4 установлен обратный клапан 11.
Прокачка среды через ЭИ 8 производится по магистрали 10 насосом 16,
на входе которого имеется сетчатый фильтр 17 Рабочая среда через
запорный вентиль 13 (вентиль 14 закрыт) поступает на фильтры тонкой
очистки 12 и далее по магистрали 10 к ЭИ Вентиль 15 служит для
регулирования давления на входе фильтров тонкой очистки В том
52
случае, если не требуется тонкая очистка, рабочая среда по обходной
магистрали через вентиль 14 (вентиль 13 закрыт) иасосом 16 подается
к ЭИ Перелив рабочей среды из ванны при постоянно работающем
насосе 5 осуществляется через отверстие в ванне 6 при открытой за-
слонке в магистраль Охлаждение рабочей среды в баке 18 происходит
за счет циркуляции воды через змеевик 1. При иагреве рабочей среды
до 55 °C запорный вентиль по команде терморегулятора 2 включает
циркуляцию воды
Рассмотрим принцип действия электроэрозионного универсального
копировально-прошивочного координатного станка повышенной точности
Рис 26 Схема подачи и Очистки рабочей среды стайка модели 4Е723
модели 4Д722В Область его применения та же, что и станка 4Е723, нс
при обработке деталей, имеющих меньшие габаритные размеры и тре-
бующие более высокой точности изготовления Номинальная площадь
обрабатываемой поверхности может достигать 20 000 мм2 при ее массе
не более 100 кг Максимальная производительность станка с гене-
ратором ШГИ-63-440 500 мм3/мин Параметр шероховатости обрабо-
танной поверхности стальных деталей может достигать A!z = 2,55 мкм,
а для деталей из твердого сплава Rz — 1,2 мкм Общий вид станка пред-
ставлен на рис 27.
В комплект станка входят сам станок 3, электрошкаф /, широкодиапа-
зонный генератор импульсов 2, установка для подачи и очистки рабочей
среды 4, гидростанция 5, а также шкаф для хранения инструмента и
приспособлений, который на рисунке не показан Станок имеет вертикаль-
ную компоновку и состоит из основания (станины), к которой крепится
колонна. На основании установлен рабочий стол, механизм привода стола
и механизм управления столом На столе расположены датчики продоль-
ного и поперечного перемещения стола, входящие в систему точного
отсчета координат положения стола в процессе работы станка. Система
точного отсчета автоматически останавливает движение стола при дости-
жении им заданных координат На колонне крепится шпиндельная го-
53
Рис 27 Универсальный копировально прошивочный координатный станок повышенной точности модели
ловка. Управление вертикальным перемещением шпиндельной гильзы —
гидравлическое, т. е от цилиндра, расположенного в шпиндельной го-
ловке Шпиндельная гильза кроме вертикального перемещения имеет
вращательное движение, которое обеспечивает ей электродвигатель и
редуктор, установленные на шпиндельной головке.
Управление подачей жидкости в гидроцилиндр осуществляется от
следящей автоматической системы подачи.
Система отсчета продольных и поперечных координат стола — индук-
тивная, она позволяет производить установку координат стола с точ-
ностью до 0,008 мм Отсчет вертикального хода шпиндельной гильзы
осуществляется по неподвижной линейке и передвижному нониусу.
Остановка вертикальной подачи производится автоматически от конечно-
го выключателя при достижении необходимых размеров обработки
К станку придается различная технологическая оснастка, которая
крепится к фланцу шпиндельной гильзы В комплект технологической
оснастки может входить: приспособление для поворота ЭИ, головка
ориентации ЭИ, магнитная головка, шлифовальная головка, орбиталь-
ная головка, вращающийся шпиндель, электродержатель для цилиндров
и пластин, электродержатель с призмой, центроискатель, рискообра-
зователь, электродные оправкн различных диаметров, хвостовик и
сверлильный патрон.
Органы управления станком размещены на станке, электрошкафу,
генераторе и на установке подачи и очистки рабочей среды.
К специализированным копировальио-прошивочиым станкам можно
отнести станок модели МА4720У настольного типа, предназначенный
для обработки пресс-форм и фильер из труднообрабатываемых сплавов.
При обработке сквозных отверстий обеспечивается точность обработки
0,03—0,04 мм, а при обработке фасонных поверхностей— 0,07—0,08 мм.
Параметр шероховатости обработанной поверхности при этом может быть
A!z = 0,32 мкм Станок имеет рабочий стол с габаритными размерами
125X200 мм Наибольшая высота обрабатываемого изделия 80 мм
Станок оснащен электрогидравлической следящей системой подачи ЭИ,
генератором ШГИ-16-880 и большим комплектом приспособлений, зна-
чительно расширяющих его технологические возможности
ЭЭО криволинейных каналов в колесах (роторах) газовых турбин,
сопловых аппаратах, центробежных колесах, насосах и т д произво-
дится на специальных электроэрозионных станках Одна из моделей
такого станка ЛЭ-611 приведена на рис 28, а на рис 29 приведены
образцы ЭИ и детали, обработанные на этом станке Станок имеет элект-
рододержатель на три ЭИ для одновременной обработки трех криволи-
нейных каналов Подача ЭИ осуществляется от электромеханического
регулятора подачи по траектории, заданной двумя цикловыми кулачками.
При прошивании каналов, имеющих сложную пространственную кри-
визну, подача ЭИ осуществляется с одновременным вращением обраба-
тываемой заготовки на заданный угол и со строго определенной ско-
ростью Ввиду того, что траектория ввода ЭИ осуществляется с помощью
цикловых кулачков, форма которых и является программоносителем, при
переходе на обработку нового изделия необходима переналадка станка,
заключающаяся в изготовлении и установке новых цикловых кулачков.
Подача рабочей среды из бака в ванну электроэрозионного станка
осуществляется центробежными помпами типов ПА-22, ПА-45, П-90
и П-180 Для прокачки рабочей среды через ЭИ применяются шестерен-
чатые насосы типов БГ-11-11 и БГ-11-11А
В качестве фильтров для тонкой очистки рабочей среды используются
бумажные фильтроэлементы типа ПЧ-2Ф, обеспечивающие тонкость отсе-
55
56
ва взвешенных продуктов эрозии от 40 до 5 мкм и плотность отсева
до 90% Бумажные фильтроэлементы комплектуются в блоки Количество
фильтров элементов в блоке зависит от величины съема металла в смену.
Они могут применяться со станками, имеющими съем в смену не более
400 г металла. На рис 30 дана примерная схема включения фильтро-
элементов в систему подачи рабочей среды станка. Она состоит из насоса
подачи 1, обратного клапана 2, блока фильтрующих элементов 3, мано-
метров 4 и кранов 5 для подвода рабочей среды в ванну и к ЭИ.
Основные характеристики фильтра ПЧ-2Ф
0,07-10
49-10*
24,5-10*
183X225X527
10 3
Для оснащения электроэрозионных копировально-прошивочных стан-
ков моделей 4Е723, 4Е724 и других типов, а также для централизованного
обеспечения очистки рабочей среды группы станков, выпускается
57
«Агрегат снабжения и очистки рабочей жидкости к электроэрозионным
станкам» типа ХЭ38 16 (рис 31). Агрегат снабжен автоматизирован-
ной системой подачи рабочей жидкости через межэлектродный проме-
жуток, включающий три самостоятельных агрегата прокачки и отсоса,
визуальный контроль расхода прокачки и величины давления, а также
отсоса по мановакуумметрам
Для очистки жидкости в агрегате используются намывные фильтры
с тонкостью отсева 10 мкм Для увеличения объема бака с жидкостью
он имеет присоединительные фланцы, осущствляющие стыковку с допол-
нительными емкостями
Агрегат снабжения и очистки рабочей среды типа ХЭ38-16 полностью
автономный имеет автоматизированную систему подачи рабочей среды
в МЭП и систему прокачки и отсоса рабочей среды, а также приборы
контроля расхода и давления рабочей среды.
Основные характеристики агрегата ХЭ38-16

650
35 IO"3
49 10 *
2 94 10*
55
1 35; 2 7, 4 05
2 5-5 0 7 5
10
60
7 14 21
20
4 6
380
49 10'
1 • КГ '
1530X1350X 1970
1000
§ 9	ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
Генераторы импульсов. Чтобы практически осуществить электроэро-
зионный процесс обработки, необходимо в МЭП прерывисто (импульсно)
подводить электрическую энергию Импульсы электрической энергии
определенной величины должны следовать друг за другом с некоторой
определенной частотой и интервалами
Устройства, преобразующие переменный ток промышленной частоты
и формирующие импульсы заданного напряжения, длительности и
частоты следования, называются генераторами импульсов
Генераторы импульсов должны отвечать определенным требованиям:
иметь высокий КПД, сохранять в процессе ЭЭО установленный режим
обработки, т. е. быть стабильными в работе и удовлетворять технологи-
ческим требованиям предварительной, получистовой и чистовой ЭЭО.
Генераторы импульсов условно делятся на две группы- независимые
и зависимые
К первой группе генераторов, в которых формирование импульсов
осуществляется за счет нелинейного характера сопротивления МЭП, от-
носятся так называемые релаксационные генераторы импульсов. Пара-
метры импульсов в таких генераторах зависят от состояния МЭП и ха-
рактера нагрузочной цепи, так как накопление энергии происходит в
реактивных элементах цепи, т. е. в емкости или индуктивности. Гене-
раторы, в которых формирование импульсов не зависит от физического
58
состояния МЭП, относятся ко второй группе, это — разрядные, машин-
ные и полупроводниковые генераторы импульсов
Релаксационный генератор, принципиальная схема которого представ-
лена на рис 32, состоит из последовательно соединенных источника
постоянного напряжения И, ключа К, токоограничивающего заряд-
ного резистора R и накопительного конденсатора С, подключенного па-
раллельно МЭП Зарядную цепь образуют элементы U — R — С, а
разрядную С—МЭП Генератор работает следующим образом В на-
чальный момент конденсатор С не несет заряда и напряжение на нем
равно нулю При замыкании ключа К в цепи U — R — С появляется
зарядный ток I, напряжение на конденсаторе (и на МЭП тоже) повы-
шается, а когда оно достигает пробивного значеиия, то происходит
пробой МЭП. В разрядной цепи С — МЭП потечет ток ц; при этом
энергия, равная С(7у2, запасенная в конденсаторе, расходуется на
электроэрозионный процесс Вследствие того, что время заряда кон-
денсатора больше, чем время разряда, напряжение на конденсаторе
падает и разряд прекращается. Начинается новый процесс заряда и
разряда Если включить в разрядную цепь управляемый переключающий
прибор, который в заданный момент времени подключал бы к МЭП
накопительный конденсатор, то можно устранить недостатки, присущие
релаксационному генератору
Полупроводниковый генератор импульсов (рис 33) включает в себя:
транзисторный или тиристорный прибор К, работающий в открытом или
закрытом режимах, накопительный конденсатор С, токоограничивающий
разрядный резистор R1, стабилизатор напряжения СТ, диод Д, ре-
зистор R2, индуктивность L в цепи разряда и межэлектродиый проме-
жуток МЭП. Работает генератор следующим образом От источника
постоянного тока конденсатор С заряжается через резистор R1. Полу-
проводниковый ключ К в это время закрыт Когда напряжение на кон-
денсаторе достигает установленного значения, полупроводниковый ключ
открывается (в данном случае тиристор) и конденсатор разряжается
на межэлектродный промежуток МЭП. Открытие ключа происходит
в тот момент, когда напряжение на
конденсаторе превысит напряжение
стабилизации опорного диода СТ	R1
нается заряд конденсатора при отключенном МЭП, т. е ток через МЭП
не проходит Далее процесс заряда и разряда конденсатора, открытия
и закрытия тиристора повторяется
Независимые генераторы импульсов получили широкое применение
Типичным представителем этой группы генераторов является генератор
59
серии ШГИ, упрощенная блок-схема которого представлена на рис. 34.
Задающий генератор ЗГ, формирующий управляющие импульсы с требуе-
мой частотой и скважностью, имеет три выходных канала, соединяемых
с соответствующими блоками Первый канал управляет силовыми бло-
ками С5| — СБп, второй — блоком защитных импульсов БЗИ и третий —
блоком «поджига» БПИ. В генераторе имеется- источник питания ИП,
блок ликвидации коротких замыканий Л КЗ и регулятор подачиРП Блоки
БЗИ и БПИ могут при необходимости работать в режиме силовых бло-
ков СБ Когда подай управляющий сигнал от задающего генератора ЗГ,
блок защитных импульсов формирует импульсы повышенной амплитуды
напряжением до 350 В После пробоя поджигающим импульсом МЭП
Рис 34 Блок схема генератора ШГИ
напряжение на нем падает до 30—20 В, открывается разделительный
диод Д н от источника питания ИП через силовые блоки СБ и МЭП
проходит импульс тока, величина, длительность и форма которого опре-
деляются величиной включенных токоограничивающих сопротивлений, ре-
жимом работы задающего генератора и блока защитных импульсов.
Этот блок может работать в двух режимах. При подключении к первому
каналу ЗГ будет работать как силовой блок. Тогда силовые блоки будут
формировать пакеты прямоугольных импульсов, что важно для повыше-
ния производительности процесса (больше подводится энергии к МЭП).
При подключении к второму каналу БЗИ на МЭП можно получить
гребенчатую форму импульсов тока. Использование гребенчатых импуль-
сов при обработке позволяет уменьшить износ ЭИ, особенно медных,
на высоких частотах следования рабочих импульсов. Встроенный в гене-
раторы серии ШГИ регулятор подачи РП включает в себя блоки трех-
позиционного релейного бесконтактного управления. Сигнал, снимаемый
с МЭП, подается на блоки по двум каналам на подвод и отвод ЭИ. Если
напряжение на МЭП велико, а ток мал. что соответствует увеличению
МЭП, шпиндель подается вниз на сближение электродов и при входе
в рабочую зону напряжение на электродах снижается, это приводит к тор-
50
Таблица 13. Характеристики генераторов импульсов и рекомендации по их использованию
Тип генератора	MaKrHMa.li.iti.Ffi	Диапазон	Параметр шерохова ГОСТИ R1	Количество	Материал электрсдоз^н пронзво		Используется со станками моделей
					Сталь 45 ЭИ-ЭЭПГ	СЭИМ|5	
ШГИ-16-880Б	16	3-880	0,25	1	100	90	МА4720У, ОФ 80
ШГИ 20-440/3*	20X3	1—440	0,5	3	550	500	4Д722В, 4Д722А, ЛЭ 611
ШГИ 20-440/ЗП*	20X3	1-440	0,5	3	550	500	4Д722А
ШГИ-40 440А	40	8-440	0,5	1	320	300	4Г721М, ЛЭ 611
ШГИ 40 440Б	40	8-440	0,5	1	320	300	ОФ 81, 4Д721, 4Г721М
ШГИ 63 440	63	1-440	0,5	1	550	500	4Б723М, 4Д723, 4Д722В, ЛЭ 611
ШГИ-63-44/2*	63X2	1—44	3-4	2	-	1200	4Б724, 4Е724
ШГИ 63-44/3*	63X3	1-44	3-4	3	—	1900	4726
ШГИ-125-100М.	125	0,4-100	1,2	1	1000	1100	4Б723М
ТГ-250-0,15	300	0 15	-	1	4000	-	4Б723М, 4Е723, 4726, 4Б724, 4Е724
ТГ 100 3/3*	100X3	0 1-3	-	3	3500	-	4Б723М, 4F.723, 4Б724, 4Е724
ЛЭ 707М*	60X2	0,4-3	—	2	1300	—	4Б723М, 4Е723, 4Б724
ГКИ 250	10	8-22	1,25	I			4532ФЗ, 4531ФЗ
• Обозначение миогоконтурных генер		второе					
можению электродвигателя подачи и прекращению движения шпинделя
вниз При падении напряжения ниже заданного уровня включается блок
отвода и шпиндель движется вверх. Когда напряжение на МЭП дости-
гает заданного уровня, отвод шпинделя прекращается и циклы работы
РП повторяются
Если в МЭП произошло короткое замыкание, то напряжение на нем
резко падает ниже установленного уровня Блок Л КЗ формирует и выдает
сигнал на прекращение работы задающего генератора, а также на
отвод шпинделя регулятором подачи После разведения электродов и
прекращения короткого замыкания, уровень напряжения на МЭП вос-
станавливается, включается в работу ЗГ, а РП получает команду на
сведение злектродов.
Типы генераторов и их основные характеристики приведены в табл 13
Из таблицы видно, что выпускаемые генераторы по своим характеристи-
кам в большинстве случаев удовлетворяют технологическим +ребова-
ниям предварительной, получнстовой и чистовой обработкам Генераторы
импульсов серии ШГИ могут быть использованы на предварительной
получиетовой и чистов'ой обработке при работе как с медными, так и
графитированными ЭИ.
Генераторы импульсов ЛЭ-707М, ТГ-100-3/3 используются на предва-
рительной н получиетовой обработке медиыми и графитированными ЭИ,
генератор импульсов ТГ-250-0,15 — только на предварительной обработке
графитированным ЭИ.
Чтобы обеспечить высокопроизводительную обработку больших пло-
щадей на всех режимах, крупные станки оснащаются многоконтурнымн
генераторами, например ТГ-100-3/3, или несколькими одноконтурными.
Например, станок модели 4Е723 оснащен генераторами ТГ-250-0,15
и ШГИ-63-440.
Генераторы ГКИ-250, ЛЭ-717 и ЛЭ-728 предназначены для выполне-
ния чистовой обработки, ими комплектуются станки для проволочной
вырезки и для прошивки отверстий малого диаметра.
Специальных генераторов для электроконтактной обработки промыш-
ленность не выпускает. Для оснащения электроконтактных станков
обычно используются различные модели выпрямительных и сварочных
агрегатов.
Автоматические регуляторы подачи. В процессе работы электроэро-
зионного станка с поверхностей электрода-заготовки и ЭИ происходит
удаление материала, поэтому величина первоначально установленного
МЭП увеличивается. С увеличением МЭП возрастает его электрическое
сопротивление, а рабочий ток падает. Падает производительность
электроэрозионного процесса При дальнейшем увеличении МЭП прило-
женное к нему напряжение оказывается недостаточным, чтобы вызвать
пробой рабочей среды, поэтому эрозионный процесс прекращается.
В процессе ЭЭО скорость подачи ЭИ не постоянна, а зависит от
условий обработки, которые не остаются постоянными даже при прошн-
ваиин одного отверстия постоянного сечения. В начале обработки, когда
условия удаления продуктов эрозии благоприятные, производительность
процесса высокая и, следовательно, необходимо обеспечить большую
скорость подачи ЭИ. По мере заглубления ЭИ в заготовку эти условия
ухудшаются, производительность процесса снижается, а поэтому необ-
ходимо снижать и скорость подачи ЭИ (в противном случае произойдет
короткое замыкание электродов). В связи с этим применять устройства,
обеспечивающие постоянную скорость подачи, нерационально, так как это
приводит к снижению производительности из-за непостоянства МЭП При
ЭЭО необходимо поддерживать заданную величину МЭП в определенных
62
пределах и с высокой степенью точности. Скорость подачи ЭИ при этом
может изменяться в широких пределах и будет зависеть от условий
обработки. В процессе обработки могут возникать различные нарушения,
вызывающие короткое замыкание электродов, шлакование и др При
таких нарушениях необходимо быстро увеличивать зазор между электро-
дами и тем самым устранять причины их вызывающие Эти функции
в электроэрозионных станках выполняет автоматическая система подачи
и регулирования величины МЭП
Приборов, непосредственно контролирующих величину МЭП, пока
что нет Регулирование осуществляется по косвенным параметрам. Таки-
ми параметрами являются: величина напряжения на МЭП и величина
тока, протекающего через МЭП (среднее или амплитудное значение
тока). Изменение величины МЭП вызывает изменение напряжения и
проходящего через него тока. Так, при увеличении МЭП напряжение
на нем возрастает, а величина тока падает, и наоборот При коротком
замыкании электродов напряжение резко падает, а ток возрастает. Для
автоматического регулирования величины МЭП можно использовать лю-
бой из этих косвенных параметров, но чаще для повышения точности
поддержания величины МЭП используют оба косвенных параметра —
напряжение и ток. На рнс. 35 представлена элементарная блок-схема
автоматического регулятора подачи, включающего, орган сравнения ОС,
усилитель У, исполнительный орган ИО, межэлектродный промежуток
МЭП и датчик выходного сигнала ДС Выходной сигнал, характери-
зующий величину МЭП, может быть получен с измерительного устройства
тока и напряжения (например, токового трансформатора нли шунта,
включенного в цепь токоподвода от генератора импульсов к электродам).
Напряжение, снимаемое с шунта, пропорционально протекающему по
нему току. Сигнал по напряжению может сниматься непосредственно
с МЭП или с сопротивления, включенного параллельно с МЭП.
Знак сигнала определяет направление движения ЭИ Если выходной
сигнал Сэп больше заданного сигнала П„, то появляется разность по-
тенциалов и ИО должен сближать электроды, т е уменьшать МЭП,
н наоборот. В качестве усилителей могут быть использованы электрон-
ные или гидравлические. На электроэрозионных станках могут приме-
няться различные системы автоматического регулирования МЭП н
системы адаптивного управления электроэрознонным процессом. Один из
вариантов автоматического регулятора МЭП, встроенного в генератор
серии ШГИ, был рассмотрен выше Первые электроэрозионные станки,
созданные Б. Р. Лазаренко и Н И Лазаренко, имели соленоидный
регулятор МЭП, принцип работы которого поясняется на рис. 36
При стабильном электроэрозионном процессе масса шпинделя 4
вместе с ЭИ 3 лишь частично уравновешивается магнитным полем, созда-
ваемым катушкой соленоида 6, расположенной на сердечнике 7. Шпин-
дель вместе с ЭИ под влиянием собственного веса имеют возможность
перемещаться вниз к электроду-заготовке 2, помещенной в ванне с ра-
бочей средой 1. В это время напряжение, снимаемое с балластного сопро-
тивления R2 на управляющую обмотку соленоида 5, равно нулю и осу-
ществляется рабочая подача ЭИ. При сближении электродов между ними
начинает проходить ток, на сопротивлении R2 появляется напряжение
н через обмотку 5 потечет ток. Магнитное поле обмотки 5 суммируется
с магнитным полем, создаваемым обмоткой 6. Вес шпинделя и ЭИ
уравновешиваютсн магнитным полем, движение вниз замедляется или
прекращается совсем. Этот процесс повторяется и тем самым поддержи-
вается необходимая величина МЭП между электродами. При возникно-
вении короткого замыкания через сопротивление потечет большой ток.
63
увеличится на нем падение напряжения, что приведет к возрастанию
тока, проходящего через обмотку 5 Шпиндель и ЭИ быстро переместятся
вверх и короткое замыкание ликвидируется Сопротивление R1 служит
для настройки регуляторов, емкость С включается в работу при коротком
замыкании
Соленоидные регуляторы подачи в настоящее время применяются
редко Это объясняется тем, что им присущь недостаток, ограничивающий
их применение,— они нестабильны в работе из-за жесткой зависимости
от массы ЭИ, который в процессе обработки не остается постоянным,
а уменьшается
В последнее время все чаще начинают применяться экстремальные
системы регулирования МЭП Экстремальными системами автоматическо-
го регулирования называются такие системы,
которые поддерживают регулируемые (вход-
ные) параметры (величина МЭП, среднее
значение рабочего тока, напряжение на МЭП
и т. д) в таком соотношении, при котором
обеспечивается максимальное или минималь-
ное значение выходных параметров (например,
максимальная производительность ЭЭО)
Рис 36 Соленоидный ав-
томатический регулятор
подачи
Рис 35 Блок схема регулятора
подачи
Наибольшее применение получили системы экстремального регулиро-
вания, которые поддерживают производительность ЭЭО максимальной
в зависимости от величины МЭП Для этого используется оценка коли-
чества рабочих и нерабочих импульсов, проходящих через МЭП в данный
момент времени. В данном случае наивыгоднейшим условием повышения
производительности является то, при котором количество рабочих им-
пульсов максимальное, а количество нерабочих импульсов сведено к ми-
нимуму Тогда задача автоматического регулятора подачи сводится к
созданию условий, при которых нерабочие импульсы отсутствуют или их
количество минимально. Это условие в определенной степени соблюдается,
если величина МЭП поддерживается оптимальной. Ранее отмечалось,
что рабочие импульсы характеризуются наличием в МЭП импульсов тока
и напряжения Нерабочие импульсы и импульсы короткого замыкания
характерны отсутствием импульса тока нлн импульса напряжения
Работа экстремального автоматического регулятора подачи поясняет-
ся блок-схемой (рис. 37) Импульсное напряжение от ГИ поступает на
МЭП. Сигнал управления по току снимается с балластного сопротив-
ления R и подается на усилитель-формирователь 2, а сигнал по напря-
жению, снимаемый с МЭП,— на усилитель-формирователь 3 Сигнал
о коротком замыкании электродов поступает на усилитель-формирова-
тель 1 Далее сигналы с блоков 1, 2 и 3 подаются на логический элемент
сравнения 4 Выделяемый сигнал управления усиливается по мощности
усилителем 5 и поступает на исполнительный орган 6. Если на вход логи-
ческого элемента сравнения 4 подаются сигналы о наличии в МЭП
импульсов тока и напряжения, это указывает на то, что электроэрозион-
64
ный процесс протекает нормально, в данный момент времени на исполни-
тельном органе 6 сигнал отсутствует и двигатель подачи остановлен При
нарушении этого баланса, когда на вход логического элемента 4 посту-
пает сигнал только о наличии импульсов напряжения, а сигнал о нали-
чии импульсов тока отсутствует, логический элемент выдает команду на
уменьшение МЭП При наличии импульсов тока и отсутствии импульсов
напряжения, что свидетельствует о коротком замыкании, подается ко-
манда на исполнительный орган и на отвод ЭИ для устранения коротко-
го замыкания
В последние годы ведутся работы по созданию адаптивных систем
управления электроэрозионным процессом, что может обеспечить значи-
тельное повышение производительности ЭЭО, улучшение качества обрабо-
Рис 37 Блок схема экстремального регулятора подачи
тайной поверхности и снижение расхода ЭИ за счет снижения его износа.
Под адаптивной системой понимается такая система, которая, приспо-
сабливаясь к изменившимся условиям ЭЭО, поддерживает заданные
выходные параметры (например, производительность электроэрозиоиного
процесса). В состав адаптивной системы входит генератор импульсов,
способный самостоятельно изменять режим своей работы в процессе ЭЭО,
и электроэрозионный станок, снабженный необходимыми датчиками конт-
роля электроэрозиоиного процесса и быстродействующим исполнитель-
ным органом Рассмотрим один из примеров адаптации Допустим, что
в процессе работы ухудшились заданные условия в МЭП из-за частых
коротких замыканий Регуляторы, рассмотренные выше, получая сигнал
о коротком замыкании, разводили бы электроды, прерывая тем самым
процесс обработки, но при этом терялась бы производительность ЭЭО.
Адаптивная система стремится не допустить короткого замыкания и из-
меняет параметры (например, средний рабочий ток), стимулирующие
дугообразование за счет уменьшения амплитуды тока или увеличения
паузы между импульсами в сложившихся условиях, что наиболее рацио-
нально При установившемся режиме, когда диэлектрическая прочность
МЭП высока, время паузы между импульсами уменьшается, а средний
рабочий ток повышается, обеспечивая высокую производительность
электроэрозиоиного процесса.
Адаптивной системой управления оснащен станок 4Д722АФЗ
Исполнительные механизмы. Привод подачи ЭИ является исполни-
тельным механизмом (органом) системы автоматического регулирования
величины МЭП Он состоит из электро- или гидропривода и промежу-
точных звеньев (например, редуктора) Исполнительные механизмы
должны иметь широкий диапазон изменения скорости подачи ЭИ, обла-
дать достаточно высоким быстродействием, иметь высокую чувствитель-
ность к плавно изменяющемуся входному сигналу и не иметь люф-
тов при реверсе подачи Таким требованиям отвечают электромеханичес-
кие приводы подачи с электродвигателями постоянного тока и ша-
говыми электродвигателями, а также электрогидравлические приводы
подачи ЭИ
Электромеханический привод подачи состоит из электродвигателя
и редуктора, назначение которого снизить число оборотов на выходном
валу привода Скорость якоря электродвигателя в процессе регулирова-
ния МЭП изменяется в широких пределах, но на малых оборотах в об-
ласти ползучих (малых) скоростей его работа неустойчива и снижается
чувствительность к управляющему сигналу. Для электродвигателя типа
СЛ-261 с номинальным напряжением НО В это явление наблюдается
при снижении напряжения ниже 25 В. Чтобы избежать перехода электро-
двигателя в зону неустойчивой работы и не усложнять конструкцию
привода подачи, напряжение на его зажимах не снижают ниже 25 В.
Для снижения оборотов на выходном валу используют редуктор
На современных копировально-прошивочных станках малых типо-
размеров можно встретить реечные, винтовые (винт-гайка) или дифферен
цильные передачи
Электромеханический привод подачи (рис 38) состоит из электродви-
гателя постоянного тока 5, приводящего во вращение через редуктор 4
ходовой винт 3 Ходовой винт, вращаясь в гайке 2, закрепленной
неподвижно в подвижном шпинделе 1 инструментальной головки, сооб-
щает ему движение подачи и отвод закрепленного на нем ЭИ в за-
висимости от знака сигнала рассогласования. Для устранения люфтов
и уменьшения сил трения при подаче подвижная система выполняется
на подшипниках качения 6 Для устранения мертвых ходов винтовая
пара делается разрезной подпружиненной Редуктор при использовании
шагового электродвигателя может отсутствовать. Такая система подачи
имеет большую длину перемещения ЭИ и допускает большие нагрузки
на шпиндель Она может быть применена на станках, работающих с ЭИ
массой до 15 кг
На средних и больших типоразмерах станков применяются электро-
гидравлические приводы подачи ЭИ. Эти приводы имеют ряд преиму-
ществ перед электромеханическими, отсутствие люфтов, что особенно
важно при реверсе подачи (короткое замыкание электродов), устойчи-
вая работа на малых скоростях подачи ЭИ, а именно на таких скоростях
и работают электроэрозионные станки, более высокое быстродействие
в сравнении с электроприводом и, что особенно важно при сохранении
всех достоинств, обеспечение возможности создания значительных уси-
лий на шпинделе, позволяющее применять его на тяжелых станках,
работающих с ЭИ, имеющим большой вес Электрогидравлический
привод подачи (рис. 39) состоит из следящего золотника с поршнем 6,
управляемого соленоидом 8, который имеет обмотку управления 7 и об-
мотку 9, включаемую в сеть переменного тока для придания поршню 5
колебательного движения и устранения инерции покоя Сердечник соле-
ноида 8 жестко связан со следящим золотником 6 При увеличении МЭП
между ЭИ 2 и заготовкой 1 возрастает величина управляющего сигнала
на обмотку 7, что вызывает перемещение следящего золотника 6 вниз.
Открывается верхнее отверстие рабочего цилиндра 4 и поршень 5 опус-
кается вниз под действием возросшего давления масла в верхней полости
рабочего цилиндра. При движении поршня 5 уменьшается МЭП между
ЭИ 2, закрепленном на штоке 3, и заготовкой 1. В случае уменьшения
МЭП следящий золотник смещается вверх и масло поступает в нижнюю
часть рабочего цилиндра 4, а поршень 5 поднимается. При коротком
замыкании происходит полное смещение поршня следящего золотника 6
вверх и масло поступает в нижнюю полость рабочего цилиндра 4, при
этом поршень движется вверх ускоренно. Стрелками показано направ-
66
ление движения масла от гидростанции к золотнику Недостатками
гидропривода являются его высокая стоимость и большие габаритные
размеры.
Системы контроля и управления. Кроме автоматической системы
регулирования МЭП станки оснащаются различными системами автома-
тического регулирования и контроля технологических и электрических
параметров ЭЭО. Этот контроль является важнейшей частью автомати-
ческого управления. Для успешного ведения электроэрозиоиного процес-
са необходимо постоянно иметь информацию о его прохождении, чтобы
в случае отклонения от желательного режима своевременно оказывать
на процесс обработки воздействие в нужном направлении. Поэтому на
Рис 38 Конс-
трукция электро-
мех эпического
привода подачи
подачи
пульт управления станком и генератором вынесены приборы, информи*
рующие о состоянии протекания электроэрозиоиного процесса и органов
управления им
Уровень рабочей среды контролируется датчиком уровня, а система
регулирования поддерживает установленный уровень в ванне. Уровень
рабочей среды в ванне зависит от мощности, потребляемой при ЭЭО
от генератора импульсов.
Соотношение между толщиной слоя рабочей среды над поверхностью
обрабатываемой заготовки и потребляемой мощностью приводится
ниже.
Толщина слоя мм (не менее)
Потребляемая мощ
эатора импульсов
кВт (не более)
0,5
1,0
2,0
5,0
3*
Этот уровень и должен поддерживать регулятор уровня При умень
шении уровня рабочей среды генератор импульсов отключается, и процесс
ЭЭО прерывается
Температура рабочей среды, поступающей в зону обработки, оказы-
вает влияние на физическое состояние МЭП Тепловые процессы, проис-
ходящие в МЭП, тесно связаны с производительностью ЭЭО, износом
ЭИ и качеством обработанной поверхности При повышении температуры
рабочей среды уменьшается ее теплоемкость и вязкость, а следовательно,
снижается ее охлаждающая способность и возможность захвата и выноса
продуктов эрозии из МЭП Поэтому система подачи рабочей среды вклю-
чает в себя систему ее охлаждения, состоящую из регулятора темпера-
туры и теплообменника (см рис 26) При повышении температуры
рабочей среды регулятор открывает кран протока охлаждающей воды
через теплообменник и температура рабочей среды начинает снижаться,
а после достижения установленного уровня температуры поступление
воды в теплообменник прекращается
Контроль готовности изделия в процессе его обработки осуществляется
датчиком контроля линейного перемещения При достижении конечной
точки перемещения подача ЭИ прекращается и процесс прерывается
В качестве датчиков линейного перемещения применяются микрометри-
ческие глубиномеры в комплекте с конечным выключателем, электро-
контактные предельные датчики и электроконтактные предельные
шкальные датчики В процессе ЭЭО линейное перемещение ЭИ контро-
лируется' грубо — линейкой, точно — индикатором часового типа, а на
старых станках модели 4723 — специальным указателем линейного пере-
мещения Скорость линейного перемещения ЭИ в процессе обработки
может быть определена с помощью линейки или индикатора и секундо-
мера
Среднее значение рабочего тока, проходящего через МЭП, контро-
лируется амперметром, а напряжение на МЭП — вольтметром, располо
женным на пульте управления генератором импульсов
Давление в магистрали гидропривода контролируется манометром,
установленным на гидростанции
Расход рабочей среды обычно не контролируется, а контролируется
давление среды в магистрали Однако, если используются для подачи
рабочей среды агрегаты типа ХЭ38-16, то на их пультах управления
устанавливаются манометр и расходомер.
Настройка станка на заданные режимы обработки производится
органами управления, расположенными на пультах управления станком,
а также генератором и в случае установки автономного агрегата с рабо-
чей средой — пультом управления агрегатом
Электрические режимы ЭЭО определяют- полярность включения
электродов, форму импульсов, частоту и скважность импульсов, наличие
импульсов «поджига» и их длительность, средний рабочий ток, средние
значения напряжений холостого хода и при работе на МЭП
Средний рабочий ток, напряжения холостого хода и под нагрузкой
указываются амперметром и вольтметром, а остальные параметры обра-
ботки, за исключением полярности электродов, задаются и контроли-
руются по положению рукояток управления, расположенных на панелях
пульта управления генератора Полярность устанавливается присоеди-
нением токоподводящих проводов к соответствующим клеммам выхода
генератора, размещенным на боковой стенке его и выполненным в виде
быстродействующих разъемов
Все органы управления генератором типа ШГИ размещены на пульте
управления, состоящем из трех панелей На левой н средней панелях
68
находятся органы управления режимом работы генератора, на правой —
органы управления автоматическим регулятором подачи Выбор электри-
ческих режимов ЭЭО и настройка генератора на этн режимы произво-
дится в соответствии с технологической картой на ЭЭО
Генератор импульсов (например, модели ШГИ-63 440) позволяет
производить обработку, используя два вида импульсов прямоугольные
и гребенчатые При работе с прямоугольными импульсами возможна
обработка как отдельно следующими прямоугольными импульсами, так
и пакетами прямоугольных импульсов (см рис 11) с регулированием
числа импульсов в пакете и паузы между пакетами Если предпола-
гается обработка гребенчатыми импульсами, то можно установить паузу
между импульсами и количество гребней в импульсе Генератор
позволяет осуществлять обработку на одной из фиксированных частот,
равных 1, 3, 8, 22, 44, 88 и 440 кГц Наибольший средний рабочий ток
соответствует частоте 3 кГц Максимальная скважность импульсов
тока — 5, а минимальная— 1,4 Диапазон регулирования среднего тока
0,5—63 А
Ознакомившись с технологической картой, устанавливают электри-
ческие режимы в порядке, который описывается ниже
Сначала устанавливают требуемую полярность электродов, присоеди-
няя токоподводящие провода к соответствующим клеммам разъема,
затем задают нужную форму импульсов переключателем «Каналы», пере-
ключателем «Частота» устанавливают одну из фиксированных частот сле-
дования импульсов прямоугольной формы или частоту гребней в гребенча-
том импульсе, устанавливают необходимую скважность импульсов пере-
ключателем «Скважность», переключателем «Деление частоты» задают
количество прямоугольных импульсов в «пакете» или число мостиков в
импульсе гребенчатой формы, а переключателем «Пауза» — паузу между
«пакетами» или гребенчатыми импульсами
После установки необходимых параметров импульсов переключате-
лями «Блоки» и «Режим» задают средний рабочий ток Длительность
поджигающих импульсов, величину тока на частоте 440 кГц и длитель-
ность импульсов тока для этой частоты устанавливают переключа-
телями «Длительность» и «Режимы ВЧ»
По окончании установки режимов работы генератора приступают
к настройке автоматического регулятора подачи, интенсивности про-
качки рабочей среды, осцилляции и релаксации ЭИ
§ 10.	ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫЕ ВЫРЕЗНЫЕ СТАНКИ
Электроэрозионная вырезка непрофилированным (проволочным ЭИ)
применяется для изготовления сопряженных между собой элементов вы-
рубных штампов, копиров, шаблонов, щелей цанг, рабочих профилей
резцов, фильер и др Рабочей поверхностью непрофилированного ЭИ
является боковая поверхность, а рабочая подача на станке осущест-
вляется в направлении, перпендикулярном ее оси.
К основным достоинствам электроэрозионной обработки непрофили-
рованным ЭИ относится высокая точность обработки, малая стоимость
инструмента, относительная простота конструкции станка и возможность
автоматизации процесса К недостаткам можно отнести ограниченную
толщину обрабатываемой заготовки и то, что при обработке крупных
заготовок из-за загрязнений МЭП нарушается стабильность процесса
Прокачка рабочей среды в длинный зазор должна производиться под
большим давлением, что вызывает колебание проволоки, нарушающее
стабильность зазора и самого процесса.
69
Технологические характеристики процесса зависят от параметров ра-
бочих импульсов и частоты их следования, материала и толщины
обрабатываемой заготовки, свойств рабочей среды, материала проволоч-
ного электрода, направления и скорости его перемотки
Как видно из перечисления характеристик процесса вырезки непро-
филнрованным ЭИ, он подчиняется общим закономерностям ЭЭО, но
имеет и отличительные особенности
Производительность процесса принято оценивать не объемной ско-
ростью съема, а скоростью приращения площади одной из поверхностей
прорезанного паза, т е
Q = (l/t}h.	(19)
где I — длина паза, h — толщина заготовки, t — время прорезания
При электроэрозионной вырезке непрофилированным ЭИ исполь-
зуется проволока следующих марок- латунная Л63, медная ММ, молибде-
новая МЧ-1-А и вольфрамовая ВА-1-А При выполнении точных вырезных
работ применяют проволоку первого и второго классов точности по
ГОСТ 2771—81, у которой отклонение размера диаметра не превышает
0,005 мм
Ширина прорезаемого паза, а следовательно, н диаметр проволоки
не входят в формулу (19) при определении производительности процесса,
но оказывают существенное влияние как на производительность, так
и на качество обработанной поверхности Увеличение диаметра прово-
локи приводит к увеличению ширины паза', н, следовательно, к увели-
чению объема материала, который должен быть удален электроэрозион-
ным процессом Поэтому увеличение диаметра проволоки при неизменном
электрическом режиме работы генератора приведет к падению произво-
дительности процесса Но, с другой стороны, увеличение диаметра
проволоки позволяет использовать более жесткие режимы работы гене-
ратора с большой энергией импульса, а также повысить величину рабо-
чего тока (при котором тонкая проволока перегорала), что соответственно
увеличивает производительность электроэрозиоиного процесса, но одно-
временно приводит к снижению качества обработанной поверхности.
Чтобы достигнуть желаемого сочетания высокого качества получаемой
поверхности с наибольшей достижимой производительностью, нужно
использовать проволоку наименьшего диаметра в сочетании с макси-
мально жестким допустимым режимом работы генератора для выбранного
диаметра
Скорость перемотки проволоки влияет на точность обработки и ин-
тенсивность удаления продуктов эрозии из зоны реза С увеличением
скорости перемотки износ ЭИ уменьшается, условия прохождения
эрозионного процесса улучшаются и производительность процесса повы-
шается. Однако с ростом скорости перемотки резко уменьшается эф-
фективность использования проволочного ЭИ Практически применяется
скорость перемотки в пределах 6—15 мм/с.
Большое влияние на производительность процесса оказывает толщина
обрабатываемой детали, особенно при узких пазах реза проволокой
диаметром 0,1—0,15 мм, из-за плохого удаления продуктов эрозии из зоны
реза производительность процесса ЭЭО падает. С увеличением диаметра
проволоки падение производительности нз-за ухудшения удаления про-
дуктов эрозии уменьшается. При значительных толщинах реза (до 80 мм)
рекомендуется применять проволоку диаметром 0,25—0,30 мм
Точность изготовления деталей непрофилированным ЭИ очень высокая
и лежит в пределах от ±0,02 до ±0,005 мм. На точность обработки
влияет целый ряд погрешностей. Суммарная погрешность складывается
70
из погрешностей диаметра проволоки, величины межэлектродного зазрра,
точности изготовления и установки копира (программы) и точности ко-
пирования При движении проволоки она, как и обрабатываемая деталь,-
подвергается эрозии и на выходе из паза будет иметь меньший диаметр,
чем на входе в паз. Вследствие этого паз приобретает конусность, т е
на входе он шире, чем на выходе. Эту погрешность можно уменьшить
увеличением скорости перемотки проволоки Известно, что в процессе
обработки импульсные разряды в МЭП могут вызвать вибрацию прово-
локи и тем самым повлиять на точность обработки Амплитуда вибрации
проволоки будет тем выше, чем меньше усилие натяжения проволоки
в процессе ее перемотки Рекомендуется натяжение проволоки делать
максимально возможным для данного материала и ее диаметра На
устойчивость режима большое влияние оказывает плавность перемотки
проволоки Намотка должна быть плотной и равномерной
При вырезке по копиру значительную погрешность в изготовление
детали вносит точность изготовления копира и его установка На деталь
переносятся все погрешности изготовления и установки копира, поэтому
к копиру предъявляются высокие требования по точности его изготовления
и установки на станке Снимать копир со станка до окончания изготовле-
ния партии деталей нежелательно, так как повторная его установка
в первоначальное положение практически невозможна Копир должен
быть достаточно жестким и не должен деформироваться при его установ-
ке, но чем толще копир, тем больше погрешность копирования Чтобы
уменьшить эту погрешность, на рабочей части копира снимают фаски,
оставляя рабочую толщину копира, равной 0,15—0,30 мм Рабочий
поясок копира срабатывается до значения шероховатости /?з = 0,32 мкм,
чтобы избежать копирования микронеровностей на деталь Копир должен
изготовляться, как правило, на класс точности выше, чем изготовляемая
по нему деталь
Электроэрозионная вырезка непрофилированным ЭИ осуществляется
при прямой полярности, т. е от генератора импульсов на деталь подают
плюс (деталь анод), а на ЭИ — минус (катод). Электрические режимы
обработки выбираются в соответствии с требованиями к точности обра-
ботки, качеству поверхности, толщине и материалу заготовки.
Эрозионные проволочные вырезные станки оснащаются различными
типами генераторов импульсов — полупроводниковыми и релаксацион-
ными /?С-генераторами. Эти генераторы имеют различные технологи-
ческие характеристики, а поэтому единых рекомендаций по выбору
режимов обработки, пригодных для различных типов генераторов, нет.
На станках моделей 4531, 4532 и других установлены релаксационные
/?С-генераторы. Полупроводниковыми генераторами ГКИ-250 осна-
щены станки моделей 4531ФЗ и 4532ФЗ.
В табл. 14 даны рекомендации по выбору материала и диаметра
проволоки ЭИ в зависимости от материала и толщины обрабатываемой
заготовки, а в табл. 15 — рекомендуемое сочетание диаметра ЭИ с элект-
рическим режимом работы релаксационного генератора, а также полу-
чаемая при этом производительность и шероховатость поверхности в слу-
чае обработки твердого сплава.
Прн работе с генератором ГКИ-250 необходимо руководствоваться
при выборе электрического режима обработки технологической инструк-
цией, прилагаемой к генератору, или номограммами, приведенными на
рис. 40, а— (для стали). Допустим, что необходимо вырезать детали
из стали толщиной 25 мм с /?а = 2,5 мкм. Необходимо определить наи-
выгоднейший режим обработки и выбрать диаметр проволочного ЭИ
По номограмме (рис. 40, а) находим, что это условие выполняется при
вырезке на чистовом режиме проволокой 0,1 мм и на черновом режиме
при частоте 22 кГц проволокой диаметром 0,25 мм По номограмме
Таблица 14 Выбор материала и диаметра проволочного ЭИ
в зависимости от материала и толщины обрабатываемой заготовки
Толщина заготовки мм	Материал	1 заготовки	1	Д ного^ЭИ мм	|	Рного ЭИ
	Черновой режим		
0—20	Сталь	1	0,15	Латунь Л63
20—60		0 20	
60—80		0 25—0,30	
0—40	1 Твердый сплав 1	0,25	
40—80	|		0,30	
	Чистовой	режим	
0—1	Сталь, твердый 1	0,02-0 05	1 Вольфрам BA 1 А
	сплав	0 05—0,07	!	молибден МЧ 1 А
1-10			Тоже
10 и выше	-	0 07—0,10	Молибден	МЧ 1 А,
			латунь Л63
Диаметр проволоч- ного ЭИ	Режим обработки					Параметр шероховатости Rz, мкм
	Напряжение холостого хода, В	сатора мкф	Рабочий	подачи,	Производитель ность ммг/мин	
0 10	110	0,4	0,5	10	22	1 2
0,20	160	1,2	1 0	15	4,0	2 2
0 30	160	32	2,4	20	7 0	2 8
(рис 40, б) определяем скорость подачи ЭИ, которая обусловливает
производительность процесса Скорость подачи при вырезании проволокой
обработки при работе с ге-
Рис 40 Номограммы для выбора электрических режимов
нератором модели ГКИ-250
диаметром 0,25 мм на черновом режиме и частоте 22 кГц будет значи-
тельно выше и составит 0,80 мм/мин Затем по номограмме (рис 40, s)
определяем положение рукояток заряда конденсаторов и тумблеров
72
напряжения генератора Точка пересечения линии, соответствующей тол-
щине заготовки 25 мм, с линией диаметра проволоки 0,25 мм при частоте
22 кГц лежит на положении рукоятки 1 внизу Если точка займет про-
межуточное значение между положениями 1 и 2, то выбирается положе-
ние рукоятки слева от точки пересечения Найденные таким образом
скорость подачи ЭИ и положение рукоятки заряда конденсатора, отве-
чающие заданным требованиям обработки, устанавливаются на генера-
торе, а станок заправляется проволокой диаметром 0,25 мм При выпол-
нении заготовительных операций, когда к шероховатости обработанной
поверхности не предъявляется высоких требований, а производительность
нужно иметь высокую, целесообразно использовать проволоку из латуни
диаметром 0,25—0,30 мм, а разрезание производить на жестких режимах
работы генератора
При проволочной вырезке рабочими средами служат керосин
(ГОСТ 4753—68) и водопроводная вода с антикоррозийными присадками,
триэтаноламином и нитритом натрия Добавление присадок приводит
к снижению электропроводности Основное влияние на электропровод-
ность воды оказывает нитрит натрия Учитывая, что электропровод-
ность рабочей среды оказывает влияние на скорость вырезки и ширину
паза, рекомендуется на черновых режимах с максимальной скоростью
вырезки использовать рабочую среду с электрической проводимостью
(44-5) -10~5 см/м, получаемой после добавления в водопроводную воду
по 0,04% антикоррозийных присадок Чистовую вырезку производят при
более низкой электропроводности Оработ-ку твердого сплава на чистовых
режимах рекомендуется осуществлять в керосине, так как при обработке
в воде производительность процесса снижается почти в два раза.
Схема вырезки непрофилированным ЭИ приведена на рис 41 Обра-
батываемая заготовка 1 устанавливается на рабочем столе 2, который
может перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях
двумя следящими электроприводами (на схеме не показаны) На заготов-
ке установлен и закреплен копир 3 через изоляционную прокладку 10
Проволочный ЭИ 4 перематывается с катушки 6 на катушку 8, уста-
новленные в скобе 7 Катушки имеют автономные электроприводы, ра-
ботающие в разных режимах Электропривод катушки 8 через редуктор
сообщает ей вращательное движение, а электропривод катушки 6 под-
тормаживает катушку 6, создавая тем самым натяжение ЭИ (приводы на
схеме не показаны). На скобе установлены два ролика 5 и 9, обеспечи-
вающие нужное направление движения ЭИ относительно заготовки
Проволочный ЭИ одновременно является щупом, следящим за контуром
копира
Сложноконтурную вырезку и разрезание заготовок непрофилирован-
ным ЭИ производят различными способами: по копиру (шаблону),
непосредственно с чертежа и с помощью систем числового программного
управления Разрезание заготовок и вырезка прямоугольных контуров
производятся по фиксированным координатам подачи ЭИ
Сложноконтурная вырезка по копиру. Принцип работы электрокопиро-
вальной системы (рис 42) показан на примере электроэрозиоиного станка
для профильного вырезания по копиру модели 4531
Электрокопировальная система имеет две электрические цепи, питае-
мые от самостоятельных источников питания. Одна цепь состоит из ЭИ
7 и электрода-заготовки 3. Эта цепь питается от релаксационного ге-
нератора 16 (технологическая цепь) Другая цепь состоит из ЭИ 7 и копи-
ра 4 Она подключена к низковольтному источнику питания 17 (сле-
дящая цепь) Подключение цепей к ЭИ осуществляется токоподводом 9.
Копир 4 изолирован от электрода-заготовки 3 электроизоляционной про-
73
кладкой 10 Обрабатываемая заготовка закрепляется на рабочем столе 2,
который получает движение продольной подачи от электродвигателя 11
Движение поперечной подачи сообщается рабочей головке от электродви-
гателя 12 На этой головке установлены направляющие ролики 8 и 18,
механизм перемотки ЭИ 1 и натяжения ЭИ 6 с роликами 5. МЭП между
ЭИ и заготовкой автоматически регулируется регулятором 15, а между
копиром и ЭИ — регулятором 14, которые через переключающий блок 13
подключаются к соответствующим электродвигателям // или 12 Подклю-
Рис 42 Блок схема станка модели 4531
чение электродвигателей к блоку осуществляется так, чтобы обеспечить
рабочую подачу от регулятора 15 в направлении линии копирования,
а копирующую подачу от регулятора 14 — перпендикулярно к линии
копирования В процессе врезания сложнопрофильного контура необходи-
мо многократно изменять направление рабочей и копирующей подачи,
а также производить подключение электродвигателей 11 и 12 то к одному,
то к другому регулятору подачи, ЭИ перемещается в направлении,
указанном стрелкой, т е перематывается с бобины на бобину. Механизм
перемотки 1 имеет возможность изменить скорость движения ЭИ, т е.
скорость перемотки Для обеспечения необходимого усилия натяжения
ЭИ электродвигатель 6 вместе с бобиной работают в тормозном режиме,
противодействуя вращению бобины механизма перемотки 1 и натяги-
вая ЭИ.
Чтобы в процессе работы копир не подвергался электрической эрозии
и не изнашивался, питание цепи ЭИ — копир осуществляется от низко-
вольтного источника питания 17, имеющего такую внешнюю вольт-
амперную характеристику, которая практически исключает износ копира.
ЭИ всегда находится в контакте с копиром и в этом случае сигнал на
регулятор копирующей подачи отсутствует, а если контакт между ЭИ
и копиром разрывается, то создается значительное изменение величины
сигнала на входе регулятора копирующей подачи и рабочая головка,
перемещаясь по нормали к копиру, устраняет разрыв контакта
Сложноконтурная вырезка на станках с ЧПУ. Одна из базовых моде-
лей станка с программным управлением приведена на рис 43 Электро-
74
эрозионный вырезной станок с числовым программным управлением
модели 4532 предназначен в основном для инструментальных цехов заво-
дов и может использоваться при изготовлении рабочих элементов выруб-
ных штампов, фасонных фильер в матрицах для выпрессовки фасонных
профилей из цветных металлов и пластмасс, фасонных резцов из метал-
локерамики, термообработаниых шаблонов и различных изделий для това-
ров народного потребления.
Прорезание щелей и пазов производится с отключением одной коор-
динаты подачи. Станок снабжен релаксационным генератором импульсов
Рис 43 Общий вид проволочного вырезного станка с числовым про-
граммным управлением модели 4532
технологического тока. Последующие модели станков оснащены генерато-
рами ГКИ-250. Управление станком осуществляется с пульпа числового
программного управления «Контур 2П-67» по программе, задаваемой иа
перфоленте, а также от пульта управления, расположенного на станке.
«Контур 2П-67» предназначен для двухкоординатного числового уп-
равления с приводом На шаговых электродвигателях У этих электро-
двигателей якорь при подаче одного управляющего импульса повора-
чивается на определенный угол, а при подаче ряда рабочих импульсов
якорь будет поворачиваться от каждого импульса на один и тот же угол.
«Контур 2П-67» работает по заранее составленной программе, записанной
в виде двоично-десятичного кода на перфоленте, имеющей пять дорожек.
Управление перемещением исполнительных органов происходит дискретна
с помощью подачи отдельных импульсов, идущих с определенной часто-
той, заданной программой. Поданное количество импульсов определяет
75
расстояние, которое пройдет исполнительный орган в данном направлении
(по данной координатной оси) Если необходимо, например, осуществить
прямолинейное перемещение в направлении, не параллельном ни одной
координатной оси, то управляющие импульсы подаются одновременно
на оба двигателя — продольной и поперечной подачи Участок перфо-
ленты, содержащий в кодированном виде команду о прямолинейном
перемещении, заданном в проекциях по осям, носит название кадра
Лента перфорируется в соответствии с заранее составленной таблицей,
в которой программа записана в виде последовательных кадров, обеспе-
чивающих перемещение инструмента по некоторой траектории Про-
грамма рассчитывается на основании чертежа и технологической карты
изготовляемой детали Расчету программы должны предшествовать пе-
ревод всех требуемых размеров чертежа из миллиметров в импульсы и
определение числа импульсов, приходящихся на 1 мм перемещения
Программирование может быть ручным и автоматическим с использо-
ванием вычислительного центра Ручное программирование может осу-
ществляться графическим и аналитическим способами Графическое
программирование менее трудоемко, но и менее точно Оно применяется
в тех случаях, когда заданная чертежом точность изготовления детали
невысока
Составленная программа переносится на ленту с помощью стартстоп-
ного телеграфного аппарата СТА-М67Б или подобными аппаратами
других моделей
На станке можно обрабатывать заготовки, имеющие массу не более
75 кг, максимальные размеры которых не более 320X320X60 мм и
наибольший размер обрабатываемого контура 200 X 200 мм Рабочая
среда в процессе обработки — керосин
Станок включает в себя литую жесткую станину, которая является
его основанием На ней устанавливается механизм подъема ванны с
рабочей средой и предметного стола, каретка перемещения скобы, в ко-
торую вмонтирован редуктор для получения продольной и поперечной
подачи Скоба, установленная иа верхней каретке, несет на себе меха-
низмы намотки и натяжения проволоки, а также устройства для прокачки
рабочей среды через МЭП Электрошкаф с генератором и аппаратурой
управления встроен в станину с задней стороны С левой стороны станка
закреплен пульт управления станком Отсчетные микроскопы продольной
и поперечной подач расположены справа от скобы Ручное настроечное
перемещение осуществляется накидными ручками с помощью квадратов
поперечной и продольной подач скобы В автоматическом режиме про-
дольное и поперечное перемещения кареток осуществляются от шаговых
двигателей типа ШД-4, получающих команду с пульта числового про-
граммного управления Перемещение каретки на один импульс шагового
двигателя 0,002 мм
В табл 11 приведены модели проволочных вырезных станков, выпус-
каемых нашей промышленностью
Сложноконтурная вырезка на фотокопировальных станках. Состав-
ление программы вырезки деталей с большой сложностью профиля —
трудоемкая задача, а если необходимо изготовить лишь небольшую
партию деталей, то и дорогостоящая Поэтому рационально было бы при-
менять в этом случае стаики, позволяющие осуществлять вырезку непо-
средственно с чертежа-копира На рис 44 приведен общий вид электро-
эрозионного фотокопировального станка для проволочной вырезки мо-
дели ЛЭ-501М. Станок оснащен фотокопировальной следящей системой,
осуществляющей полностью автоматический обход заданного сколь угод-
но сложного контура детали чертежом-копиром В качестве копира
76
77
применяется рисунок-чертеж детали, выполненный тушью на обычной чер-
тежной бумаге Чертеж-копир выполняется в увеличенном масштабе
(от 5 до 50-кратного), что значительно снижает требования к точности
его изображения Профиль вырезаемой детали полностью повторяет
профиль чертежа-копира, но в обратном масштабе с помощью меха-
нического масштабирующего устройства (рис. 45). Фотоэлектрическая
следящая система копирования представляет собой замкнутую систему
регулирования. Изображение линии копира-чертежа, увеличенное опти-
ческой системой фотоэлектрического датчика 9, подается на электронно-
оптический преобразователь, преобразующий оптическое изображение
линии копира в соответствующие электрические сигналы, параметры ко-
торых зависят от направления линии копирования относительно осей
координат станка Движение скобы с ЭИ и стола с заготовкой осу-
ществляется по двум координатам.
Первую координату (угловую) получают при помощи рычага второго
рода — траверсы 5, которая может вращаться вокруг осн 7 на угол а,
на другом конце траверсы 6 на расстоянии La расположен датчик 9
копировальной системы 1 Траверса получает угловое перемещение (вра-
щение вокруг оси 7) от следящего привода 8, управляемого копиро-
вальной системой /. На некотором расстоянии от оси вращения траверсы
расположена скоба 6 с ЭИ и механизмами перемотки и натяжения про-
волоки Масштабирование по угловой координате осуществляется по за-
кону рычага второго рода Масштабный коэффициент по угловой коор-
динате определяется отношением
Ma = LJla	(20)
Вторую координату (продольную) получают при помощи системы,
состоящей из подвижного предметного стола 10, на котором размещается
копир-чертеж детали, и рабочей каретки 3, на которой размещается ра-
бочий стол с заготовкой 4 Предметный стол и рабочая каретка связаны
между собой масштабирующим элементом 12 и перемещаются вдоль
оси X с помощью следящего электропривода 11, также управляемого
фотокопировальной системой 1. Масштабный коэффициент по линейной
координате определяется как отношение длины хода предметного стола L
к длине хода рабочей каретки I, т е.
Mi=L/l	(21)
К заготовке и к проволочному ЭИ подключен генератор импульсов
технологического тока 2 Таким образом, обход контура копира-чертежа
фотоэлектрическим датчиком осуществляется с помощью двух движе-
ний — углового перемещения датчика 9 на угол а вокруг оси 7 и линейного
перемещения вдоль оси X предметного стола 10 Аналогичное движе-
ние совершают проволочный ЭИ со скобой и рабочая каретка с заго-
товкой, но только в уменьшенном масштабе
Масштабирование по угловой координате осуществляется, как было
показано, соотношением La и /а. Для изменения масштаба система
перемотки проволочного ЭИ установлена на подвижной скобе, которая
может перемещаться по траверсе с помощью винта и рукоятки Таким
образом, достаточно изменить положение скобы 6, как изменится расстоя-
ние 1а и, следовательно, изменится масштабный коэффициент Ма Схема
масштабирования по линейной координате X выполнена следующим
образом: под рабочей кареткой 3 расположен масштабирующий эле-
мент 12, который перемещается по координате У с помощью электро-
привода 11. На основании масштабирующего элемента расположена ли-
нейка под углом cci к координате У. На масштабном элементе закреплен
78
одноступенчатый блок, через который перекинут гибкий трос, связан-
ный с предметным столом 10. Натяжение троса осуществляется про-
тивовесом С учетом блочной передачи перемещение предметного стола
определяется по формуле L = kl\, где k — коэффициент передачи одно-
ступенчатого блока В данном случае k = 2 Ход масштабного элемента
/1 вдоль координаты У определяется соотношением
/i=//tga,	(22}
После подстановки получим
Mi = 2/tga,.	(23)
Таким образом, изменение масштабного коэффициента линейной коор-
динаты производится изменением угла наклона линейки масштабирую-
щего элемента 12.
На фотокопировальном станке можно обрабатывать заготовки разме-
ром до 150X150 мм и толщиной до 25 мм с точностью до ±0,02 мм.
Точность выполнения чертежа-копира при 20-кратном увеличении
±0,3 мм. Максимальный размер чертежа-копира должен быть не более
500X500 мм. Станок оснащается полупроводниковым генератором им-
пульсов
Электроэрозионный координатный станок модели СН-144 осущест-
вляет вырезку по фотошаблону контура чертежа детали в увеличенном
масштабе Слежение за контуром фотошаблона вырезаемой детали
осуществляется фотоголовкой Фотошаблон представляет собой свето-
контрастный контур детали, получаемый нанесением контрастного слоя,
например, на кальку или прозрачную пластину. Принципиально работа
станков ЛЭ-501М и СН-144 аналогична
§11.	ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ СТАНКИ
В электроконтактной обработке (ЭКО) использован электроэрозион-
ный принцип формообразования и для нее справедливы основные зако-
номерности, относящиеся к ЭЭО. Однако, как и любая разновидность
эрозионной обработки, ЭКО имеет свои особенности
Принципиальная схема ЭКО представлена на рис 46 Вращающийся
дисковый ЭИ 3 (из стали или другого материала) и обрабатываемая
заготовка 1 подключены к источнику постоянного или переменного
напряжения 2. К вращаемуся ЭИ напряжение подводится с помощью
скользящего щеточного устройства 4 Рабочая среда — воздух или вода.
При сближении вращающегося ЭИ с обрабатываемой заготовкой
возможны моменты, когда наиболее выступающие части электродов вхо-
дят в контакт, а затем удаляются друг от друга, подвергаясь трению
и электроэрозиенному воздействию Электрические разряды формируются
за счет непостоянства МЭП между вращающимся ЭИ и заготовкой.
Если подводимое напряжение между электродами мало, то удаление
металла с электродов будет происходить за счет их разогрева трением.
При повышении напряжения в местах точечных контактов между элект-
родами и в МЭП возникают электрические разряды. В МЭП могут возни-
кать электрические разряды трех видов- контактный, контактно-дуговой
и дуговой Трем видам электрических разрядов соответствует три диапа-
зона подводимого напряжения к электродам пониженное (10—12 В),
среднее (12—22 В) и повышенное (свыше 22 В). Прохождение электри-
ческого разряда в локальной зоне, как и при ЭЭО,-вызывает расплавление
и испарение металла с образованием эрозионных лунок на поверхности
электродов Обработанная поверхность как бы изрыта кратерами, разбро-
79
санными по поверхности, чго придает ей специфический характер Элект-
рические разряды, ввиду специфичности поверхностей электродов и вра-
щения одного из них, формируются непостоянными по амплитуде, фазе,
длительности и скважности Для их формирования нет необходимости
использовать специальные генераторы импульсов Поэтому ЭКО можно
производить как на постоянном, так и на переменном токе Причем при
работе на переменном токе электрические разряды возникают на обеих
полуволнах напряжения, а ЭИ и заготовка попеременно становятся то
анодом, то катодом
Производительность электроконтактной обработки определяется вели-
чиной мощности, реализуемой в межэлектродном промежутке В общем
Рис 46 Принципиальная схема ЭКО с дисковым ЭИ
случае с возрастанием подводимой мощности производительность элект-
роконтактной обработки непрерывно возрастает
Износ ЭИ при ЭКО зависит от ряда факторов. При работе на пере-
менном токе, когда ЭИ попеременно подключается то как катод, то как
анод, нагрев электродов в разные полупериоды будет неодинаковым.
Преимущественный съем металла с электрода-заготовки объясняется тем,
что дуговые разряды возникают между отдельными наиболее высту-
пающими частями ЭИ (вращающегося диска) и электрода-заготовки
При вращении диска дуговой разряд переходит на новые набегающие
выступающие части диска, а тепло, поступающее от дугового разряда,
в результате вращения распределяется на большей поверхности Коли-
чество тепла в итоге недостаточно для плавления материала ЭИ, так
как подводимое тепло успевает выводиться из зоны реза На электроде-
заготовке условия совершенно иные. Тепло, поступающее от дуги, практи-
чески не выводится из зоны реза и металл доводится до плавления в зоне
действия дугового разряда, образуя эрозионную лунку. Далее дуговой
разряд переходит на новое место и образует новую эрозионную лунку
и т. д При работе на постоянном токе наибольшему разрушению
80
подвержен электрод, подключенный к положительному полюсу источника
тока Поэтому в электроконтактных станках при использовании источ-
ников постоянного тока анодом является электрод-заготовка, а като
дом — ЭИ
Существует две разновидности электроконтактной обработки в воз-
духе и в жидкой среде Каждая из них имеет свои технологические
особенности, для этих двух видов обработки используется специальное
оборудование При обработке в жидкой среде обеспечивается эффектив-
ный съем металла, хорошее качество поверхности и малый объемный
износ ЭИ, который составляет 3—7 % Обработка ведется при сравни-
тельно невысоких мощностях (50—300 кВт) и силе тока до 6000 А.
При электроконтактной обработке в воздушной среде ухудшается ка-
чество поверхности Электроконтактную обработку на воздухе применяют,
когда нужно обеспечить большой съем металла при низком качестве
обработанной поверхности (например, при разрезании и обдирке слит-
ков) Электроконтактиый процесс в воздушной среде происходит при
использовании больших мощностей до 500 кВт и силе тока 1500—20 000 А.
Рабочей средой для ЭКО служит техническая вода (иногда с добавле-
нием эмульсолов для предупреждения коррозии обрабатываемых деталей)
и воздух
В свою очередь, ЭКО в жидкой среде может осуществляться мето-
дом погружения обрабатываемой заготовки и ЭИ в ванну с рабочей
жидкостью, а также методом полива, когда вода принудительно насо-
сом через направляющее сопло подается непосредственно в зону реза
Воздух может подаваться в зону обработки под статическим атмо-
сферным давлением и под динамическим напором через направляющее
сопло Воздух выдувает расплавленные частицы из зоны обработки
и охлаждает ЭИ
В качестве ЭИ при ЭКО применяются диски толщиной от 1,5 до 50 мм
Материалом дискового ЭИ могут служить: углеродистая сталь, графит,
чугун. Для повышения стойкости дисковых ЭИ и улучшения качества
обработанной поверхности боковые поверхности ЭИ покрываются абра-
зивно-изоляционным материалом. Дисковые и чашечные ЭИ для электро-
контактного шлифования и фрезерования чаще отливаются из чугуна
марки СЧ 18-36 и в некоторых случаях делаются полыми для охлажде-
ния их изнутри водой
Наибольшее применение ЭКО получила в заготовительном произ-
водстве на операциях электроконтактного разрезания заготовок, электро-
контактной обдирки (грубое шлифование или фрезерование) заготовок,
прошивания отверстий и вырезки заготовок Принципиальная схема
разрезания заготовок приведена на рис 46, а на рис 47 дана схема
электроконтактной прошивки отверстий полым ЭИ (трепанация) с погру-
жением заготовки, а также ЭИ в ванну с рабочей средой По такой же
схеме производится вырезка круглых заготовок
Электроконтактные станки специального назначения изготовляются
станкостроительными заводами по заказам различных отраслей про-
мышленности Специальный электроконтактиый карусельный станок мо-
дели МЭ-301 предназначен для обработки деталей, имеющих форму тел
вращения Станок представляет собой двухстоечную карусель с диамет-
ром планшайбы 2800 мм Обработка производится в ванне под слоем
рабочей среды Ванна станка при загрузке и выгрузке детали опускается
и открывает свободный доступ к планшайбе Обработка осуществляется
одновременно двумя ЭИ, установленными на двух автономных шпинде-
лях В комплект станка входит выпрямительный агрегат типа
ВАККС-2500-48У4, обеспечивающий питание каждого ЭИ рабочим током
цо 4000 А и производительность (съем металла) до 0,1 кг/мин. Электро-
контактный станок модели МЭ-303 — карусельный, но имеет планшайбу
диаметром 1400 мм и один шпиндель Этот станок так же, как и МЭ-301,
Рис 47 Схема
прошивки
предназначен для обработки деталей, являющихся телами вращения,
и имеет подъемную ванну для рабочей среды
На базе анодно-механического станка модели 4А821 создан электро-
контактный станок для отрезания заготовок модели 4А821М. На станке
можно отрезать заготовки диа-
метром до 160 мм и длиной от
10 мм н выше. Он имеет диско-
вую головку с токоподводом,
каретку, на которой установле-
ны измерительные приборы, и
механизм отсчета, рабочую ван-
ну и накопительный бак, а также
Рис 48 Головка дисковая
пульт управления станком. Станок оснащен источником питания по-
стоянного тока. Разрезаемая заготовка вращается от индивидуального
привода Рабочая ванна с правой стороны имеет входное окно для
прохода отрезаемой части заготовки. Станок оснащен автоматиче-
ской системой подачи ЭИ
На заводах чаще можно встретить электроконтактные станки, изго-
товленные на базе подходящих конструкций металлорежущих или отрез-
ных дисковых станков На рис. 48 приведена одна из возможных
конструкций дисковой головки для разрезания заготовок в жидкой рабо-
чей среде Такая головка может быть установлена на фрезерном станке.
Дисковый ЭИ 1 закреплен на валу шпинделя 2 Шпиндель получает
вращение от электродвигателя 5. Токоподвод от источника рабочего тока
к дисковой головке осуществляется меднографитовыми щетками 4 и
токосъемным кольцом 3. Головка к станку крепится с помощью конуса 6.
Система подачи и очистки рабочей среды при модернизации металло
82
режущих станков должна включать в себя- рабочую ванну, накопительный
бак, насос для подачи рабочей среды, сетчатый фильтр и вентили Рабо-
чая среда (техническая вода) из накопительного бака насосом подается
в рабочую ванну Отработанная вода через патрубок, в котором установ-
лен сетчатый фильтр, обратно сливается в накопительный бак (замкну-
тый цикл) Продукты эрозии (крупные частицы) из-за низкой вязкости
воды осаждаются в рабочей ванне, а мелкие частицы, прошедшие сет-
чатый фильтр, осаждаются в накопительном баке
При работе в воздушной среде специальных устройств практически
не требуется Воздух от цеховой сети под давлением 3—6 кПа через сопло
подается в зону резания.
§ 12.	ПРИСПОСОБЛЕНИЯ К ЭЛЕКТРОЭРОЗИОИНЫМ СТАНКАМ
При работе на электроэрозионных станках применяются различные
приспособления Одни приспособления облегчают труд операторов, де-
лают его более рациональным и производительным, а другие расширяют
технологические возможности станка или повышают точность обработки.
Все применяемые приспособления можно разделить на две группы:
на универсальные и специальные
Как правило, электроэрозионные станки комплектуются заводом-
изготовителем различными универсальными приспособлениями. В процес-
се проектирования технологического процесса для изготовления раз-
личных деталей появляется необходимость изготовления специальных
приспособлений, так как иногда изготовить деталь, используя универсаль-
ные приспособления, сложно или просто невозможно К специальным
приспособлениям относятся и приспособления, повышающие производи-
тельность труда оператора.
К универсальным приспособлениям можно отнести магнитную го-
ловку, электрододержатели различных типов, орбитальную головку,
шлифовальную головку, приспособление для поворота и вращения ЭИ,
цеитроискатель, рискообразователь, сверлильный патрон и магнитную
плиту, к специальным приспособлениям относятся: приспособление для
установки и выверки ЭИ и заготовки относительно друг друга, установки
для крепления заготовки на рабочем столе, вращающийся стол, различ-
ные кондукторы и многоэлектродиые приспособления
Электромагнитная головка. Для быстрой смены ЭИ, удобства его
монтажа и последующей выверки относительно обрабатываемой заготов-
ки применяется магнитная головка (рис 49) Она состоит из корпуса 1,
сердечника 2 и тороидальной катушки 4, находящегося между сердеч-
ником и катушкой слоя электрического изоляционного материала 3 и
прихвата 5 Для базирования устанавливаемых на электромагнитной го-
ловке приспособлений имеется три штифта 11. При подключении
катушки к электрической сети станка протекающий по ней ток создает
намагничивающие силы, которые притягивают якорь. Якорь, как и сер-
дечник, изготовляется из ферромагнитного материала (железа) Макси-
мальное нагрузочное усилие электромагнитной головки, которое назы-
вается рабочим, развивается при очень малых зазорах между сердечни-
ком и якорем Величина рабочего- зазора лежит в пределах тысячных
или сотых долей миллиметра, поэтому сопрягаемые поверхности якоря
и сердечника необходимо содержать в чистоте
Электромагнитная головка крепится к шпинделю станка или к про-
межуточным приспособлениям орбитальной головке или приспособле-
нью для поворота ЭИ На рис 49 приведен пример установки на электро-
магнитной головке электрододержателя, состоящего из корпуса 6 (он же
83
служит якорем электромагнита) и гайки 7 для крепления хвостовика 9 ЭИ
(или, как в данном случае, сверлильного патрона 8) Положение хвосто-
вика базируется штифтом 10 и косым срезом на хвостовике
Электрододержатели. В зависимости от размеров, формы ЭИ и способа
его крепления электрододержатели имеют различные конструктивные ре-
шения На рис. 50—52 приведены конструкции электрододержателей для
Рис 49 Конструкция электромагнитной головки
пластинчатых и стержневых ЭИ Электрододержатель для пластинчатых
ЭИ (рис 50) состоит из фланца 6, угольника 4, который базируется
на фланце 2 штифтами 5, прихвата 1 с винтом 3 для крепления ЭИ 2.
Электрододержатель устанавливается и базируется штифтами на электро-
магнитной головке (рис 49)
Для крепления стержневых ЭИ используется призматический электро-
додержатель (рис 51) Он состоит из фданца 1, призмы 4, которая бази-
руется двумя штифтами 2 на фланце /, прихвата 5 и двух винтов 6 для
крепления ЭИ 3. Электрододержатель с базами, выполненными в виде
84
«ласточкина хвоста» (рис 52), используется при серийном производстве
штампов, пресс форм и т д Такой электрододержатель позволяет быстро
без дополнительной выверки производить смену ЭИ Электрододержатель
состоит из непосредственно электрододержателя 5 с базами для креп-
ления ЭИ 1 и всего электрододержателя 5 к подэлектродной плите 3
Фиксация ЭИ и электрододержа-
теля к подэлектродной плите осу-
ществляется прижимами 2 и 4
Подэлектродная плита оснащена
хвостовиком в виде конуса Морзе
для ее присоединения к шпинделю
станка В хвостовике предусмотре-
ны отверстия, через которые под-
водится рабочая среда к ЭИ
Орбитальная головка. В комп-
лект стайка 4Д 722В входит орби-
Рис 51 Электрододержатель для стержне
вых ЭИ
тальная головка (рис 53), которая служит для придания ЭИ плоско-
параллельного кругового движения без вращения его вокруг своей оси
Движение орбитальной головки осуществляется от электродвигателя
постоянного тока 5 Радиус орбитального движения устанавливают пово-
ротом лимба 2 Контроль за величиной эксцентриситета траектории
ЭИ осуществляется по стрелочному индикатору 1 Электрододержатели
или другие приспособления устанавливаются на плите 6 и крепятся
болтами посредством Т-образных пазов Орбитальная головка на шпин-
дельной гильзе станка устанавливается так, чтобы выступ приводного
вала шпинделя станка 4 входил в паз фланца полумуфты орбитальной
головки 3
Орбитальная головка станка модели 4Д722В позволяет работать в трех
режимах: с постоянно устанавливаемым радиусом круговой траектории
и скоростью движения по ней, с радиусом траектории, регулируемым от
автоматического регулятора подачи генератора ШГИ (станок имеет соб-
ственный регулятор подачи ЭИ) в пределах ранее установленной величи-
ны, с регулируемым от регулятора подачи генератора ШГИ движением
по круговой траектории при постоянном ее радиусе
85
Первый режим используется при ЭЭО фасонных объемных поверх-
ностей (например, штампов и пресс-форм). Регулирование МЭП между
Рис 52 Электрододержатель с базами, выполненными
в виде сласточкииа хвоста»
Рис 53 Орбитальная головка станка модели 4Д722В
ЭИ и обрабатываемой заготовкой осуществляется электрогидравли-
ческим регулятором подачи станка
Второй и третий режимы применяют при ЭЭО отверстий. Осуществляя
доводку ранее прошитого отверстия на втором, а затем на третьем режиме
86
работы орбитальной головки, повышают точность и качество обработан-
ной поверхности, а также устраняют конусность отверстия
Настройку орбитальной головки для работы на первом режиме с
постоянно установленным радиусом круговой траектории и скоростью
движения по ней производят в следующем порядке. Нулевую отметку
лимба 2 совмещают с верхней риской корпуса головки. Включают
электродвигатель вращения шпинделя и устанавливают частоту орбиталь-
ных движений 6—8 об/мин Маховичком лимба 2 выставляют необходи-
мый радиус траектории орбитальных движений, наблюдая при этом за
показаниями индикатора 1. Далее настраивают предварительно уста-
новленную частоту орбитальных движений. Настройка производится при
работе станка (эрозионный процесс включен) Частота орбитальных дви-
жений подбирается такой, чтобы обеспечивался устойчивый электро-
эрозионный процесс обработки
Шлифовальная головка. Она предназначена для выполнения операций
электроэрозиоиного шлифования и разрезания на универсальных копи-
ровально прошивочных станках Конструктивно головки выполняются
в двух вариантах с приводом от шпинделя станка и с автономным электро-
приводом На рис 54 приведен общий вид шлифовальной головки с при-
водом от шпинделя станка Вращение от шпинделя станка через полу-
муфту передается иа вал шлифовальной головки, который через систему
зубчатых передач приводит во вращение шпиндель шлифовальной го-
ловки 7 Электрод инструмент 5 крепится на оправке 6, которая уста-
новлена в коническом отверстии шпинделя головки Шпиндель 7 изоли-
рован от корпуса головки 1 Токоподвод к шпинделю, а затем и к ЭИ осу-
ществляется с помощью медно графитовой щетки 2 и токосъемника
шпинделя 3 Электрод-инструмент имеет защитный кожух 4, который нахо-
дится на корпусе головки
На рис 55 показана шлифовальная головка для выполнения тех же
технологических операций, но с автономным приводом Вращение ЭИ
осуществляется от электродвигателя 4 через редукторы, которые встрое-
ны в корпус головки 1 Шпиндель шлифовальной головки изолирован
Токоподвод к ЭИ осуществляется посредством медно графитовой щет-
ки 2 и токосъемника 3 ЭИ 7 имеет защитный кожух б Установка шли-
фовальной головки на шпинделе станка осуществляется посредством
конусного хвостовика 5
87
Приспособление для поворота ЭИ. Часто возникает необходимость
при прорезании щелей или пазов плоским ЭИ производить поворот его
на какой-то угол от первоначально обработанного паза или щели (напри-
мер, при изготовлении крестообразной щели) Чтобы не производить-
повторную установку и выверку ЭИ, применяют приспособление для
поворота ЭИ (рис 56) Приспособление состоит из верхней 7 и нижней 4
планшайб, из нижнего 6 и верхнего 5 направляющего конуса, прижим-
ного кольца 8, двух прихватов 3 и стопора 9 На нижней планшайбе нахо-
дится лимб, имеющий 360 делений Цена одного деления — 1° поворота
планшайбы На верхней планшайбе имеется нониус, шесть делений ко-
торого на дуге 23° соответствуют 22 делениям нониуса Следовательно,
одно деление нониуса позволяет производить отсчет с точностью в 10'.
Предварительная установка угла поворота производится поворотом ниж-
ней планшайбы Тонкая установка нижней планшайбы осуществляется
винтом 9 на прихвате Стопорится нижняя планшайба фиксатором 10
С помощью переходного фланца 2 к приспособлению поворота могут кре-
питься другие приспособления (например, крепление электромагнитной
головки 1 и электрододержателя 11)
88
Вращающийся шпиндель. В некоторых случаях ЭЭО целесообразно
вращать не обрабатываемую заготовку, а ЭИ Например, вращение ЭИ
при электроэрозионном шлифовании твердосплавного волочильного инст-
румента поз'воляет снизить шероховатость обработанной поверхности и
повысить точность ЭЭО
Вращающиеся шпиндели конструктивно могут выполняться с приво-
дом от шпинделя станка и с автономным электроприводом На рис 57
показан вращающийся шпиндель с приводом от шпинделя станка
Корпус вращающегося шпинделя 2 крепится на шпиндельной гильзе
станка Вращение от шпинделя станка через полумуфту 5 передается на
шпиндель приспособления 4, который изолирован от корпуса 2 ЭИ уста-
навливается в цанговый зажим ), который имеет конусную оправку 3,
соединяющуюся со шпинделем приспособления Токоподвод от генератора
к шпинделю приспособления осуществляется посредством клеммы 6,
меднографитовой щетки 7 и токосъемного кольца 8
Головка ориентации. Эта головка (рис 58) служит для ориентации
ЭИ относительно обрабатываемой заготовки Крепится она на шпинделе
станка, может устанавливаться на орбитальную головку или на приспо-
собление для поворота ЭИ Головка ориентации состоит из фланца 2,
к которому через шарнирный подшипник 4, ось 5 и гайку 6 прикреплена
магнитная головка 1 Магнитная головка выставляется по отношению к
фланцу 2 при помощи четырех упоров 3 Крепление электрододержателя 8
89
к головке ориентации осуществляется электромагнитными силами магнит-
ной головки. Электрододержатель базируется тремя штифтами 9 и фикси-
руется прихватом 7
Рис 58 Конструкция головки ориентации
Вращающийся стол. Расточку цилиндрических и конических отверстий
или наружных поверхностей тел вращения в некоторых случаях целе-
сообразно производить при вращении обрабатываемой заготовки или при
вращении ЭИ с возвратно-поступательным движением и вращением за-
готовки (как это показано на рис. 59). Вращение заготовки в процессе
обработки обеспечивает вращающийся стол, который устанавливается
вместе с закрепленной на нем заготовкой на рабочий стол станка 1. От
90
автономного электродвигателя 4 через систему зубчатых передач, поме-
щенную в герметичный корпус стола 3, вращение передается на шпиндель
вращающегося стола 10, на котором установлена планшайба 9 с обраба-
тываемой заготовкой 7. Для правильной ориентации вращающегося стола
оси планшайбы с заготовкой 7 и ЭИ 8 имеется плита 2, закрепленная на
рабочем столе станка В ней есть коническое отверстие, в которое входит
сферический выступ нижней части корпуса 3 Установку шпинделя в
вертикальном положении производят регулировочными винтами 11. Токо-
подвод к вращающемуся шпинделю от генератора импульсов осу-
ществляется медно-графитовой щеткой 5. Число оборотов шпинделя
Рис 60 Центроискатель
можно изменять Установку заготовки на планшайбе можно осуществлять
с помощью призматического держателя 6, закрепленного на планшайбе.
Стрелками показано направление движения заготовки 7 и ЭИ 8
Центроискатель. Это приспособление (рис 60) предназначено для
поиска и совмещения оси шпинделя станка с центром или координатной
точкой разметки заготовки. Центроискатель устанавливается на шпин-
дельной гильзе станка с помощью электромагнитной головки Он состоит
из хвостовика 2 и закрепленного на нем микроскопа-центроискателя 1.
Наблюдая через окуляр микроскопа, производят поиск центра заготовки
по ее разметке Производя наладочные продольное и поперечное переме-
щения шпиндельной головки станка или рабочего столика, добиваются их
совмещения с центром перекрестия микроскопа.
Рискообразователь. Для дополнительной разметки обрабатываемой
заготовки при установке и выверке ЭИ служит рискообразователь
(рис. 61). Он состоит из держателя 4, центра 1, виита 2 и пружины 3
Рискообразователь устанавливается на электромагнитную головку и с по-
мощью ее закрепляется на шпиндельной гильзе станка.
Кондукторы. Для направления и увеличения жесткости ЭИ (например,
из проволоки или тонких стержней), а также для получения высокой
91
точности расположения прошиваемых отверстий на обрабатываемой де-
тали используются кондукторы различных конструкций
В отличие от конструкций кондукторов, применяемых при обработке
резанием, кондукторы для ЭЭО имеют существенные особенности Во из-
бежание электрической эрозии, которая неизбежна при работе станка,
их следует изготовлять из изоляционных (нетокопроводящих) материа-
лов При невысоких требованиях к
точности прошиваемых отверстий
кондукторы можно изготовлять из
гетинакса, текстолита, оргстекла и
других материалов Кондуктор для
прошивания двух отверстий (рис 62)
состоит из корпуса 1 и кондукторной
плиты 3, на которой установлены смен-
ные кондукторные втулки 5 Фиксация
сменных втулок осуществляется дву-
мя винтами 4 Обрабатываемая де-
таль 2 устанавливается на осно-
вание корпуса кондуктора и закреп-
ляется угловыми упорами, один из
которых б является подвижным
Кондукторные втулки для проши-
вания отверстий малого диаметра
с вращением и без вращения ЭИ
изготовляются из различной керами-
ки, термокорунда или других твердых
изоляционных материалов
На рис 63, а показана конструкция
кондуктора для прошивания отверстий
малого диаметра с вращением ЭИ Он
Рис 61 Рискообразователь	СОСТОИТ ИЗ Корпуса 2 И двух КОНдуКТОр-
НЫХ втулок 1 и 3, изготовленных из тер-
мокорунда Кондуктор для прошива-
ния отверстий (рис 63, б) без вращения ЭИ состоит из корпуса 2, направ-
ляющей пластмассовой втулки 3, разъемного направляющего наконечни-
ка /, одна из половин 5 которого— призматическая, и прижима 4
Кондукторные втулки для фасонных ЭИ изготовляют из пластмасс и
смол путем заливки профиля ЭИ, практически для этих целей применяется
эпоксидная смола
92
Установочные детали. ЭЭО в производственных условиях может вы-
полняться в специальных приспособлениях и без них Применение спе-
циальных приспособлений снижает вспомогательное время, так как в этом
случае отпадает необходимость в разметке заготовки и выверке ее поло-
жения относительно ЭИ Заготовка благодаря базам приспособле-
ния автоматически занимает требуемое положение и правильно ориенти-
руется по отношению к ЭИ Установка заготовки по одним и тем же ба-
зам снижает погрешность базирования и способствует повышению
точности ЭЭО
Для установки и закрепления заготовки в приспособлении или непо-
средственно на рабочем столе станка применяются различные устройства
и детали Установочные приспособления необходимы для того, чтобы
правильно сориентировать заготовку относительно ЭИ по ее установочным
поверхностям На рис 64, а—г приведены некоторые установочные детали
Опоры могут быть неподвижными (рис 64, а) и подвижными, поз-
воляющими изменять положение точки опоры, а также плавающими или.
самоустанавливающимися Последние два вида опор применяются при
обработке заготовок с грубо обработанными базовыми поверхностями.
Призмы (рис 64, б) служат для установки цилиндрических деталей в
различных приспособлениях, но могут применяться и самостоятельно.
Призмы, как и опоры, изготовляются в виде различных конструкций
жесткие, регулируемые и самоустанавливающиеся Регулируемые и само
устанавливающиеся призмы применяются для установки предваритель
но обработанных заготовок Детали с отверстиями и плоскими поверх-
ностями базируются по отверстиям или плоским поверхностям устано-
вочными пальцами (рис 64, в) Для обработки наружных поверхностей
заготовок в виде втулок применяют оправки (рис 64, г), что позволяет
получить наиболее точную концентричность наружных поверхностей
обрабатываемой заготовки с ее отверстием Оправка представляет собой
стальной шлифовальный вал, на который насаживается обрабатываемая
заготовка Оправка вместе с насаженной на нее заготовкой устанавли-
вается в центрах или зажимается в патроне Оправки могут быть различ-
ных конструкций: конические, оправки с натягом, разъемные.
Зажимные устройства предназначаются для обеспечения надежного
контакта заготовки с установочными приспособлениями и жесткого
ее крепления к рабочему столу или к специальному приспособлению По
принципу работы они подразделяются на ручные, механизированные и
автоматизированные, при ЭЭО используются в основном ручные и меха-
низированные зажимные элементы Некоторые конструкции зажимных
элементов приведены на рис. 65, а—в.
Закрепление стальных заготовок можно производить с помощью маг-
нитных и электромагнитных приспособлений, которые могут быть изго-
товлены в виде электромагнитных головок, магнитных и электромагнит-
ных плит.
93
Наиболее универсальное зажимное устройство — станочные тиски;
они чаще других устройств применяются при ЭЭО (особенно в единич-
ном производстве)
В серийном и мелкосерийном производстве однотипных деталей,
например штампов и пресс-форм, для установки заготовок и ЭИ при-
меняются специальные приспособления, позволяющие снизить вспомога-
Рис 65 Зажимные элементы а — резьбовой зажим, б—прихват, в —
эксцентриковый зажим
тельиое время на базирование заготовки и выверку ее относительно ЭИ,
а также уменьшающие погрешности базирования и выверки Одно из
таких специальных приспособлений колончатого типа показано на рис 66.
Оно состоит из основания /, на котором жестко закреплены две направ-
ляющие колонны 2, верхней плиты 5 с установленным на ней ЭИ 6.
Верхняя плита свободно перемещается по направляющим колоннам с
штампов
помощью подшипников скольжения или качения Она изолирована
втулками 4 от колонн. Заготовка 9 базируется упором 8 и упором 3,
входящим в направляющие типа «ласточкин хвост» заготовки ковочного
штампа Поджим осуществляется подвижным упором 10. Верхняя плита
имеет конусный или плавающий хвостовик 7 для соединения ее со шпин-
делем станка.
Стальные заготовки можно закреплять с помощью магнитных плит,
обычно применяемых на плоскошлифовальных станках (рис 67) Магнит-
ная плита 2 устанавливается иа рабочем столе станка и закрепляется
на нем с помощью прихватов 1. Заготовка 3, установленная на электро-
магнитной плите, после выверки ее относительно ЭИ прочно закреп-
ляется на плите электромагнитными силами. Обмотки индукционных ка-
тушек плиты питаются постоянным током от электросети станка.
94
Контрольные вопросы
1.	Объясните устройство универсального копировально-прошивочно-
го станка модели 4Е723.
2.	Расскажите, как работает система подачи и очистки рабочей среды
3.	Объясните работу блок-схемы генератора ШГИ
4.	Расскажите, как работает электромеханический регулятор подачи.
5	Дайте краткую характеристику станка модели 4532.
6	Назовите, какие параметры обработки определяют выбор диаметра
проволочного ЭИ
7.	Назовите основные узлы фотокопировального станка
8	Назовите отличительные особенности электроконтактной обра-
ботки
9	Перечислите приспособления, расширяющие технологические воз-
можности электроэрозионных станков
10.	Расскажите, для чего служит орбитальная головка
Глава III
ТИПОВЫЕ ОПЕРАЦИИ
ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ
§ 13 ПРОШИВАНИЕ ОТВЕРСТИЙ
Электроэрозионным способом обрабатываются различные по форме
и размерам отверстия и соединительные каналы в труднодоступных
местах корпусных и других деталей, изготовленных из сталей или трудно-
обрабатываемых сплавов. Совершенствование технологии электро-
эрозионной обработки отверстий значительно расширило область приме-
нения электроэрозионного способа при прошивке отверстий. В настоящее
время прошиваются отверстия не только с прямолинейной осью, но и имею-
щие криволинейную ось Электроэрозионным способом могут быть обра-
ботаны отверстия на глубину, равную 20 диаметрам при использовании
стержневого ЭИ и до 40 диаметров — трубчатого ЭИ Предельная глу-
бина прошиваемого отверстия может быть значительно увеличена, если
вращать ЭИ или обрабатываемую заготовку с прокачкой рабочей среды
через ЭИ или с ее отсосом из зоны обработки
Как и всякий технологический процесс, электроэрозионный способ
прошивания отверстий имеет свои экономически обоснованные техноло-
гические пределы производительности, точности обработки и качества
обработанной поверхности
К отверстиям, прошиваемым электроэрозионным методом, предъяв-
ляются определенные технические требования размеры отверстия, их
соосность и расстояния от заданных баз должны удовлетворять задан-
ному классу точности, шероховатость поверхности должна соответство-
вать заданной по всей длине отверстия.
Точность прошивания отверстия зависит от погрешности базирования
заготовки и ЭИ, погрешности настройки станка, правильности расчета
размеров ЭИ с учетом его износа, а также от выбора режима обработки.
Под базой понимают поверхность или ось, относительно которой опре-
деляется положение других поверхностей или осей (ГОСТ 16319—80).
Различают: технологические (установочные), измерительные (конструк-
торские) и сборочные баЗы. Конструктор при создании детали взаимное
положение поверхностей задает линейными размерами Основные разме-
95
ры детали проставляются от поверхностей, принятых за базы (тогда они
называются конструкторскими базами) Технологической базой называют
поверхности заготовки, определяющие ее положение относительно ЭИ при
установке ее на столе станка или в приспособлении На рис. 68, а—в приве-
дены примеры совпадения технологических и конструкторских баз и схемы
базирования цилиндрических и призматических деталей
На рис 68, а дан пример детали, у которой конструкторские и техно-
логические базы совпадают База оси обрабатываемого отверстия состоит
из поверхностей а и Ь, от которых заданы координаты отверстия х и у,
и нижней плоскости с С плоскостью с ось отверстия связана требова-
нием взаимной перпендикулярности
Рис 68 Схема базирования заготовок
Большинство деталей машин ограничены простейшими поверхнос-
тями — плоскими, цилиндрическими и реже коническими Эти поверхности
и служат технологическими базами
Базирование деталей. Чтобы определить положение цилиндрической
детали в пространстве (рис 68,6), необходимо задать пять координат,
которые лишают деталь пяти степеней свободы возможности перемещать-
ся по осям ох, оу и oz и вращаться вокруг осей ох и ог Координаты ох,
оу и 02 можно, как показано на рис 68, б, заменить призмой, которая
и применяется при базировании цилиндрических деталей Но в этом слу-
чае остается шестая степень свободы — вращение цилиндра вокруг соб-
ственной оси Лишить цилиндр шестой степени свободы можно
шпонкой.
Призматическая деталь, расположенная в системе трех взаимно пер-
пендикулярных осей (рис 68, в), будет иметь шесть степеней свободы.
Она может перемещаться вдоль осей ох, оу и oz и поворачиваться относи-
тельно этих осей Из рис 68, в следует, что между осями хоу, хог и уог
можно построить три плоскости Если прижать тело (деталь) к плоскости
хоу, то она лишится трех степеней свободы, т е возможности переме-
щаться по оси ог и вращаться вокруг осей оу и ох Прижав деталь к
плоскости гоу, мы лишим ее еще двух степеней свободы — возможности
перемещаться по оси ох и вращаться вокруг оси ог И, наконец, прижав
деталь к плоскости xoz, лишаем ее последней степени свободы — возмож-
ности перемещаться по оси оу Если теперь координаты заменить опор-
ными точками, то получится схема базирования призматической детали
Это правило базирования получило название правила шести точек
Поверхность детали, имеющая три опорные точки, называется глав-
ной установочной (базирующей) поверхностью, боковая поверхность
с двумя точками — направляющей и установочной базой и с одной точ-
кой — упорной установочной базой За главную установочную базу жела-
тельно принимать поверхность, имеющую наибольшие размеры
96
Погрешность базирования деталей возникает при несовпадении конст-
рукторских и технологических баз Погрешность базирования еб »- можно
определить по формуле
бб юн б — А,
где 6 — допуск на размер, А — погрешность размера
В процессе настройки станка на выполнение технологической операции
возникает погрешность настройки Она складывается из погрешностей:
установки ЭИ и заготовки на необходимый размер, установки положения
автоматических выключателей, которые выключают станок при достиже-
нии заданного размера, и погрешностей точности применяемых измери-
тельных приборов Базовые поверхности ЭИ выполняются в соответствии
со способом его крепления на станке Чаще рабочая часть ЭИ для про-
шивания отверстий выполняется за одно целое с хвостовиком Он яв-
ляется базовой поверхностью и закрепляется в электрододержателе, осна-
щенном призмой (см рис 51), патроном (см рис 49) или цангой Кон-
струкция электрододержателя предусматривает возможность выверки
положения ЭИ относительно заготовки В вертикальной плоскости ЭИ
выверяется угольником, угломером или индикатором; в горизонтальной
плоскости — по разметочным рискам с помощью плоскопараллельных
мер или контрольных оправок и шаблонов
Методика выверки зависит от серийности изделий При единичном
производстве используются мерительные приборы, при серийном — раз-
личные приспособления. Если обрабатываются большие поверхности, то
ЭИ имеет крепежный фланец, который оснащается контрольными рисками
или штифтовыми отверстиями для базирования ЭИ. Электрод-ииструмент
может крепиться к фланцу (как показано на рис 13, б) Метод крепления
выбирается в зависимости от размеров и массы ЭИ, а также серийности
изготовления деталей
При одновременной прошивке ряда отверстий могут применяться
многоконтурные ЭИ и соответственно многоконтурная схема обработки.
Для установки обрабатываемой заготовки на рабочем столе станка
используются тиски, призмы, различные элементы универсальных сбо-
рочных приспособлений (УСП) и специальные приспособления. Заготов-
ка может устанавливаться прямо иа рабочий стол или магнитную плиту.
Положение заготовки или специальных приспособлений выверяется с
помощью индикатора и штангенциркуля
Рассмотрим два примера базирования заготовки на рабочем столе
станка (рис 69, а, б)
Первый пример (рис. 69, а). Для базирования заготовки ис-
пользуются специальные приспособления Приспособление представляет
собой основание 2, в которое запрессованы три упорных базовых пальца 3
Оно устанавливается на стол стайка 1 и с помощью шаблона или уни-
версальных мерительных мер выверяется относительно ЭИ, затем закреп-
ляется на столе и в дальнейшем его положение сохраняется Пра-
вильную установку заготовки 4 обеспечивают три упора Фиксация
положения заготовки осуществляется прихватами или подвижными упо-
рами.
Второй пример (рис. 69, б) Заготовка устанавливается и вы-
веряется универсальными мерительными приборами Заготовку 4 уста-
навливают непосредственно на рабочий стол станка 1 (или на мерные
прокладки) и производят предварительную ориентацию ее относительно
ЭИ 2 Для этого универсальными мерительными приборами, например
штангенциркулем, определяют одностороннюю разницу габаритных
размеров ЭИ и заготовки от их базовых поверхностей. Определение
4 Зак 495	47
разницы габаритных размеров производят в двух взаимно перпенди-
кулярных плоскостях заготовки Зная разницу размеров ЭИ и заготовки,
предварительно ориентируют их относительно друг друга Окончательную
установку производят с помощью стрелочных индикаторов 5 Для этого
магнитную стойку стрелочного индикатора устанавливают на одной из
базовых поверхностей ЭИ или электрододержателя 3 и опускают шпин-
дель станка с ЭИ до тех пор, пока измерительный шток индикатора
не опустится ниже верхнего обреза соответствующей базовой поверх-
ности заготовки Снимают показания индикатора в точке измерения и
Рис 69 Примеры базирования заготовок
переставляют магнитную стойку к противоположному торцу заготовки.
Замерив и сравнив показания индикатора, постукиванием алюминиевым
молотком добиваются однозначности показаний индикатора на противопо-
ложных концах заготовки. Затем такую же проверку установки произво-
дят в перпендикулярной плоскости После предварительного закрепле-
ния заготовки прихватами производят повторную проверку установки и,
если нарушений не произошло, окончательно затягивают гайки прихватов.
Расчет размеров ЭИ. При прошивании отверстий методом прямого
копирования профиль рабочей части ЭИ представляет собой зеркальное
отображение обработанной поверхности Размеры профиля рабочей части
должны быть уменьшены по отношению к размерам заданного профиля
отверстия на величину МЭП, образующегося в процессе электроэрозион-
ной обработки и припуска на последующую обработку Номинальный
размер определится из выражения (12) по формуле
В = А — 2 (а + Z-в mm) •
Как уже указывалось в гл I, сумма (а + гв га,п) представляет собой
величину коррекции ЭИ. Величина zB min задается технологией после-
дующей операции, а значение а определяется боковым зазором на входе
в прошиваемое отверстие, измеренным при заданных режимах обработки.
Боковой зазор, как и торцевой, в значительной степени зависит от сред-
него значения электрического тока, частоты следования импульсов, рабо-
чего напряжения, а также от способа подачи.и расхода рабочей жид-
кости через МЭП. В связи с этим очень важно для достижения требуе-
мой точности выдерживать заданный режим обработки При выносе про-
дуктов эрозии в МЭП образуются токопроводящие мостики, состоящие
из частиц остывшего металла, удаленного с заготовки Образование
токопроводящих мостиков является причиной возникновения нежелатель-
ных электрических разрядов в боковом зазоре между ЭИ и стенками
прошиваемого отверстия. Длительность воздействия этих разрядов будет
больше на входе в отверстие, чем на выходе, это обстоятельство является
одной из причин образования конусности отверстия при ЭЭО
98
В процессе обработки ЭИ так же, как и заготовка, подвергается
воздействию электрической эрозии и износу, т. е. изменяются его гео-
метрические размеры Особенно интенсивно изнашиваются острые грани
и рабочая торцевая часть ЭИ, что также является причиной образования
конусности Обработку сквозных отверстий практически можно получить
одним ЭИ за счет удлинения его рабочей части на величину износа. В не-
которых случаях рекомендуется производитьторцевание ЭИ, т. е срезание
его изношенной части Это можно делать как при прошивании глухих, так
и сквозных отверстий. Минимальная длина ЭИ может быть определена из
выражения
Lmm=(h/\OOy{,	(24)
где Lmln — длина рабочей части ЭИ, h — глубина прошиваемого отвер-
стия, у — линейный износ в процентах.
Если обрабатываются фасонные отверстия и щели или глухие отвер-
стия, требуемую точность обработки можно получить применением чисто-
вых ЭИ и чистовых режимов обработки Для уменьшения конусности про-
шиваемого отверстия рекомендуется в некоторых случаях использовать
орбитальное движение ЭИ, а вместо прокачки рабочей среды применять
отсос рабочей среды из зоны обработки через отверстие в ЭИ.
Выбор режима обработки. В зависимости от требований точности
выбирается и режим обработки Если эти требования не жесткие, то
обработку проводят на высокопроизводительных грубых режимах од-
ним ЭИ С повышением требований по точности обработку осуществляют
последовательным переходом с чернового (грубого) режима на получис-
товой, а далее на чистовой режим обработки, постепенно снимая припуск
с одновременным улучшением качества обрабатываемой поверхности.
На каждом режиме используют новый ЭИ. В дальнейшем ЭИ, работав-
ший на чистовом режиме, применяют на получистовом режиме, а ЭИ,
используемый на получистовом режиме, применяют при работе на грубом
режиме. Таким последовательным переходом с более грубого на более
мягкий режим (даже на станках нормальной точности) можно обработать
сквозные отверстия с точностью 0,02—0,03 мм.
Шероховатость поверхности при электроэрозионной обработке форми-
руется лунками различных размеров и форм, возникающих под воздейст-
вием импульсов тока. Поверхность имеет характерные неровности, при-
сущие электроэрозионной обработке, и по характеру шероховатость
поверхности значительно отличается от шероховатости поверхности, обра-
ботанной резанием Но, как и при механической обработке, качество
поверхности оценивается одними и теми же параметрами шерохова-
тости Ra и Rz по ГОСТ 2 309—73 и ГОСТ 2789—73 При работе на грубых
режимах обработанная поверхность получается блестящей с видимыми
следами оплавления металла Поверхность, обработанная на получисто-
вых и чистовых режимах, имеет матовый фон Основное влияние на шеро-
ховатость поверхности оказывает электрический режим обработки
При низкочастотном режиме обработки (до 1000 Гц) с большой
энергией импульсов получается плохое качество поверхности, с повыше-
нием частоты и снижением энергии импульса качество поверхности
улучшается
На шероховатость поверхности влияют материал ЭИ и рабочая среда,
но эти факторы влияют незначительно по сравнению с электрическим
режимом На чистовых режимах можно получить шероховатость поверх-
ности Rz— 1,254-0,63 мкм, используя генераторы типа ШГИ.
Данные о шероховатости обработанной поверхности могут быть полу-
чены снятием профилограмм на приборах профилографах или измере-
99
иием с помощью двойного микроскопа (например, МИС-11), а предва-
рительная оценка шероховатости может быть произведена визуальным
сравнением образцов шероховатости с обработанной поверхностью
Контроль деталей после обработки. Практически все детали после
изготовления подвергаются контролю При контроле точности изготовле-
ния оцениваются соответствие изготовленной детали требованиям чер-
тежа, а также точность технологического процесса, принятого при ее
изготовлении Оценка точности технологического процесса производится
с целью выявления возможных погрешностей изготовления первой детали,
если появляется в этом необходимость, производится подналадка станка,
приспособлений и ЭИ За обеспечением единства и точности мер проверки
призвана следить центральная измерительная лаборатория завода
(ПИЛ)
В зависимости от требований чертежа контролю подвергаются геомет-
рическая форма детали, взаимное расположение поверхностей и осей, а
также шероховатость обработанной поверхности В условиях серийного
производства контроль осуществляется с помощью специальных конт-
рольных приспособлений, позволяющих повысить производительность
контрольных операций В условиях единичного и мелкосерийного произ-
водства чаще применяют универсальные приспособления и инструменты.
Прошитые электроэрозиоиным методом отверстия подвергаются контро-
лю: на конусообразность, концентричность наружных и внутренних ци-
линдрических поверхностей и на овальность Овальность и конусность
отверстий могут быть определены с точностью до 0,05 мм измерением
размеров А и Б штангенциркулем (рис 70, а, б) или одномерным инстру-
ментом, называемым калибром Широко применяемые предельные калиб-
ры имеют две измерительные части, одна из которых изготовлена с
наименьшим, а другая — с наибольшим предельными размерами детали.
При контроле овальности по схеме рис. 70, а измерение диаметров
производят в двух взаимно перпендикулярных направлениях Величину
овальности находят по разности размеров А и Б. Конусообразность
(рис 70, б) определяется измерением отверстий в крайних поперечных
сечениях. Величину конусообраз-
Рис 70 Схема измерения размеров при
определении овальности и конусности
отверстий
ричности наружных и внутренних поверхностей втулки ее надевают на
оправку, которую устанавливают в центрах(рис 71). Вращая деталь
в центрах приспособления, величину двойного эксцентриситета опреде-
ляют гю разности показаний индикатора стрелочного типа
Рассмотрим контроль взаимного расположения осей На рис 72, а
приведен пример контроля параллельности осей отверстий Деталь уста-
100
навливают на поверочную плиту базовой поверхностью, относительно
которой будет производиться измерение Непараллельность осей отвер-
стий определяют по разности размеров Смещение осей двух отверстий
с параллельными осями можно проверить, измерив расстояния В между
внутренними образующими отверстий и их диаметрами А и Б Расстоя-
ние Г между центрами отверстий определится выражением
Г = /? + Д/2 + £/2	(25)
Расстояние между скрещивающимися осями (рнс 72, б) можно опре-
делить, замерив их расстояние от базовой поверхности штанген-
рейсмусом или индикатором (если точность измерения выше, чем 0,05 мм).
Рис 72 Контроль взаимного расположения осей от-
верстий
От базовой поверхности измеряют размеры В и Г, затем штангенциркулем
измеряют диаметры А и Б Межцентровое расстояние определяют по
формуле
Д = ГА-В/2-В-А/2.	(26)
Отклонение режимов обработки от заданных, базирование ЭИ и заго-
товки, а также выверка их относительно друг друга, недостаточный или
чрезмерно большой расход рабочей среды, несвоевременная замена или
ремонт ЭИ и т д могут явиться причиной появления брака. Некоторые
из причин уже разобраны ранее и, в частности, влияющие на появление
конусности Овальность прошиваемого отверстия может возникнуть вслед-
ствие искажения профиля ЭИ, несовпадения оси вибрации ЭИ с направ-
лением его подачи, люфта н шпинделе станка. Овальность отверстия
ликвидируется при устранении причин, вызвавших ее, а также введением
в некоторых случаях дополнительного вращения ЭИ или заготовки
Неконцентричиость внутренней н наружной поверхностей чаще всего
вызывается отклонением осей подачи и ЭИ
Неравномерная шероховатость обработанной поверхности вызывается
нарушением времени переключения с грубого на более мягкий режим
обработки, в результате чего остается слишком малый припуск на вырав-
нивание шероховатости по всей поверхности В связи с этим, остается
участок, где не удается снизить шероховатость и уложиться в требуе-
мый размер. Причиной значительной шероховатости может быть слишком
загрязненная рабочая среда Если размеры ЭИ завышены или на чисто-
вом режиме используется загрязненная рабочая среда, то это может
явиться причиной в конечном итоге завышенных размеров прошиваемого
отверстия.
§ 14. ОБРАБОТКА ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Детали с фасонными поверхностями широко применяются в машино-
строении и инструментальном производстве. В зависимости от того как
формируется фасонная поверхность детали, различают поверхности тел
101
вращения и деталей, поверхности которых формируются горизонталь-
ными, наклонными и вертикальными прямыми линиями Фасонная поверх-
ность детали может быть сформирована как на наружной поверхности
заготовки, так и внутри ее (различные полости или каналы). Для безот-
ходных способов формообразования деталей машин требуется специаль-
ная инструментальная оснастка, т. е формообразование происходит с ис-
пользованием различных штампов, литьевых форм для точного литья,
пресс-форм для пластмассы н резины Потребность в изготовлении
и восстановлении штампов, литьевых форм и пресс-форм с каждым годом
возрастает.
В настоящее время на заводах применяется несколько вариантов
технологических процессов обработки формообразующих полостей ко-
вочных штампов и пресс-форм Так, например, полости ковочных штампов
в основном обрабатываются по двум видам технологических процессов.
По первому — ЭЭО применяется для предварительного удаления металла,
а затем следует ручная слесарная доработка формообразующей полости
штампа, по второму — формообразующая Полость обрабатывается пол-
ностью электроэрозиоиным способом без дополнительной слесарной дора-
ботки или применяется только слесарная полировка.
В процессе эксплуатации штампа размеры формообразующей полости
увеличиваются и после изготовления определенного количества поковок
штамп подлежит ремонту. Ремонт, т е восстановление размеров формо-
образующей полости штампа, производится полностью с помощью ЭЭО
без слесарной полировки (за счет исключения последней некоторым увели-
чением времени ЭЭО иа отделочных режимах)
В настоящее время только на автомобильных и тракторных заводах
страны электроэрозиоиным методом производят формирование полостей
штампов при изготовлении, гаечных ключей, коленчатых валов, шатунов,
вилок и червяков рулевого управления, различных пружинных шайб,
крестовин дифференциала, вилок карданного вала и других видов деталей
На энергомашиностроительных заводах штампуется практически вся
номенклатура турбинных лопаток. В большинстве случаев трудоемкость
штампов при ЭЭО снижается в два — пять раз по сравнению с фрезе-
рованием. Снижается и доля ручного труда на последующих слесарных
операциях, а в некоторых случаях она исключается совсем Электроэро-
зионная обработка формообразующих полостей штампов экономически
выгодна, когда серийность изделий не менее 4—5 шт в год Это объяс-
няется тем, что для электроэрозионной обработки необходимо изготовлять
специальные ЭИ, затраты на производство которых не окупаются при
меньшей серийности изделий Наименьший эффект получается при много-
ступенчатом обслуживании электроэрозионных станков на специальных
электроэрозионных участках инструментальных цехов
В практике электроэрозионной обработки при выполнении копироваль-
но-прошивочных операций применяются схемы прямого и обратного копи-
рования. Обработка формующих полостей ковочных штампов (ручьев),
пресс-форм и других изделий осуществляется по схеме прямого копиро-
вания конфигурации ЭИ, имеющего зеркальное отображение формы
полости детали. Обработка по схеме прямого копирования показана
на рис. 2, а Метод обратного копирования (в технической литературе
можно встретить и другой термин — трепанация) заключается в том, что
пластинчатым ЭИ формируется не полость, а стержень, например, пуансон
вырубного или вытяжного штампа
Чтобы обеспечить в процессе обработки заданную геометрию сопря-
гаемых деталей и равномерный зазор между ними по всему периметру,
часто применяют специальную схему обработки, используя метод прямого
102
и обратного копирования На рис 73, а — в приведена схема обработки
матрицы и пуансона вырубного штампа Слесарно механическим способом
изготовляют пластинчатые ЭИ 3 Пуансон 4 и ЭИ 1 для изготовления
матрицы 2 получают методом обратного копирования ЭИ 3 При этом
необходимо обеспечить величину МЭП соответственно а3 при изготовле-
нии пуансона 4 и а2 при изготовлении ЭИ /. Затем ЭИ 1 методом
прямого копирования с зазором at обрабатывают матрицу 2. В результате
Рнс 73 Смешанная схема обработки матрицы и пуансона выруб-
ного штампа
использования смешанной схемы между сопрягаемыми деталями пуансо-
ном и матрицей обеспечивается равномерный зазор Z, определяемый
по формуле
Z = at — а2 — а3.
Равномерный зазор между пуансоном и матрицей получают доводкой
сопрягаемых поверхностей до их термической обработки. В процессе
термической обработки детали нередко деформируются, что приводит к
необходимости их повторной слесарной доводки, если деформация иеве-
тика и лежит в поле допуска размеров или приводит к неисправимому
браку деталей.
Если детали подвергаются термообработке, то как правило ЭЭО
производится после термообработки и шлифования базовых поверхностей
заготовки Поскольку ЭЭО подвергается уже термообработанная заго-
товка, то устраняется искажение профиля, вызванное термообработкой,
и точность обработки будет зависеть только от точности изготовления ЭИ
и стабильности режима ЭЭО Основные требования к ЭИ были даны
в § 5, в данном разделе мы остановимся на особенностях расчета рабочего
профиля фасонных ЭИ Погрешность установки заготовки и ЭИ на станке
в расчете не учитывается и принимается равной нулю.
В зависимости от формы обрабатываемой фасонной поверхности ЭИ
должен корректироваться с учетом характера этой поверхности В общем
виде, как указывалось в § 5, ЭИ должен быть зеркальным отображением
обрабатываемой поверхности.
Если обрабатывается фасонная поверхность типа тела вращения без
орбитального движения ЭИ, размеры ЭИ занижаются эквидистантно
размерам фасонной поверхности детали на величину припуска на после-
дующую обработку и максимального торцевого зазора Размеры коррек-
ции ЭИ зависят от режима обработки. Для каждого режима обработки
размер коррекции рассчитывается особо, если на каждом из режимов
используется свой ЭИ Когда ЭИ используется на нескольких режимах
обработки, он занижается на величину коррекции, рассчитанной для
наиболее мягкого режима. Фасонная поверхность, образованная сочета-
нием вертикальных и наклонной поверхностей, обрабатывается, как
правило, на нескольких режимах, так как на входе в прошиваемую фасон-
ную полость имеются как боковые, так и торцевые зазоры, это обстоятель-
ство вызывает необходимость вертикальные стенки ЭИ занижать на вели-
103
чину припуска последующей обработки и величину бокового зазора, а
наклонные — на величину припуска последующей обработки и на макси-
мальный торцевой зазор
При расчете величины коррекции ЭИ в случае обработки фасонной
поверхности на черновом и получистовом режимах без орбитального
движения (при условии что интенсивность боковых разрядов мала или
они отсутствуют) можно принять, что а6 = <2Г тт Расчет величины коррек-
ции ЭИ производят с учетом рекомендаций по применению моделей
расчета зазоров, изложенных в гл I. Расчет зазоров в случае обработки
полостей и отверстий сложной конфигурации без орбитального движения
ЭИ при допуске на размер детали более 0,02 мм, частоте следования
импульсов в пределах 22—440 кГц и силе тока до 2—10 А производится
по первой модели При допуске иа размер детали более 0,07 мм частоте
следования импульсов до 44 кГц и силе тока до 80 А расчет зазоров
производится по второй модели Для расчета зазоров с орбитальным
движением ЭИ применяется третья модель с теми же пределами измене-
ния параметров, что и при расчете по второй модели
Рассмотрим пример расчета Требуется обработать фасонную поверх-
ность на режиме: среднее значение электрического тока — /ср = 40 А,
частота следования импульсов—8 кГц, глубина обрабатываемой по-
лости — h= 10 мм, отношение расхода жидкости, поступающей в ближай-
шее к контуру фигуры отверстие для прокачки, к расстоянию этого
отверстия до контура — Q//? = 4 см2/с; плотность тока'— / = 1,5 А/см2,
напряжение холостого хода — Ux х = 200 В. С учетом рекомендаций
применима для расчета модель 2 На номограмме (рис 74) находим
точку с координатами /ср = 40 А и далее движемся по номограмме па-
раллельно координатным осям до встречи с соответствующими прямыми
и значениями параметров. Ордината последней точки принадлежит
прямой Ux х = 200 В, а искомое значение аб = 0,22. Зная величину бокового
межэлектродного зазора аб, производят занижение на эту величину
соответствующих размеров полости и вычерчивают по этим размерам
чертеж ЭИ.
В единичном и мелкосерийном производстве ЭИ изготовляются обычно
слесарно-механическим способом. Таким способом можно изготовлять ЭИ
из всех широко применяемых электродных материалов Изготовление
осуществляется по чертежу ЭИ, выполненному с учетом коррекции иа
величину межэлектродного зазора
Серийное изготовление ЭИ слесарно-механическим способом нерацио-
нально. Разработаны и применяются при серийном производстве ЭИ
методы, позволяющие снизить затраты ручного труда на их изготовление
и стоимость.
Положение ЭИ относительно обрабатываемой детали должно быть
определено в пространстве по координатным осям. Присоединительные
части конструкции станка, электрододержатель и ЭИ должны обеспечить
пространственную ориентацию ЭИ, т. е. его базирование. Чтобы сокра-
тить время установки и выверки положения ЭИ относительно оси направ-
ления движения, присоединительные части конструкции шпинделя станка
должны быть обеспечены элементами базирования ЭИ или электродо-
держателя. В ряде случаев при наличии элементов базирования проверка
положения ЭИ не производится вовсе. В качестве элементов базирования
ЭИ применяются штифты, отверстия, пазы и т. д.
В § 12 приведены конструкции для установки и крепления ЭИ на станке
с использованием различных элементов базирования. Однако не все стан-
ки обеспечиваются такими приспособлениями и на практике часто прихо-
дится решать задачи установки, исходя из конкретных условий.
104

Разберем несколько вариантов установки и базирования ЭИ на станке.
Установка и базирование ЭИ с коническим хвостовиком. Электрод-
инструмент 1 (рис 75) имеет хвостовик 2 в виде конуса, а шпиндель
станка 3 — внутренний конус Базирование по вертикальной оси обеспе-
чивает само коническое соединение Угловое базирование ЭИ 1 осу-
ществляется упором 4, расположенным на шпинделе станка, и штифтом 5,
Рис 75 /Установка и базиро
ванне ЭИ с коническим хвосто-
виком
находящемся на коническом хвостовике 2
Такое крепление ЭИ и его базирование
применяется для ЭИ малых и средних раз
меров
ЭИ с хвостовиком типа усеченного
цилиндра Установка ЭИ 1 (рис 76, а),
имеющего хвостовик с поверхностью типа
усеченного цилиндра 2, осуществляется по
трем штифтам 3, установленным на базовой
поверхности 4 шпинделя станка 5 Соедине-
ние ЭИ с базовой поверхностью механи-
ческое или с помощью электромагнитных
муфт Этот способ установки также пред-
назначен для ЭИ малых и средних размеров.
На рис 76, б приведен второй вариант
установки ЭИ с хвостовиком типа усечен-
ного цилиндра. Электрод-инструмент 1 устанавливается в призмати-
ческий электрододержатель 2, закрепленный на шпинделе станка 4.
Он прижимается к призматическому электрод одер жителю скобой 3. Та-
кая конструкция обеспечивает как угловое, так и осевое базирова -
ние ЭИ
Установка ЭИ с большой площадью обработки. Электрод-инстру-
мент 1 (рис. 77), имеющий большую развитую поверхность и большую
массу, чаще устанавливается на под-
электродной плите 4 и механически
крепится к ней Подэлектродная плита
Рис 77 Установка и базирова-
ние ЭИ по трем установочным
кольцам
имеет шлифованные базовые поверхности. Электрод-инструмент вместе
с подэлектродной плитой ориентируется на плите 2, снабженной
106
тремя установочными пальцами 3 для базирования подэлектродной
плиты с ЭИ
На рис 66 дано специальное приспособление для установки и бази-
рования обрабатываемой заготовки и ЭИ Верхняя плита имеет посадоч-
ное место для установки ЭИ с подэлектроднои плитой и элементы для его
базирования по углу Осевое базирование обеспечивается шлифованными
сопрягаемыми поверхностями подэлектродной плиты с верхней подвижной
плитой и направляющими, скользящими по колоннам приспособления.
Обработка, р^ьев ковочных штампов и пресс-форм — типичные случаи
формообразования с помощью прямого копирования фасонных поверх-
ностей электроэрозионным методом Этот метод обеспечивает высокую
производительность и возможность обрабатывать сложные фасонные
поверхности с достаточно высокой точностью
Большая гибкость в выборе электрических режимов обработки позво-
ляет построить технологический процесс обработки так, чтобы основная
масса металла с заготовки снималась на высокопроизводительном
черновом режиме, а затем, переходя на более мягкие электрические
режимы, производя зачистку поверхности, получить в результате высокую
точность копирования и хорошее качество обработанной поверхности.
На Ленинградском заводе турбинных лопаток ковочные одно- и двухручье-
вые штампы для турбинных лопаток изготовляются на электроэрозионных
станках и практически не требуют слесарной доводки Технологический
процесс обработки предусматривает не только смену электрических режи-
мов обработки по мере уменьшения припуска, но и использование для
стабилизации процесса и повышения точности обработки вибрации ЭИ
параллельно оси подачи и орбитального движения на получистовых
и чистовых режимах обработки
В гл I мы уже останавливались на общих правилах выбора режимов
электроэрозионной обработки В каждом конкретном случае в зависи-
мости от величины снимаемого припуска, конечной точности обработки,
припуска на последующие операции, шероховатости обработанной по-
верхности выбирается режим обработки Бывают случаи, когда деталь
может быть обработана с обеспечением требований по производитель-
ности, точности и шероховатости на одном, двух и трех электрических
режимах
В зависимости от величины припуска обработку можно начинать на
получистовом или черновом режимах Если припуск велик, его снимают на
черновом режиме Для поддержания высокой производительности обра-
ботки весь припуск разбивают на ряд промежуточных припусков и
каждый из этих припусков снимают на наиболее оптимальных электри-
ческих режимах черновой обработки Электрические параметры режима
обработки выбирают в зависимости от площади обрабатываемой поверх-
ности по таблицам, входящим в технологическую инструкцию генератора
Они в сокращенном виде сведены в табл 3 и 4 Зная площадь обрабаты-
ваемой поверхности, определяют величину среднего напряжения холосто-
го хода, среднее значение рабочего тока и частоту следования импульсов.
Но по мере углубления ЭИ в обрабатываемую деталь и снятия промежу-
точного припуска необходимо вносить изменения в режим обработки,
оптимизируя его производительность По мере заглубления ЭИ обраба-
тываемая площадь увеличивается и, если не увеличить среднее значение
тока, то производительность ЭЭО снизится.
Сняв весь припуск на черновых проходах, затем (если это необходимо)
переходят на получистовой и далее на чистовой режимы обработки.
При переходе к получистовым и чистовым режимам, характеризующимся
высокими частотами импульсов и малыми энергиями, оптимальная обра-
107
батываемая площадь, при которой обеспечивается максимальная произ-
водительность, уменьшается Электрические параметры для этих режимов
выбирают не только, ориентируясь на производительность обработки
и площадь, но и на конечную шероховатость обработанной поверхности
и припуск на последующую операцию На практике часто используется
более простой способ определения оптимального соотношения средний ра-
бочий ток — обрабатываемая площадь Опытный рабочий использует
такой показатель, как скорость вертикального перемещения ЭИ. Если
электрические параметры чернового режима обработки выбраны правиль-
но, то при площади 200—250 см2 скорость вертикальной подачи ЭИ
составит от 0,3 до 0,6 мм/мин Если скорость вертикального перемещения
больше или меньше нужных значений, то следует соответственно умень-
шить илн увеличить среднее значение рабочего тока.
Существенным резервом повышения производительности электроэро-
зионного одношпиндельного станка при обработке многоместных и круп-
ногабаритных ковочных штампов и пресс-форм является применение
многоэлектродных и многоконтурных схем обработки
Наличие на одном шпинделе нескольких ЭИ, имеющих общее питание
от одного генератора, позволяет производить одновременную обработку
многоместного штампа или нескольких одноместных штампов В этом
случае ЭИ работают как один большой ЭИ, а искровые разряды идут
последовательно то на одном, то на другом ЭИ Увеличение количества
последовательно работающих ЭИ по одноконтурной схеме равносильно
увеличению площади обрабатываемой поверхности, т. е увеличению на-
грузки работы генератора импульсов и повышению производительности.
Необходимость применения многоконтурных схем обработки диктуется
следующими причинами, ограничивающими электрический режим обра-
ботки в одном контуре- ЭИ тонкие и ие могут пропускать большие плот-
ности тока, так как оии перегреваются и деформируются; генератор
не обеспечивает производительной обработки иа чистовых режимах
вследствие его малой мощности, поэтому необходимо использовать два
или три генератора В этом случае используются двух- или трехконтур-
ные схемы с включением каждого генератора в свой контур обработки.
Или, наоборот, нецелесообразно при обработке использовать грубые чер-
новые режимы, дающие плохое качество обрабатываемой поверхности,
но высокую производительность, так как высота неровностей профиля
составляет значительную часть припуска под последующую обработку.
Для сохранения высокой производительности и хорошего качества поверх-
ности мощность генератора распределяют на два, а реже на три контура.
Применение многоконтурных схем обработки на одношпиндельных стан-
ках менее эффективно, чем на многошпиндельных станках, так как
несколько контуров работает от одного регулятора подачи и при непо-
ладках в одном контуре прекращается работа всех контуров. Однако
именно одношпиндельные станки нашлн широкое распространение. При-
менение иа этих станках многоконтурных схем обработки повышает
эффективность их использования Настраивая регулятор подачи на
наиболее нагруженный контур, можно обеспечить стабильную работу
станка. Особенно крупные заготовки могут обрабатываться на трехкон-
турных станках модели 4726
Электрод-инструмент для многоконтурной обработки изготовляют
сборным из отдельных изолированных друг от друга секций
Генераторы типа ШГИ дают возможность использовать отдельно сле-
дующие друг за другом импульсы и подавать «пачки» импульсов с после-
дующей паузой, кратность импульса-паузы может изменяться в пределах
от двух до десяти по отношению к периоду следования пачки импульсов.
108
Такое сочетание пачка импульсов — пауза стабилизирует электроэрозион-
ный процесс, а время на получистовых и чистовых режимах сокращается.
Для стабилизации процесса обработки в ряде случаев целесообразно
использовать вибрацию ЭИ в направлении его подачн. Вибрация осу-
ществляется электромагнитной системой станка Прн колебании ЭИ
в направлении подачи, он как поршень выталкивает из зоны обработки
рабочую среду, с захваченными ею продуктами эрозии, а при отходе —
увеличивает МЭП и всасывает очередную порцию рабочей среды. Поэтому
амплитуда колебаний влияет не только на условия удаления продуктов
эрозии из зоны обработки, но и вызывает периодическое увеличение МЭП,
увеличение доли холостых импульсов и снижение производительности
процесса обработки. Оптимальной производительности соответствует
определенная величина амплитуды колебания ЭИ, она лежит в пределах
0,07—0,02 мм. В современных станках амплитуда колебания регулируется.
На стайке модели 4Е723 регулирование амплитуды осуществляется
в пределах от 0 до 0,2 мм Придание ЭИ плоскопараллельного кругового
перемещения без вращения вокруг своей геометрической оси также ста-
билизирует процесс обработки. В процессе так называемого орбитального
движения ЭИ происходит периодическое увеличение зазора между боко-
выми стеиками ЭИ и стенками обрабатываемой полости, что способствуй
улучшению условий удаления продуктов эрозии и стабилизации процесса
(особенно на чистовых режимах обработки).
Орбитальные движения позволяют в процессе обработки корректи-
ровать размеры обрабатываемой полости и снижать конусность, появляю-
щуюся в процессе обработки, т. е. повышать точность. Подбирая радиус
орбитального движения, можно в плоскостях, перпендикулярных направ-
лению подачи ЭИ, приближать рабочие поверхности ЭИ и электрода-
детали друг к другу, что, несмотря на разницу в межэлектродных зазорах
на различных режимах, позволяет использовать один ЭИ как на черновом,
так и на чистовом режиме обработки.
Деталь подвергается контролю как в процессе ее изготовления, так
и после изготовления. В процессе изготовления контролируется глубина
прошивки; контроль может осуществляться мерительными устройствами
станка, а если они отсутствуют, то используются для этой цели глубино-
меры и штангенциркули После изготовления детали ее полость, обрабо-
танная электроэрозионным методом, контролируется глубиномерами,
штангенциркулем или шаблонами Имеется еще весьма эффективный
метод, особенно для обмера фасонных полостей,— обмер оттиска. Обрабо-
танную полость заливают пластмассой или смолой и после отвердевания
полученную деталь извлекают из полости и производят ее обмер. Этот
метод контроля позволяет сократить число контрольных шаблонов или
производить обмер без них
Контроль шероховатости обработанной поверхности производят так
же, как было описано в § 13.
В процессе контроля выявляется отклонение размеров детали и шеро-
ховатости обработанной поверхности от требований чертежа, т. е. появле-
ние брака Брак, как правило, появляется при отклонении от предписан-
ного технологического процесса, неправильной установке и выверке ЭИ
и заготовки, неисправности станка и технологической оснастки Непа-
раллельность оси ЭИ относительно оси подачи вызывает искажение
формы полости Например, при отклонении оси ЭИ 1 от направления
подачи на угол а (рис 18) приводит к искажению размеров параллельных
стенок прошиваемой полости или отверстия.
Несоблюдение технологического процесса ЭЭО и, в частности, своевре-
менного перехода с грубого режима на более мягкий, может привести
109
к неравномерности шероховатости обработанной поверхности, которая
появляется, когда оставшийся припуск под чистовой режим обработки
меньше, чем неровность, полученная на грубом режиме
Неправильно выбранные электрические параметры, в частности, боль-
шое значение среднего электрического тока, могут привести к перегреву
ЭИ, его деформации и искажению профиля полости или отверстия
Большой средний ток может быть причиной шлакования электродов,
которое чаще происходит при работе с графитированным ЭИ, но может
возникнуть и в случае использования медных При шлаковании могут
образовываться глубокие раковины на поверхности электродов Если
шлакование произошло в конце обработки, то оставшийся припуск не
позволяет устранить следы шлакования и тогда деталь идет в брак
Большой средний ток на черновых режимах вызывает оплавление
металла, увеличивает зону (толщину слоя) термического воздействия,
изменяет структуру металла в этой зоне с образованием трещин
Плохо отлаженное или изношенное оборудование приводит, как прави-
ло, к искажению размеров обрабатываемой детали и к снижению ста-
бильности ЭЭО
§ 15 ПРОШИВАНИЕ ОТВЕРСТИЙ И ЩЕЛЕЙ МАЛЫХ СЕЧЕНИЙ
Прошивание отверстий малых диаметров. В зависимости от формы
отверстия и точности их выполнения применяются различные способы
механической обработки сверление, протягивание и прошивание Круглые
отверстия высокой точности выполняются на координатно расточных
станках, а также методами хонингования и доводки
Отверстие диаметром 1 мм выполнить методами механической обра-
ботки в нержавеющих, титановых и жаропрочных сплавах затруднитель-
но, а в термообработанных сталях и твердых сплавах — невозможно
В машиностроении возникает необходимость выполнять отверстия диа-
метром менее 1 мм именно в таких сплавах В приборостроении и машино-
строении выполнение отверстий менее 0,2 мм в труднообрабатываемых
сплавах становится рядовой операцией, которая осуществляется электро-
эрозионным методом На заводах, где изготовляется топливная аппара-
тура, прошиваются отверстия диаметром от 0,02 мм и выше К этим отвер-
стиям предъявляются высокие требования Для равномерного распыления
топлива требуется, чтобы ось отверстия форсунки была строго прямоли-
нейной, кромки его не имели заусенцев и были правильной формы При
выполнении отверстия сверлением процесс обработки производится за три
операции Сначала производится предварительное сверление с припуском,
затем осуществляют калибровку и снимают заусенцы по кромкам отвер-
стия Даже такой трудоемкий процесс не исключает появление брака
Он доходит до 40% по причине искривления оси отверстия и поломки
сверл Применение электроэрозионной прошивки отверстии малых диамет-
ров обеспечивает высокое качество форсунок, стабильность их размеров
и устраняет брак
На Ленинградском карбюраторно арматурном заводе впервые в мире
были изготовлены и применены станки для электроэрозионной прошивки
отверстий диаметром от 0,025 до 0,1 мм в деталях топливной аппаратуры
Позднее были спроектированы станки для одновременной прошивки
отверстий в нескольких деталях методом прямого копирования
Встречаются случаи, когда конфигурация отверстия сложна, а неко-
торые размеры фигуры настолько малы, что механическая обработка,
особенно в твердообрабатываемых сплавах, невозможна Электроэрози-
онный метод оказывается в настоящее время единственным, с помощью
ПО
которого можно выполнить прошивку отверстия сложной конфигурации.
Подобные отверстия изготовлялись раньше слесарем-лекальщиком высо-
кой квалификации. Обработка таких отверстий в деталях, подлежащих
в дальнейшем термической обработке, вызывает окисление поверхности
и появление окалины, засоряющей отверстия. Выполнять же отверстия
малых диаметров в термообработанных деталях практически невозможно.
Электроэрозионная обработка, нашедшая широкое применение при про-
шивке отверстий различной конфигурации, позволила коренным образом
изменить технологию их обработки При ЭЭО отверстий малого диаметра
ЭИ служит проволока, которая не имеет непосредственного контакта
с обрабатываемой деталью, не деформируется в процессе обработки
н не ломается
Прошивание отверстий малого диаметра производится на специальных
прошивочных станках с использованием релаксационных генераторов
малой мощности, имеющих широкий предел регулирования длительности
импульса и интервала между ними, а также сравнительно высокое рабочее
напряжение Обработка производится в автоматическом режиме, что
естественно облегчает труд оператора, повышает его производитель-
ность и улучшает качество выполнения операции
Большое влияние на производительность процесса оказывают условия
удаления продуктов эрозии из зоны обработки Для улучшения этих
условий ЭИ или детали сообщают вибрацию или вращение Частота
вибрации обычно не превышает 400 Гц с амплитудой от 0,005 до 0,1 мм.
Обработка осуществляется в воде или керосине, имеющих малую вязкость
и хорошую текучесть, так как в противном случае, ухудшается удаление
продуктов эрозии
При ЭЭО отверстий диаметром менее 0,1 мм применяются ЭИ из
вольфрамовой проволоки, обладающей высокой электроэрозионной стой-
костью и сравнительно высокой механической жесткостью в сравнении
с другими электродными материалами, применяющимися для этой цели.
Для придания дополнительной жесткости ЭИ 1 (рис. 78, а) и улучшения
токоподвода, на вольфрамовую проволоку гальваническим способом
наносят слой медного покрытия 2 Медиое покрытие толщиной в несколько
десятых долей миллиметра в дальнейшем используется для образова-
ния заходных конусов при прошивании отверстий малых диаметров
в сравнительно толстых деталях. С этой целью электрохимическим
способом подтравливают конец ЭИ с образованием на нем заходной конус-
ности (рис. 78,6). Таким ЭИ в толстых заготовках 3 обрабатывают
конусообразное глухое отверстие на глубину h> (рис. 78, в). Затем вновь
профилируют ЭИ электрохимическим способом или используют новые
заранее подготовленные ЭИ с полностью обнаженной частью вольфраме
вой проволоки на высоту h = 2hz (рис 78, г) и производят окончательное
прошивание отверстия в заготовке (рис 78, д)
Ввиду малой жесткости проволочного ЭИ, длина рабочей части его
не должна превышать 2 мм, а общая длина ЭИ составляет несколько
сантиметров и зависит от конструкции механизма подачи ЭИ Длина ЭИ
при прошивке отверстий диаметром менее 1 мм не превышает 10—15 см
Как правило, проволочные ЭИ поступают намотанными на катушки
и перед работой их необходимо отрихтовать Если предстоит прошивать
отверстия диаметром более 0,5 мм с небольшой точностью, то рихтовать
можно прокатывая проволоку между двумя плитами Более точную рих-
товку производят в специальных приспособлениях Для этого необходимо
Рис 79 Устройство для
рихтовки проволочного
ЭИ нагревом
Рис 80 Механизм подачи проволочного ЭИ при про-
шивке отверстий малого диаметра
проволоку нарезать на куски необходимой длины и рихтовать в приспо-
соблении, показанном на рис 79 Проволоку 1 закрепляют между зажим-
ной скобой 5 и подпружиненным роликом 2 При включении кнопки 4 от
трансформатора 3 на проволоку подается низкое напряжение, она нагре-
вается и под действием подпружиненного ролика растягивается Конст-
рукции приспособлений могут быть различными Рихтовка может произво-
диться в среде инертного газа аргона, чтобы избежать окисления поверх-
ности ЭИ в процессе нагрева
Ввиду того, что ЭИ имеет малый диаметр и незначительную жесткость,
конструкция механизма, подающего электрод, не должна деформировать
его в процессе подачи в зону обработки На рис 80 приведена одна из
возможных конструкций механизма, подающего ЭИ Между двумя роли-
ками из меди — направляющим 6, имеющим треугольную канавку для
направления ЭИ, и поджимным 5 — ЭИ подается в рабочую зону Направ-
ляющий ролик получает вращение от электродвигателя регулятора пода-
чи Поджимной ролик укреплен на серьге 2, которая свободно качается
на оси 1 Поджим роликов производится пружиной 3 Токоподвод
осуществляется одновременно к двум роликам графитированными щет-
ками 4 и 7 Изоляционная вставка 8 служит для подвода ЭИ в канавку
направляющего ролика 6 Вибрации, возникающие при работе ЭИ малого
диаметра, являются причиной снижения производительности и точности
обработки Для устранения вибрации ЭИ применяют направляющие
кондукторы Использование кондукторов позволяет не только устранить
вибрацию ЭИ, но и повысить точность его установки относительно обра-
батываемой заготовки Кондукторы, как правило, изготовляются из изо-
112
ляциониого материала. Материалом для кондукторов служат
пластмассы, термокорунд, технический рубин, лейкосапфир и др
Длина направляющих кондуктора выбирается равной 15—20 диа-
метрам ЭИ
На рис 63, а изображен кондуктор для прошивания отверстий круглым
ЭИ с вращением, на рис 63, б дана конструкция призматического кондук-
тора. Кондуктор состоит из корпуса 2, внутри которого размещается
стеклянная капиллярная трубка или втулка из капролона 3 с диаметром
отверстия в 1,5—2 раза большим, чем диаметр ЭИ В нижней части
кондуктора находится обойма с призмой 1 Призма изготовлена из техни-
ческого рубина Эпектрод-инструмент находится между призмой и
подвижным прижимом 5 Поджатие прижима к призме осуществляется
пружиной 4 Электрод инструмент, направляемый роликами механизма
подачи (рис 80), проходит через капиллярную трубку и призму Благо-
даря фиксации ЭИ 6 в призме устраняется его поперечное колебание
Поверхность призмы имеет незначительную шероховатость поверхности
и благодаря этому трение ЭИ мало и не оказывает влияния на работу
регулятора подачи
На рис 81 даны примеры деталей, в которых прошиваются отверстия.
Жиклер карбюратора из стали ХВГ (рис 81, а) имеет отверстие диамет-
ром 0,5 мм, которое прошивается после термообработки на глубину 9 мм
с точностью 0,05 мм Время обработки 12 мин
Распылитель из стали 18ХНВА (рис 81, б) имеет 10 отверстий
диаметрами 0,05 мм, которые прошиваются после термообработки на
глубину I мм с точностью 0,02 мм Время обработки 30 с
Распылитель из стали 18ХНВА (рис 81, е) содержит пять отверстий
диаметрами 0,02 мм, которые прошиваются после термообработки на
глубину 0,75 мм с точностью 0,01 мм Время обработки 20 с
Эти детали обрабатываются на специальных многопозиционных
электроэрозионных станках-полуавтоматах Станок модели 120 —полу-
автомат, предназначенный для прошивания отверстий диаметрами
0,15—0,5 мм в распылителях под различным углом Станок модели 159
также работает в полуавтоматическом режиме и предназначен для про-
шивания отверстий диаметром 0,15 мм в форсунках топливной аппара-
туры.
К станкам, выполняющим операции по прошиванию малых отверстии,
предъявляются жесткие требования Некоторые из них приведены ниже
1	Станок должен обеспечить точное направление перемещения ЭИ
и точную фиксацию обрабатываемой детали
2.	Подача ЭИ должна быть автоматической с фиксацией конца
прошивания отверстия.
3.	Отвод продуктов эрозии должен быть интенсивным и обеспечивать
стабильность процесса обработки.
113
Промышленность не выпускает серийно таких станков Они проекти-
руются и изготовляются заводами для собственных нужд
Контроль качества прошитых отверстий малых диаметров имеет ряд
особенностей При измерении малых размеров точность измерения раз-
личными измерительными приборами уменьшается, так как погрешность
измерения данного прибора величина постоянная. Применение индикато-
ров, штриховых нутромеров, оптических и электрических приборов в
массовом производстве не представляется возможным В промышлен-
ности используются для измерения малых отверстий предельные калибры-
пробки Реже применяются пневматические и фотоэлектрические методы
контроля, но при их использовании оценивается не столько точность
размера диаметра отверстия, сколько его пропускная способность Только
в случае, если отверстие имеет малое отклонение от формы цилиндра, эти
способы дают возможность определить диаметр отверстия
В процессе прошивки отверстий встречаются различные виды брака.
Если отверстие больше номинального размера, брак может быть
вызван завышенным диаметром ЭИ, завышенным электрическим режимом
нли толщиной детали, которая больше допустимой Брак может быть
устранен отбраковкой разнотолщинных деталей, уменьшением диаметра
ЭИ и выбором номинального электрического режима обработки
Если отверстие меньше номинального размера, брак устраняется
отбраковкой разнотолщинных деталей, увеличением диаметра ЭИ и выбо-
ром номинального электрического режима обработки
Если отверстие имеет по высоте неравномерный диаметр, то брак
вызван колебанием напряжения, питающего станок Чтобы устранить
колебание напряжения, необходимо установить стабилизатор
Эллиптичность отверстия может быть вызвана увеличением направ-
ляющего отверстия, или, если ЭИ вибрирует,— неперпендикулярностью
направления подачи Для устранения брака необходимо заменить направ-
ляющие, чтобы ЭИ точно вписывался в направляющее отверстие, и до-
биться совмещения оси подачи ЭИ и оси вибрации
Когда отверстия имеют боковые изъяны, брак вызывается плохой
калибровкой ЭИ, в конце обработки ЭИ упирается в стенку детали.
Устранить брак можно путем правильной установки регулятора конца
прошивки
Если отверстия имеют искаженную, но одинаковую форму, то брак
вызван плохим качеством ЭИ Необходимо прокалибровать ЭИ или сме-
нить его
При неправильной форме отверстия брак может быть вызван нару-
шением жесткости крепления деталей в подвижной части вибрационной
головки, слишком большим отверстием в направляющей ЭИ или сильным
загрязнением рабочей среды Устранить брак можно закреплением дета-
лей головки либо заменой направляющей или сменой рабочей среды.
Прошивание щелей малых сечений. Эта операция ЭЭО получила
широкое применение в приборостроении, инструментальном производстве
и других отраслях промышленности В современных конструкциях прибо-
ров применяются детали, имеющие ширину щели, измеряемую сотыми до-
лями миллиметра, или тонкостенные детали, в которых изготовить щели
механическим способом без деформации детали и образования заусенцев
невозможно Устранение заусенцев в деталях, имеющих толщину в деся-
тые доли миллиметра, и в щелях, имеющих ширину в сотые доли милли-
метра, задача не простая.
ЭЭО таких деталей может производиться как на специализированных
копировально-прошивочных станках методом прямого копирования ЭИ,
так и на проволочных вырезных станках непрофилированным ЭИ
114
Примером эффективного применения ЭЭО щелей в деталях непрофи-
лированным ЭИ может служить приемная труба (рис 82).
Приемная труба имеет 182 щели шириной 0,15 мм и длиной 35 мм.
Выполнить операцию изготовления этих щелей даже алмазным кругом
периферийного шлифования толщиной 0,1 мм технически невозможно.
Но если допустить, что подобная операция выполнима, то она повлечет
за собой необходимость снятия заусенцев, которые образхются при шли-
фовании, что само по себе является очень трудной задачей Заусенцы
образуются на выходе шлифовального круга, т е внутри трубы При их
удалении они могут изогнуться и закрыть щель.
Рис 82 Труба с щелями, прорезанными непрофи
лированным ЭИ
Прорезание таких щелей электроэрозионным способом с применением
непрофилированного ЭИ — рядовая операция н выполняется на электро-
искровых станках модели 4531 или 4532 Обработка осуществляется ЭИ
из латуни марки ЛС62Н Диаметр проволоки выбирается из расчета
получения ширины щели за один проход (в данном случае 0,12 мм).
В качестве рабочей среды используется техническая вода с антикорро-
зийными присадками Производительность обработки 15 мм2/мин Время
обработки всех щелей одной детали 24,8 ч
Непрофилированным ЭИ прорезаются щели шириной от 0,3 до 0,01 мм.
Более широкие щели рационально прошивать пластинчатым ЭИ Для этих
целей используется листовая медь или пластинки из углеграфита, закреп-
ляемые в специальных электрододержателях
На инструментальных заводах при прорезании лепестков в цангах
зажимного механизма токарного автомата используется ЭЭО Корпус
цанги выполняется из термообработанной инструментальной стали, а в ка-
честве рабочей части, которая воспринимает трение заготовки, использу-
ется металлокерамическая втулка Лепестки цанги с металлокерамиче-
ской втулкой разрезаются на копировально-прошивочном станке В ка-
честве ЭИ используется калиброванная медная пластина, закрепленная
в специальной оправке Оправка имеет калиброванный паз для фиксации
положения ЭИ Глубина прорезаемого паза 10 мм, ширина 0,8 мм, время
обработки одного цангового зажима пластинчатым ЭИ составляет 45 мин.
Для сокращения времени обработки может быть применен крестообраз-
ный ЭИ, пазы прорезаются за один проход, но снижается точность
обработки за счет тепловой деформации тонкого ЭИ. Обработка цанг
производится на специальном полуавтоматическом многопозиционном
станке.
При необходимости обрабатывать в заготовке ряда щелей малых
сечений применяют специальные ЭИ для одновременной групповой
прошивки ряда щелей в заготовке или всех щелей На рис 83, а приве-
дена схема одновременной прошивки нескольких щелей и конструкция
ЭИ Электрод-инструмент состоит из пластинчатых электродов 4, которые
с помощью кондуктора 1 собираются с заданным расстоянием друг от
друга и заливаются оловом 3 на основании 2. Собранный ЭИ устанав-
ливается в электрододержатель 6 и базируется в нем двумя штифтами 5.
Для правильной установки и базирования электрододержатель имеет
хвостовик типа усеченного цилиндра. Кондуктор 1 в дальнейшем исполь-
115
зуется при прошивке щелей в детали 7 Применение кондуктора исключает
тепловую деформацию пластинчатых электродов и его вибрацию, что
и обеспечивает необходимую точность ЭЭО На рис 83, б показан образец
детали с прошитыми щелями Обрабатываемая заготовка одновременно
с кондуктором устанавливается на координатный стол станка и выверяет-
ся относительно электрододержателя по базовым поверхностям Проши-
вание щелей малых сечений пластинчатым ЭИ требует точного соблюде-
ния требований технологического процесса Несоблюдение электрических
Рис 83 Схема групповой обработки щелей малых сечений
режимов, как правило, приводит к значительным отклонениям размеров
щели и искажению формы ее вследствие тепловой деформации ЭИ
Отклонение формы щели по высоте может быть вызвано нарушением
жесткости крепления ЭИ и заготовки или же неправильной первоначаль-
ной их выверкой Завышение электрического режима обработки приводит
к оплавлению и закруглению входных кромок щели, а также к ухудшению
качества обработанных поверхностей.
§ 16	ИЗГОТОВЛЕНИЕ СЕТОК И РЕШЕТОК
Тонкостенные детали легко деформируются при обработке резанием
и, как уже отмечалось, при этом образуются заусенцы которые очень
сложно убрать. В тонкостенных деталях из твердого сплава, работающих
в абразивных средах, прошить большое количество отверстий или щелей
задача весьма трудоемкая При обработке электроэрозионным способом
подобные задачи легко разрешимы Одновременно можно обрабатывать
большое количество отверстий самых различных сечений и их комбинаций
(круглые, прямоугольные, треугольные и т д ) с достаточно высокой точ-
ностью— до 0,03—0,01 мм при 7?г = 63 мкм Одновременное прошивание
большого числа отверстий позволило ЭЭО конкурировать с такой простой
операцией как сверление.
Для одновременного прошивания ряда отверстий или щелей приме-
няется групповой ЭИ Такой ЭИ изготовляется путем набора отдельных
электродных стержней в оправку с отверстиями для них
Прошивание отверстий в деталях типа сит паровых турбин (при тол-
щине деталей 5 мм и выше и диаметре отверстий 5 мм и выше) целесооб-
разно производить одновременно с использованием группового ЭИ много-
контурную обработку несколькими групповыми ЭИ. При такой комби-
нации можно одновременно обрабатывать до 1000 отверстий
При изготовлении электродных стержней различной конфигурации
применяются графитированные материалы, медь и алюминий Такие
электродные стержни применяются при изготовлении группового ЭИ
для прошивки отверстий малого диаметра или отверстий сложной конфн-
116
гурации В остальных случаях целесообразно стержни изготовлять из
графитированного материала, так как они дешевле, легко обрабатываются
и обладают высокой электроэрозионной стойкостью Нужный профиль
электродного стержня для прошивания отверстий сложной конфигурации
можно получить протягиванием медного или алюминиевого прутка через
фильеры.
Применение группового ЭИ значительно сокращает время обработки
С увеличением числа электродных стержней в ЭИ общее время обработки
увеличивается, а удельное время обработки, приходящееся на одно отвер-
стие или щель, уменьшается Однако число электродных стержней в груп-
повом ЭИ нельзя увеличивать безгранично и нужно находить их опти-
мальное количество, исходя из мощности генератора импульсов, вели-
чины обрабатываемой площади, условий прокачки, наличия вибрации ЭИ
Если найденное таким образом оптимальное количество электродных
стержней не отвечает требуемой производительности ЭЭО, то повышения

0
-Ф-
-Ф-
пронзводительности можно достигнуть использованием многоконтурной
схемы обработки с увеличением числа одновременно работающих груп-
повых ЭИ,
Применение многоконтурных схем при работе одним групповым ЭИ
нецелесообразно Трудность изготовления всех электродных стержней
одинаковой длины и сложность их монтажа на электродной плите с обеспе-
чением одинаковой длины приводит к увеличению времени врезания,
т е. времени приработки ЭИ и заготовки с переходом на стабильное
протекание процесса, что снижает производительность ЭЭО
На рис 84, а, б приведена деталь-сетка, изготовленная электроэрози-
онным способом, а на рис. 84, в — кондуктор, с помощью которого изго-
товлен ЭИ и производилась обработка этой детали
Износ ЭИ в процессе ЭЭО во всех случаях приводит к искажению
формы прошиваемого отверстия и к образованию конусности отверстия,
поэтому обычно при обработке одним ЭИ для уменьшения искажения
формы отверстия применяют орбитальное движение ЭИ При работе
групповым ЭИ орбитальное движение его применять нельзя, так как это
приводит к непрерывным коротким замыканиям, поэтому для получения
отверстий правильной геометрической формы и без конусности необходи-
мо дополнительно производить его калибровку Для этого целесообразно
применять групповой ЭИ с электродными стержнями высотой, в три —
пять раз большей глубины прошиваемого отверстия Если к прошиваемым
отверстиям предъявляются повышенные требования по точности и шеро-
ховатости, желательно ЭИ придать возвратно-поступательное движение
с амплитудой 1 — 10 мм и частотой 5—6 об/мин При врезании и в конце
обработки при выходе ЭИ из детали необходимо снижать среднее значение
рабочего тока Это необходимо как для стабилизации электроэрозиоиного
процесса врезания, так и для получения входных и выходных кромок
отверстия правильной формы и без оплавления
Прошивание отверстий малых диаметров групповым ЭИ во избежание
деформации медных электродных стержней производят с применением
кондукторов
Во всех случаях при работе с групповым ЭИ обработку желательно
производить в рабочей среде с низкой вязкостью, а ЭИ сообщать виб-
рацию, так как удаление продуктов эрозии из отверстий малых диамет-
ров затруднено.
При изготовлении сеток особое внимание необходимо обращать на
качество оснастки и ЭИ Кондукторы для прошивания отверстий, изго-
товленные из изоляционных материалов, имеют низкую износостойкость
Увеличение размеров направляющих отверстий или щелей кондуктора
вызывает появление нежелательной вибрации ЭИ в процессе ЭЭО Виб-
рация ЭИ в направлении, перпендикулярном оси подачи, приводит к завы-
шению размеров прошиваемого отверстия, искажению формы его сечения
н межцентровых расстояний
Применение недостаточно хорошо отрихтованных проволочных ЭИ
способствует завышению размеров прошиваемых отверстий, искривлению
оси отверстий и искажению их формы
Неправильно выбранный электрический режим врезания при исполь-
зовании группового ЭИ (средний рабочий ток велик) часто вызывает
оплавление отдельных отверстий, следы оплавления могут быть и на выхо-
де электродов из-за неравномерности износа отдельных электродов
группового инструмента по тем же причинам Рекомендуется при вреза-
нии и в конце обработки среднее значение рабочего тока снижать на
20-50%.
§ 17	СЛОЖНОКОНТУРНАЯ ПРОВОЛОЧНАЯ ВЫРЕЗКА
Электроэрозионная вырезка непрофилированным ЭИ наиболее широ-
кое применение получила в инструментальных цехах при изготовлении
из твердого сплава и термообработанной стали вырубных и обрезных
штампов, фильер, резцов, шаблонов, сложноконтурных прецизионных
деталей приборов и товаров народного потребления, а также при разре-
зании заготовок из труднообрабатываемых сплавов
Характерной особенностью электроэрозионной сложиоконтурной
вырезки является использование в качестве ЭИ проволоки, рабочей по-
верхностью ЭИ является часть окружности, обращенная в сторону
направления подачи ЭИ. Для увеличения поперечной жесткости прово-
лочного ЭИ его нагружают растягивающим усилием Компенсация
износа ЭИ в процессе работы осуществляется непрерывной перемоткой
проволоки с катушки на катушку В результате обработки в заготовке
образуется сквозная щель с параллельными стенками. Эти стенки могут
быть перпендикулярны базовым поверхностям или выполнены под неко-
торым углом к ним Если управлять направлением перемещения подачи
ЭИ относительно заготовки по какой-то программе, заданной шаблоном,
ЧПУ или иным способом, то получим сквозное отверстие или внешний
контур детали заданной конфигурации
118
При электроэрозионной вырезке непрофилированным ЭИ применяют
различные схемы обработки в зависимости от вида изготовляемого
изделия (его габаритов, формы, сопряжения с другими деталями и т д )
На рис 85 дана схема вырезки рабочего профиля твердосплавных
резцов
В частности, на рис 85, а представлен элемент контура корпуса
челнока прядильной машины, который может быть обработан специаль-
ным профильным резцом При обработке контура челнока на металло-
режущем станке требуется переналадка станка и смена резцов При
использовании профильного резца обработка возможна без переналадки
станка и с меньшими затратами труда Для этого изготовляют резец
необходимого профиля и с заданными размерами рабочей части Резец
армируется твердосплавной пластиной для повышения его стойкости.
На рис 85, б приведена схема проволочной вырезки контура рабочей
части резца Чтобы вырезать контур рабочей части резца 1, необходимо
изготовить копир 3 такого же контура или составить необходимую про-
грамму (если вырезка осуществляется на станке с ЧПУ) Копир через
изоляционную прокладку 2 устанавливается на рабочем столе станка 4
над заготовкой изготовляемого резца 1, также расположенного на рабо-
чем столе С помощью двухкоординатной системы подачи рабочего стола
по копиру формируют рабочий профиль резца
По разработанной технологической схеме обработки можно вырезать
любые несопрягаемые сложноконтурные детали и, в частности, твердо-
сплавные сложноконтурные резцы для обработки шаровых рукояток,
шкивов, фланцев и других деталей
Операция вырезки по копиру может быть выполнена на станке
модели 4531
В инструментальных цехах при изготовлении инструментов из твер-
дого сплава и термообработанной стали (в зависимости от вида изго-
товляемого инструмента и предъявляемых к нему требований) приме-
няют различные технологические схемы их производства с помощью не-
профилированного ЭИ
Для вырезания пуансона и матрицы штампа (рис 86, а— в) необхо-
димо изготовить копир 1 и контркопир 2 Рабочей частью копира, по
которому осуществляется вырезка профиля матрицы 5, является его внут-
ренний профиль у контркопира 2, а для вырезки пуансона 7 — наружный
профиль Между копиром, контркопиром и заготовками матрицы и пуан-
сона устанавливаются изоляционные прокладки 3 и 6 Вырезка осуществ-
ляется ЭИ 4, как и в случае вырезки контура резца на двухкоординатном
119
a-,~a, + a2 + аз, где a\ — зазор между копиром и контркопиром, аз—
зазор между ЭИ и боковой поверхностью матрицы, аз — зазор между ЭИ
и боковой поверхностью пуансона Величины а2 н а3 определяются выб-
ранным электрическим режимом обработки и его стабильностью Недо-
статком этой схемы является необходимость ручного изготовления копира
и контркопира. Можно вдвое сократить затраты ручного труда, если
Рис 88
применить схему обработки, приведенную на рис 87 а — в В этом случае
изготовляют копир 3, который, как и в предыдущих случаях, устанав-
ливается на изоляционную прокладку 2, и ЭИ 4 вырезает матрицу 1.
После изготовления матрицы с ее помощью вырубается контркопир 5,
120
который и используется при вырезке пуансона 7, позиция 6 — изоляцион-
ная прокладка В этом случае зазор между сопрягаемыми деталями
(матрицей и пуансоном) определяется по формуле. aT = ai+a2 —аз
По этой схеме может быть решена и обратная задача (рис 88, а, б).
Слесарным способом изготовляют копир для обработки пуансона 1 и затем
вырубают с его помощью копир 2 для вырезки матрицы 3 Зазор между
сопрягаемыми деталями тогда определится из соотношения aT = a2 + ai.
Применяется схема последовательной обработки матрицы и пуан-
сона ЭИ разного диаметра (рис. 89, а — в) Пуансон 3 вырезают по
копиру 1 ЭИ 2 диаметром d\ По этому же копиру 1, но ЭИ диаметром d2,
вырезают вторичный копир 4, по которому затем вырезают матрицу 5 ЭИ,
имеющим диаметр Эту схему удобно применять, когда не требуется вы-
сокой точности сопряжения матрицы и пуансона Точность сопряжения
лежит в пределах 0,1—0,5 мм. В общем случае зазор определяется
формулой a, — dt-\-d.,— d2-\-at — а24-аз
Рис 89 Последовательная обработка матрицы и пуансона ЭИ
разного диаметра
На специально переоборудованных станках, снабженных не одной,
а несколькими парами направляющих роликов на скобе, можно произ-
водить обработку одновременно нескольких деталей различными участ-
ками движущегося ЭИ. Такой метод обработки в ряде случаев позволяет
получить эквидистантные контуры сопрягаемых деталей с более высокой
точностью, чем в вышеописанных примерах. Этим способом можно обра-
батывать цилиндрические, конические и призматические поверхности
различных размеров, а также одновременно несколько деталей по внутрен-
нему и наружному профилю или одну деталь по внутреннему и наружному
профилю. На рис. 90 приведены примеры одновременной обработки
двух деталей пуансона 2 и матрицы 1 по одному копиру 3 Обработка
ведется различными ветвями ЭИ 4, смещенными относительно друг
друга с помощью направляющих роликов 5 на величину /, что обеспе-
чивает зазор между пуансоном и матрицей ат = Д14-д2±/. На рис 91
показана схема одновременной обработки детали 1 по внутреннему
и наружному контуру. Изменение направления движения ЭИ 2 и его
наклон осуществляются четырьмя направляющими роликами 3
Применение фотокопировальных электроэрозионных станков для
проволочной вырезки и станков с программным управлением упрощает
технологию сложноконтурной вырезки, а также автоматизирует весь
процесс ЭЭО. На этих станках с высокой точностью могут быть изготов-
лены детали самой различной конфигурации. Фотокопировальные станки
при вырезке особенно сложной по конфигурации детали требуют меньше
времени для подготовки, чем станки с числовым программным управ-
лением.
Фотокопировальный станок оснащен специальной следящей системой,
осуществляющей автоматический обход заданного контура чертежа-
121
копира В качестве копира применяется чертеж или рисунок, выпол-
ненный черной тушью на чертежной бумаге в масштабе от 5 1 до 50 1
Для переноса масштаба чертежа на деталь станок оснащен масштаби-
рующим устройством Обход контура чертежа датчиком осуществляется
с помощью двух движений (см рис 45) углового и линейного перемеще-
ния вдоль ординаты X предметного стола Аналогичное движение совер-
шает ЭИ и рабочая каретка с заготовкой, но в принятом масштабе
После вычерчивания чертежа-копира его помещают на предметном
столе станка, затем устанавливают коэффициент масштабирования
и после этого станок готов к обработке
Рис 90 Обработка пуансона и
матрицы по одному копиру
± (0,04 4-0,01) мм и в значительной степени зависит от точности вычер-
чивания чертежа-копира
Сложноконтурная вырезка непрофилированным ЭИ по двум коорди-
натам может осуществляться на станках с ЧПУ (например, иа станке
модели 4532 с применением устройства программного управления типа
«Контур 2П» или других подобных устройств). Вырезка проводится по
заранее составленной программе, записанной на перфоленте Управление
перемещением ЭИ по двум координатам осуществляется двумя шаговыми
двигателями, которые связаны с механизмом подачн ЭИ Это управление
перемещением происходит дискретно, т е посредством подачи отдельных
управляющих импульсов, идущих с определенной частотой и в опреде-
ленном количестве от устройства программного управления иа шаговые
двигатели. При подаче одного управляющего импульса ротор шагового
двигателя поворачивается на строго определенный угол и с помощью
механизма подачи перемещает ЭИ по одной из координат на установлен-
ную линейную величину
Заданное программой то или иное количество импульсов определяет
расстояние, которое пройдет ЭИ в данном направлении (по данной коор-
динатной оси) Если необходимо переместить ЭИ по прямой, не параллель-
ной ни одной координатной оси, то управляющие импульсы подаются одно-
временно на оба шаговых двигателя, но число поданных импульсов долж-
но соответствовать проекции этого перемещения на соответствующую
координатную ось х или у (рис 92). На участке 1 проекции отрезка пере-
мещения по ординатам х и у равны и на оба шаговых двигателя, управ-
ляющих перемещением ЭИ, будет подано равное количество импульсов.
122
На участке 2 проекции отрезка на ординате х и у не равны и, следова-
тельно, для перемещения ЭИ по отрезку 2 на шаговые двигатели должно
быть подано неравное количество импульсов управления, на перемещение
по ординате х должно быть подано вдвое больше управляющих импульсов,
чем иа двигатель, осуществляющий перемещение по ррдинате у
Программирование вырезки может осуществляться ручным и автома-
тическим способами Ручное программирование может быть графиче-
ским и аналитическим
Ручное графическое программирование начинается с вычерчивания
в увеличенном масштабе стержня изготовляемой детали, причем чем
выше точность, тем крупнее мас-
штаб чертежа Все необходимые
данные для составления программы
получаются из чертежа. Графичес-
кий метод программирования при-
меняется при точности обработки
±0,05 мм, при более высокой точ-
ности применяют аналитическое
ручное или автоматическое про-
граммирование. Но большинство
штампов изготовляется именно
с точностью, не превышающей
0,05 мм, поэтому графическое про-
граммирование в мелкосерийном
производстве нашло более широкое
применение, чем аналитическое.
Программа рассчитывается на основании чертежа и технологической
карты Чертеж вырезаемого контура выполняется на миллиметровой
бумаге в масштабе 100.1 или 10 1 Чем больше масштаб, тем выше точ-
ность программирования и, соответственно, тем точнее процесс электро-
эрозионной вырезки
Так как программируется путь, который должен пройти ЭИ, то
необходимо вычертить кривую, эквидистантную заданной и отстоящую от
нее на расстоянии а/2 + б, где а — ширина паза, б — допуск иа размер.
Перед расчетом программы все требуемые размеры чертежа пере-
водятся из миллиметров в импульсы Для этого линейный размер умно-
жается на постоянный множитель 1 /й, где h. — величина шага иа импульс;
l//i — число импульсов, приходящееся на 1 мм перемещения ЭИ относи-
тельно обрабатываемой детали При шаге импульса 2 мкм величина
1 //г = 500 имп./мм Для перемещения ЭИ относительно детали по какой-то
оси на 2,35 мм, на шаговый двигатель, осуществляющий перемещение
по этой оси, надо подать 2,35-500= 1175 имп. Если необходимо обработать
криволинейный контур АВ (рис 93, а), то сначала необходимо вычертить
кривую, эквидистантную профилю контура детали. Полученная кривая
А}Вх представляет собой путь, который должен пройти ЭИ Затем кри-
вая А 1В| аппроксимируется отрезками прямых Д|С, CD и DBi (рис 93, б).
Чем короче отрезки, тем выше точность программирования После раз-
биения иа отрезки участка кривой необходимо измерить их проекции
на оси ординат в миллиметрах (в принятом масштабе) и перевести
значения в миллиметрах в число импульсов по формулам: пх = Дх,//1
и ny = ^yt/h, где п — число импульсов, Дх, и Ду, — величины проекций
с учетом масштаба, мм.
Исходная программа должна состоять: из символа — начало програм-
мы, последовательности кадров, соответствующих этапов технологической
карты и символа — конец программы. Каждый кадр содержит: номер
123
кадра, числовую информацию (геометрическую и технологическую для
данного этапа обработки), символы начала и конца кадра.
Контрольная таблица числовой программы для станка модели 4532,
работающего с программным устройством «Контур 2П» при вырезании
окружности, дана в табл 16 Для сокращения в таблице приведены только
три кадра каждой четверти вырезаемой окружности Из таблицы видно,
что количество импульсов и их соотношение по ординатам повторяются,
так как повторяется путь ЭИ,
но изменяется направление его
движения в каждой четверти
окружности, поэтому изменяет-
ся символ в графе «Направле-
ние». В графе «Вход» стоит
символ начала считывания про-
граммы. В данной программе
технологические команды
отсутствуют, поэтому в графе
«Команда» стоят нули, в пос-
ледней графе «Конец кадра и
контроль» проставлены два сим-
вола, подающие команды; после
считывания кадра необходимо осуществлять контроль считывания. Все
эти команды выполняются автоматически
После составления таблица числовой программы с помощью теле-
тайпного аппарата переносится на программоноситель. В качестве про-
граммоносителя используется 5-дорожковая телеграфная лента шириной
Таблица 16 Контрольная таблица числовой программы
для вырезания окружности
кадра	Количество импульсов		Направле	Вход	Команда	Конец кадра и
	Лх	Ду	ление			
]	0019	0436	10	4	0	К7
2	0057	0432	10	4	0	К8
3	0094	0426	10	4	0	КЗ
19	436	0019	9	4	0	К4
20	432	0057	9	л	0	К10
21	426	0094	9	4	0	К
37	0019	0436	5	4	0	К9
38	0057	0432	5	4	0	К2
39	0094	0426	5	4	0	К14
55	0436	0019	6	4	0	К11
56	0432	0057	6	4	0	К5
57	0426	0094	6	4	0	К15
17,4 мм Бобина с перфолентой устанавливается в нишу фотосчитывателя.
После этого станок готов к работе по заданной программе Заготовка
детали устанавливается на рабочем столе станка и он включается в ра-
боту
Чтобы выполнить технические требования чертежа при изготовлении
детали по точности, шероховатости поверхности, качеству поверхностного
слоя (отсутствие микротрещии), а также обеспечить оптимальную произ-
водительность обработки, необходимо спроектировать технологический
процесс с учетом этих требований.
124
Зная марку обрабатываемого материала заготовки и его толщину
(или толщину обрабатываемого пакета заготовок), требования по точ-
ности и шероховатости и задаваясь производительностью, выбирают
материал и диаметр электрода-проволоки, усилие натяжения и скорость
перемотки, состав рабочей среды и режим работы генератора импульсов
Материал электрода-проволоки оказывает существенное влияние на тех-
нологические показатели электроэрозиоиного процесса При проволочной
вырезке чаще применяется проволока из латуни, так как она обладает
высокой эрозионной стойкостью, выдерживает сравнительно большие
усилия натяжения и имеет сравнительно низкую стоимость Однако
чтобы получить более высокую точность и производительность, приме-
няют проволоку из вольфрама, молибдена и их сплавов Повышение
точности при всех равных условиях получают за счет больших усилий
натяжения проволоки и высокой эрозионной стойкости ЭИ из этих мате-
риалов
Проволока из вольфрама и молибдена выдерживает более жест-
кие режимы обработки (больший рабочий ток), чем проволока из латуни
того же диаметра. Дефицитность этих материалов и их высокая стои-
мость ограничивают их применение.
При проволочной вырезке чаще применяются диаметры проволочных
электродов от 0,02 до 0,3 мм2 Использование проволочных ЭИ больших
диаметров приводит к увеличению ширины прорезаемой щели и объема
удаляемого материала
Чтобы обеспечить более высокое качество поверхности при оптималь-
ной производительности, следует использовать проволоку меньшего диа-
метра с максимальным (для данного диаметра электрода-проволоки)
токовым режимом работы генератора.
В том случае, когда задается ширина прорезаемой щели, диаметр
электрода-проволоки выбирается в зависимости от ширины щели, а токо-
вый режим генератора — исходя из требования к качеству обработанной
поверхности. Усилие натяжения нужно стремиться выбирать наибольшим
для данного диаметра проволоки для исключения ее вибрации в процессе
перемотки и динамических воздействий иа проволоку в момент искрового
разряда Для ЭЭО применяется только отожженная проволока В табл. 17
приведены данные для выбора материала электрода-проволоки, его
диаметра, усилия натяжения и скорости перемотки при обработке
стали 45 и твердого сплава в зависимости от толщины детали и режима
обработки.
Различные отклонения от заданного технологического процесса ЭЭО
приводят к снижению точности обработки, ухудшению качества обрабо-
танной поверхности, увеличению толщины дефектного слоя, появлению
зазоров и другим дефектам В процессе обработки нужно стремиться,
чтобы электроэрозионный процесс протекал стабильно (без коротких
замыканий).
При коротком замыкании срабатывает защита, т е прекращается
подача и ЭИ отводится назад до прекращения короткого замыкания;
затем вновь включается рабочая подача и ЭИ проходит путь, который
он прошел при ликвидации короткого замыкания Возвратно-поступа-
тельное движение ЭИ, вызванное коротким замыканием,- приводит к по-
явлению волнистости на обработанной поверхности. Короткое замыкание
часто вызывает перегорание ЭИ и остановку станка В случае нарушения
стабильности процесса ЭЭО необходимо проверить усилие натяжения ЭИ,
так как слабое натяжение ЭИ вызывает его вибрацию и возникновение
частых коротких замыканий. Если натяжение ЭИ в пределах нормы, то
необходимо снизить рабочее напряжение иа электродах.
125
Таблица 17 Выбор электрода-проволоки в зависимости от материала и толщины
обрабатываемой заготовки
	Тотщина,	Диаметр проволоки мм		мектрода	Усилив натяжения Н	перемотки
		режим	Чистовой			
Сталь 45	До 1	-	0 03-0 05	Вольфрам	1 07—1,96	8
			-	Молибден	0,49—1,47	
	1 — 10	-	0 10	Латунь	1 96	8-10
			0 05	Молибден	1,56	
	10—20	0,15—0 20	-	Латунь	3 92	10—15
	-	-	0 10	Молибден	3 92	
	20—60	0 20—0 25	-	Латунь	5 88—7 84	15—20
	Свыше 60	0,25-0 30			7,84—9 8	20
Твердый сплав	1 — 10	-	0 15		3 92	8—10
	10—20	-	0,20		5,88	10—15
	20—40	-	0,25		7,84	15—20
Обрыв ЭИ (и вследствие этого необходимость вторичного прохода ЭИ
по прорезанному пазу) приводит к подрезам и, как правило, к потере
точности изготовления. Причиной короткого замыкания также может
быть неправильно выбранная скорость подачи ЭИ.
§ 18	ОТРЕЗАНИЕ ЗАГОТОВОК
При изготовлении деталей одной из операций большинства техноло-
гических процессов является заготовительное разрезание В процессе
выполнения этой операции вырезается или отрезается заготовка с задан-
ными геометрическими размерами, обеспечивающими равномерное рас-
пределение припуска и его постоянство для выполнения последующих
технологических операций Если деталь изготовляется из проката метал-
ла (пруток, профильный прокат, труба), то необходимо отрезать заготовку
с заданным размером по длине; у литых деталей, чтобы производить
последующую обработку, отрезают прибыли и литннки. Обрабатываемая
поверхность не должна иметь сколов, наплывов и трещин, т е дефектный
слой должен быть минимальным
Электроэрозионный процесс исключает появление подобных дефектов,
а при разрезании проката или штамповок из титановых и жаропрочных
сплавов уменьшается количество отходов из дорогостоящих материалов.
Производительность электроэрозиониого разрезания в 2—10 раз выше
по сравнению с механическим разрезанием труднообрабатываемых
сплавов с помощью пилы Геллера. При вырезании фланцев и различных
окон в заготовках электроэрозионный метод позволяет более рационально
производить раскрой металла, чем при электродуговом вырезании, так как
исключаются наплывы металла по кромкам вырезанных заготовок,
уменьшается величина припуска на выполнение последующих технологи-
ческих операций как за счет наплывов металла, так и за счет уменьшения
дефектного слоя, образующегося под воздействием высокой температуры
дуги Ввиду этого электроэрозиониое вырезание заготовок и разрезание
126
проката труднообрабатываемых металлов нашло широкое применение
в машиностроении
В последние годы на металлургических заводах применяется электро-
контактная зачистка слитков и проката Назначение этой операции —
удаление с поверхности слитка из специальных труднообрабатываемых
нержавеющих и жаропрочных сплавов дефектного слоя Ранее эта опе-
рация в слиткообдирочных участках выполнялась на крупных токарных
станках Применение электроконтактной обдирки повышает производи-
тельность предварительной обдирочной операции в 5—10 раз и снижает
себестоимость этой операции до трех раз
При выполнении заготовительных операций применяются различные
способы электроэрозионной обработки- электроконтактный, электроим-
пульсный и электроискровой Кроме перечисленных способов применяется
комбинированный анодно-механический способ, основанный на комбини-
рованном воздействии на снимаемый слой металла электрической эрозии,
электрохимического растворения и механического резания зернами абра-
зива Этот высокопроизводительный способ обработки в целом ряде слу-
чаев является единственно возможным способом, который можно приме-
нять при разрезании заготовок большого диаметра (например, до
1000 мм)
Наибольшее распространение в заготовительных операциях получила
одна из разновидностей ЭЭО — электроконтактная обработка в связи
с целым рядом преимуществ, присущих ей. Электроконтактный способ
обработки может осуществляться в воздушной среде и с использованием
в качестве рабочей среды технической воды, обеспечивая при этом высо-
кую производительность процесса Принципиальная схема электрокон-
тактной обработки вращающимся дисковым ЭИ приведена на рис 46.
Разрушение металла в зоне обработки происходит под воздействием
дуговых разрядов между ЭИ и заготовкой Дуговые разряды приводят
к локальному разогреву металла, его размягчению, расплавлению и час-
тичному испарению Удаление частиц металла из зоны обработки проис-
ходит воздушным потоком, который создается быстродвижущимся
дисковым ЭИ Ширина прорези при резке на воздухе превышает .толщину
дискового ЭИ на 2—2,5 мм. Ширину прорези можно значительно умень-
шить, если подавать в межэлектродный зазор водовоздушную смесь или
просто распыленную воду
Количество удаляемого металла зависит в значительной степени от
параметров импульса электрического тока и его формы При электро-
контактной резке применяется постоянный или переменный ток. Причем
практика показывает, что при работе на постоянном токе производитель-
ность несколько выше, чем при работе на переменном, а износ ЭИ почти
в два раза меньше
Износ ЭИ при работе с источником постоянного тока в значительной
степени зависит от полярности его включения Обычно подключают
заготовку к аноду (-)-), а ЭИ — к катоду (—)
Электроконтактная резка металлов осуществляется при напряжении
12—40 В постоянного или переменного тока, причем с увеличением напря-
жения производительность процесса повышается Резка в воздушной
среде выполняется при напряжении 17—24 В Электроконтактная резка
в водной среде проводится либо погружением детали в ванну станка
с технической водой, либо поливом с принудительной подачей воды (под
давлением) в зону обработки. Производительность процесса электро-
контактной резки в вадной среде ниже, чем в воздушной, но технологиче-
ские показатели значительно выше (так, например, меньше дефектный
слой и выше качество обработанной поверхности); снижается также
127
и износ ЭИ Важно и то, что улучшаются условия труда при работе
с погружением детали в воду, значительно снижается шум, вызванный
разрядами тока, и устраняется загазованность воздуха
При электроконтактном разрезании заготовок из листового металла
и проката применяются дисковые ЭИ из стали толщиной 0,5—3 мм
и диаметром до 1200 мм Их изготовляют из декапированной холодно
катаной и отожженной стали или из конструкционной стали марок СтЗ
и сталь 10 Рабочая поверхность диска может быть гладкой, с радиаль-
ными пазами и с абразивно изоляционным покрытием
Абразивно-изоляционное покрытие наносится на боковые поверхности
дискового ЭИ В качестве таких покрытий могут наноситься, например,
глиноземы марок ГА85 и ГА8 Толщина слоя покрытия составляет от 0,1
до 0,5 мм Покрытие осуществляется плазменным напылением и имеет
чешуйчатую структуру Дисковые ЭИ с абразивно-изоляционным покры-
тием обеспечивают более высокую производительность и более высокое
качество обработанной поверхности за счет абразивного воздействия
диска на боковые поверхности реза и их зачистки зернами абразива, т е
снятия дефектного слоя Одновременно с этим, за счет устранения боковых
разрядов между заготовкой и ЭИ, снижается износ ЭИ Зачистка слитков
и поковок электроконтактным способом производится дисковыми или ча-
шечными ЭИ Дисковые ЭИ используются в этом случае толщиной
до 50 мм Дисковые и чашечные ЭИ для зачистки слитков изготовляются
из чугуна, стали и графита.
Вырезание кругов, колец, фланцев и диищ из листового труднообра-
батываемого сплава производится-ЭИ различной конструкции. При выре-
зании заготовок сравнительно небольших диаметров могут быть исполь-
зованы в качестве ЭИ трубы соответствующих диаметров с толщиной
стенок 1—4 мм
Трубчатый ЭИ небольших диаметров может закрепляться на электро-
додержателе с помощью резьбового соединения, а также прессовой
посадки на электрододержателе, имеющем небольшую конусность, могут
быть и другие способы крепления ЭИ, обеспечивающие надежный элект-
рический контакт сопрягаемых поверхностей Но в тех случаях, когда
необходимо вырезать заготовки большого диаметра, ЭИ изготовляют
методом вальцевания из листовой стали с последующим его креплением
на планшайбе (рис. 94) Крепление ЭИ 2 на планшайбе I осуществляется
стягивающим хомутом 3, изготовляемым из
1, 2 3 полосовой стали толщиной 1—3 мм и ши-
I ст \ \\ риной до 30 мм Допускается в месте сты-
ка концов ЭИ наличие зазора до 3 мм.
Ь;	Favaxi| Минимальная длина рабочей части ЭИ
выбирается исходя из толщины и количества
•	;	вырезаемых заготовок с учетом износа ЭИ
;	;	при вырезании одной заготовки. Практиче-
;	;	ски, чтобы не усложнять процесс сборки ЭИ,
;	длину его рабочей части делают не более
и-----------	300 мм.
Процесс электроконтактной вырезки
осуществляется с погружением заготовки
Рис 94. Конструкция ЭИ для	и ЭИ в ванну с рабочей средой и одновре-
вырезки заготовок больших	менной подачей рабочей среды через ЭИ
диаметров	(для этого в плаНщайбе должно быть преду-
смотрено отверстие). Процесс обработки сопровождается выделением
большого количества газообразных продуктов разложения и поэтому
в планшайбе должно быть предусмотрено наличие газоотводящих отвер-
128
стий, суммарное сечение которых должно соответствовать 10—15% от
сечения трубопровода, подводящего рабочую среду к ЭИ. Повы-
шение температуры рабочей среды и, как следствие, снижение ее
электрической прочности, как правило, приводит к нарушению стабиль-
ности процесса, повышению ширины реза и снижению производительности
процесса Разрезание заготовок из молибдена, вольфрама, никеля, а так-
же заготовок из их сплавов и сплавов на основе титана или других, обла-
дающих высокими физико-механнческими свойствами, нецелесообразно
на электроконтактных станках К заготовкам из этих сплавов предъявля-
ются высокие требования по точности, шероховатости и величине дефект-
ного слоя. Обеспечить эти требования к заготовкам можно, разрезая их
электроимпульсным или электроискровым способом; при этом значительно
сокращается ширина реза и количество дорогостоящего металла, уходя-
щего в отходы.
Разрезание заготовок производят на копировально-прошивочных
и проволочно-вырезных станках, серийно выпускаемых промышленностью.
Эти станки не приспособлены для отрезки и вырезки крупных заго-
товок и применение их на заготовительных операциях ограничено Объяс-
няется это тем, что станки имеют повышенную точность и соответственно
высокую стоимость Однако в мелкосерийном и единичном производстве,
когда специальные станки для резки и вырезки заготовок устанавливать
нецелесообразно, электроэрозионные станки используются на заготови-
тельных операциях.
На копировально-прошивочных станках выполняются операции по вы-
резанию круглых и сложнопрофильных фланцев и днищ из труднообра-
батываемых металлов (например, из вольфрама и его сплавов), в част-
ности, из заготовок деталей, работающих при высоких температурах,
и деталей приборов и аппаратов различной формы. На литейных заго-
товках из магнитных сплавов отрезается литейный припуск-литник.
Вырезка круглых и сложнопрофильных заготовок на электроим-
пульсных станках производится методом трепанации с нагнетанием рабо-
чей среды через ЭИ Для этой цели могут быть использованы ЭИ из
графита, меди и алюминия.
Электроэрозионные станки, оснащенные вращающейся головкой, мо-
гут быть использованы для разрезания проката из различных труднооб-
рабатываемых металлов, сплавов и из металлокерамики Для отрезания
заготовок из проката и металлокерамики применяются дисковые ЭИ из
меди и латуни
Условия выполнения заготовительных электроэрозионных операций,
выбор режимов обработки и конструкции ЭИ практически не отличаются
от описанных ранее условий выбора режимов копировально-прошивочных
операций и конструкций применяемых при этом ЭИ.
Разрезание заготовок из металлокерамики, нитинола, вольфрама,
молибдена и других металлов и сплавов, особенно малогабаритных
и точных заготовок, имеющих минимальный припуск на последующие
операции, выполняется на электроэрозионных проволочных вырезных
станках различных моделей.
Заготовительные операции, которые осуществляются на проволочных
вырезных станках, не имеют каких-то специфических особенностей. По-
этому выбор режимов и процесса ЭЭО определяется маркой металла или
сплава разрезаемой заготовки, ее толщиной, требованиями к шерохова-
тости обработанной поверхности и диаметром проволочного ЭИ.
Проволочное разрезание заготовок, как правило, производится при
погружении заготовки в ванну, а в качестве рабочей среды используется
водопроводная вода.	129
5 Зак. 495
Геометрические размеры заготовок в мелкосерийном и единичном про-
изводстве измеряются универсальными измерительными средствами.
В крупносерийном производстве применяют специальные пневматические
и электроконтактные измерительные приборы, которые позволяют автома-
тизировать контрольные операции.
Измерение наружных и внутренних размеров отрезаемых или вырезае-
мых заготовок производится штангенциркулем, высота измеряется штан-
генрейсмусом; глубины впадин и размеры выступов — штангенглубино-
мером, контроль смещения осей отверстий, перпендикулярности осей и
контроль шероховатости поверхности описан выше
Дефектный слой обработанной поверхности контролируется при выбо-
ре режима обработки в заводской лаборатории и в дальнейшем, если
выбранный режим обработки поддерживается постоянным, изменения
величины дефектного слоя не происходит.
Нарушение условий подачи рабочей среды, непостоянство скорости
подачи и рабочего тока, как правило, приводит к увеличению дефект-
ного слоя, появление цветов побежалости и возникновению брака. Осо-
бенно резко это проявляется при электроконтактной резке. В результате
термического воздействия разрядов, на поверхности образуется слой
оплавленного металла. Под этим слоем и находится зона термического
влияния, в которой происходят фазовые и структурные превращения под
влиянием циклического нагрева и охлаждения. В сплавах же исключаются
фазовые превращения при иагреве (например, у нержавеющей стали
12Х8Н9 образуется слой поверхностного оплавления). В инструменталь-
ных сталях Р18, Р9 и других образуются микротрещины в результате
возникновения термических напряжений
Непараллельность резов, как правило, связана с неправильной уста-
новкой и креплением заготовки на рабочем столе Смещение осей выре-
заемых фланцев и днищ обусловливается неправильной установкой и
выверкой ЭИ иа станке.
§ 19. ЭЛЕКТРОИСКРОВОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ
В большинстве современных машин износу подвергаются трущиеся
-поверхности сопрягаемых деталей (например, зубья шестерен редуктора,
направляющие и ползуны, шейки коленчатых валов двигателей, внутрен-
няя поверхность цилиндров двигателей внутреннего сгорания и т. д.),
поэтому сопрягаемые трущиеся поверхности деталей должны быть более
стойкими, чем вся деталь, к действию высоких температур, трению,
коррозии и т. д
Существуют различные способы поверхностного упрочнения деталей,
повышения их коррозионной стойкости и снижения трения сопрягаемых
трущихся поверхностей. К иим относятся: поверхностная термическая
обработка, легирование поверхности детали наплавкой сплавов, отвечаю-
щих необходимым требованиям, гальваническое нанесение на поверх-
ность детали антикоррозийных покрытий и т. д. Одним из способов
легирования поверхности детали или ее элементов является электроискро-
вое легирование, которое сопровождается различными физико-химиче-
скими превращениями поверхностного упрочненного слоя детали. Оно
позволяет повысить износостойкость и твердость, жаростойкость, корро-
зионную стойкость поверхностей деталей и снизить их коэффициент
трения, а также произвести ремонт и восстановить размеры изломанной
детали, придав ее поверхностному слою новые свойства.
Сущность процесса электроискрового легирования заключается в пере-
носе материала ЭИ, отвечающего определенным требованиям, на
130
обрабатываемую поверхность детали искровым электрическим разрядом.
Этот способ обеспечивает прочное сцепление вводимого легирующего ма-
териала с поверхностью детали, он прост в осуществлении
При электроискровом легировании действуют законы и процессы,
описанные в гл I, но в качестве рабочей среды используется воздух
или безокислительная газовая среда (аргон, гелий, водород) Расплав-
ленные частицы анода, выброшенные в межэлектродное пространство,
не выносятся рабочей средой, а осаждаются на поверхности катода.
Как и всякий новый технологический процесс, электроискровое легиро-
вание имеет свои особенности, которые тщательно изучаются. Процесс
электроискрового легирования можно представить в следующем виде.
Если к электродам, один из которых легируемая деталь (катод),
а другой — легирующий металл (анод), приложить импульсное напряже-
ние и свести электроды до появления искрового разряда, то между анодом
и катодом потечет импульсный ток большой плотности Вследствие
этого в точке искрового разряда на поверхности электродов (преиму-
щественно на аноде) металл разогревается и частично испаряется.
Капли расплавленного металла с анода устремляются к поверхности
катода под действием электромагнитного поля. После окончания действия
импульса тока движение не прекращается и капли металла достигают
поверхности катода. Достигнув поверхности катода, расплавленные части-
цы анода внедряются в расплавленную лунку на поверхности катода
и смешиваются с металлом катода, а частично осаждаются на кромке
лунки и привариваются к ней. Если перемещать анод по какой-то
линии, то получим ряд лунок с измененным составом металла, т. е.
с новыми сплавом и структурой. Чтобы получить сравнительно гладкую
упрочненную поверхность, анод нужно перемещать относительно катода
за время паузы между импульсами, которое по длительности равно
«0,01с, не более чем на 1/4 диаметра лунки В этом случае происходит
необходимое перемешивание и взаимное проникновение расплавленного
металла обоих электродов друг в друга и улучшение качества обрабо-
танной поверхности
Помимо чисто механического перемешивания частиц расплавленного
металла обоих электродов под действием высоких температур и давле-
ния, развивающихся в канале разряда, в поверхностных слоях электродов
происходят и диффузионные процессы Процесс легирования протекает
в газообразной среде, поэтому расплавленные частицы на своем пути
вступают во взаимодействие с этой средой и образуют упрочняющий
слой, отличающийся своими физико-химическими свойствами от свойств
легирующего и легируемого металлов
Весьма ценным свойством электроискрового легирования является
то, что оно обеспечивает очень прочную связь упрочненногр слоя с леги-
руемым металлом Проведенные исследования упрочненных деталей при
знакопеременных нагрузках и температурах показывают, что упрочненный
слой не отслаивается даже в случае нанесения покрытия карбидными
материалами (например, карбидом вольфрама или металлокерамически-
ми сплавами) Это объясняется тем, что между упрочненным слоем
и легируемым металлом есть диффузионная связь. Под диффузией
понимается перемешивание или проникновение одного вещества в другое
за счет теплового движения молекул контактируемьгх веществ
В качестве легирующего материала используются различные карбид-
ные и боридные соединения тугоплавких металлов, которые получают,
как правило, металлокерамическим методом. Карбидные и боридные
соединения имеют малую химическую активность, а поэтому прн их при-
менении не предъявляется высоких требований к рабочей среде. Они
к*	131
образуют хорошее покрытие, но со сравнительно плохим качеством по-
верхности, и поэтому детали, работающие на трение, необходимо шлифо-
вать Детали, легированные карбидами и боридами, обладают высокой
износостойкостью и твердостью
Для легирования реже применяются вольфрам, молибден, рений
и хром Если необходимо на деталь или элементы детали нанести
антифрикционный слой, который, снижая коэффициент трения поверх-
ностей, увеличивает долговечность и надежность работы деталей, то для
легирования применяют олово, свинец, висмут, индий, графит Эти
материалы легко окисляются, а поэтому легирование производят в нейт-
ральных газах
Коррозионную стойкость детали можно повысить, произведя ее леги-
рование графитом, кремнием, алюминием или феррохромом
Оборудование для электроискрового легирования. На рнс 95 приве-
дена схема установки для ручного электроискрового легирования, она
включает в себя генератор импуль-
сов 1, электромагнитный вибратор
3, легирующий электрод 2 и леги-
руемый электрод 4
Для устойчивого осуществле-
ния процесса легирования необхо-
димо периодическое контактирова-
ние с определенной частотой
легирующего электрода 2 с легиру-
емым электродом-деталью 4 Такое
контактирование обеспечивает электромагнитный вибратор 3 (имеются и
другие конструкции вибраторов) Экспериментально получены наилучшие
результаты в диапазоне частот контактирования от 100 до 400 Гц.
Увеличение частоты в этом диапазоне позволяет увеличить производи-
тельность процесса. Дальнейшее повышение частоты заметно ухудшает
качество поверхности
Контактирование легирующего электрода с легируемым металлом
(деталью) достигается тем, что легирующий электрод закрепляется
на якоре —	----- — —	-- -------
электромагнита или на вращающейся головке (в последнем
случае на головке закрепляется несколько электродов, но под разными
углами)
На рис 96 приведена простейшая конструкция рабочего органа
с электромагнитом Легирующий электрод 1 закрепляется на электродо-
держателе 2, к которому проводом 5 подводится импульсное технологи-
ческое напряжение от генератора Источником колебания служит электро-
132
магнит 4 Для возбуждения колебания электрододержатели на нем
установлена треугольная ферромагнитная вставка якоря 11, а сам элект-
рододержатель одним своим концом свободно подвешен на оси 10 Тяговое
усилие электромагнита регулируется винтом 3. Питание к электромаг-
ниту подводится проводом 6 от специального источника питания. Вся
система подвешивается с помощью кронштейна 7 к рукоятке 9 и закры-
вается кожухом 8.
Принцип действия рабочего органа с электромагнитом (встречаются
и другие названия: возбудитель или вибратор) основан на периодиче-
ском притяжении ферромагнитных тел, помещенных в переменное маг-
нитное поле. Под действием переменного тока, подведенного к электро-
магниту, к нему начинает притягиваться ферромагнитная вставка якоря.
При уменьшении напряжения (синусоида проходит через нулевое значе-
ние) электрододержатель под действием пружины возвращается в исход-
ное положение Электрод будет колебаться с удвоенной частотой сети,
тес частотой 100 Гц Если необходимо получить частоту больше, чем
100 Гц, то применяют специальные источники питания
Периодическое контактирование легирующего электрода с деталью
можно получить с помощью вращающихся многоэлектродных головок
Разработы различные конструкции многоэлектродных головок для
эластичных и жестких легирующих электродов (в последнем случае
электрод закрепляется на корпусе с помощью гибкого упругого элемента)
Миогоэлектродная вращающаяся головка состоит из многоэлектрод-
ного держателя, токоподводящих щеток, эластичной муфты; для враще-
ния многоэлектродного держателя применяется электродвигатель, но
можно использовать и пневматические турбинки Все элементы монти-
руются в корпусе, изготовленном из пластика, который соединяется с ру-
кояткой Весь рабочий орган закрывается защитным кожухом Процесс
легирования с помощью многоэлектродной вращающейся головки
несколько отличен, чем при работе с вибрирующим электродом При
тангенциальном соприкосновении электрода с деталью происходит «раз-
мазывание» расплавленного легирующего металла по поверхности дета-
ли, что способствует снижению шероховатости поверхности легирования
Нужно отметить, что с помощью миогоэлектродной вращающейся голов-
ки легко можно механизировать процесс легирования В настоящее время
уже разработаны установки механизированного легирования
Генераторы импульсов для электроискрового легирования. Для процес-
са электроискрового легирования разработаны и изготовляются специаль-
ные полупроводниковые генераторы униполярных импульсов, но на пред-
приятиях еще применяются и другие типы генераторов (например, релак-
сационные генераторы).
Опытным заводом Института прикладной физики АН МолдССР
выпускаются малыми сериями установки для легирования, основные
технические характеристики которых приведены в табл 18.
Установка настольного типа ЭФИ-54 оснащена двумя электромагнит-
ными ручными вибраторами (большим и малым) и многоэлектродной
вращающейся головкой ручного исполнения Установка предназначена
для нанесения благородных металлов на поверхности деталей электри-
ческих аппаратов в целях улучшения их коммутационных свойств
В установке ЭФИ-25 имеется ручной электромагнитный вибратор,
она применяется для легирования крупных деталей машин, а также для
восстановления размеров изношенных деталей
Установка ЭФИ-10М изготовлена в настольном исполнении и оснаще-
на ручным электромагнитным вибратором Она используется для легиро-
вания и восстановления размеров изношенных деталей машин
133
Технология электроискрового легирования. Технологические характе-
ристики процесса электроискрового легирования, как и при ЭЭО, в значи-
тельной степени зависят от выбранных электрических режимов обработки,
т е от величины энергии, выделяющейся в межэлектродном промежутке,
и от частоты следования импульсов Интенсивность процесса электроиск-
рового легирования, т. е. количество материала, переносимого на обра-
батываемую поверхность в единицу времени, находится в зависимости
Таблица 18 Основные технические характеристики установок
для электроискрового легирования
Наименование характеристики	ЭФИ ЮМ	ЭФИ 25	ЭФИ 54
Котичество режимов обра Напряжение холостого хода В Рабочий ток, А Шероховатость обработанной поверхности Rz мкм Потребляемая мощность кВт Габаритные размеры, мм Масса, кг * Размер н масса балластного сопр	6 15-200 2 5-50 63 05 546X360X318 63 отивления.	6 20—49 50-120 80 1 6 510Х570Х Ю00 120	18-38 14—54 20 1 5 564X360X318 305X204X183* 39 3*
от сочетания качеств материалов электродов, а также легирующего
и легируемого материалов.
Большое влияние на'процесс легирования оказывает температура
нагрева электродов, поэтому грубые режимы обработки с большой энер-
гией в импульсе применяются в том случае, когда масса детали более
0,5 кг.
По подводимой энергии импульсов электроискровое легирование ус-
ловно подразделяется на чистовое и грубое. Если необходимо получить
высокое качество поверхности и наносимый слой невелик, то обработку
ведут на чистовом режиме. Грубые режимы с большой энергией в импульсе
применяют, когда допустима значительная шероховатость поверхности
и легируемый материал не склонен к трещинообразованию, а химическая
активность легирующего материала невелика
Выбор режима легирования для различных сочетаний материалов
производится опытным путем в зависимости от физико-химических тре-
бований, предъявляемых к обработанной поверхности, ее шероховатости,
пористости, а также толщины нанесенного слоя. Стабильность процесса
ручного легирования в значительной степени зависит от навыка опера-
тора, так как установленный режим может быть легко нарушен неверным
выбором давления легирующего электрода на деталь Чтобы обеспечить
стабильность процесса легирования, необходимо следить за величиной
рабочего тока и поддерживать нажим легирующего электрода в заданных
пределах С увеличением энергии импульса (рабочего тока) растет толщи-
на наносимого слоя, увеличивается глубина термического воздействия
и ухудшается качество легированной поверхности, появляются прижоги,
нарушается и сплошность нанесенного покрытия
Толщина нанесенного слоя при электроискровом покрытии невелика
и различна для различных сочетаний легируемого и легирующего материа-
лов и для разных режимов покрытия. Она колеблется от единиц микро-
метров на чистовом режиме до 1—2 мм — на грубом.
134
Равномерность покрытия зависит от равномерности перемещения
легирующего электрода по легируемой поверхности детали и стабильности
протекания процесса легирования
Под сплошностью (плотностью) слоя понимается отсутствие в упроч-
ненном слое раковин и различных микропустот Она снижается при
неравномерном покрытии, при наличии на поверхности окисных пленок
и значительной шероховатости упрочняемой поверхности Шероховатость
легируемой поверхности должна быть не более /?г = 6,3 мкм. При чистовом
легировании обеспечивается высокая сплошность покрытия, а с увеличе-
нием энергии импульсов она уменьшается и увеличивается количество
раковин.
Поверхности после легирования имеют ту же структуру, что и при ЭЭО.
Шероховатость поверхности находится в зависимости от энергии им-
пульсов и эрозионной стойкости легируемого и легирующего материала.
Чем выше эрозионная стойкость материалов и меньше энергия импуль-
сов, тем лучше качество обработанной поверхности Минимальная шеро-
ховатость упрочненной поверхности находится в пределах /?z<i2,5-r
-Ь4 мкм
Для электроискрового легирования, с целью придания элементам
поверхности детали или всей поверхности детали требуемых физико-
химических свойств, применяют различные композиции твердых сплавов,
например, ВК-2, ВК-3, Т15К6, Т30К4, диборид титана, карбиды хрома,
титана и ниобия, сплавы КБХ и СНГМ, а также металлы — вольфрам,
хром, молибден, кадмий, бериллий, серебро, золото и др
Выбор необходимого режима легирования производят при обработке
образцов выбранным легирующим материалом Образцы взвешиваются
до легирования и через короткие промежутки времени (одна —- три
минуты) в процессе легирования производят повторные взвешивания
с целью определения привеса и толщины легирующего слоя, а также
необходимого времени легирования Качество легирующей поверхности
и ее сплошность контролируются визуально с помощью лупы шестикрат-
ного увеличения
Если легированию подлежит партия деталей из однородного сплава, то
рекомендуется построить таблицу или график удельных привесов леги-
рующих слоев в зависимости от времени легирования для разных режимов
и установить оптимальное время обработки на каждом из режимов
Практически качество легирования гарантируется точным соблюдением
электрического режима легирования и временем легирования.
Ранее приводился перечень материалов, применяемых при легирова-
нии Однако практически приходится иметь дело с таким сочетанием
легируемого и легирующего материала, которое только при определенных
условиях обеспечивает необходимое качество покрытия, а очень часто
легирующий материал вовсе не осаждается В зависимости от конкретных
условий легирования применяют различные технологические приемы,
обеспечивающие необходимые конечные результаты Например, при леги-
ровании сталей вольфрамом происходит частое приваривание анода и ка-
тода, в результате чего поверхность получается неровной и бугристой
Устранить приваривание можно предварительным легированием углеро-
дом каждого квадратного сантиметра поверхности в течение 1 мин (для
установки ЭФИ-10М).
Приходится наносить переходный слой, когда выбранный материал
анода не осаждается на легируемом металле Например, при легировании
алюминиевых сплавов карбидом вольфрама сначала наносят слой нике-
ля, "а затем на слой никеля — карбид вольфрама. При легировании не
рекомендуется делать многократные проходы по одному и тому же месту,
135
так как после достижения определенной толщины легирующего слоя
привес уменьшается и начинается съем нанесенного слоя. На различных
режимах количество максимальных проходов колеблется в пределах четы-
рех — шести.
В процессе легирования необходимо следить за температурой нагрева
анода и не допускать его перегрева.
Контрольные вопросы
1	Расскажите о правилах базирования призматических Деталей.
2	Как установить и выверить заготовку на станке относительно ЭИ?
3	. Какие способы изготовления деталей типа решеток Вы знаете? •
4 Каковы правила выбора режимов обработки?
5	Как составить рабочую программу для станка с ЧПУ?
6	Какие приспособления применяются при прошивании отверстий
малого диаметра?
7	Расскажите о электроконтактной отрезке заготовок.
8	Что Вы знаете об электроискровом легировании?
Глава IV
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
§ 20. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Производственный процесс представляет собой совокупность отдель-
ных целевых действий, в результате которых сырье или полуфабрикаты
превращаются в готовые изделия или полуфабрикаты. Производствен-
ный процесс является основной деятельностью любого промышленного
предприятия. Он включает в себя: подготовку средств производства,
поставку и хранение сырья и полуфабрикатов, обслуживание средств
производства, сборку узлов и изделий и т. д.
Технологический процесс—это часть производственного процесса,
непосредственно связанная с качественным изменением сырья или
полуфабрикатов, т. е. с изменением их размеров, формы и свойств.
Технологический процесс состоит из отдельных операций, переходов, про-
ходов и приемов. Важнейшими показателями технологического процесса
являются: уровень производительности труда, интенсивность процесса,
затраты на производство единицы продукции, удельный расход сырья,
полуфабрикатов и энергии.
Операция — завершенная часть единого технологического процесса
изготовления детали или полуфабриката, выполняемая на одном рабочем
месте одним или несколькими рабочими и осуществляемая без снятия
заготовки со станка. Операция может быть выполнена за одну или
несколько установок.
Основные технологические части операции называются переходами.
Различают технологические и вспомогательные переходы. Технологиче-
ский переход выполняется одним и тем же инструментом за один или
несколько рабочих ходов.
Рабочим ходом называют действие, в результате которого снимается
один слой металла.
Установка — это часть операции, осуществляемая при одном за-
креплении детали.
136
Позицией называется определенное положение обрабатываемой за-
готовки относительно ЭИ при ее закреплении
Элементарное движение в процессе выполнения операций называется
вспомогательным переходом (например, взять заготовку и закрепить ее на
станке).
Все операции и переходы выполняются в строгом соответствии с
требованиями технологического процесса, который изложен в опера-
ционных технологических картах Форма технологических карт и правила
их оформления установлены стандартами Единой системы технологи-
ческой документации (ЕСТД)
Операционные технологические карты могут быть с эскизами обра-
батываемой детали н без эскизов На операцию ЭЭО в соответствии с
ГОСТ 3 1416 -73 существует специальная форма операционной техноло-
гической карты, где кратко формулируются название и сущность
операции, указываются материал заготовки, модель применяемого
стайка, вид приспособления и ЭИ, состав рабочей среды, амплитуда
орбитального движения ЭИ, режимы ЭЭО и количество переходов,
а также другие данные, необходимые для выполнения операции
Операционный эскиз обрабатываемой детали содержит необходимые
размеры ее обрабатываемых элементов на данной операции, обозначение
базовых поверхностей и мест крепления обрабатываемой заготовки,
определяет ее положение относительно ЭИ и т д
Таким образом, технологический процесс, представленный в виде сово-
купности текстовых и графических документов, определяет процесс
Получения детали из заготовки. Все положения и указания, изложенные
в технологической карте, являются обязательными и должны строго вы-
полняться всеми работниками, участвующими в производственном
процессе
§ 21, КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ И ИХ ОБРАБОТКА
Обработка ковочных и вытяжных штампов. При механической обра-
ботке рабочих формообразующих поверхностей, в частности у ковочных
штампов, на копировально-фрезерных станках возникает необходимость
проектировать и изготовлять копиры на каждую половину штампа.
Припуск после мехнической обработки, достигающий 0,5 мм и более,
снимается ручными шлифовальными машинками, а после термической
обработки вновь производится зачистка формообразующей поверхности
от окалины При ремонте штампов появляется необходимость произ-
водить термическую обработку, т е отпуск перед копировально-фре-
зерной обработкой и закалку после ручной доводки Если учесть, что
в процессе термической обработки возможны различные дефекты, то
трудоемкость изготовления штампа возрастает значительно. Сравнение
трудоемкости технологических процессов механической и электроэрозион-
ной обработки указывает на то, что при серийности изготовления 4 шт.
в год и выше выгодно применять ЭЭО.
К заготовкам штампов предъявляются следующие требования:
1	. Размер и масса заготовок не должны превышать значений, указан-
ных в паспорте эрозионного станка.
2	Заготовки должны быть обработаны по требованиям чертежа с
изготовлением замковой части, облойного занижения и базовых поверх-
ностей
3	. У заготовок штампов, имеющих глубокие формообразующие по-
лости, необходимо перед термообработкой снять припуск фрезерованием
или высвеоливанием. Размеры (диаметр и глубина) высвеоливаемых
137
отверсткий должны быть вписаны в размеры формообразующей полости
штампа с оставлением припуска под ЭЭО и слесарную доводку. Это
делается в целях уменьшения массы металла, подлежащего удалению
при ЭЭО.
4	Изношенные штампы, подлежащие ремонту, должны поступать
на ЭЭО после занижения поверхности разъема и замка по высоте штампа
на величину наибольшего износа рабочего профиля по глубине с оставле-
нием припуска под ЭЭО и последующую слесарную доработку В иных
случаях изношенные формообразующие поверхности могут быть наплав-
лены электродами из специальных сплавов на такую же величину при-
пуска. Как правило ЭЭО ковочных и вытяжных штампов производится
с использованием осциллирующей головки
При установке ЭИ относительно заготовки применяют накладные
шаблоны в сочетании с электромагнитными головками Накладной шаб-
лон устанавливается относительно заготовки с помощью контрольных
штифтов Шаблон имеет окно с профилем, выполненным по форме наибо-
лее полной части ЭИ Во время установки ЭИ в шпинделе станка он
вставляется в окно шаблона и закрепляется
В ряде случаев, особенно в единичном производстве, взаимная вы-
верка ЭИ и заготовки штампа производится по разметке или по коорди-
натам с использованием координатных установочных и отсчетных
устройств, которыми оснащаются станки (например, с помощью от-
счетного микроскопа, позволяющего производить отсчет координат с
точностью 0,01—0,02 мм).
Выверку положения ЭИ относительно обрабатываемой заготовки
можно осуществлять путем их соприкосновения и последующего пере-
мещения ЭИ или заготовки на заданную координату Контроль перемеще-
ния производят по отсчетным устройствам станка. При контроле
иа генераторе импульсов устанавливается минимальное напряжение хо-
лостого хода и среднее значение тока Ручным перемещением ЭИ под-
водят к одной из базовых поверхностей заготовки; момент соприкосно-
вения ЭИ и заготовки определяется по электрическому контакту На-
личие контакта контролируется по приборам, установленным на гене-
раторе, или по искре в месте касания ЭИ и заготовки.
После установки штампа и выверки ЭИ обработка штампа состоит
из следующих переходов: врезание, черновая обработка, получистовая и
чистовая обработка. Режимы обработки переходов выбираются по тех-
нологическим таблицам генератора, графикам или таблицам, приведен-
ным в § 3, исходя из расчетной средней площади обработки, глубины,
величины МЭП и шероховатости обработанной поверхности. Каждый из
переходов имеет свои особенности и выполнение их обеспечивает необхо-
димую стабильность и качество ЭЭО.
Электроэрозионное воздействие процесса в начале обработки проис-
ходит на ограниченной площади, а часто — в отдельных наиболее вы-
ступающих площадках. С ростом глубины ЭЭО увеличивается площадь
обработки; требуется определенное время и глубина прохода для раз-
вития площади обработки и приработки ЭИ с обрабатываемой заготовкой.
Этот начальный период обработки принято называть врезанием. Вреза-
ние осуществляется при малом рабочем токе. Регулятор подачи настраи-
вается так, чтобы величина рабочего напряжения не превышала 20—50%
напряжения холостого хода генератора Глубиномером устанавливают
требуемую глубину врезания, по достижении которой станок отключает-
ся. Стабилизация процесса ЭЭО указывает на приработку поверхно-
стей ЭИ н заготовки и на возможность перехода на следующий режим
обработки.
138
Черновой режим предназначен для максимального съема материала
с обрабатываемой заготовки и производится на максимально допустимых
средних рабочих токах для данной площади обработки В то же время
необходимо не допускать возникновения шлакования углеграфитовых
электродов, что на жестких режимах обработки может иметь место.
Ввиду того что в процессе чернового прохода обрабатываемая площадь,
как правило, увеличивается, необходимо увеличивать и среднее зна-
чение рабочего тока по ранее составленной схеме для контрольных
сечений обрабатываемой формообразующей полости При площади обра-
ботки больше оптимальной, применяют многоконтурные схемы обработ-
ки с питанием от одного или нескольких генераторов импульсов или
переводят обработку данной детали на многошпиндельный электроэро-
зионный станок, каждый шпиндель которого работает от автономного
генератора импульсов
Опытным путем установлено, что если электрический режим ЭЭО
выбран правильно, то скорость вертикального перемещения ЭИ в
процессе обработки должна составлять 0,3—0,6 мм/мин После черновой
обработки высота микронеровностей достигает 0,3—0,4 мм и более
Полученные при черновой обработке микронеровности удаляют, сначала
снижая ток на той же частоте следования импульсов до 20—ЗОА, а затем
переходя на получистовой режим На каждой из рабочих частот ре-
комендуется работать на двух-трех ступенях значений тока, уменьшая его
и производя таким образом снижение шероховатости поверхности в
пределах установленной частоты работы генератора
Получистовой режим предназначен для предварительного сглажива-
ния шероховатости поверхности обработки и может производиться за
несколько проходов Обработка ведется с орбитальным движением ЭИ,
но может обрабатываться и без него На получистовом режиме удаляемый
припуск должен составлять не более 5 мм
Чистовой режим предназначен для уменьшения величины припуска
под слесарную доработку штампа и сглаживания шероховатости обра-
ботанной поверхности Обработку желательно производить с орби-
тальным движением ЭИ Под чистовой режим должен оставляться
припуск не более 0,5 мм.
Качественные показатели ЭЭО во многом зависят от точное!и и
качества изготовления ЭИ, а также от выбора его материала Профиль
рабочей части ЭИ зеркально отображает формообразующую полость
штампа Однако, размеры рабочего профиля ЭИ отличаются от раз-
меров обработанной формообразующей полости и выбираются такими,
чтобы все его точки отстояли от поверхности полости в конце обработки
на величину МЭП и припуска под последующую доработку Необхо-
димую точность при ЭЭО штампов, если износ ЭИ вносит недопустимую
погрешность, получают за счет постепенного приближения к заданному
профилю с заменой ЭИ на каждом режиме обработки
Принципиально обработка формообразующих полостей пресс-
форм и целого ряда гибочных штампов не отличается от ЭЭО ковочных
штампов и при их обработке можно использовать рекомендации, рас-
смотренные в технологии ЭЭО ковочных штампов
Обработка деталей типа сеток. К этому классу деталей относятся
сита и сетки, решетки, маски и другие аналогичные детали, которые,
как правило, имеют большое количество отверстий или щелей различной
конфигурации Детали этого типа обрабатываются на универсальных
копировально-прошивочных станках по одно- или многоконтурной схеме
в зависимости от площади одновременно обрабатываемой поверхности
(с питанием от одного или нескольких генераторов импульсов)
139
Поочередная прошивка отверстий ЭИ не эффективна и часто при
изготовлении сеток, сит и решеток применяют групповой ЭИ. Изготовить
групповой ЭИ и обеспечить высокую точность координатного расположе-
ния множества отдельных электродов — задача не простая, поэтому
групповой ЭИ применяют одновременно с кондуктором, который был ис-
пользован при изготовлении группового ЭИ
Подобные же детали, но толщиной от 0,1 мм и менее могут быть об-
работаны плоскими медными ЭИ по трафарету Трафарет, имеющий
толщину, соизмеримую с величиной МЭП, изготовляют из электроизоля-
ционного материала Трафарет с отверстием, профиль которого иденти-
чен профилю обрабатываемого отверстия, накладывают на обрабаты-
ваемую заготовку н закрепляют в специальном приспособлении Плоский
ЭИ имеет размеры несколько большие, чем одно или группа отверстий,
одновременно обрабатываемых по трафарету илн только по его части.
Обрабатывается только та часть заготовки, которая находится под отвер-
стием в трафарете При обработке по трафарету подача ЭИ в направле-
нии на заготовку отсутствует и увеличение МЭП за счет износа ЭИ
компенсируют перемещением ЭИ или заготовки так, чтобы вся поверх-
ность ЭИ участвовала в работе, а износ распределялся равномерно.
Для удаления продуктов эрозии, скапливающихся в процессе ЭЭО в зам-
кнутом объеме, ЭИ периодически поднимают и промывают зону обра-
ботки. Для стабилизации процесса обработки полезно сообщать ЭИ
колебательное движение Если обрабатывается не отверстие, а полость,
которая имеет уклон или разную глубину, то обработку производят по
частям и в области, имеющей большую глубину, повышают рабочее на-
пряжение Повышать рабочее напряжение необходимо, если обработать
деталь на одном режиме не удается из-за ее значительной толщины
Более толстые заготовки обрабатывают с обеих сторон Для этой цели
берут два идентичных трафарета, центрируют и закрепляют иа обеих
сторонах заготовки с помощью специального приспособления
Обработка деталей типа роторов. В особую группу деталей можно
объединить роторы газовых турбин различного назначения и центро-
бежные колеса турбокомпрессоров, которые работают в условиях высоких
температур и скоростей Для повышения надежности работы этих деталей
конструкторы стремятся изготовить их монолитными.
Конструктивно такой ротор объединяет в одно целое ступицу, турбин-
ные лопатки и обод Но есть роторы и без обода с открытыми межлопа-
точными каналами Такие роторы, если они имеют турбинные лопатки
постоянного поперечного сечения, могут обрабатываться ленточными ЭИ.
Роторы, имеющие лопатки переменного сечения, обрабатываются методом
прямого копирования ЭИ Роторы с ободом, тес закрытым межлопа-
точным каналом, обрабатываются методом последовательного копирова-
ния формы ЭИ или цилиндрическим ЭИ путем обкатки стенок межлопа-
точного канала.
На рис 97 приведен пример обработки открытого межлопаточного
канала ленточным ЭИ по копиру Ленточный ЭИ 2, перематываясь с
катушки на катушку, благодаря прижимным роликам 4 и 5 плотно при-
легает к копиру 3, имеющему профиль, идентичный профилю одной из
стенок межлопаточного канала В начальный момент (рис 97, а) ЭЭО
копир с ЭИ располагается под заготовкой 1 Затем на черновом режиме
(рис. 97, б) осуществляют врезание ЭИ на глубину, равную глубине щели
с припуском на последующую обработку Затем, вращая заготовку в не-
обходимую сторону, расширяют полученную щель до необходимых раз-
меров (рис 97, в) Вращение заготовки осуществляется от специального
механизма подачи Скорость вращения заготовки регулируется автомати-
140
ческим регулятором подачи. Канал, предварительно обработанный на
черновом проходе, на последующих проходах и более мягких режимах
доводится до заданных размеров и нужной шероховатости его стенок.
Далее ЭИ выводится из обработанного канала, заготовка поворачивается
на необходимый угол для обработки следующего канала
Существенным недостатком такого способа формообразования меж-
лопаточных каналов является низкая точность формообразования меж-
лопаточных каналов большой высоты, вследствие отклонения профиля,
описываемого ленточным ЭИ по мере удаления его от точек прилегания
к копиру Обработка каналов с различной шириной на отдельных участ-
ках н с переменной кривизной встречает большие трудности при прида-
нии ленточному ЭИ необходимой формы и при получении необходимой
точности даже в случае обработки межлопаточных каналов небольшой
глубины
Обработка межлопаточных каналов фоторов, имеющих обод, практиче-
ски всегда осуществляется ЭИ, совершающим движение по сложной
траектории. Межлопаточный канал в общем случае имеет не только пе-
ременную высоту и ширину, но и переменную пространственную кривизну,
поэтому произвести обработку такого канала способом прямого копи-
рования не представляется возможным. В связи с этим обработку кана-
лов ведут методом последовательного копирования формы ЭИ.
Формообразование межлопаточного канала выполняется за два про-
хода:
Первый проход — электроэрозиониая прошивка предварительного
отверстия. При этом ЭИ перемещается по сложной траектории, лежащей
в плоскости, параллельной оси дисковой заготовки, и одновременно
разворачивается вокруг некоторой осн, параллельной радиусу заготовки.
Траектория движения ЭИ при предварительной прошивке канала приве-
дена на рис 98 В результате этого прохода получается предваритель-
ное отверстие неправильной формы
Второй проход — поочередное формообразование всех поверхностей
межлопаточного канала одним ЭИ, имеющим форму, подобную форме
междопаточного канала, но меньшие размеры поперечного сечения, так
как после предварительной прошивки остается припуск дл-я окончатель-
ного формообразования межлопаточного канала
Для выполнения этого прохода необходимы два дополнительных
движения ЭИ и заготовки: перемещение ЭИ параллельно радиусу об-
рабатываемой дисковой заготовки и поворот заготовки вокруг ее оси.
Схема формообразования межлопаточного канала и последовательность
движения ЭИ представлены на рис. 99. Изображенное на рисунке
сечение канала параллельно торцу обрабатываемой заготовки. Обработка
может производиться как с одной стороны диска, так и с двух сторон
141
поочередно двумя ЭИ Выбор схемы обработки определяется сечением
канала и его глубиной Формообразование канала двумя ЭИ осущест-
вляется следующим образом’ один ЭИ используется для обработки
канала со -стороны входной кромки, а другой — со стороны выходной
кромки Инструменты поочередно устанавливаются на соответствующие
и выходная кромки турбинных
лопаток — условное обозначе-
ние, определяемое направле-
нием газового потока, посту-
пающего в ротор.
Схема формообразования
лопаточного веица определяет-
ся графическим анализом про-
филя межлопаточного канала,
в процессе которого выбирают-
ся также форма и геометричес-
кие размеры ЭИ С этой целью
в масштабе 5’1 или 10*1 вы-
черчиваются три сечения меж-
лопаточного канала по разверт-
ке Затем на кальке, наложен-
ной на чертеж сечений межло-
паточного канала, эмпирическим путем подбираются максимально
возможные размеры ЭИ из условия свободного вывода его из канала без
соприкосновения с профилем канала. При этом минимальный зазор

между профилем канала и профилем ЭИ должен быть больше припуска
чернового перехода
В тех случаях, когда толщина ЭИ получается менее 1,5—2,0 мм
или межлопаточный канал имеет большую кривизну, бывает невозможно
подобрать одни ЭИ для обработки профиля межлопаточного канала иа
всю длину Тогда подбирают два ЭИ, позволяющих при поочередном
вводе в канал формообразовать его полный профиль При формообразова-
нии межлопаточного канала двумя ЭИ должно быть предусмотрено
перекрытие его профиля по длине Это перекрытие необходимо для
предотвращения образования перемычки по лопатке в месте стыка
электродов вследствие повышенного износа их кромок
На основании данных, полученных при графическом анализе,
и расчетов координат точек профилей выпускается чертеж ЭИ и чертеж
142
программных кулачков: кулачка траектории ввода и вывода ЭИ из канала
и кулачка доворота заготовки. Полный контроль точности изготовления
межлопаточных каналов монолитного ротора с лопатками сложной
пространственной кривизны подчас не представляется возможным. Отра-
ботав технологический процесс изготовления ротора и подвергнув иа
опытных образцах его полному контролю, в дальнейшем контролируют
только точность изготовления элементов ротора, доступных контролю.
Ввиду этого особое внимание уделяется точности установки заготовки
ротора на шпиндель станка, базированию ЭИ на электрододержателе
и взаимному расположению заготовки и ЭИ. Все составные установочные
элементы подвергаются контролю.
После установки заготовки и ее закрепления на шпинделе выверяется
ее торцевое и радиальное биение, которое не должно превышать
0,02—0,04 мм По базовым поверхностям ЭИ проверяется непараллель.
ность их перемещения по всей длине, она должна составлять 0,02—0,05 мм.
Проверяется различие углов поворота заготовки при обработке канала
со стороны входной кромки и со стороны выходной И только убедившись
в точности установки, приступают к обработке.
Извлечение сломанного инструмента и крепежа. Такие операции
производятся на специальных станках переносного типа или с поворотной
прошивочной головкой, при отсутствии специальных станков эти операции
могут выполняться на универсальных копировально-прошивочных
стайках
Разрушение остатков сломанного инструмента и крепежа произво-
дится медным или алюминиевым трубчатым ЭИ с подачей рабочей среды
через ЭИ. Скорость подачи ЭИ может быть 2—5 мм/мнн.
Клеймение, т. е. нанесение маркировочных знаков на термически
обработанные или точные детали при помощи ударных клейм невозможно
или недопустимо. Клеймение на электроэрозионных станках обеспечивает
высокое качество нанесения клейма из 10 знаков за 1—2 с. Для клеймения
ЭИ изготовляются на копировально-гравировальных станках из угле-
графита или протяжкой медной или алюмииневой ленты через фильеры.
Как правило электроэрозиоиные станки для клеймения являются
переносными Перед клеймением электроды-клейма набираются в кассету,
и все знаки наносятся одновременно На поверхность детали перед
клеймением наносится тонкий слой индустриального масла
Вырубные и обрезные штампы могут изготовляться на копироваль-
но-прошивочных и проволочно-вырезных станках (методом прямого ко-
пирования ЭИ или иепрофилироваиным ЭИ).
Существует ряд технологических схем ЭЭО матрицы н пуансона
штампов из твердого сплава и термообработанных заготовок иа копи-
ровально-прошивочных станках Рассмотрим эти схемы.
1	. Рабочее окно матрицы предварительно обрабатывается с припуском
0,2 мм Окончательная обработка осуществляется стальным электродом-
пуансоном. Для этой цели пуансон изготовляется удлиненным; та часть,
которая будет служить ЭИ, протравливается, размер ЭИ занижается
на величину МЭП, а после ЭЭО эта часть пуансона отрезается. Обработка
матрицы с использованием в качестве ЭИ пуансона обеспечивает
равномерный зазор между пуансоном н матрицей.
2	Предварительно окно матрицы обрабатывается углеграфнтовым
ЭИ с припуском 0,2—0,3 мм, а затем на чистовом режиме новым ЭИ
производится электроэрознонное шлифование. Для этого ЭИ сообщается
возвратно-поступательное движение со скоростью 8—15 мм/с и амплиту-
дой, равной четырем-пяти толщинам рабочей части обрабатываемой
матрицы.
3	Пуансон и ЭИ обрабатывают в одних и тех же размерах по чертежу
пуансона, затем размеры ЭИ путем химического травления уменьшают на
величину МЭП. Черновой и чистовой ЭИ протравливаются до размеров
МЭП чернового и чистового режимов Рабочее окно матрицы последова-
тельно обрабатывается на черновом и чистовом режимах ЭЭО На чисто-
вом режиме можно применить, для снижения шероховатости, электро-
эрозионное шлифование по схеме, приведенной выше Последовательная
обработка заниженными размерами ЭИ относительно пуансона обеспе-
чивает равномерный зазор между матрицей и пуансоном
4	При изготовлении штампов-дублеров и при ремонте штампов после
их восстановления наплавкой может быть применена следующая
технологическая схема Существующим штампом из листовой меди
вырубаются ЭИ Их одновременно получают два' ЭИ для матрицы —
сердечник и ЭИ для пуансона — окно Методом прямого копирования
ЭИ обрабатывают матрицу, а методом обратного копирования профили-
руют пуансон Предварительно ЭИ занижаются с учетом величины МЭП
и требуемого зазора между штампом и пуансоном При обработке по
рассматриваемой технологической схеме отпадает необходимость
в изготовлении профилирующей части ЭИ и обеспечивается точность
сопряжения пуансона и матрицы
Существует еще ряд технологических схем изготовления и восстанов-
ления штампов и все они должны применяться с учетом требований
производства
Рекомендуется при изготовлении матрицы перед термическим процес-
сом рабочее окно обрабатывать на фрезерных станках с припуском на
ЭЭО 0,3—0,5 мм
При изготовлении малозазорных штампов обычные методы крепления
ЭИ не могут обеспечить необходимой точности ЭЭО Необходим тщатель-
ный контроль их положения в пространстве Целесообразно пользоваться
такими методами крепления, как заливка легкоплавкими сплавами
и различными композициями из эпоксидных смол с наполнителями
В качестве наполнителей применяются металлические опилки или
углеграфитовая пыль, получаемая при нзготовленни ЭИ
Прошивание в деталях отверстий малых диаметров. При прошивании
отверстий особое внимание следует обращать на точность копирования
формы ЭИ и точность координатного расположения отверстий Точность
копирования формы ЭИ зависит от электрического режима обработки,
постоянства качества рабочей среды и ее загрязненности, точности
изготовления ЭИ, глубины прошивки, от точностных свойств станка и,
в частности, настройки рабочей головки станка
Для перемещения проволочных ЭИ при прошивании отверстий
малых диаметров применяются рабочие головки с роликовой подачей
ЭИ подается двумя роликами, скорость вращения одного из них регу-
лируется автоматическим регулятором подачи На рис 80 приведена одна
из конструкций рабочей головки для прошивки отверстий малых диамет-
ров. Как правило обеспечить необходимую точность копирования только
за счет качества рабочей головки удается не всегда На точность, как
известно, существенное влияние оказывает электрический режим
обработки С увеличением энергии импульса повышается производитель-
ность, но снижается точность и появляется конусность отверстия.
С уменьшением энергии импульсов уменьшаются динамические силы,
приводящие в движение рабочую среду, их величина может быть
недостаточной для удаления продуктов эрозии через боковой меж-
электродный зазор Величина бокового межэлектродного зазора при
прошивке отверстий диаметром менее 0,25 мм находится в пределах
144
0,02—0,04 мм Для непрерывной смены рабочей среды в зоне обработки
и выноса продуктов эрозии, ЭИ или обрабатываемой детали сообща-
ется вибрация в направлении подачи ЭИ Вибрация подвижной части
рабочей головки осуществляется с частотой 100—400 Гц, а амплитуда
вибрации выбирается в пределах 0,005—0,05 мм В отдельных случаях
для стабилизации процесса ЭЭО дополнительно ЭИ сообщается враща-
тельное и колебательное движения ЭИ вращается со скоростью до
4000—5000 об/мнн
Проволочный ЭИ направляется к месту обработки через специальный
кондуктор Совмещение оси подачи с кондуктором и кондуктора с центром
обработки отверстия на детали производится с помощью центронскателя-
мнкроскопа, который устанавливается в шпинделе рабочей головки или
вместо шпинделя до закрепления ЭИ. Такой метод центрирования
обеспечивает точность совмещения, но он трудоемок и при каждом
перемещении координатного стола требует новой настройки Чтобы
обеспечить точное расположение отверстий по координатам, при пере-
мещении координатного стола используются концевые меры, которые
заменяются в определенной последовательности Такое перемещение
заготовки, закрепленной на координатном столе, обеспечивает точность
установки в пределах ±0,005 мм
В настоящее время отверстия диаметром менее 0,01 мм за счет
стабилизации процесса ЭЭО н применения Высокоточных приспособлений
можно получить с точностью 1,25 мкм
§ 22 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ОБРАБОТКИ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
В основу разработки технологических процессов положены два
принципа технический и экономический Проектируемый технологический
процесс должен обеспечить выполнение всех требований чертежа и тех-
нических условий на изготовление заданного изделия Изготовление
изделия должно производиться с минимальными затратами труда
и издержками производства
Если технологический процесс проектируется вновь, то необходимо
располагать следующими исходными данными рабочим чертежом
изделия, определяющим материал, конструктивные формы и размеры
детали, техническими условиями на изготовление детали, характеризую-
щими точность и качество обработанной поверхности, особыми требова-
ниями (твердость, термическая обработка и т д), объемом выпуска
деталей в год
На принципы построения технологического процесса и на уровень
оснащения изготовляемой детали универсальной, специальной техно-
логической и контрольной оснасткой значительное влияние оказывают
масштабы выпуска изделий и темпы совершенствования их конструкций
Масштабы выпуска определяют тип производства единичное, мелко-
серийное, серийное и крупносерийное или массовое В мелкосерийном
производстве размер партии изготовляемых деталей обычно составляет
несколько единиц, в серийном—до нескольких десятых и в крупно-
серийном — до нескольких сотен деталей
Решение задачи повышения производительности труда в любом типе
производства при работе на электроэрозиоиных станках тесно связано
с уровнем оснащения выполняемых операций технологической оснасткой
С помощью применения технологической оснастки решаются три основные
задачи перечисленные ниже
1	Базирование обрабатываемой детали и ЭИ на станке с выверкой
по проверочным базам заменяется базированием без выверки, что
146
ускоряет этот процесс и гарантирует получение заданных размеров
детали при соблюдении технологического процесса ЭЭО.
2	Повышение производительности и облегчение условий труда
рабочих за счет механизации приспособлений, а также за счет применения
миогоэлектродной и многоконтурной обработки.
3	Расширение технологических возможностей станков, что позволяет
выполнять такую обработку или получать такую точность, для которых
эти станки не предназначены.
Едииичиое производство. Продукция единичного производства —
опытные образцы машин и приборов, а также машины и приборы, не
имеющие широкого применения и изготовляемые по индивидуалоным
заказам. При единичном производстве предусматривается применение
универсальной и минимальной по количеству специальной технологиче-
ской и контрольной оснастки.
В единичном производстве применять ЭЭО целесообразно только
в том случае, если другим способом деталь изготовить нельзя или менее
эффективно. Это связано с высокой стоимостью изготовления ЭИ и необ-
ходимой технологической оснастки.
Штампы и пресс-формы в единичном производстве электроэрозионным
способом обычно обрабатываются сравнительно редко, но ЭЭО успешно
применяется при единичном изготовлении деталей опытных приборов
и машин. Например, чтобы изготовить сетку, сито или трафарет из
труднообрабатываемого сплава, проще сделать ЭИ для их производства,
чем вырубной штамп.
Установку заготовки, выверку ее относительно ЭИ производят
с использованием универсальных установочных н контрольных приборов.
Мелкосерийное и серийное производство. Мелкосерийное и серийное
изготовление деталей — основная область наиболее эффективного ис-
пользования ЭЭО. Эффективность применения ЭЭО будет тем выше, чем
выше уровень оснащения технологического процесса различной оснаст-
кой. Однако проектирование и изготовление специальной оснастки
увеличивает цикл подготовки и затраты производства. Поэтому необ-
ходимо применять оснастку таких конструкций, которые можно было бы
полностью или частично использовать повторно при изготовлении
типовых деталей. В этом случае все основные элементы оснастки могут
использоваться многократно.
Оснастка, как и станки, подразделяется на три класса- универсальную,
специализированную и специальную.
К универсальной оснастке относятся приспособления, предназначен-
ные для обработки различных по форме деталей в пределах определенного
габаритного диапазона (например, станочные тиски, специальными
подналадочными элементами которых являются губки, соответствующие
форме и размерам обрабатываемой детали). При использовании таких
приспособлений требуется лишь некоторая их подналадка и настройка
по параметрам обрабатываемой детали. Одиако во многих случаях при
этом не обеспечивается высокая производительность и точность
Специализированные приспособления применяются при обработке
групп деталей, имеющих одинаковый характер расположения обрабаты-
ваемых поверхностей При переходе от обработки одной детали к другой
специализированные приспособления подвергаются переналадке. Приме-
ром специализированной оснастки могут служить электрододержатели,
приспособления для обработки штампов и кондукторы'для прошивания
нескольких отверстий или щелей с заданными межцентровыми расстоя-
ниями. На рис. 52 приведена одна из конструкций электрододержателей,
с помощью которой можно производить базировку и закрепление ЭИ
146
определенных габаритных размеров. На рис 66 изображено приспособле-
ние для обработки штампов
Специальная технологическая оснастка создается для выполнения
одной"или нескольких определенных операций, проводимых на определен-
ной заготовке Такие приспособления, как правило, не подвергаются
переналадкам (например, кондуктор (рнс 63) для прошивки отверстий
малого диаметра с вращением проволочного ЭИ)
Одним из прогрессивных направлений ЭЭО является применение
многоместных (групповых) ЭИ, которые позволяют производить
одновременную обработку нескольких заготовок или нескольких элемен-
тов в одной заготовке (например, несколько ручьев в многоручьевом
штампе или ряд отверстий в сите)
Обработка групповым ЭИ имеет свою специфику и в первую очередь
это относится к конструкции самого ЭИ и схеме обработки При работе
с групповыми ЭИ, имеющими большие площади, применяют много-
контурные схемы обработки Изготовление многоместных ЭИ, как
правило, сложнее и дороже, чем индивидуальных Групповые ЭИ целе-
сообразно применять при изготовлении деталей типа сеток, сит, решеток
и других подобных деталей ввиду того, что индивидуальная обработка
представляет определенные технологические трудности и занимает много
времени на выверку ЭИ относительно детали. В серийном производстве
некоторое увеличение стоимости изготовления группового ЭИ оправдано
экономней, получаемой от снижения трудоемкости изготовления деталей
н от более рациональной загрузки оборудования
Групповым ЭИ также целесообразно обрабатывать многоместные
вырубные штампы Отдельные ЭИ, собранные в блок, и представляют
групповой ЭИ В нем координатное расположение отдельных электродов
должно быть идентично расположению блока пуансонов штампа.
Изготовить групповой ЭИ для ЭЭО многопуансонной матрицы можно
по следующей технологической схеме
Пуансоны после черновой обработки и термообработки поступают
на шлифовку. Перед шлифовкой на торцах пуансонов закрепляются
медные ЭИ (пайкой или склейкой) Профиль пуансона совместно с ЭИ
шлифуется, что обеспечивает ЭИ повторение геометрии пуансона и его
размеров Затем отдельные ЭИ собираются в специальном электрото-
держателе в блок н заливаются легкоплавкими сплавами или самотвер-
деющими смолами Если отдельные ЭИ, припаянные к пуансонам, при-
меняются вместе с ними, то они устанавливаются в пуансонодержателе
штампа и зачеканиваются различными вязкими сплавами При запекан-
ке осуществляется постоянный контроль положения ЭИ в пространстве
при помощи индикатора и плоскопараллельных концевых мер длины.
После зачеканки торцы ЭИ шлифуются При обработке (особенно мало-
зазорных штампов) рекомендуется применять рабочую среду с малой вяз-
костью (например, осветительный керосин, сырье углеводородное или
смесь керосина с индустриальным маслом 12, взятые в соотношении 2/1).
§ 23 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ
РАЦИОНАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
В единичном производстве выпускаются изделия широкой номенкла-
туры и часто по индивидуальным заказам, поэтому оно должно быть
универсальным и гибким Характерным признаком единичного производ-
ства является выполнение на рабочих местах разнообразных операций
ЭЭО Рабочие места оснащаются универсальным оборудованием, способ-
ным выполнять различные операции ЭЭО на заготовках необходимого ди-
147
апазона габаритов. Обслуживают такие станки высококвалифицирован-
ные рабочие, которые могут самостоятельно настроить оборудование с
заменой ЭИ, произвести базирование заготовки и выверить ее установку
относительно ЭИ При изготовлении деталей операций ЭЭО может
быть несколько, а в некоторых случаях бывает одна операция Содержа-
ние выполняемых операций и их последовательность указываются в
карте технологического процесса изготовления детали В единичном
производстве операции ЭЭО могут выполняться на одном рабочем
месте и быть сложными по содержанию, т. е. включать в себя несколько
технологических переходов В серийном производстве технологический
процесс изготовления деталей стремятся разделить на простейшие
операции, состоящие из одного перехода. С целью повышения произ-
водительности, выполняемую операцию оснащают специальной или уни-
версальной перенастраиваемой оснасткой, которая исключает затраты
времени на базирование заготовки, ЭИ, а также на их взаимную выверку,
облегчающую труд рабочего
На рнс. 100 приведена одна из конструкций универсального меха-
низированного приспособления для обработки крупногабаритных штам-
пов. Приспособление имеет электрододержатель 6 с упорными базами 2 и
винтовыми прижимами ЭИ 3. Заготовка штампа устанавливается на осно-
вание 8, оснащенное рольгангом 10 для ее перемещения в приспособлении
до задних и боковых базовых упоров 4, 7, и закрепляется подвижным
боковым базовым упором 5 Электрододержатель имеет клемму токо-
подвода 9. Направление подачи ЭИ обеспечивается тремя направляю-
щими колонками /. Базовые упоры на электрододержателе и основание
приспособления перенастраиваемые Перед изготовлением партии деталей
приспособление настраивается по первой обрабатываемой заготовке,
а в дальнейшем базирование ЭИ и заготовки при их смене произво-
дится по базовым упорам электрододержателя и основания приспо-
собления.
Применяются различные конструкции, электрододержателей, в кото-
рых базовые упоры для ЭИ также настраиваются при его первичной
установке, а затем настройка при замене ЭИ сводится лишь к его
установке и креплению на электрододержателе
Чтобы исключить выверку ЭИ относительно заготовки н разметку
заготовки при прошивке отверстия или группы отверстий, применяют
кондукторы Конструкции кондукторов в отличие от кондукторов, при-
веденных ранее, могут иметь откидные или шарнирные кондукторные
плиты для снятия и установки заготовки с одновременным ее базирова-
нием относительно ЭИ Предварительно выверенный кондуктор относи-
тельно ЭИ закрепляется на рабочем столе станка н в дальнейшем сохра-
няет свое положение
В единичном и мелкосерийном производстве при прошивании отвер-
стий различных диаметров часто используются переналаживаемые
скальчатые кондукторы В конструкцию любого скальчатого кондуктора
входят постоянные и сменные узлы (наладки) Постоянные детали —
это корпус, скалки и механизмы для перемещения скалок и зажима
обрабатываемых заготовок. Сменные наладки проектируются в соответ-
ствии с конфигурацией обрабатываемой заготовки и состоят из сменных
установочных и зажимных узлов, сменной кондукторной плиты с комплек-
том кондукторных втулок Сменные наладки имеют базовые поверхности
для установки их в корпусе кондуктора
При ЭЭО заготовок, в которых отверстия или полости расположены по
окружности или с разных сторон, их обработку приходится выполнять
в несколько установок с большой затратой вспомогательного времени.
148
Прошивание отверстий, расположенных по окружности, производят
в кондукторах, установленных на поворотном столе Обработку загото-
вок, в которых необходимо прошивать отверстия или полости с разных
сторон, осуществляют с помощью кондукторов, позволяющих произво-
дить перемещение детали в кондукторе или поворачивать деталь вместе
с кондуктором. На ряде заводов при ЭЭО успешно применяют универ-
сальные сборные приспособления (УСП)
Опыт новаторов производства подсказывает, что применение средств
малой механизации в производстве очень эффективно, несмотря иа ши-
рокое внедрение в производстве автоматических систем.
Средства малой механизации экономят ручной труд, делают его более
производительным.
Рабочее место оснащается различными приспособлениями (на-
пример, пневматическими зажимами, тисками и т. д.). Подъем
149
и установка тяжелых заготовок или приспособлений на стол станка
производится с использованием тележек с подъемной платформой,
имеющей ручной привод. Платформа тележки оснащается роликами и
облегчает передвижение детали с платформы на стол стайка
При проектировании технологического процесса ЭЭО и различных
приспособлений для выполнения операций ЭЭО нужно стремиться к более
полному н эффективному использованию энергетических возможностей
генератора импульсов.
Целесообразно при ЭЭО деталей с малой площадью обработки
производить обработку группами в многоместных приспособлениях
по многоконтурным схемам обработки.
Многоместные приспособления успешно используются при ЭЭО
деталей с малым штучным временем обработки В процессе обработки
заготовки на одной позиции приспособления, другая позиция находится
под загрузкой, т. е. на ней заготовка устанавливается и базируется.
Такая схема обработки сокращает вспомогательное время
При обработке ЭЭО, особенно фасонных формообразующих полостей
штампов, происходит развитие площади обрабатываемой поверхности,
плотность тока снижается и снижается производительность ЭЭО Ре-
комендуется припуск под черновой режим удалять не на постоянном
режиме, а поэтапно Для того чтобы обеспечить оптимальное соотношение
между током и площадью обработки, всю глубину обрабатываемой
полости разбивают на отдельные элементы, соответствующие более
или менее значительным изменениям площади обрабатываемой поверх-
ности
Для каждой расчетной площади определяется оптимальное значение
среднего тока. При заглублении ЭИ на расчетную глубину переходят
на другой расчетный черновой режим обработки. Поддерживая
оптимальное соотношение между током и площадью на всей глубине
обработки, удается значительно снизить машинное время
обработки.
Получиетовой и чистовой режимы также целесообразно вести с по-
степенным повышением частоты следования и снижением среднего зна-
чения рабочего тока, т. е 3 постепенным улучшением качества обра-
батываемой поверхности, для определения времени работы на каждом из
выбранных режимов можно пользоваться табл 6 В таблице показано,
что для снижения шероховатости от /?z = 0,18 до Rz = 0,15 мм необходимо
затратить 0,05 ч, а от /?z = 0,15 до Rz = 0,12 мм — уже 0,12 ч, дальней-
шее снижение шероховатости может оказаться неэффективным, поэтому
его уже нужно производить более эффективным способом.
Применение адаптивных систем управления электроэрозионным
процессом позволяет автоматизировать процесс оптимизации режимов
обработки, повышает производительность труда рабочих и делает нх труд
более содержательным
Контрольные вопросы
1	. Расскажите о способах взаимной выверки ЭИ н заготовки
2	Какова последовательность обработки ковочных штампов’
3	Какие технологические схемы ЭЭО вырубных штампов Вы знаете?
4	Чем характерно единичное производство’
5	. Какие приспособления, механизирующие процесс установки и
съема деталей, Вы знаете’
150
Глава V
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
И ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
§ 24.	ОРГАНИЗАЦИЯ БЕЗОПАСНОГО ТРУДА
Основные положения советского трудового права направлены на
обеспечение здоровых и безопасных условий труда на производстве.
Правовые вопросы по охране труда регулируются в нашей стране
положениями Конституции СССР, Кодексом законов о труде (КЗОТ).
Основные положения КЗОТ предусматривают
1.	Принятие мер к устранению вредных условий труда, предупрежде-
нию возможных несчастных случаев и содержанию рабочих мест, участ-
ков и цехов в нормальном санитарно-гигиеническом состоянии
2	Ограничения в применении женского и подросткового труда на тя-
желых и вредных работах, льготы при определении времени очередного
отпуска и его продолжительности, а также сокращенный рабочий день
для подростков.
3.	Предоставление всем рабочим бесплатной спецодежды, а работаю-
щим в вредных условиях — молока согласно действующим на данном
производстве нормативам
Организация безопасного труда на производстве возложена на адми-
нистративно-технический персонал предприятия Организующая роль в
создании и поддержании безопасных условий труда на предприятии
принадлежит отделу охраны труда, который находится в непосредствен-
ном подчинении у главного инженера предприятия На основе действу-
ющих государственных законодательных актов и положений отдел охраны
труда разрабатывает инструкции по технике безопасности и производ-
ственной санитарии и согласовывает их с профсоюзными организациями.
Все рабочие, поступающие на предприятие, проходят вводный инструк-
таж по технике безопасности, производственной санитарии и пожарной
безопасности. Вводный инструктаж проводится службой техники без-
опасности предприятия
Регулярный инструктаж рабочих проводится мастером не реже одного
раза в квартал. При переходе на работу с одного вида оборудования
иа другой рабочий должен получить дополнительный инструктаж о новом
рабочем месте При этом рабочий подробно знакомится с особенностями
эксплуатации данного оборудования, безопасными приемами работы на
нем. Ему должны быть выданы инструкции по технике безопасности при
выполнении данной операции (операций) На каждый случай травматиз-
ма составляется акт по установленной форме Акт должен быть составлен
не позднее 24 ч после происшествия и зарегистрирован службой техники
безопасности предприятия
§ 25	ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ НА ПРОИЗВОДСТВЕ
Общие вопросы по технике безопасности при работе на электро-
эрозионных станках изложены в инструкции № 87*, здесь рассмотрены
основные положения этой инструкции.
Наибольшую опасность при работе на электроэрозионных станках
и при их обслуживании представляют:
1)	поражение электрическим током;
2)	ожоги вследствие возгорания рабочей среды;
Сборник типовых инструкций по охране труда М • Машиностроение, 1978, с. 360—
361.
151
3)	отравления газообразными продуктами разложения рабочей среды
и продуктами эрозии,
4)	получение травм от подвижных частей станка
К работе на электроэрозионных станках допускаются лица, прошед-
шие обучение по обращению со станком, противопожарной защите, а
также оказанию первой помощи при поражении электрическим током и
при ожогах
Изучение механизма электропоражения показало, что под воздействи-
ем электрического тока нарушаются функции жизненно важных органов
человека, причем возможны различные исходы электрический удар,
ожоги, метки
Электрический удар может вызвать шок Исход шока различен,
расстройство кровообращения, дыхания и паралич сердца, т. е фибрил-
ляция, которая проявляется в том, что у человека пропадает пульс.
Ожоги возникают в установках до 1000 В при коротком замыкании
и при непосредственном касании токоведущих частей станка Ожоги,
вызванные электрическим током, излечиваются трудно, вызывают ожого-
вую болезнь и могут глубоко проникать в ткани
Электрические метки появляются при касании токоведущих частей
станка на входе тока в тело человека и на его выходе Они представляют
собой омертвевшую кожу желтого цвета
Воздействие электрического тока на организм человека зависит от
ряда факторов от силы тока, времени его воздействия, пути прохождения
тока через тело, рода тока, физического и психологического состояния
человека
Наиболее опасным для человека является переменный ток, так как при
его прохождении через тело затрудняется способность самостоятельно-
го освобождения от токоведующих частей станка Сила тока, протека-
ющего через тело человека, зависит от действующего напряжения и
сопротивления тела рабочего. Наибольшее сопротивление имеет кожа
человека, т е ее верхний роговой слой Однако сопротивление кожи
различно не только у разных лиц, но даже у одного и того же человека
(в зависимости от части тела, на которую действует ток) Наименьшим
сопротивлением обладает кожа лица и подмышечных впадин, наи-
большим — кожа рук, причем влага, пот значительно снижают сопро-
тивление кожи Сопротивление кожи снижается с ростом приложен-
ного напряжения Сопротивление тела человека снижается при увеличе-
нии площади контакта с токоведущей частью и времени воздействия
тока Если человек утомлен, находится под воздействием алкоголя или не-
здоров, то опасность поражения электрическим током увеличивается, так
как при этом уменьшается сопротивление тела В табл 19 приведена
характеристика действия электрического тока на человека в зависи-
мости от величины тока
Статистика несчастных случаев поражения электрическим током пока-
зывает, что число несчастных случаев со смертельным исходом при
напряжении до 380 В составляет 80% от общего числа случаев при
поражении электрическим током Эти данные свидетельствуют о создав-
шемся обманчивом представлении о безопасности такого напряжения.
При соблюдении правил безопасности вероятность поражения электриче-
ским током сокращается
Чтобы помощь попавшему под напряжение была эффективной и безо-
пасной, необходимо соблюдать ряд предосторожностей, если пострадав-
ший находится на высоте, необходимо предупредить его падение и не-
медленно отключить электроустановку от сети, на установках до 1000 В,
если невозможно быстро отключить электроустановку, разрешается
152
Таблица 19 Последствия, возникающие при воздействии на человека
переменного и постоянного электрического тока
Сила ток । мЛ	Переменный ток 50 Гц	Постоянный ТОК
1-15	Легкое дрожание рук	Не ощущается
2 3	Дрожание рук	Не ощущается
5 7	Судороги в руках, возможно самостоятельное	освобождение	Зуд, ощущение нагрева
20—25	Руки парализуются мгновенно, затруднено дыхание самостоя тельное освобождение невоз можно	Незначительное сокраще ние мышц рук
50-80	Паралич дыхания, возможна фибрилляция сердца	Судороги	мышц	рук, затруднено дыхание
1	90-100	Возможна фибрилляция серд ца со смертельным исходом	Паралич дыхания
100 и более	Паралич дыхания, фибрил ляция сердца, приводящая к смерти	Нет сведений
перерубить или перерезать провода, предварительно надежно изолировав
себя от действия тока (надев резиновые рукавицы или обернув изоля-
ционным материалом рукоятку режущего инструмента и встав на рези-
новый коврик или сухие доски) После снятия напряжения с электро-
установки, последнюю необходимо заземлить.
Если отключить электроустановку невозможно, то освободить
пострадавшего от соприкосновения с токоведущими частями можно одним
из следующих способов Оттянуть пострадавшего от токоведущих частей
или оттянуть токоведущие части от пострадавшего Для изоляции от тела
пострадавшего необходимо надеть диэлектрические рукавицы или, ис-
пользуя подручный изоляционный материал или одежду, изолировать
таким образом свои руки. Для изоляции от земли нужно надеть диэлектри-
ческие калоши или подстелить коврик или сухне доски Если пострадав-
шего можно освободить от соприкосновения при помощи диэлектриче-
ской штанги или палки, то следует воспользоваться этим способом как
меиее опасным Могут быть случаи, когда рука пострадавшего судорожно
охватывает токоведущую часть (при однофазных включениях); тогда
рекомендуется, встав на диэлектрический коврик или доски, поднять по-
страдавшего и изолировать его от земли, положив его на коврик или доски
и прервав этим цепь электрического тока, только после этого можно осво-
бодить пострадавшего от токоведущих частей
Первая помощь пострадавшему после освобождения от действия
электрического тока. При сохранении дыхания и пульса необходимо с
пострадавшего снять пояс, расстегнуть одежду, удобно уложить его,
иногда этих мер оказывается достаточно Если пострадавший дышит
редко и судорожно или отсутствует дыхание и пульс, то необходимо
приступить к искусственному дыханию и закрытому массажу сердца
(даже при отсутствии признаков жизни). Для этого следует-
1)	снять с пострадавшего все стесняющие части одежды,
2)	очистить рот от крови и слизи, если имеются съемные зубные
Протезы, нужно их вынуть;
3)	обеспечить доступ к пострадавшему чистого воздуха.
Искусственное дыхание. Имеется несколько способов искусственного
дыхания, но наиболее эффективный способ «рот в рот» или «рот в нос»,
поскольку количество воздуха, поступающего в легкие пострадавшего
за один вдох, в четыре раза больше, чем при других способах. Перед
153
началом искусственного дыхания необходимо открыть дыхательные пути
для воздуха Для этого запрокидывают голову пострадавшего назад,
подкладывая под шею одну руку, а другой рукой нажимают на лоб. Если
рот пострадавшего стиснут, его следует раскрыть; для этого нужно
выдвинуть нижнюю челюсть, либо разжать рот плоским предметом,
вставив его между коренными зубами.
Искусственное дыхание выполняют, поддерживая голову в запроки-
нутом состоянии, зажав нос пострадавшего рукой, лежащей на лбу.
Затем, положив на рот пострадавшего марлю или платок, глубоко
вдохнув, прижимают свой рот к открытому рту пострадавшего и делают
выдох резко. При этом грудь пострадавшего должна подниматься.
Выдох у пострадавшего самопроизвольный. В минуту делают 10—12
вдохов — выдохов.
Если пострадавший начал дышать самостоятельно, то искус-
ственное дыхание прекращают. Если нет, то искусственное дыха-
ние необходимо продолжить до тех пор, пока он не начнет дышать или
не появятся трупные пятна.
Массаж сердца. Одновременно с искусственным дыханием, при от-
сутствии у пострадавшего пульса, проводят непрямой (закрытый)
массаж сердца В шоковом состоянии, когда мышиы тела расслаблены,
грудину нужно сместить в сторону позвоночника иа 4—5 см и сдавить
сердце Сущность непрямого массажа заключается в том, что посред-
ством ритмичного сдавливания сердца между грудиной и позвоноч-
ником удается вытолкнуть кровь из сердца в крупные сосуды, когда
давление иа грудину прекращается, сердце вновь наполняется кровью и
тем самым удается восстановить кровообращение. Массаж проводят на
жестком подстиле (на полу или на досках). Оказывающий помощь кладет
на нижнюю часть грудной клеткй пострадавшего ладонь вытянутой руки,
а второй рукой усиливают надавление, положив ее иа первую руку. На-
давливать следует толчком и после толчка необходимо снимать руки
с грудной клетки, чтобы ие препятствовать ее выпрямлению. Массаж
проводят с частотой одного надавливания в секунду, а после трех-четырех
надавливаний делают перерыв на 2—3 с. Если массаж и искусственное
дыхание делает один человек, то он делает 10—15 надавливаний иа груд-
ную клетку, а затем выдох рот в рот. Место массажа определяют, от-
мерив 3—4 см от конца грудной клетки в сторону головы. Массаж, как и
искусственное дыхание, следует проводить до исходного конца или до
прихода врача.
Конструкции электроэрозионных станков должны предусматривать
наличие различных устройств, исключающих возможность прикоснове-
ния к токоведущим частям станка, находящимся под напряжением во
время его работы. Все элементы электрооборудования станка должны
быть размещены в отдельных шкафах или нишах станка и надежно за-
крываться. Станина станка, бак с рабочей средой, насосная станция,
шкаф с электрооборудованием и генератор импульсов должны быть на-
дежно заземлены Заземляющий провод запрещается использовать в ка-
честве нейтрального провода для питания вспомогательных цепей станка
от трехфазной сети переменного тока, так как при нарушении заземле-
ния станка он может оказаться под полным напряжением сети. При пита-
нии от сети переменного тока электросхема станка должна иметь раз-
делительный трансформатор между сетью переменного тока и электри-
ческими цепями управления станком. Это требование вызывается тем, что
при однополюсном касании, если один из электродов соединен с корпусом
станка, возможно тяжелое поражение, так как ток может пройти через
две руки и грудь, что является наиболее опасным случаем.
154
Станок должен быть снабжен вводным устройством для подключе-
ния к in хопой сети переменного тока и световой сигнализацией,
предупреждающей о том, что станок находится под напряжением.
Для предотвращения поражения электрическим током при работе на стан-
ке и его ремонте должна быть предусмотрена блокировка, обеспечи-
вающая отключение станка прн открывании дверей шкафа, где рас-
положено электрооборудование станка, и дверей шкафа генератора
импульсов В станках, использующих накопительные емкости для форми-
рования рабочих импульсов тока, должна быть предусмотрена установка
резисторов для стекания зарядов с этих емкостей Станки, оснащаемые
высоковольтными генераторами импульсов, должны иметь автоматические
замыкатели, разряжающие конденсаторные батареи при открывании
дверей генератора Электросхема станка должна обеспечивать отключе-
ние всех его агрегатов от одной общей кнопки «Стоп».
Станок должен иметь хорошую электрическую изоляцию отдельных
узлов для защиты от перехода напряжения с токоведущих на нетоко-
ведущие части
Проводка по станку как неподвижная, так и подвижная, должна быть
закрытой, иметь надежные изоляционное покрытие и контактные соеди-
нения. Соединительные провода — неподвижные между шкафом
с электрооборудованием, генератором импульсов, пультом управления и
станком — должны быть размещены в трубах, а подвижные соединения —
в металлорукавах или в других защитных покрытиях. Применение для
токоподвижиых соединений резинотканевых шлангов возможно только в
маслостойком исполнении. Несмотря на принимаемые меры при проекти-
ровании электроэрозинных станков, обеспечивающих безопасность рабо-
ты на них обслуживающему персоналу, следует строжайше соблюдать как
общие правила техники безопасности при работе на электроэрозион-
ных стаках, так и правила, которые разрабатываются для каждой мо-
дели станка с учетом специфики его эксплуатации
Общие правила техники безопасности. Прежде чем приступить к ра-
боте на станке, необходимо ознакомиться с инструкцией по технике
безопасности при работе на данной модели станка Убедиться, что станок
оснащен средствами индивидуальной защиты от поражения электриче-
ским током
К средствам индивидуальной защиты о1носятся резиновые (или из
другого изолирующего материала) коврики и дорожки, имеющие клеймо
о дате испытания их на электрическую прочность Необходимо следить
за чистотой резиновых ковриков и не допускать попадания на них масла,
керосина и эмульсий, применяемых в качестве рабочих средств, так как
это приводит к их разрушению и снижению защитных свойств
При работе станка нельзя прикасаться к его токоведущим частям
(столу, электродам, электрододержателю и открытым участкам шин).
В помещении, где находится и обслуживается работающий электро-
эрозионный станок, должно находиться не менее двух человек, изучив-
ших правила техники безопасности, допущенных к эксплуатации станка
и способных оказать первую помощь при поражении электрическим током.
Обслуживание и ремонт электроэрозионного станка одному человеку
категорически запрещается.
Помещение, где установлено электроэрозионное оборудование, должно
быть оснащено предупредительными плакатами, а также плакатами,
содержащими указания или предостережения, относящиеся к особен-
ностям выполнения той или иной операции на данном станке или участке
(например, «Разряжай конденсаторы после окончания работы на
станке»). В конце работы необходимо разрядить конденсаторные бата-
155
реи (если генераторы имеют накопительные батареи конденсаторов)
с помощью специального разрядника, один конец которого присоединен
к одному выводу конденсаторной батареи, а второй прикасается к другому
выводу Это необходимо, потому что остаточный заряд конденсатора со-
храняется длительное время после выключения станка Остаточное на-
пряжение на зажимах отключенного конденсатора может быть равным
напряжению источника питания (при постоянном токе) и может дости-
гать, при определенных условиях, двойного амплитудного значения на-
пряжения (при переменном токе)
Отключение, ремонт электрооборудования и подключение станка
к цеховой электросети производятся специалистами-электриками.
§ 26. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ САНИТАРИЯ
Для исключения профессиональных заболеваний и производственного
травматизма люди, работающие на станке, должны строго соблюдать пра-
вила производственной санитарии и гигиены труда Особенно это не-
обходимо при работе на электроэрозионных станках
Некоторые рабочие среды, используемые на электроэрозионных стан-
ках, представляют собой смеси малолетучих предельных углеводородов
и в обычных условиях не являются опасными для здоровья человека.
Однако под воздействием высоких температур, возникающих в зоне
разряда, особенно на режимах больших энергий импульса, происходит
разложение рабочей среды и выделение газообразных продуктов разло-
жения При отсутствии или при плохой вытяжной вентиляции поме-
щения концентрация газообразных продуктов разложения в воздухе мо-
жет достигнуть вредного для здоровья значения Поэтому электроэрози-
онные станки снабжаются бортовой системой отсоса газообразных про-
дуктов разложения, что в сочетании с приточной вентиляцией помеще-
ния устраняет вредное влияние газообразных продуктов.
Наличие в воздухе газообразных и твердых продуктов разложе-
ния рабочей среды раздражающе действует на слизистые оболочки и
кожу При вдыхании паров высокой концентрации возможны острые
отравления, потеря сознания, а в некоторых случаях и смерть. При
небольших, но длительно действующих концентрациях наступает хрони-
ческое отравление, приводящее к профессиональному заболеванию.
Длительное соприкосновение с жидкими углеводородами, особенно с
керосином, приводит к обезжириванию и раздражению кожи рук, а
также к появлению трещин на коже.
Предельно допустимая концентрация вредных продуктов разложения
в воздухе (при работе на керосине или масле) не должна превы-
шать 0,3 мг/л
При работе с недостаточным слоем рабочей среды над поверхностью
обрабатываемой заготовки в воздух могут попадать пылевидные части-
цы обрабатываемого материала, а некоторые из них токсичны (свинец,
кадмий, цинк, бериллий) и могут явиться причиной профессиональ-
ных заболеваний При обработке таких металлов необходимо особенно
тщательно следить за исправной работой как бортовой, так и цеховой
вентиляции
Профилактическими мерами являются применение только рекомендо-
ванных сортов рабочих сред и индивидуальных средств защиты.
К индивидуальным средствам защиты при работе с этими и другими
металлами, которые могут вызвать раздражение слизистых оболочек и
кожното покрова, относятся: респираторы, защитные очки, перчатки,
специальная одежда и защитные пасты. Индивидуальные средства
156
защиты нужно использовать как при работе на станке» так и при очистке
бака станка Каждому работающему на электроэрозионном участке
необходимо соблюдать правила гигиены труда и личной гигиены следить
за исправной работой вентиляции как бортовой, так и цеховой, произво-
дить регулярную уборку помещений, мыть руки горячей водой с мылом
перед принятием пищи, следить за исправностью и чистотой спецодежды.
Прием пищи на рабочем месте и электроэрозионном участке недопустим.
К профилактическим мероприятиям, предупреждающим возможное
вредное воздействие электроэрозионного процесса, относят предвари-
тельные медицинские осмотры с целью выявления противопоказаний при
приеме на работу по выбранной специальности, периодические меди-
цинские осмотры, проводимые для предупреждения профессиональных
заболеваний, рациональное чередование в течение рабочей смены труда
и отдыха, правильный режим питания; нормальное освещение рабочих
мест и снижение уровня шумов в рабочих помещениях и комнатах
отдыха
На электроэрозионном участке должна быть полностью укомплекто-
ванная аптечка с необходимым набором медикаментов и перевязочных
материалов
§ 27 ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
*
В связи с тем, что в зоне обработки непрерывно происходят электри-
ческие разряды с выделением значительного количества теплоты и
образованием паров рабочей среды, малейшее нарушение правил эксплу-
атации станка может привести к возгоранию рабочей среды и пожару.
Скопление легких фракций паров может привести и к их взрыву
Под горением понимается быстро протекающая химическая реакция,
сопровождающаяся выделением тепла и, в частности, соединением ве-
щества с кислородом воздуха Если при горении образуются горючие
газы, как в нашем случае, то горение сопровождается появлением
пламени Взрыв — это выделение в короткий отрезок времени большого
количества энергии вследствие внезапных очень быстрых превращений
вещества, при которых внутренняя энергия молекул, атомов или атомных
ядер переходит в энергию движения вещества Взрыв сопровождается
резким возрастанием температуры и давления Типичным примером взры-
ва является химическая реакция смеси водорода и кислорода Воспла-
менение рабочей среды может произойти в следующих случаях*
из-за ее перегрева при длительной работе на грубых режимах с большой
энергией рабочих импульсов, при искрении в контактных соединениях
из-за слабого их крепления, при подъеме и опускании ванны с рабочей
средой без выключения напряжения на электродах, при утечке рабочей
среды и попадании ее на перегретые детали станка из-за недостаточного
уровня рабочей среды над поверхностью обрабатываемой заготовки, яри
наличии в рабочей среде легких фракций (в частности бензина), при
настройке станка по искре с большой энергией рабочих импульсов, при
курении возле работающего станка и вследствие ряда других причин.
Возгорание рабочей среды может иметь тяжелые последствия^ для
обслуживающего персонала и оборудования, если учесть, что в баке
станка может находиться до 1 т горючей жидкости При строгом
соблюдении правил безопасности и при работе на исправном оборудо-
вании случаи возгорания рабочей среды крайне редки
Конструкцией станка предусмотрены меры, снижающие вероятность
возгорания рабочей среды. В баке станка, как правило, устанавливаются
охладители, которые снижают температуру рабочей среды в процессе
157
работы станка В рабочей ванне станка устанавливается уровнемер,
который не позволяет включить станок, если уровень рабочей среды
ниже допустимого значения, и отключает его, если уровень рабочей среды
в процессе работы снизился ниже допустимого значения
Станки оснащаются бортовой системой отсоса, снижающей концентра-
цию легко воспламеняющихся паров
Разработаны профилактические мероприятия, выполнение которых в
процессе работы значительно снижает возможность возгорания рабочей
среды Они приводятся ниже
1	. При работе электроэрозионных станков необходимо применять него-
рючие среды или рабочие среды, имеющие высокие температуры воспла-
менения
2	К работе на электроэрозионном станке допускаются лица, обучен-
ные обращению со станком, противопожарной защите и оказанию первой
помощи при ожогах В помещении, где установлен станок, должно на-
ходиться ие менее двух человек
3	Электроэрозионные станкн не должны устанавливаться в непо-
средственной близости от металлообрабатывающего оборудования во
избежание попадания стружки на токоподводы и как следствие короткого
замыкания и возгорания рабочей среды
4	, При работе станка уровень рабочей среды над поверхностью
обрабатываемой заготовки должен быть не ниже значений, указанных
в § 9. В зависимости от типа применяемого генератора, его характеристик
и используемой рабочей среды минимальная толщина слоя рабочей
среды над деталью может колебаться, но всегда нужно стремиться, чтобы
толщина слоя была максимально возможной.
5	. Опускание и подъем ванны станка следует производить только
при выключенном напряжении на электродах.
6	. Температура рабочей среды в процессе работы не должна
превышать 50°С при работе на керосине и 60—70°С — на индустриаль-
ном масле. При превышении указанных температур станок необходимо
выключить.
7	Запрещается начинать работу при плохо закрепленных электродах
во избежание искрения в местах их соединения с токоподводами.
8	Запрещается оператору отлучаться от работающего станка.
9	Помещение, где установлены электроэрозионные станки, должно
быть оснащено средствами для тушения пожара Наилучшим средством
огнетушения являются углекислотные огнетушители типа УП-1М и пенные
огнетушители типа ОХП-Ю Около электроэрозионного станка должно на-
ходиться не менее двух полностью заряженных огнетушителей.
10	. Недопустимо находиться возле станка в промасленной одежде.
11	Все открытые емкости с горючей рабочей средой должны быть
оснащены съемными плотно прилегающими металлическими крышками,
которые в случае необходимости закрывают доступ воздуха в емкость.
12	Запрещается применять при тушении возникшего пожара асбесто-
вые одеяла и другие подобные средства, так как намокнув они увели-
чивают площадь горения и затрудняют тушение пожара.
13	Помещение, где установлено электроэрозионное оборудование,
должно быть оснащено инструкцией и плакатами по мерам пожарной
безопасности и способам эффективной борьбы с возгоранием рабочей
среды
14	Не допускается хранение промасленной или намоченной керосином
ветоши и спецодежды во избежание их самопроизвольного возгорания.
Каждый, заметивший загорание или пожар, обязан немедленно-
сообщить об этом в пожарную охрану и руководству участка, цеха или
158
предприятия, а после этого приступить к тушению пожара, используя
подручные средства Определив очаг пожара, его размеры и пути его
распространения, необходимо в первую очередь создать безопасные
условия персоналу и лицам, принимающим участие в тушении пожара
Необходимо отключить оборудование от цеховой электросети, закрыть
крышками открытые емкости с рабочей средой, не подвергшиеся заго-
ранию
Используя для тушения пожара огнетушители, открывать запорные
вентили следует после того, когда люди, занимающиеся тушением,
близко подошли к очагу пожара, так как основное количество угле-
кислоты или другого продукта выбрасывается в первый момент вклю-
чения огнетушителя.
Контрольные вопросы
1.	Расскажите о действии электрического тока на организм человека.
2.	Как производится искусственное дыхание?
3.	Какие средства индивидуальной защиты от поражения электриче-
ским током Вы знаете и как ими пользоваться?
4.	На какие органы человека в первую очередь отрицательно воз-
действуют продукты разложения, образующиеся при ЭЭО материалов?
5.	При обработке каких материалов и сплавов необходимо применять
специальные меры предосторожности?
6.	Какие индивидуальные средства защиты от поражения слизистых
оболочек и кожи Вы знаете и как ими пользоваться?
7.	Что такое горение?
8.	Причины воспламенения рабочей среды в ванне при ЭЭО.
9.	Ваши действия при возникновении пожара на электроэрозионном
станке.
Список литературы
1	Витлин В. Б t Давыдов А. С. Электрофизические методы обработки в металлурги-
ческом производстве М.. Металлургия, 1979 157 с
2	Источники питания для электроискрового легирования/С П Фурсов
А М Парамонов, И В Добында А В Семенчук Кишинев Штиинца,
.1978 127 с
3	Левинсон Е. М. Отверстия малых размеров Л : Машиностроение, 1977 150 с
4	Ляпунов М. А., Цента Е Л , Юфа Э. П. Электроэрозионная обработка металлов
н сплавов Киев Техника 1965 150 с
5	Размерная электрическая обработка металлов/Б А Артамонов, А Л Виш-
ни ц к и й, К) С Волков, А В Глазков М.: Высшая школа, 1978 336 с
6	Смоленцев В П Изготовление инструмента непрофлированным электродом. М
Машиностроение, 1967 158 с
7	Фотеев Н. К. Технология электроэрозионной обработки М Машиностроение,
1980 180 с
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие .	....	................ 3
Глава I Основные сведения об электроэрозионной обработке .	......	4
§ 1	Сущность электроэрозионной обработки . .	............. .......
§ 2.	Электрические параметры процессов . .	............. 9
§ 3	Особенности электроэрозионной обработки ...................... 12
§ 4	Рабочие среды .............................. . .	24
§ 5	Электроды инструменты .	.............................. 27
§ 6	Точность электроэрозионной обработки ......................... 37
Г лава //. Электроэрозионные станки......................................... 42
§ 7	Общая характеристика............................... ..............
§ 8.	Универсальные копировально прошивочные станки .	. .	47
§ 9	Электрооборудование ....	....	...	58
§ 10	Электроэрозионные вырезные станки	...	69
§ 11	Электроконтактные станки ....	.	79
§ 12	Приспособления к электроэрозионным станкам . .	83
Глава III Типовые операции электроэрозионной обработки . .	.	, ,	95
§ 13	Прошивание отверстий	............. ....	___
§ 14	Обработка фасонных поверхностей	.....	101
§ 15	Прошивание отверстий и щелей малых сечений . .	. .	ПО
§ 16	Изготовление сеток и решеток	...	116
§ 17	Сложноконтурная проволочная вырезка	.	. .	118
§ 18	Отрезание заготовок	.	126
§ 19	Электроискровое легирование .	.	130
Глава IV Технологический процесс электроэрозионной обработки типовых
деталей	....	.	...	136
§ 20	Основные понятия .	......	—
§ 21	Классификация деталей н их обработка......................... 137
§ 22	Технологический процесс обработки типовых деталей . . .	145
§ 23.	Основные направления рационализации технологического про
цесса	.	.	...	147
Глава V. Техника безопасности и противопожарные мероприятия .	...	151
§ 24	Организация безопасного труда...............................   —.
§ 25'	. Техника безопасности на производстве .	. .	...	—
§ 26	Производственная санитария . .	.	............. 156
§ 27	Противопожарные мероприятия .	.....	157
Список литературы................. ...	.......... ................... 160
ЭЛЕКТРО-
ЭРОЗИОННАЯ
ОБРАБОТКА
МАТЕРИАЛОВ
▼
МАШИНОСТРОЕНИЕ