/
Автор: Левинсон Е.М. Лев В.С.
Теги: физика электрооборудование лениздат металлообработка штампы волочильный инструмент токопроводные материалы
Год: 1972
Текст
Е.М.ЛЕВИНСОН, В.С.ЛЕВ
СПРАВОЧНОЕ
ПОСОБИЕ
ПО
ЗЛЕКТР0ТЕХН0Л0ГИН
Е. М. ЛЕВИНСОН, В. С. ЛЕВ
Справочное пособие
по электротехнологии
Электроэрозионная
обработка металлов
WWWCHIPMAKERRU
2006
Л ЕНИЗДАТ -1972
Справочная, книга содержит краткие сведения
о физических процессах, происходящих при электро-
эрозионной обработке металлов и других токопро-
водящих материалов; о методах генерирования им-
пульсов электрического тока для электроэрозионной
обработки; об устройствах для регулирования меж-
электродного промежутка. Даны также справочные
материалы о генераторах импульсов, электроэрози-
онных станках, специальных приспособлениях к ним
и технологии обработки.
Приведенные в таблицах справочные данные мо-
гут быть использованы для рационального выбора
электроэрозионного оборудования, технологического
процесса и режимов обработки.
Книга предназначается для инженеров, техников
и других работников промышленных предприятий,
занимающихся эксплуатацией электроэрозионного
оборудования, а также разработкой и внедрением
электроэрозионной технологии.
3-12-5
97-1971
ВВЕДЕНИЕ
Успешное развитие науки и техники вызывает
необходимость широкого применения новых марок
стали и сплавов с высокими механическими свойст-
вами.
Обработка этих материалов обычными механиче-
скими способами связана с очень большими трудно-
стями, а некоторые из них вообще не поддаются об-
работке резанием. Поэтому новые методы обработки,
основанные на различных физико-химических процес-
сах, вызывают большой интерес. При этих процессах
на обрабатываемый материал воздействуют дозируе-
мые в зависимости от технологических требований
порции энергии (электрическая, световая, звуковая и
др.), вводимые непосредственно в зону обработки.
Наиболее широкое распространение в настоящее
время получил метод размерной обработки материа-
лов при непосредственном использовании теплового
эффекта электрической энергии — электроэрозионная
обработка. Этот метод впервые был предложен и раз-
вит советскими учеными Б. Р. Лазаренко и Н. И. Ла-
заренко.
Электроэрозионная обработка основана на эффек-
те расплавления и испарения микропорций материала
в основном под тепловым воздействием импульсов
3
электрической энергии. Эта энергия выделяется
в канале разряда между поверхностью обрабатывае-
мой детали и электродом-инструментом, погружен-
ным в жидкую (обычно неэлектропроводную) среду.
Следующие друг за другом импульсные разряды про-
изводят выплавление и испарение микропорции мате-
риала; частицы расплавленного материала выбрасы-
ваются из зоны обработки развивающимся в канале
разряда давлением и электрод-инструмент получает
возможность внедряться в обрабатываемую де-
таль.
В настоящее время в технической литературе вве-
дено множество разнообразных терминов, которыми
электроэрозионная обработка разделяется на ряд, по-
рой обособленных, разновидностей. Так, например,
встречаются термины: электроискровая [1], электро-
импульсная [2], высокочастотная [3], электродуговая,
электромеханическая, дугоимпульсная и др.
Однако во всех этих случаях мы имеем дело
с электроэрозионным методом и протекающие про-
цессы по своей физической сущности одинаковы.
Правда, анодно-механическая [4, 5] и электрокон-
тактная [6] разновидности электроэрозионной обра-
ботки могут быть выделены особо. Анодно-механиче-
ская — по резкому отличию применяемой среды и со-
четанию тепловой эрозии с электрохимической,
а электроконтактная — по отсутствию жидкой среды
и импульсных разрядов четко выраженного харак-
тера.
В данном справочнике применяется только термин
«электроэрозионная обработка», так как разделение
описываемых процессов на перечисленные выше
только затрудняет усвоение материала.
Электроэрозионный способ обработки материалов
имеет весьма ценные свойства и обладает следующими
технологическими возможностями: -
4
1. Отсутствует необходимость в обрабатывающих
инструментах более твердых, чем материал. Твердые
Сплавы и сверхтвердые материалы могут быть обра-
ботаны электродами из цветных сплавов, изготовлен-
ными на обычных металлорежущих станках; техноло-
гические приемы и оборудование относительно не-
сложны.
2. Скорость, качество и производительность обра-
ботки не зависят от механических свойств (например*
твердости) обрабатываемых материалов.
3. Обработка любых материалов, в том числе
материалов высокой и сверхвысокой твердости, про-
изводится без значительных механических уси-
лий.
4. Легко осуществимы сложные технологические
операции (например, получение внутренних криволи-
нейных или спиральных отверстий, пазов, канавок, и
т. д.), что невыполнимо механическими методами. Это
позволяет значительно повысить технологичность кон-
струкций и качество изделий.
5. Легко осуществить сравнительно полную меха-
низацию и частичную или полную автоматизацию обо-
рудования, а также включение его в поточное произ-
водство.
6. Сокращается число операций и переходов при
обработке изделий сложных форм.
7. Изменение формы изделия может сочетаться
с одновременным изменением свойств его поверхности
(например, повышением твердости, коррозионной
стойкости, электропроводности и т. п.).
8. При правильном выборе технологического про-
цесса значительно снижается трудоемкость обработки
по сравнению с обработкой резанием, повышается
производительность и экономическая эффективность.
При этом в большинстве случаев существенно умень-
шается брак.
5
9. Повышается безопасность работы и улучшаются
условия труда по сравнению с механической обработ-
кой. Устраняется тяжелый физический труд при вы-
полнении многих технологических операций.
Однако электроэрозионная обработка по сравне-
нию с механической обладает и недостатками, огра-
ничивающими область ее применения:
1. Невозможно осуществить обработку нетокопро-
водящих материалов.
2. Производительность при электроэрозионной об-
работке обычных материалов (сталь, цветные сплавы
и др.) значительно ниже, чем при обработке резани-
ем, а расход электроэнергии выше.
3. Для получения высокой чистоты поверхности
приходится затрачивать значительно больше времени,
чем, например, при абразивной обработке.
4. Необходимость введения рабочей жидкости
в зону обработки приводит к усложнению оборудо-
вания.
На современном этапе развития электроэрозион-
ной обработки ее целесообразно применять только
в тех случаях, когда механическая обработка неосу-
ществима или весьма затруднительна (особые свой-
ства материала, сложная конфигурация деталей, об-
работка в малодоступных местах и т. д.).
Глава I
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭРОЗИЯ
При электроэрозионной обработке удаление мате-
риала импульсными разрядами происходит в основ-
ном за счет теплового воздействия импульсов электри-
ческой энергии на обрабатываемую поверхность ма-
териала.
Явления, происходящие при импульсных разрядах
в межэлектродном промежутке, весьма сложны и яв-
ляются предметом специальных исследований [7]. Рас-
смотрим лишь необходимые условия и схему процесса
удаления материала импульсными разрядами.
Электроды и межэлектродный промежуток. Элект-
род-инструмент при электроэрозионной обработке
служит для подведения импульсов электрической
энергии к определенным участкам обрабатываемой
детали. Механического воздействия на обрабатывае-
мую деталь он не оказывает. Поэтому требования
к электроду-инструменту в этом случае несколько
иные, чем к режущему инструменту. Сравнительные
характеристики и условия работы режущего инстру-
мента и электрода-инструмента приведены в табл. 1.
Промежуток между электродами для осуществле-
ния процесса электроэрозионной обработки должен
быть заполнен рабочей жидкой средой. Для этого
обычно используют жидкие предельные углеводороды
(керосин, дизельное топливо, соляровое и машинные
масла). Основные характеристики рабочих жидкостей
и области их применения даны в табл. 2.
7
Таблица 1
Сравнительные характеристики и условия работы
режущего инструмента и электрода-инструмента
V— Характеристика и условия работы Режущий инструмент Электрод-инструмент
Твердость Обязательно выше обрабатываемого ма- териала Несущественна
Сохранение твердости при по- вышении темпе- ратуры Требуется Не требуется
Жесткость Высокая Должна обеспе- чивать отсутствие деформации в основ- ном от собственно- го веса
Электропровод- Несущественна Высокая
ность
Процесс обра- ботки Снятие стружки при взаимном перемеще- нии детали и режу- щего инструмента (главное движение) Выплавление ми- кропорций материа- ла с обрабатываемой поверхности детали
Формообразо- вание За счет взаимного принудительного пе- ремещения режуще- го инструмента и об- рабатываемой детали В основном за счет копирования формы электрода-инстру- мента
Почти все рабочие жидкости — горючие и' требуют
особой осторожности при работе, так как электриче-
ские разряды при неправильной эксплуатации обору-
дования могут вызвать возгорание жидкости. Соответ-
ствие применяемой рабочей жидкости требованиям
ГОСТа, особенно по содержанию в ней летучих и
легковоспламеняющихся фракций и температуре
вспышки, должно тщательно контролироваться перед
ее использованием в электроэрозионных станках.
Процесс удаления материала с поверхности обра-
батываемой детали. На поверхностях электрода-инст-
Таблица 2 iTKe Генераторы импульсов С малой длитель- ностью, с большой скважностью и малой мощностью 1 т j Io же, несколько большей мощности То же, средней мощ- ности То же, любой мощ- ности [устимо из-за низкой
при электроэрозионной обрабс Характер технологического процесса Точная обработка сложно- профилированных деталей или малых отверстий при малом объеме рабочей жидкости То же, более крупных дета- лей при большом объеме ра- бочей жидкости Обработка деталей средней сложности при любом объеме рабочей жидкости в северных районах и прочих районах в зимнее время Обработка обычных деталей при любых объемах рабочей жидкости горного марок ,3" и ,Л“ недоп
<1> 2 <у м J2 Температу- ра вспыш- ки, °C § 05 125 автотраю
О В X g о X Вязкость при 50°С, сст 1 1 4,5—8,0 (при 20°С) 2,5—4,0 1,39—1,76 дизельного 40°С).
М X £ ф X в о гост 4753-49 92-50 । 305-62 4749-49 ; 1 ' ’ 1666-51 топлива :и (35°С и
о й о. Наименование и марка Керосин освети- тельный Керосин освети- тельный тяжелый (пиронафт) Топливо дизельное | автотракторное „С“ 1 Топливо для бы- строходных дизелей ,ДС“1 Масло соляровое 1 Использование температуры вспышк
8
9
<м
Продолжение табл.
Генераторы импульсов . Мощные генерато- 1 ры импульсов значи- тельной длительно- сти с малой скваж- ностью. Генераторы импульсов с малой скважностью средней мощности, с высокой частотой повторения импульсов Специальные гене- раторы коротких им- пульсов (только ти- па 11) Обработка на пере- менном токе при । большой мощности
| Характер технологического процесса Высокопроизводительная предварительная обработка крупных стальных деталей при невысокой точности - Обработка деталей, не до- пускающих загрязнения обра- ботанной поверхности карби- дами Грубая обработка, резка и т. д.
(Температу- ра вспыш- 1 ки, °C LQ О О QD СО ОО 03 i 1
Вязкость при | 50°С, ест ’Ф М4 СО СО — СМ СО J J, rl Д. ! 10—14 17—23 27—33 1 1
гост 1707-51 8675-62 1 1
Наименование и марка Масла индустри- альные 12 (веретенное-2) 20 (веретенное-3) 30 (машинное ,Л“) Масла индустри- альные селективной очистки ИС-12 ИС-20 ИС-30 Вода | Водные растворы солей и водные эмульсии
10
румента 1 (рис. 1) и обрабатываемой детали 7
имеется большое количество микронеровностей. При
подведении напряжения к электродам (электроду-ин-
струменту и обрабатываемой детали) в межэлектрод-
ном промежутке, заполненном рабочей жидкостью,
возникает электрическое поле. Наибольшую напря-
женность оно имеет в направлении, проходящем через
Рис. 1. Схема электрической эрозии:
1 — поверхность электрода-инструмента; 2 —
микропорция материала,удаленная с поверх-
ности электрода-инструмента; 3— газовый
пузырь; 4 — расплавленные частицы металла;
5 —частицы металла, застывшие в рабочей
жидкости; 6 — рабочая жидкость; 7 —
поверхность обрабатываемой детали; 8 —»
микропорция материала, удаленная с поверх-
ности обрабатываемой детали; 9 — канал
разряда.
два наиболее близких друг к другу микровыступа на
поверхности электродов.
При определенном значении напряженности элект-
рического поля (приближенно равном приложенному
напряжению, деленному на расстояние между элект-
родами) в этом месте электрическая прочность среды
(рабочей жидкости) нарушается, происходит электри-
ческий пробой промежутка и образуется канал раз-
ряда 9. По этому каналу устремляется электрическая
энергия в виде импульсного разряда. Благодаря вы-
сокой концентрации энергии в зоне разряда разви-
11
ваются очень высокие температуры, при которых мик-
ропорция материала 8 на поверхности обрабатывае-
мой детали плавится и испаряется. лл
В результате развивающихся в канале разряда и
газовом пузыре 3 динамических сил капли расплав-
ленного материала 4 выбрасываются за пределы
электродов и застывают в окружающей электроды ра-
бочей жидкости 6 в виде мелких частиц 5 сфериче-
ской формы. Обычно из поверхности электрода-инст-
румента также выплавляется микропорция 2 мате-
риала, что нежелательно, но трудно устранимо. После
разряда в течение некоторого времени происходит
деионизация промежутка, т. е. его электрическая проч-
ность восстанавливается.
Следующий разряд обычно возникает уже в новом
месте поверхности электродов между двумя другими
ближайшими точками. Так происходит до тех пор,
пока разряды не удалят с поверхности электродов все
участки материала, которые находятся на пробивном
расстоянии, т. е. расстоянии, на котором прикладывае-
мое к электродам напряжение еще в состоянии выз-
вать пробой промежутка.
Когда расстояние между электродами превысит
пробивное, для возобновления разрядов электроды
должны быть сближены.
Разряды, происходящие в промежутке между
электродами, могут быть по своему характеру и эф-
фекту эрозии разделены па три основные разновид-
ности.
1. После пробоя промежутка капли расплавлен-
ного материала и его пары беспрепятственно уда-
ляются из зоны разрядов. На поверхности электродов
остается лишь незначительное количество расплавлен-
ного материала, который, застывая, образует тонкую
пленку. Выплавление материала с поверхностей элект-
родов происходит под воздействием высокой темпе-
ратуры канала разряда.
В этом случае нагрев материала от непосредствен-
ного протекания в нем тока ничтожно .мал и в про-
цессе съема практически не участвует. Съем мате-
риала происходит за счет действия источника тепла,
которым является канал разряда при умеренном рас-
пространении тепла в глубь материала электродов. .
12
Такой режим электроэрозионной обработки счи-
тается нормальным и эффект эрозии при нем наи-
больший.
2. После прохождения импульса электрической
энергии электроды замыкаются выплавленным из них
материалом. Это обычно случается, когда величина
межэлектродного промежутка мала. При энергии им-
пульса, недостаточной для удаления значительного
количества материала с электродов, или, если к мо-
менту замыкания электродов импульс уже закон-
чился, материал застывает в межэлектродном проме-
жутке и электроды иногда соединяются друг с дру-
гом электропроводным мостиком.
Когда следующий импульс обладает достаточной
энергией, то проводящий мостик, замкнувший элект-
роды, расплавляется и испаряется теплом, выделяю-
щимся в нем в результате прохождения тока. Меж-
электродный промежуток освобождается от застыв-
шего в нем материала, и процесс развивается и про-
должается так, как было описано выше.
3. К моменту прохождения импульса электроды
соприкасаются друг с другом, и выделяющегося тепла
при большой площади контакта может оказаться не-
достаточно для расплавления материала в зоне кон-
такта; происходит лишь разогрев материала элект-
рода .и обрабатываемой детали. При значительной
мощности' импульсов тока возможно сваривание
электродов.
В этом случае обычно происходит повреждение де-
тали, если вовремя не раздвинуть электроды с по-
мощью специального устройства — автоматического
регулятора, без которого невозможно восстановление
нормального течения процесса электрической эрозии.
Если в рассмотренном случае контактируют лишь
микровыступы небольшой площади, то возможно их
расплавление за счет тепла, .выделяющегося в месте
соприкосновения микровыступов, т. е. от прохождения
через них импульсов тока. Контакт нарушается, воз-
никает разрядный канал, после чего явления электро-
эрозии развиваются нормально.
Средняя величина межэлектродного промежутка
зависит не только от величины напряжения, но и от
мощности разрядов. Последнее объясняется тем, что
13
разряды большей энергии единовременно удаляют
большие порции материала и межэлектродный проме-
жуток насыщен отделившимися от электродов части-
цами и продуктами разложения рабочей жидкости,
поэтому средняя величина промежутка при том же
напряжении возрастает. То же самое происходит и
при обработке материалов с невысокой температурой
плавления, что способствует увеличению съема.
Электроэрозионная обработка материалов импуль-
сами электрической энергии производится при срав-
нительно невысоких напряжениях, обычно не превы-
шающих 250 в. При таком напряжении пробивное
расстояние между электродами очень невелико.
На рис. 2 представлена зависимость пробивного
расстояния а от напряжения U, приложенного к элек-
тродам. Как видно из графика, воздух по сравнению
Рис. 2. Зависимость пробивного
расстояния от напряжения между
электродами:
1 — для солярового масла; 2— для воз-
духа.
с рабочей жидкостью
при малых расстояни-
ях между электродами
обладает большей
электрической прочно-
стью. Графики пост-
роены для относитель-
но чистой рабочей
жидкости. При рабо-
те электроэрозионных
устройств рабочая
жидкость засоряется
металлическими части-
цами, а также продук-
тами пиролиза (про-
дукты разложения ра-
бочей жидкости под
влиянием высокой температуры), что приводит к зна-
чительному снижению ее электрической прочности и
к увеличению среднего значения зазора между элект-
родами во время обработки.
Параметры импульсов напряжения и тока. Элек-
троэрозионная обработка является результатом раз-
рушения обрабатываемой детали под воздействием
непрерывно повторяющихся импульсов тока, проходя-
щих через межэлектродный промежуток. Эффект эро-
зии зависит от параметров этих импульсов. На
14
рис. 3, а графически изображена серия импульсов,
форма которых близка к реальной форме импульсов
напряжения на межэлектродном промежутке, а на
рис. 3,6 — форма импульсов тока, проходящих через
рабочий промежуток. Рассмотрим некоторые их пара-
метры и характеристики.
Рис. 3. Импульсы напряжения
и тока в межэлектродном
промежутке электроэрозион-
ного станка:
а — напряжение иа межэлектродном
промежутке; б — ток в межэлектрод-
ном промежутке; в — параметры уни-
полярного импульса тока.
В литературе по электроэрозионной обработке при-
нято считать рабочей, или прямой, полярностью им-
пульса ту его часть, которая вызывает наибольший
эффект эрозии обрабатываемой детали, а обратной
полярностью — часть, вызывающую усиленную эро-
зию электрода-инструмента.
Для наиболее эффективной обработки желатель-
но, чтобы импульс тока был униполярный (рис. 3, в)',
но это не всегда осуществимо. Следует отметить, что
при униполярном токе i напряжение и может иметь
15
колебательную форму, т. е. неоднократно изменять
полярность, не вызывая повторного пробоя проме-
жутка. . q
Обычно принято изображать части импульса (на-
пряжения' и тока), эффект эрозии от которых наи-
больший, над осью абсцисс, так как для электроэро-
зионной обработки более важным является не поляр-
ность импульса, а его воздействие.
Полярность электродов электрода-инструмента и
детали. Здесь установилась следующая терминология:
когда обрабатываемая деталь является анодом (по-
ложительным полюсом), полярность принято считать
прямой, или нормальной; если обрабатываемая де-
таль является катодом (отрицательным полюсом) —
полярность называют обратной. Обычные в. им-
пульсной радиотехнике термины — положительная и
отрицательная полярность — для импульсов в рабо-
чей цепи электроэрозионного станка, как правило, не
применяют, так как эти названия не характеризуют
направление тока относительно обрабатываемой де-
тали и электрода-инструмента и эффект эрозии. Эта
терминология применяется только для описания це-
пей автоматики и управления, где направление тока
в цепи принято считать обычным от плюса к минусу.
Длительностью импульса ти (рис. 3,6) считается
промежуток времени между его началом и концом.
В некоторых случаях, при пологой форме импульса,
это определение неприменимо, так как невозможно
указать начало и’конец импульса. Тогда прибегают
к понятию длительности импульса, отсчитанной на
некотором уровне а, обычно равного 0,05 или 0,1 ам-
плитудного значения импульса. Ввиду того что им-
пульсы тока через рабочий промежуток имеют доста-
точно большие скорости возникновения и прекраще-
ния, то их длительности, определенные на обоих ука-
занных уровнях, мало отличаются друг от друга. Так
как импульс состоит из нескольких частей (колеба-
ний) различной полярности, то различают длитель-
ность прямого импульса тпр (точнее — первой прямой
части импульса) и длительность обратной части им-
пульса Тобр- Эффект воздействия других частей им-
пульса ничтожен, поэтому их исследованием не за-
нимаются. Иногда считают, что в составе сложного
16
импульса имеется всего две части, которые называют
рабочий импульс (прямой полярности) и импульс об-
ратной полярности длительностей тпр и тОбР.
Частота повторений [п или следования импульсов
измеряется их числом в одну секунду. Обратная ве-
личина называется периодом Т и состоит из двух час-
тей: из длительности импульса ти и интервала tt
между ними. Отношение периода к длительности им-
пульса называется коэффициентом скважности или
скважностью.
Импульс характеризуется амплитудным значе-
нием, или амплитудой, тока /Макс и напряжения t/макс,
т. е. максимальным значением, которое приобретает’
ток или напряжение за время импульса. Различают
амплитуду рабочего, или прямого, импульса и обрат-
ного.
В импульсах различают передний фронт (нараста-
ние) и задний фронт (спадание).
Крутизна фронта 5ф.н (рис. 3, в) характеризуется
скоростью изменения тока (напряжения).
Энергия импульса Ая является одной из важных
характеристик, так как в основном она определяет
эффект эрозии, а следовательно, чистоту обработки.
Средняя мощность РСр = ^4иМ определяет производи-
тельность обработки.
Эффект эрозии. В месте действия импульса тока
на поверхности электродов остаются небольшие
углубления — лунки, образовавшиеся вследствие уда-
ления разрядом некоторого количества материала.
Количество материала, удаленного одиночным им-
пульсом с поверхности обрабатываемой детали, и
форма получившейся лунки зависят от энергии им-
пульсных разрядов, их длительности исвойств обра-
батываемого материала.
Температура, развивающаяся в канале разряда,
весьма высока и составляет обычно 5000—40 000° С
в зависимости от энергии и длительности импульса.
При коротких импульсах большой энергии темпера-
тура, развивающаяся в канале разряда, может даже
превышать указанный предел.
В качестве примера (табл. 3) приведена зависи-
мость величины эрозии стальной детали от длитель-
ности и энергии одиночного импульса. Как видно из
17
Таблица 3
Параметры импульсных разрядов и размеры лунок
в стальном электроде (аноде). Напряжение зарядки
конденсаторов 100 в
Емкость С, мкф Амплитуда тока макс., а Средняя дли- тельность ра- бочего импуль- са, мксек Глубина лунки Н, мм Диаметр лунки, мм Объем лунки, мм3
1 40—60 4 0,015 о,1 0,00008
4 70—90 10 0,018 0,15 0,0002
8 100—140 13 0,020 0,22 0,0005
30 200—300 25 0,022 0,45 0,0023
100 400—600 40 0,025 0,75 0,0074
200 650—900 50 0,028 0,95 0,013
400 900—1300 80 0,033 1,2 0,025
800 1200—1600 120 0,04 1,6 0,05
2000 1400—1800 240 0,05 2,0 0,1
данных таблицы, с увеличением энергии и длительно-
сти импульса увеличивается не только объем лунки,
но и отношение ее диаметра к глубине.
Увеличение отношения диаметра лунки к ее глу-
бине с возрастанием длительности импульса тока,
объясняется, по-видимому, расширением канала раз-
ряда. При той же энергии, но меньшей длительности
импульсов лунки получаются более глубокими,и ме-
нее расплывчатой формы.
Наибольший эффект эрозии получается при опре-
деленном соотношении энергии и длительности им-
пульсов. С одной стороны, чем короче импульс во вре-
мени (при одной и той же энергии), тем выше плот-
ность энергии в объеме разряда, выше температура и
интенсивность расплавления и испарения металла.
С другой стороны, передача тепла внутри металла
благодаря теплопроводности требует некоторого вре-
мени. С увеличением длительности импульса при со-
хранении той же его энергии эффект эрозии возрас-
тает до определенного предела, достигает максималь-
ной величины, после чего количество удаляемого
металла уменьшается. Выбор оптимального соотноше-
ния энергии и длительности импульсов должен произ-
водиться с учетом теплопроводности металла, а также
подверженности металла образованию трещин при
длительном локальном нагревании.
18
Производительностью обработки импульсами эле-
ктрического тока называют количество металла, сня-
того с обрабатываемой детали в единицу времени.
Производительность зависит в основном от электро-
эрозионной обрабатываемости данного материала,
мощности, реализуемой в межэлектродном проме-
жутке, правильного подбора материала электрода-
инструмента и площади обработки.
Электроэрозионной обрабатываемостью называет-
ся сравнительная производительность обработки раз-
личных материалов при прочих равных условиях (па-
раметры импульсов тока, подводимая мощность, гео-
метрические размеры, зазоры и т. д.).
Электроэрозионная обрабатываемость зависит
в основном от теплофизических констант материалов,
их температуры плавления и кипения, теплопровод-
ности и теплоемкости.
Зависимость электроэрозионной обрабатываемости
различных материалов от их теплофизических кон-
стант и параметров импульсов найдена только для
весьма ограниченного числа случаев. Обычно это
эмпирические зависимости, выведенные для конкрет-
ных пар материалов при определенных размерах эле-
ктродов. Теоретические основы для определения
подобных зависимостей уже предложены и вероятно,
что они будут разработаны в ближайшее время
в форме, пригодной для практического применения.
При обработке чистых металлов установлено, что
чем выше температура плавления и кипения металла,
тем меньшее количество его удаляется единичным
импульсом. Вследствие этого тугоплавкие' металлы
обрабатываются с меньшей производительностью, но
поверхность их получается более чистой.
В табл. 4 приведены некоторые физические харак-
теристики ряда материалов, наиболее часто являю-
щихся объектами электроэрозионной обработки,
а также используемых для изготовления электродов-
инструментов.
Для того чтобы составить общее представление
об электроэрозионной обрабатываемости различных
материалов, в качестве примера приведем относитель-
ную весовую электроэрозионную обрабатываемость
2*
19
Теплофизические и механические
Материалы Плотность, г 1см3 Удельная теплоем- кость, кал!г°С Температу- ра плавле- ния, СС Теплота плавления, кал,г Температу- ра кипения, °C !
Бериллий . . 1,85 0,481 1285 2970
Магний . . . 1,74 0,241 651 86 1107
Алюминий . . 2,7 0,217 660 94 2056
Тиган .... 4,5 0,19 1668 104 3000
Хром .... 7,19 0,11 1900 64 2470
Марганец . . 7,29 0,114 1244 64 2095
Железо . . . 7,87 0,11 1539 65 3200
Кобальт . . . 8,79 0,106 1493 62 .3100
Никель . . . 8,9 0,105 1453 73 3000
Медь 8,93 0,092 1083 44 2560
Цинк 7,14 0,09 419 24 907
Цирконий . . 6,45 0,066 1852 50 4330
Ниобий . . . 8,57 0,0645 2500 70 4840
Молибден . . 10,2 0,065 2620 50 4800
Тантал .... 16,6 0,036 3000 37 5300
Вольфрам . . 19,3 0,034 3410 44 5930
Графит . . . Z 2,3 0,17 3800 — —
некоторых материалов по сравнению со сталью (при
идентичных условиях обработки).
Магний.........2,5 Никель ....... 0,9
Алюминий.......1,5 Твердые сплавы . . 0,9
Медь...........1,3 Молибден......0,8
Сталь..........1,0 Вольфрам ..........0,7
Эти значения электроэрозионной обрабатываемо-
сти справедливы только для вполне определенных
условий: энергия импульсов Ли=0,125 дж; длитель-
ность рабочих импульсов ти= 14 мксек-, частота
fn=1200 гц-, амплитуда тока /Макс = 250 а.
20
Таблаца 4
свойства некоторых металлов
Тепло- та испа- рения, кал! г Механические свойства ’Теплопро- водность (при 20°С) Удельное электросо- противле- ние, охмелело-" •
твердость НВ предел прочности, к Г/мм2 относительное удлинение, % кал] см- -сек- -град
97—114 35—60 1,5—4 0,3847 5,88
1250 30—36 11—20 11—8 0,37 4,5
2580 17—27 5—12 5,5—49 0.52 2,65
2350 80—100 27—75 40—2,5 0,037 55
1800 50HRC 40—60 0 0,16 19
970 55HRC — 0 0,159 150—260
(450 35—45 17—21 45—55 . 0,177 9,7
1500 124—300 24 ' 5 0,165 5.68
1487 60—80 40—50 40 0,21 6,84
1150 35—50 20—35 6—40 0,923 1,68
425 30—42 4—5 литой 12—25 катан. 5—10 литой 20—60 катан. 0,268 6.23
1500 64—67 25 26 0,05 41
1780 45 34 19 0,125 15,2
1620 140—230 80—260 . 20—25 0,35 5,2
— 75—125 91,5 50 тонк. лист. 1,5 прутков. 0,13 13
1183 200—250 105 0—4 0,4 5,5
— — 0,5—1 С 0 „0,0117 1400
При электроэрозионной обработке материалов с по-
мощью машинных генераторов импульсов и некого-,
рых других, вырабатывающих импульсы значитель-
ной длительности с малой скважностью (ти=900—
1000 мксек, /п=400 гц, Ди=4—12 дж), относительная
электроэрозионная обрабатываемость различных ма-
териалов выразится следующими величинами:
Алюминий ..........................1,5—1,7
Стали углеродистые ................1,0—1,1
Стали жаропрочные..................1,3—2,7
Магнитные сплавы...................1,2—1,5
Чугуны.......................... . 0,6—1,0
21
Твердые сплавы
TI5K6..............................0,9—0,1
ВК8..................:............0,14—0.15
ВК15..............................0,16—0,18
ВК20 ............................ 0,22—0,25
ВКЗО . . . . ;.....................0,3—0,32
Следует отметить, что электроэрозионная обработ-
ка твердых сплавов импульсами с вышеуказанными
параметрами даже на нижнем пределе их энергии мо-
жет привести к образованию микротрещин на глубину
до 0,1—0,12 мм.
При обработке различных материалов с помощью
весьма коротких импульсов,, значительных по энергии
и мощности (ти=5—7 мксек, fn= 1200 гц, Ли=2,4 дж,
Атаке=2000 а), относительная электроэрозионная об-
рабатываемость выразится иными величинами:
Алюминий........................... 2,6
Сталь ............................. 1,0
Магнитные сплавы................... 2,0
Твердые сплавы..................1,2—1,4
Молибден........................... 0,7
Вольфрам........................... 0,8
Хорошо заметно при обработке импульсами значи-
тельной длительности уменьшение скорости съема
с увеличением температуры плавления и теплопровод-
ности обрабатываемого материала. При коротких им-
пульсах теплопроводность и температура плавления
материала в значительной мере утрачивают свое зна-
чение, и скорость съема начинает подчиняться другим,
еще мало изученным зависимостям.
Площадь обработки существенно влияет на произ-
водительность. При большой площади электродов
в промежутке между ними всегда оказывается боль-
шое количество участков, подготовленных для про-
хождения импульсов тока, что способствует повы-
шению производительности обработки. При малых
сечениях торца электрода-инструмента высокая про-
изводительность недостижима из-за невозможности
подведения большой мощности, так как обильное вы-
деление газов и большое количество отделившихся
частиц металла прерывают процесс обработки. Те же
факторы вызывают уменьшение производительности
при внедрении электрода-инструмента в обрабаты-
ваемый материал на большую глубину.
22
При очень больших площадях обработки затруд-
нено удаление продуктов эрозии из-под средней части
электрода, и производительность может уменьшаться.
В этих случаях производительность обработки мо-
жет быть значительно увеличена, если применить при-
нудительное удаление продуктов эрозии из межэлек-
тродного промежутка. Для этого в промежуток нагне-
тают жидкость или электродам сообщается вибрация.
Значительное повышение производительности дости-
гается при быстром вращении одного или обоих элек-
тродов.
Полярный эффект. Высокая температура в канале
разряда и происходящие в канале динамические про-
цессы вызывают эрозию обоих электродов. Однако
при униполярных импульсах эрозия одного из элек-
тродов больше эрозии другого даже при одинаковом
материале электрода-анода и электрода-катода.
При различных материалах электрода-анода и
электрода-катода, определенной форме и значитель-
ной длительности импульсов тока полярный эффект
может достигать большой величины.
Например, обрабатывая сталь медным или графи-
товым электродом, удается (при использовании об-
ратной полярности импульсов тока значительной
длительности) получить весьма высокий полярный
эффект, т. е. добиться ничтожного износа медного
анода при высокой производительности обработки
стального катода.
Эффект уменьшения износа медного. электрода
при обработке стали с использованием пологих им-
пульсов тока значительной длительности, по-види-
мому, вызван тем, что удлинение импульса при неиз-
менной его энергии приводит к снижению темпера-
туры в канале разряда. В этом случае поток тепла из
канала разряда к поверхности электрода-инструмента
и обрабатываемой детали не столь интенсивен, как
при коротком импульсе большой мощности.
Можно опытным путем найти такой режим обра-
ботки, при котором будет достаточно интенсивно про-
исходить оплавление и выброс материала с поверхно-
сти обрабатываемой стальной детали, имеющего срав-
нительно низкую теплопроводность. Но практически
при этом не будет происходить оплавления и соответ-.
23
ственно разрушения поверхности медного электрода-
инструмента, обладающего высокой теплопровод-
ностью. <1
Если учесть, что разница в температурах плавле-
ния меди и стали сравнительно невелика, а теплопро-
водность меди в десяток раз выше теплопроводности
стали, то станет понятным, что существует довольно
широкий диапазон режимов, при которых можно по-
лучить небольшое снижение производительности об-
работки и резкое уменьшение износа электрода-ин-
струмента.
Аналогичного эффекта можно достигнуть приме-
нением графитового электрода-инструмента, имеюще-
го высокую температуру плавления и испарения. При
использовании графитовых электродов [8] для обра-
ботки сталей удается в ряде случаев получить прак-
тически нулевой износ, так как в результате разло-
жения рабочей жидкости па поверхности графитового
электрода в перерывах между импульсами непре-
рывно восстанавливается слегка разрушенный гра-
фитовый слой. К сожалению, из-за неравномерных
условий нагрева и. охлаждения различных точек эле-
ктрода полностью использовать это положительное
явление удается только в чрезвычайно редких слу-
чаях.
. Такой же' эффект можно получить и при использо-
вании электродов-инструментов, прессованных из ме-
таллических порошков и изготовленных путем метал-
лизации напылением. Благодаря пористости этих
электродов в них проникает рабочая жидкость, кото-
рая под влиянием нагревания разлагается и создает
графитизацию поверхностного слоя, что значительно
снижает эрозию электродов, а при некоторых пара-
метрах импульсов практически сводит ее до нуля.
Очень хорошие показатели по съему металла и из-
носу электродов-инструментов получаются при исполь-
зовании медно-вольфрамовых композиций, но из-за
их высокой стоимости они применяются сравнительно
редко.
Режимами электроэрозионной обработки назы-
вают совокупность параметров импульсов разрядов,
определяющих основные технологические характери-
стики процесса: производительность и качество пОлу;
24
чаемой поверхности. Применение импульсов большой
энергии дает высокую производительность обработки,
но низкое качество поверхности, импульсы малой
энергии позволяют получить поверхность более вы-
сокой чистоты, но производительность обработки ока-
зывается небольшой, даже при значительной частоте
их повторения.
По технологическим показателям режимы обра-
ботки принято разделять на черновые, чистовые и от-
делочные. Но часто их характеризуют и с энергетиче-
ской стороны, т. е. совокупностью параметров импуль-
сов (энергия, длительность, напряжение на электро-
дах и частота повторения), разделяя их на грубые
(большая энергия импульсов), средние и тонкие (ма-
лая энергия импульсов). Следует отметить, что гру-
бые режимы применяют для черновой обработки,
средние и тонкие — для чистовой и отделочной.
Диапазоны режимов, применяемых для электро-
эрозионной обработки, очень широки. В табл. 5 при-
водятся некоторые обобщенные данные о режимах
обработки сталей и твердых сплавов и шероховатость
получаемой поверхности, Для достижения наивысшей
производительности и получения требуемой чистоты
поверхности съем металла следует производить сна-
чала импульсами большой энергии, которые удаляют
основную массу металла, подлежащую съему. Затем
постепенным снижением энергии импульсов осу-
Таблица 5
Режимы обработки и шероховатость поверхности при
электроэрозионной обработке стали
Вид операция
и режимы обработки
Режимы прошивания:
грубый ...........
средний.........
ТОНКИЙ .........
Разрезание ....
Режимы шлифования:
грубый............
тонкий .........
' Л р и м е ч а н н е. X — обычно получаемые классы чистоты;
Д—иногда достигаемые; Н — неэкономичные, но достижимые.
25
гцествляется сглаживание и окончательная отделка
поверхности.
В отличие от микрорельефа, получаемого резание^
(рис. 4, а), микрорельеф поверхности после электро-
эрозионной обработки (рис. 4,6) более неоднороден.
Коэффициент неоднородности микрорельефа (отноше-
ние высот микронеровно-
стей к их среднему зна?
чению) составляет 1,5 и
даже более. Коэффици-
ент заполнения профиля
находится примерно в тех
же пределах, что и при
обработке резанием.
Из-за значительной не-
однородности микрорель-
е) WVUWW
Рис. 4. Микрорельеф обрабо-
танной поверхности:
а — резанием; б — электроэрозион-
иым способом.
ефа и нерегулярного рас-
пределения микронеров-
ностей оценка шерохова-
тости поверхности, полу-
чаемой после электроэро-
зионной обработки, затруднена. Установлено для
некоторых режимов обработки [8], что
о (А1+Л3+ ••• —(Л2 + Л4+ ... +&io)
примерно в 2 раза выше среднеарифметического зна-
чения высот микронеровностей, а на чистовых режи-
мах Rz в 4—5 раз превышает среднеарифметическое
отклонение профиля от средней линии.
Наиболее важным и объективным критерием
оценки шероховатости поверхности, полученной после
электроэрозионной обработки, является наибольшая
высота микронеровностей, так как она в основном оп-
ределяет необходимую глубину последующей обра-
ботки. Однако в дальнейшем для оценки шерохова-
тости поверхности будут использоваться более при-
вычные обозначения классов чистоты поверхности по
ГОСТ 2789-59.
Высота микронеровностей определяется в первую
очередь энергией импульса и обрабатываемым мате-
риалом. Остальные факторы (рабочая среда и мате-
риал электрода-инструмента) играют второстепенную
роль. Чем выше электроэрозионная обрабатываемость
данного материала, тем большую высоту микронеров-
ностей имеет обработанная поверхность.
При прошивании чистота поверхности оказывает-
ся обычно на один класс ниже, чем при шлифовании
или разрезании перемещающимися электродами. Это
объясняется тем, что во время прошивания микроне-
ровности на торце электрода-инструмента, появив-
шиеся во время обработки (а они при латунном элек-
троде могут значительно превышать микронеровности
на поверхности обрабатываемой твердосплавной де-
тали), копируются на детали, ухудшая получаемую
чистоту поверхности. При взаимном перемещении
электрода-инструмента и детали микронеровности
(а также и макронеровности) электрода-инструмента
не копируются на поверхности обрабатываемой де-
тали и последняя получается менее шероховатой.
Поверхностный слой материала обрабатываемой
детали подвергается хотя локализованному и кратко-
временному, но весьма интенсивному термическому
воздействию. Наивысшие температуры, действующие
на поверхности, быстро убывают в глубине обрабаты-
ваемого материала. Большая часть расплавленного
материала и его паров удаляется из зоны разряда,
но некоторая часть остается в лунке. При охлажде-
нии на поверхности лунки образуется слой, по своим
свойствам иногда сильно отличающийся от основного
материала.
Поверхностный слой лунки в расплавленном со-
стоянии активно вступает в химическое взаимодей-
ствие с парами и продуктами разложения рабочей
жидкости, образующимися в зоне высоких температур.
Результатом этого взаимодействия является интен-
сивное насыщение обрабатываемого материала ве-
ществами, содержащимися в жидкой среде, а также
веществами, входящими в состав электрода-инстру-
мента. Таким образом, в поверхностный слой могут
быть внесены в случае необходимости легирующие
элементы: титан, хром, кобальт, вольфрам и др.
При электроэрозионной обработке стальных дета-
лей в среде, состоящей из жидких углеводородов (ке-
росин, масло), поверхностный слой стали насыщается
’ 27
углеродом, т. е. образуются карбиды .железа; Интен-
сивный теплоотвод через прилегающие к зоне разряда
массы холодного металла и рабочую жидкость .соз-
дает условия сверхскоростной закалки, что одно-
временно с науглероживанием приводит к образо-
ванию очень твердого слоя. Структура и состав изме-
ненного поверхностного слоя в настоящее время до-
статочно, хорошо изучены.
Глубина измененного слоя зависит от энергии им-
пульсов, их длительности и теплофизических'свойств
обрабатываемого металла. При длительных импуль-
сах тока большой энергии глубина измененного слоя
измеряется десятыми долями миллиметра, а при весь-
ма коротких импульсах малой энергии — сотыми до-
лями миллиметра и даже микронами.
Вследствие хрупкости и неравномерной плотности
в большинстве случаев поверхностный слой является
дефектным. Он снижает прочностные свойства метал-
ла, так как при механических, особенно знакопере-
менных, нагрузках в нем легко возникают трещины,
которые могут распространиться в глубь детали. По-
этому при изготовлении деталей, которые предназна-
чаются для работы с большими нагрузками, обычно
приходится удалять измененный слой, например с. по-
мощью абразивных материалов. Глубина изменен-
ного слоя практически не зависит от длительности
обработки.
В табл. 6 приведены данные о толщине изменен-
ного слоя и шероховатости получаемой поверхности
при прошивании стальных деталей.
Таблица £
Толщина измененного слоя, вызываемого разрядами
различной энергии, и шероховатость получаемой
поверхности
Режимы обработки Энергия импуль- сов, дж Максимальная глубина лунок, мкм Толщина измененно- го слоя, мк Классы чи- стоты по ГОСТ 2789-59
Грубый . . . Более 1 Свыше 150 100—60 1—2
Средний . . . 1—0,05 150—10 60—3 3—6
Тонкий .... Менее 0,05 10—3 —. 7—8
Примечание. Обработка производится короткими импульсами со значительной скважностью при
высокой частоте их следования. Электрод—латунь Л62.
28
' 29
Данные о высоте микронеровностей и толщине
измененного слоя при обработке перемещающимся
электродом сталей и твердых сплавов на тонких ре-
жимах, а также аналогичные данные для прошивания
на грубых и средних режимах представлены в табл. 7
и 8.
Таблица 8
Зависимость высоты микронеровностей и толщины
измененного слоя от энергии импульсов при прошивании
на грубых и средних режимах
Энергия импульсов, дж Высота микронеровиостей Rz и толщина измененного слоя 3, мкм
твердого сплава ВК20 стали
Rz 8 микротрещииы Rz 1 8 '
0,6 35 35 30 150 100
1,1 75 „ 70 70 200 120
3,2 НО 100 100 280 150
20,5 — Разрушение 530 250
Примечание. Обработка производилась импульсами
длительностью 0,7—0,9 мсек при частоте повторения 400 гц.
Электрод — красная медь.
Глава II
ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ
ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ. СТАНКОВ
Формирование импульсов электрической энергии,
подаваемых в межэлектродный промежуток электро-
эрозионного станка, производится с помощью спе-
циальных генераторов импульсов.
Для осуществления размерной электроэрозионной
обработки материалов через межэлектродный проме-
жуток должны проходить импульсы тока, разделен-
ные интервалами, во время которых ток между элек-
тродами отсутствует.
Тепловой эффект, создаваемый стационарной ду-
гой, для электроэрозионной обработки непригоден,
так как при этом происходит расплавление больших
участков материала, обычно приводящее к порче об-
рабатываемой детали. Поэтому существенным усло-
вием нормального хода обработки является необхо-
димость стабильного поддерживания импульсного
тока и предупреждение перехода импульсных разря-
дов в электрическую дугу.
1. Разновидности генераторов импульсов
В настоящее время для электроэрозионной обра-
ботки применяют многочисленные схемы генераторов
импульсов, отличающихся друг от друга по прин-
ципу действия и по производимому ими технологиче-
скому эффекту. Неткой классификации еще не уста-
новлено, однако по принципу действия генераторы
31
Рис. 5. Классификация
32
электроэрозионных станкоз
генераторов
импульсов.
33
£
Основные параметры и область применения генераторов импульсов
Таблица 9
СО * Генераторы импульсов И режимы обработки Область применения Длительность импульсов тока, мксек, Наибольшая произ- водительность, г! мин Достижимый класс чистоты поверхности
сталь тб ердые сплавы сталь твердые сплавы
С большой скважностью I Релаксационные RC (особо тонкие режимы) Микросетки, микро- отверстия 3—5 | 0,05. 1 0,02 1 7 8
0,5—3 | 0,02 1 0,01 1 8 1 9
RC (прошивание) Штампы, фильеры, резьбы 5—10 10—30 0,1 0,2 1 0,05 0,1 1 5 1 4 6 1 5
Штампы, отверстия в матрицах, фильеры 30—200 2,5 0,5 2 3
RC (шлифование) Магниты, штампы, фильеры, втулки, ших- тованные сердечники 5—10 1,5 1 0,8 7 1 8
10—30 6,0 I 3,0 1 з 1 4
50—150 30,0 1 5,0 1 2 1 4
RC (прошивание) 5—10 0,75 0,12 1 4 1 5
СС (прошивание) 50—100 1,0 0,6 | 4 | 5
LC (прошивание) Отверстия, полости, окна в крупных деталях из нержавеющей и кон- струкционной стали 800—1000 18,0 — 2 —
Игнитронные | Отверстия, полости, окна 60—100 1,5 2
На высоком напряжении ЛС(тиратронные) Штампы, фильеры, втулки и другие детали из твердых сплавов, шлифование твердых сплавов 1—15 0,4 — 7
Машинно-тира- тронные 5—10 1,0 — 5
Лампово-тира- тронные 1—15 1,0 — 7
Ламповые 1 — 1000 — 0,05 — 9
LC с вращаю- щимся разрядником 5—30 — 1,0 — 5
LC с вращаю- щимся разрядником 5—15 — 0,6 — 5
С малой | скважностью1 Машин- ные Коммутаторные и индукторные Молотовые штампы, шлифование магнитных сплавов 300—1000 35 2 2—4 —
Достижимый класс чистоты поверхности твердые сплавы о» ' 1 1 1 1 ю 1 со СО
XI о LQ Ниже 1 1-2 1-2 | 3—4 5-6 Ниже 1 5
Наибольшая произ- водительность, г/мин сталь твердые сплавы 1 1 1 1 1 1 1 2 0,25
100 ю 3,5 — о '°
1 Длительность импульсного тока, мксек 1000—5000 1. 5000 | 00001—оод 500—2000 20—800 20—50 100—1000 15—100 i
1 Область применения Молотовые штампы, шлифование магнитных сплавов с более высокой чистотой поверхности Вырезание окон, извлечение обломков, крупные полости, обди- рочное шлифование То же | То же, но с более высо-1 кой чистотой обработки То же, с меньшей глу- биной дефектного слоя Чистовая доработка полостей сложной кон- фигурации Обработка полостей сложной конфигурации
Генераторы импульсов и режимы обработки Индукторные с вентилями * Магнитонасыщен- ные трансформатор- ные с вентилями (50 и 100 гц) Полупроводнико- вые 50 гц Ионные 50 гц | Вентильные на по- 1 вышениой частоте Вентильные упра- вляемые (тиристор- ные) Вентильные вы- сокочастотные Транзисторные
91ЧН -нмшеэд И19Э 10 Н9ИНВ1ИЦ 9 ИО1О1ЭВН ИОННЭШ1ЧООП кэинехии э 914 И -ПОСЛН? -nVOJf "OdujTJ
- отэонжвнмз HOirew □
36
импульсов могут быть разделены на два основных
типа.
К типу I относятся генераторы, в которых созда-
ние импульсов (как напряжения, так и тока) осуще-
ствляется за счет нелинейного характера сопротивле-
ния межэлектродного промежутка. Иногда эти гене-
раторы называют релаксационными (по названию
наиболее распространенной группы генераторов этого
типа).
К типу II относятся генераторы, в которых им-
пульсы напряжения создаются без использования не-
линейных свойств межэлектродного промежутка и
лишь подводятся к последнему для осуществления
эрозии обрабатываемого материала.
Такая классификация генераторов, по-видимому,
правильнее отражает различие в принципе их работы,
чем встречающееся иногда в литературе по электро-
эрозионной обработке деление генераторов на зави-
симые и независимые от межэлектродного проме-
жутка. Вполне очевидно, что не могут существовать
пригодные для эксплуатации генераторы импульсов,
чьи параметры (напряжение, ток, длительность) су-
щественно не зависели бы от величины и состояния
межэлектродного промежутка.
Одной из разновидностей генераторов импульсов
типа II, получивших довольно широкое промышлен-
ное применение, являются электрические машины, ко-
торые вырабатывают импульсы различной энергии и
длительности с малой скважностью. Сюда же, ве-
роятно, следует отнести и вентильные схемы генера-
торов, работающие на промышленной и повышенной
частотах.
Приведенная классификация (рис. 5) не дает аб-
солютно четкого разделения генераторов по их прин-
ципу работы (во многих случаях это не представ-
ляется возможным), но она несомненно помогает
составить полную картину разновидностей генерато-
ров импульсов, применяемых в настоящее время для
электроэрозионной обработки.
| В табл. 9 приведены некоторые параметры и
области применения различных генераторов импуль-
сов. Внедрение в промышленность электроэрозион-
ной обработки непрерывно расширяет границы ее
37
технологического применения, поэтому приведенные
в таблице сведения нельзя считать исчерпываю-
щими.
2. Генерирование импульсов
электрической энергии
В настоящее время для осуществления электро-
эрозионной обработки металлов и других токопрово-
дящих материалов предложено и используется чрез-
вычайно большое количество разнообразных схем
Рис. 6. Схемы генерирова-
ния импульсов:
а — с большой скважностью; б —
с малой скважностью.
генерирования импульсов
электрической энергии. Од-
нако можно установить, что
в большинстве схем исполь-
зуются следующие два ос-
новных метода генерирова-
ния импульсов.
Первый метод применяют
для получения коротких им-
пульсов с большой скважно-
стью, обычно используемых
при обработке твердых спла-
вов и тугоплавких материа-
ЛОВ.
При генерировании им-
пульсов по первому методу
(рис. 6, а) электрическая
энергия от источника пи-
тания 1 через токоограничивающую цепь 2 в требуе-
мом количестве запасается в накопителе 3. При этом
коммутирующее устройство 4 (в генераторах типа II)
или межэлектродный промежуток 5 (в генераторах
типа I) должны находиться в непроводящем состоя-
нии. В определенный момент коммутирующее устрой-
ство 4 переводится в проводящее состояние (в гене-
раторах типа I происходит пробой межэлектродного
промежутка 5). Запасенная в накопителе 3 порция
электрической энергии выделяется в межэлектродном
промежутке в виде короткого импульса большой мощ-
ности.
Межэлектродный промежуток обладает свойства-
ми, необходимыми для успешной коммутации энер-
38
гии. Если считать, что межэлектродный промежуток
может выполнять роль коммутирующего устрой-
ства, то принципиальных различий в цикле работы
между генераторами импульсов с большой скважно-
стью типов I и II нет.
Так как промежуток между электродами заполнен
жидким диэлектриком, проводимость которого прак-
тически равна нулю, то до определенного времени он,
находясь в непроводящем состоянии, не препятствует
накоплению энергии в накопителе. По мере увеличе-
ния запаса энергии напряжение на накопителе повы-
шается и достигает величины, при которой наступает
нарушение электрической прочности промежутка
между электродами — пробой.
Межэлектродный промежуток практически мгно-
венно переходит из непроводящего состояния в со-
стояние высокой проводимости, и энергия, запасенная
в накопителе, выделяется в виде импульса боль-
шой мощности в рабочем промежутке, производя
эрозию.
В качестве накопителя энергии обычно применяют
электрические конденсаторы, которые способны акку-
мулировать энергию, а затем отдавать ее в виде ко-
ротких импульсов большой мощности. Распростране-
ние конденсаторов как накопителей энергии объяс-
няется их высокими электрическими и эксплуатаци-
онными свойствами.
В генераторах импульсов с большой скважностью
типа II могут использоваться источники питания вы-
сокого напряжения и высоковольтные конденсаторы.
Это позволяет получать большие мощности при срав-
нительно малых токах, что уменьшает потери энергии
в коммутирующих устройствах. Однако в этом случае
между генератором и межэлектродным промежутком
должен устанавливаться согласующий импульсный
трансформатор.
Генераторы импульсов с большой скважностью
типа II имеют существенные преимущества перед
аналогичными генераторами типа I. Они позволяют
получать короткие импульсы большой мощности с вы-
сокой частотой следования, что обеспечивает боль-
шую производительность обработки при высоком
классе чистоты поверхности. Поэтому в настоящее
'39
время генераторы импульсов типа II начинают ши-
роко применяться, несмотря на их сложность.
По второму методу генерируются импульсы элек-
трической энергии значительной длительности с ма-
лой скважностью, обычно используемые для обра-
ботки сталей, магнитных и других сплавов, имеющих
сравнительно невысокую температуру плавления.
При генерировании импульсов по второму методу
(рис. 6,6) от источника питания 1 через коммутиру-
ющее устройство 2 и токоограничивающую ' цепь 3
в межэлектродный промежуток 4 поступает электри-
ческая энергия в те моменты, когда коммутирующее
устройство 2 находится в проводящем состоянии. Дли-
тельность и скважность получаемых импульсов за-
даются коммутирующим устройством, а амплитуда
тока — величиной напряжения источника питания 1
и сопротивлением токоограничивающей цепи 3.
Обычно получаемая скважность невелика: при боль-
ших скважностях этот метод генерирования стано-
вится неэкономичным (источник питания 1 должен
быть рассчитан на мощность импульса вместо сред-
ней мощности в случае генерирования импульсов по
первому методу). Следует отметить, что все генера-
торы импульсов, работающие по второму методу,
должны быть отнесены к типу II.
Разновидность второго метода генерирования им-
пульсов электрической энергии используется в спе-
циальных электрических машинах и вентильных схе-
мах. Здесь коммутирующее устройство 2 в явном виде
отсутствует, а получение требуемых импульсов тока
осуществляется за счет специальной формы напряже-
ния источника питания.
Для генерирования импульсов большой мощности
с малой скважностью применяются электрические
машины со специальной конструкцией магнитных си-
стем, что позволяет вместо постоянного или синусои-
дального напряжения генерировать импульсные на-
пряжения. Однако подобные машины не могут гене-
рировать импульсы с высокой частотой повторения,
что необходимо для осуществления чистовой' обра-
ботки.
Для получения импульсов с высокой частотой
повторения используют генераторы, создающие гар-
40
монические колебания повышенной частоты (обычно
до 20—40 кгц). С помощью электрических вентилей
(выпрямителей) волны нежелательной полярности
отсекаются и полученное импульсное напряжение
подводится к межэлектродному промежутку.
По описанному методу могут генерироваться так-
же и импульсы с невысокой частотой повторения, но
весьма большой мощности. Для этой цели в качестве
источника питания используют непосредственно сило-
вую, обычно трехфазную, сеть, иногда искажая сину-
соидальную форму напряжения, например, с помо-
щью магнитонасыщенных трансформаторов. Затем
отсекают волну нежелательной полярности с помо-
щью вентилей и полученное импульсное напряжение
подводят к межэлектродному промежутку.
' Для получения импульсов тока с большей скваж-
ностью вентильные генераторы могут быть выполнены
на управляемых вентилях (игнитронах, тиристорах).
Это позволяет получать импульсы тока с регулируе-
мыми в значительных пределах амплитудой и дли-
тельностью. Частота повторения задается источником
питания.
Следует отметить, что при использовании полно-
стью управляемых электронных или полупроводнико-
вых приборов в качестве коммутирующих устройств
по второму методу могут генерироваться импульсы
в весьма широком диапазоне длительностей, частот
повторения, а также с изменяемой в широких преде-
лах скважностью. Различие будет только в типе
применяемого прибора: для генерирования импульсов
с большой скважностью необходимо использовать им-
пульсные лампы и тиристоры, для генерирования им-
пульсов с малой скважностью применяют обычные ге-
нераторные лампы и мощные транзисторы.
Применение транзисторов для генерирования им-
пульсов электрической энергии весьма перспективно,
но в настоящее время ограничивается отсутствием
мощных транзисторов с требуемыми характеристи-
ками.
Основные схемы генерирования импульсов элек-
трической энергии для электроэрозионной обработки
металлов и других токопроводящих материалов при-
ведены в табл. 10.
41
Схемы генерирования импульсов
Наимено- вание Метод генерирования Напряже- ние питания, в Энергия импульса, дж Длитель- ность импульса, мксек
Релак- сацион- ные Зарядка накопительной емкости 3 от источника электрической энергии 1 через токоограничиваю- щую цепь 2 и самопроиз- вольная разрядка на меж- электродный промежуток 4 по достижению напряже- ния на емкости, равного пробивному для установ- ленной величины проме- жутка 100—300 10-5—10 0,5—200
С прямой комму- тацией Зарядка накопительной емкости 3 от источника электрической энергии 1 через токоограничиваю- щую цепь 2; разрядка, управляемая во времени устройством 5, через ком- мутатор 4 на межэлект- родный промежуток 6 100—200 10-1—1 1—50
С комму- тацией на высо- ком напря- жении Зарядка накопительной емкости 3 через токоогра- ничивающее устройство 2 от источника высокого на- пряжения Г, разрядка, уп- равляемая во времени устройством 5, через ком- мутатор 4 и импульсный трансформатор 6 на меж- электродный промежуток 7 До 20 000 10-1—102 0,5—20
42
Таблица 10
электрической энергии
Скваж- ность Частота повторения, кгц Структурная схема Полярность
, деталь электрод- инстру- мент
Большая 200—0,1 (верхний предел определяется энергией импульса и состоянием межэлектродного промежутка) + —
Большая Игнитроны—0,1 Тиристоры—5—10 (верхний предел определяется коммутирующим устройством) —•
Большая Игнитроны—0,05 Тиратроны—50 ' Импульсные лампы — 500 (верхний предел определяется коммутирующим устройством) г-Г?П—r-TTT— + —
43
Наимено- вание Метод генерирования Напряже- ние питания, в Энергия импульса, дж Длитель- ность импульса, мксек
Машин- ные Генерирование импульс- ного напряжения с помо- щью электрической ма- шины 1 с особой формой индуктора и специальным шагом обмотки. При полу- чении симметричного на- пряжения применяется униполяризация с помо- щью коллектора или вен- тиля. Энергия к межэлект- родному промежутку 3 под- водится через токоогра- ничивающее сопротивле- ние 2 Импульс- ное 100 (ампли- тудное), 20—30 (среднее) 50—1 1000—100
Вентиль- ные неуправ- ляемые Питание межэлектрод- ного промежутка 4 от ис- точника напряжения 1 (си- нусоидального или иска- женной формы) через электрический вентиль (выпрямитель) 2 и токо- ограничивающее сопро- тивление 3 40—80 До 300 5000—250
Вентиль- ные управ- ляемые То же, но с управлением моментом начала разряда с помощью устройства 5 и управляемого вентиля 2 До 200 — 5000—500 (нижний предел 50—100) j
44
Продолжение табл. 10
Скваж- ность Частота повторения, кгц Структурная схема 3 деталь ® м электрод- я инстру- ° мент £
Малая ДО 1 : 4 0,2—3 г-ГУ- , —
, Малая до 1:4 0,05—1 (от сети и машинных , преобразовате- лей) до 50—100 (от ламповых генераторов) । Ы ( 1—I ф / 2 5 Y — -1-
Обычно ; малая, но может дости- гать 11:10— 1:20 0,05 от сети (с игнитроном), 5—8 от машинного преобразователя (с тиристором) О + (д твер спл + ля дого ава)
45
Наимено- вание Метод генерирования Напряже- ние питания, в Энергия импульса, дж Длитель- ность импульса, мксек
Лампо- вые Пропускание через пер- вичную обмотку импульс- ного трансформатора 4 импульсов тока от источ- ника постоянного тока вы- сокого напряжения 1 с по- мощью электронной лам- пы 2, отпираемой и запи- раемой управляющим уст- ройством 3. Импульсы на- пряжения, возникающее на вторичной обмотке трансформатора 4, вызы- вают разряды в межэлект- родном промежутке 5 До 20 000 0,2—0,5 (нижиий предел)
Транзи- сторное Пропускание через меж- электродный промежуток 5 импульсов тока от источ- ника постоянного тока низкого напряжения 1, через токоограничиваю- щее сопротивление 2 и транзистор 3, отпираемый и запираемый управляю- щим устройством 4 До /00 (на один транзи- стор) 1 10-4—10 0,2—0,5 (нижний предел)
1 Ограничивается рабочим напряжением существующих тран
3. Электрические схемы
и характеристики генераторов импульсов
Электрические схемы и характеристики основных
генераторов импульсов электроэрозионных станков
приведены в табл. 11. Следует отметить, что в настоя-
щее время предложено много различных схем ге-
нераторов, но в таблице приведены только генера-
торы, нашедшие применение в промышленности и
перспективные по своим характеристикам,
46
Продолжение табл. 10
Скваж- ность Частота повторения, кги, Структурная схема Полярность
деталь о Н 2d Н Н и) О К SC Щ Ф SS
Любая
(на выс-
ших
частотах
обычно
малая)
I 000—2000
(верхний предел),
обычно до 100
Любая
(на
высоких
частотах
обычно
малая)
50—100
(верхний предел
ограничен
транзисторами)
+ I -
при
большой
скваж-
ности
— | 4-
при
малой
скважно-
сти (для
стали)
зисторов.
Приводим краткое описание принципа действия
наиболее широко распространенных генераторов им-
пульсов. Более подробное описание остальных схем
генераторов может быть почерпнуто из указанной
в конце книги литературы.
Генераторы импулъсов большой
скважности на основе RC являются наиболее
простыми и в настоящее время широко применяются
в электроэрозионных станках. Несмотря на относи-
тельно невысокие энергетические и технологические
47 '
Схемы и основные характеристики генераторов
Наимено- вание Принцип действия Электрическая схема Техническая
мощность, кет.
RC Зарядка конден- сатора 3 через сопротивление 2 от источника по- стоянного тока 1 напряжением 100—250 в до про- боя межэлектрод- ного промежутка 4 и разрядка че- рез промежуток коротким импуль- сом 0,005—10
[/] 2 3^ Lp
-
RLC Зарядка конденсатора 4 через сопротив- ление 3 и индук- тивность 2 от источника постоянного тока / напряже- нием 100—200 в до пробоя межэлектродного промежутка 5 и разрядка через промежуток коротким импульсом М23 1,4 | | 0,005—10 1
48
Таблица ll
импульсов электроэрознонных станков
характеристика Применение Оборудование Характеристика
производи- тельность, мм31мин класс чистоты | обработки положительная отрицательная
S
«3 4—9 Универ- Большинство 1. Простота 1. Малая
До 50 по твердому сплаву, до 300 по ci 2—8 сальная схема гене- ратора электро- эрозионных станков для обработки твердых сплавов, стали и других материалов отечественных и зарубежных универсальных и специализи- рованных копировально- прошивочных, координатно- прошивочных, шлифовальных и других электро- эрозионных станков схемы, дешевизна и высокая надежность 2. Возмож- ность про- шивания на значитель- ную глубину без прину- дительной подачи рабочей жидкости 3. Широкий диапазон энергии импульсов и мощно- стей производи- тельность при необ- ходимости получения высокой чистоты поверхно- сти 2. Низкий к. п. д. 3. Значитель- ный износ электрода- инстру- мента
- 4—9 2—8 То же Некоторые копировально- прошивочные станки То же, что и в п. 1, но несколько сложнее То же, что и в пп. 2 и 3 То же, что н в пп. 1 и 2, но не- сколько выше, чем в схеме RC То же, что и в п. 3 4. Более сложное регулиро- вание про- межутка, чем в схеме RC
49
Наимено- вание Принцип действия Электрическая схема Техническая
мощность, квт
LC Зарядка конден- сатора 4 через индуктивность 2 (обмотку вибра- тора) почти до двойного напря- жения источника питания 1 и разрядка через межэлектродный промежуток 5 при сближении электродов яко- рем 3 вибратора. При коротком замыкании выключение тока производится быстродействую- щим выключате- лем 6 3 — , 5] i & 1 ** Т 0,5—10
СС Зарядка конден- сатора 4 от источ- ника переменного тока 1 через токо- ограничивающую емкость 2 и выпрямительный мост 3. Разрядка конденсатора 4 происходит через межэлектродный промежуток 5 коротким импульсом ^Й5 0,25—5
50
Продолжение табл. И
характеристика Характеристика
производи- тельность, мм3/яин 1 класс чистоты । обработки Применение Оборудование положительная отрицательная
| До 70 по твердому сплаву, до 800 по стали 3—4 2—3 Предвари- тельная обработка, извлечение поломан- ного инстру- мента Некоторые копировально- прошивочные станки То же, что в п. 1, но несколько Сложнее То же, что и в п. 2 4. Высокий к. п. д. То же, что и в пп. 3, 4 и 5
До 70 по твердому сплаву, до 300 по стали 1 1 Черновые и сглажи- вающие режимы электро- эрозионных станков Электро- эрозионные станки моде- лей 57М. 157 То же, что и в пп. 1, 2 и 4 5. Невоз- можность получения высокой чистоты обработки
4*
51
Наимено- вание Принцип действия Электрическая схема Техническая
мощность, квпг 1
Тират- ронный LC Зарядка высоковольтного конденсатора 3 от источника высокого напря- жения 1 через индуктивность 2 почти до двойного напряжения. В момент дости- жения максимума напряжения — разрядка конден- сатора 3 через тиратрон 4, под- жигаемый управ- ляющим устрой- ством <5, и им- пульсный транс- форматор 6 на межэлектродный промежуток 7 - и7 4 rgjXj 0,5—1,5
То же, с венти- лем в раз- рядной цепи То же, но с фик- сацией двойного напряжения на емкости с по- мощью вентиля 8 до момента поджига тиратрона 2 в о g Jf nj
Машин- ио-ти- ратрон- ный генера- тор Зарядка высоковольтного конденсатора 4 от машинного генератора повы- шенной частоты 1 через повышаю- щий трансформа- тор 2 и вентиль 3. r—171 (15Ц- 17 Иц lJ ЦГ • 5—10 1
ад
Продолжение табл. 11
характеристика Применение Оборудование Характеристика
производи- । тельность, ММ3(МИК класс чистоты | обработки ' положительная отрицательная
1 До 30 по твердому сплаву 6—8 Обработка твердо- сплавных деталей и инстру- мента Генераторы ГИТ-IM,ГИТ-2, 1ВЧИУ-М 5. Довольно большая производи- тельность обработки при высокой чистоте поверхно- сти 6. Неболь- шая глубина дефектного слоя на по- верхности благодаря краткости импульса То же, что и в пп. 2 и 3 6. Сложность и дорого- визна генератора 7. Необхо- димость принуди- тельной подачи рабочей жидкости в межэлект- родный промежуток
До 100^—150 по твер- дому сплаву 4—5 Производи- тельная обработка твердо- сплавных деталей и инстру- мента под окончатель- То же, что и в п. 6 7. Весьма большая производи- тельность обработки твердого сплава То же, что и в пп. 3, 6 и 7 ч
53
Наимено- вание Принцип действия Электрическая схема Техническа и О к gE 2 * Я
Разрядка во время отрицательной полуволны питаю- щего напряжения через тиратрон 5, поджигаемый устройством 6, и импульсный трансформатор 7 на межэлектрод- ный промежуток#
С искро- вой ‘ комму- тацией Последовательная зарядка конден- саторов 4 от ис- точника постоян- ного тока 1 высо- кого напряжения через индуктив- ность 2, вентиль 3 при вращении стрелки 5 искро- вого коммутатора и разрядка кон- денсаторов 4 стрелкой 6 через импульсный трансформатор 7 на межэлектрод- ный промежуток# й Z 3 2—7
С управ- ляемым искро- вым разряд- ником Зарядка конденсатора 3 от источника постоянного тока / высокого напряжения через индуктивность 2 и разрядка через воздушный про- 2 0 J: V 7 2—7 -
54
Продолжение табл. 11
характеристика Применение Оборудование Характеристика
производи- тельность, | 1 | класс чистоты обработки | положительная отрицательная
яуюдоводку с помощью абразивов
До 100 по твердому сплаву | ' 1 4—5 То же То же, что и в пп. 6 и 7 То же, что и в пп. 3 и 7 8. Значи- тельный шум при искровой коммутации
То же 4—5 То же То же То же
55
Техническая
Йаимено- вание Принцип действия Электрическая схема 1 МОЩНОСТЬ, кет
— межуток между вращающимися дисками 4 (в мо- менты инициро- вания разряда импульсным источником высо- кого напряже- ния 5) и импульс- ный трансформа- тор 6 на меж- электродный про- межуток 7
Машинные Коммутаторный / Индуктирование симметричной импульсной э. д. с. в обмотке 3 якоря, расположенной против полюсов индуктора 4 на узком участке, в момент прохож- дения ею сужен- ных полюсов переменно-полюс- ного индуктора. Униполярнзация импульсов с по- мощью располо- женного на одном валу с ротором коммутатора, состоящего из двух систем сег- ментов 2, с нало- женными на них щетками / ft " i Т 4—40
56
Продолжение табл. 11
характеристика Применение Оборудование Характеристика
производи- 1 тельность, мм31мин класс чистоты обработки положительная отрицательная
• -
До 7000 по стали 1—3 Высоко- производи- тельная обработка полостей сложной конструк- пии в стали и жаро- прочных и магнитных сплавах (обычно предвари- тельная) Генераторы МГИ-2, МГИ-2М, МГИ-3, МГИ-ЗМ, МГИ-4 для станков моделей 4Б772, 4723, 4724 \ V То же, что и в пп. 1 и 4 8. Весьма высокая производи- тельность обработки стали 9. Малый износ электрода- инстру- мента при обработке стали, с использо- ванием углеграфи- тированных электродов износ ничтожен 9. Значи- тельная глу- бина термиче- ского воздействия на обраба- тываемый металл 10. Возмож- ность воз- никновения микротре- щин на значитель- ную глубину (до 6.15 лш) при обработке твердых сплавов и жаропроч- ных сталей
57
Наимено- .. вание Принцип действия Электрическая с - Техническая
и го г ! мощность, кет
5S О р Индуктирование °, асимметричной импульсной э. д. с. ’§ напряжения в об- « мотке 1 статора к (за счет сложения н* индуктируемых ' 7—14
g гармонических Jfi)
5 -J вызываемое пуль- 1 i , га сяпией магнит- ‘ 1 । 1 MW
° . кого потока, § ® создаваемого об- и’§ моткой возбуж- о 5 дения благодаря g g вращению зубцов якоря 2 ® : « s 3 S к Я —
Я S 1 0 к . сз ® S ’S Индуктирование До 7 § симметричной §- импульсной э. д. с. о. в обмотке 1 ста- тора за счет пуль- ° сации магнитного и? Д Д потока, создавав- । \1 \Г~!
& мого обмоткой 1 А,
nr'VT ЙС_1
g прохождении зуб- | к цов якоря 2 мимо 1 7 ° j узких пазов в ста- i / ° . торе. Униполяри- * 2 4 зация импульсов и ® с помощью двух- о’§ полупериодных g я выпрямительных Й'Д МОСТОВ § 4 S Е
л /
58
Продолжение табл. 11
характеристика Характеристика
производи- тельность, мм3! мим класс чистоты обработки Применение Оборудование положительная отрицательная
До 3000 по стали . / [—3 То же Генераторы МИГ-2А, МИГ-2Б I [. Сравни- тельно невысокая точность обработки: 0,1 мм (сквозные отверстия) и 0,2 мм (фасонные полости)
До 700 по стали, до 150 по твердому сплаву 2—5 3—5 То же, но с несколько более высокой чистотой обработки То же - То же
59
Техническая
—ч
Наимено- вание Принцип действия Электрическая схема МО щиость, кет t
Стати- ческий магнито- насы- щаемый генера- тор Создание унипо- лярных импульсов через межэлект- родный промежу- ток 3 за счет• искажения сину- соидального на- пряжения питаю- щей сети с по- мощью магнито- насыщаемого пи- кового трансфор- матора / с одно- или двухполупе- риодным выпрям- лением с помощью вентиля 2. Сопро- тивление 4 огра- ничивает ампли- туду тока (на гру- бых режимах отсутствует)
Бентиль- ные Получение униполярных импульсов тока в межэлектродном промежутке 3. Его пробой про- исходит только в положительные полуволны напря- жения питания 1 благодаря вен- тилю 2. Ограниче- ние и регулиро- вание амплитуды тока осущест- вляются сопротив- лением 4
60
Продолжение табл. 11
характеристика Характеристика
1 производи- 1 тельиость, класс чистоты обработки Применение Оборудов айне положительная отрицательная
До 15 000 по стали Ниже I Высока- производи- тельная предвари- тельная обработка больших стальных штампов и крупных стальных деталей Генератор ГМС-630, станок модели 4725 То же. что и в пп. I, 4 и 8 То же, что и в п. 9, но при не слишком грубых режимах То же, что и в пп. 9 и 11, но в болыней степени
До 5000 по стали 2—4 Ниже 1 Предвари- тельпая обработка стали Генераторы выполняются на базе любых машин повы- шенной частоты (обычно 200, 400. 500 и 1090 гц), с германие- выми выпря- мителями То же, что и в пп. 1, 4, 8 и 9 То же, что и в пп, 9, 10 и II, при пита- нии от машин повышен- ной частоты. При пита- нии от сети 50 гц — в значи- тельно большей степени
61
Наимено- вание Принцип действия Электрическая схема Техническая о о к Sg О СО S se
0,5—3
Вен-
тильные
высоко-
частот-
ные
Получение уни-
полярных им-
пульсов тока
через межэлект-
родный промежу-
ток 5 с высокой
частотой повто-
рения за счет
однополупериод-
ного выпрямления
вентилем 2 перио-
дического напря-
жения высокой
частоты,создавае-
мого генерато-
ром 1. Вентиль 3
предотвращает
протекание через
м ежэл е кт род ный
промежуток тока
обратной поляр-
ности (за счет
плохого выпрям-
ления на высоких
частотах); сопро-
тивление 4 огра-
ничивает ампли-
туду тока, т. е.
определяет режим
обработки
Получение уни-
полярных им-
пульсов тока
в межэлектродном
промежутке 2
в течение поло-
жительной полу-
волны напряжения
на вторичной
обмотке транс-
До 30
1 2
62
Продолжение табл. 11
характеристика Применение Оборудование Характеристика
производи- тельность, ММ3! MUH класс чистоты обработки положительная отрицательная
До 200 по стали, до 70 по твердым сплавам 3—5 (до 7 при меньшей производительности) Доработка полостей и деталей после машинных и вентиль- ных (низко- частотных) генерато- ров, обра- ботка небольших деталей из стали и жаро- прочных сплавов Генераторы ВГ-ЗБ, ВГ-ЗВ, ВГ-ЗГ То же, что и в п. 5 То же, что и в пп. 2 и 6
До 5000 1—2 Предвари- тельная обработка стали То же, что и в п. 8 То же, что и в п. 9 при малой скважности То же, что и в пп. 9, 10 и II при небольшой скважности (в меньшей степени при увели- чении скважности)
63
Наимено- вание Принцип действия Электрическая схема Н ГР X мощность, § кет -а ГР Г) “
форматора /. Регулирование амплитуды и дли- тельности осуще- ствляется за счет управления мо- ментом поджига игнитрона 3 с по- мощью фазорегу- лирующего устройства 4
Вен- тильные управ- ляемые Получение в меж- электродном промежутке 4 униполярных им- пульсов тока тре- буемых длитель- ности и ампли- туды за счет из- менения момента отпирания управ- ляемого вентиля (тиристора) 2 с помощью фазо- регулирующего устройства 3. Питание осуще- ствляется от ис- точника повышен- ной частоты / % V Т ' 4—25
Лампо- вый с прямым прохож- дением импульса Пропускание импульсов тока через первичную обмотку импульс- ного трансформа- тора 4 с помощью электронной лампы 2, отпирае- мой устройст- (<] 2 0 Обычно до 1
64
Продолжение табл. 11
ха рактеристика Применение Оборудование Характеристика
производи- дельность, мм^мин класс чистоты обработки коломштельная отрицательная
До 400 по стали Обработка стали Приставки к генераторам МГИ-2 и МГИ-3 для станков моделей 4А722 и 473 То же, что и в пп. 8 и 9 10. Уменьше- ние глубины дефектного слоя благо- даря умень- шению длительно- сти импульсов 11. Возмож- на обработка твердого сплава без опасности образова- ния микро- трещин 12. Дефицит- ность, дорого- визна и невысокая надежность тиристоров (в настоя- щее время)
5—2 по твердому I сплаву 8—9 Обработка прецизион- ных деталей из твердого сплава Генераторы 2ВЧИУ, ЮВЧИУ 12. Весьма высокая чистота обработки То же, что и в пп. 2 и 6 При проши- вании то же, что и в п. 7
3 Зак. № 269
65
Наимено- вание Принцип действия Электрическая схема Техническая
мощность, кет.
вом 3. Индукти- руемый во вто- ричной обмотке трансформатора 4 импульс проби- вает межэлект- ' родный промежу- ток 5 и произво- дит эрозию. Пи- тание от источ- ника постоянного тока 1 высокого напряжения
Лампо- вый с нако- пителем в анод- ной цепи При быстром за- пирании элект- ронной лампы 2 управляющим устройством 3 электрическая энергия, запасен- ная в магнитном поле трансформа- тора 4, выделяется в межэлектродном промежутке 5, производя эро- зию. Питание осуществляется от источника высокого напря- жения 1. Тиристо- вое сопротивле- ние 6 или цепь 7 предохраняют трансформатор 4 и лампу 2 от про- боя при перена- пряжениях Й rigMr а п6 В * 0 И ;7Ц,. 6Г
66
Продолжение табл. 11
характеристика Применение Оборудование Характеристика
производи- тельность, мм31ман 1 класс чистоты обработки положительная отрицательная
Прецизион- ная резка непрофили- рованным электродом То же, что и в п. 12 То же, что н в пп. 2 и 6 При проши- вании то же, что и в п. 7
f>7
Наимено- вание Принцип действия Электрическая схема Техническая
мощность, к в in
Транзи- сторный широко- диапа- зонный При одновремен- ном отпирании и запирании транзисторов 2 с помощью управ- ляющего устрой- ства 4 через меж- электродный про- межуток 6 проте- кают от источника постоянного тока 1 импульсы тока, длитель- ность, частоту повторения и скважность кото- рых можно при- менять 5 широких пределах. Ампли- туда импульса . регулируется сопротивлением 5. Конденсаторы 3 облегчают пере- ключение транзи- сторов 1/1 V Т 4?— 1 fan j/Д J 0,4—10
Транзи- сторный широко- диапа- зонный с под- жигом Задающий гене- ратор 1 через предварительный усилитель 2 отпирает силовой блок 3 (состоит нз большого числа соединенных па- раллельно тран- зисторов). Одно- временно блок 7 поджигает рабо- чий промежуток 6 коротким импуль- сом и через по- 1—7,5
,11 т
68
Продолжение табл. 11
——— характеристика Характеристика
производи- тельность, мм^ман класс чистоты обработки 1 Применение Оборудование положительная^ i отрицательная
10—2000 по твердому сплаву н стали 4—6 Универ- сальный генератор для электро- эрозионных станков. Высоко- производи- тельная обработка сталей и твердых сплавов ТГИ-1, ТГИ-2, „ Агипульс", ,Изопульс“ 13. Возмож- ность регулиро- вания режимов обработки в широких пределах То же, что и в п. 12 13. Необхо- димость исполвде- вания большого числа параллельно работающих транзисто- ров То же, что и в пп. 6 и 7
6—1500 по стали, 2—120 по твер- дому сплаву 1-6 То же ШГИ 125-100, ШГИ 40-440, ГТИ-3 То же, что и в пп. 9, Ии 13 14. Более высокий к. п. д„ чем у других транзистор- ных генераторов То же, что и в пп. 6. 7 и 13
69
Наимено- вание Принцип действия Электрическая схема Техническая •
мощность, кет
следний проходит
от источника пи-
тания 8 через
токоограничиваю-
щие сопротивле-
ния 4, силовой
блок 3 и раздели-
тельный вентиль 5
импульс тока,
заданных формы,
амплитуды и
длительности
показатели, они до сих пор не вытеснены более со-
вершенными генераторами, именно благодаря своей
простоте и надежности в эксплуатации.
Рис. 7. Генератор им-
пульсов
а — электрическая схема; б —
график напряжений и токов
при устойчивой работе; в —
график напряжений и токов
при неустойчивой работе.
На рис. 7, а представлена электрическая схема ге-
нератора импульсов на основе RC. От источника 1 по-
стоянного тока напряжением Е 100—250 в через токо-
ограничивающее сопротивление 2 конденсатор 3 за-
70
Продолжение табл. 11
характеристика
Характеристика
Применение
Оборудов анне
положительная
отрицательная
пасает некоторое количество энергии. Напряжение па
конденсаторе повышается до величины [7Пр, при кото-
рой электрическая прочность промежутка между
электродами нарушается. Происходит пробой меж-
электродного промежутка 4 и запасенная энергия (за
исключением потерь в разрядном контуре) выделяет-
ся в межэлектродном промежутке в виде короткого
импульса 1а большой мощности.
По мере перетекания энергии от накопителя
к межэлектродному промежутку напряжение на,кон-
денсаторе падает (импульс длится от единиц до не-
скольких десятков микросекунд в зависимости от ве-
личины емкости накопителя), и через некоторое время
напряжение становится ниже величины Пдуг
(рис. 7,6). Такого напряжения недостаточно для под-
держания промежутка в проводящем состоянии, по-
этому ток быстро уменьшается, а затем прекращается.
Тотчас начинается зарядка конденсатора, и весь опи-
санный процесс повторяется с определенной частотой,
зависящей от параметров схемы, а также от проме-
жутка между электродами и степени его заполнения
продуктами эрозии.
71
Восстановление электрической прочности меж-
электродного промежутка начинается после исчезно-
вения тока через него. Процесс связан с рекомбина-
цией ионов, появившихся в большом количестве при
прохождении тока предыдущего импульса. Электриче-
ская прочность промежутка восстанавливается сна-
чала медленно, затем быстрее и наконец достигает
своей первоначальной величины. Время, необходимое
для восстановления первоначальной электрической
прочности (время деионизации), зависит от многих
факторов, среди которых наиболее существенным яв-
ляется энергия прошедшего импульса, так как с ней
связана степень ионизации промежутка..
Импульсы тока при нормальной работе следуют
друг за другом со значительными интервалами. Ско-
рость нарастания напряжения на конденсаторе дол-
жна быть меньше скорости восстановления электри-
ческой прочности межэлектродного промежутка. Это
достигается соответствующим подбором величин то-
коограничивающего сопротивления 2 и конденсато-
ра 3 (см. рис. 7, а).
Скорость восстановления электрической прочности
промежутка в моменты, следующие непосредственно
после окончания импульса тока, очень мала; это
в основном и ограничивает возможную частоту по-
вторения описанного процесса. Наличие некоторой
индуктивности £р в цепи разрядного контура значи-
тельно облегчает условия зарядки конденсатора.
Обычно специальную индуктивность в разрядный
контур не вводят. Это растянуло бььрабочий импульс
и могло бы явиться причиной уменьшения производи-
тельности и в некоторых случаях появления трещин
в твердом сплаве.
Вполне достаточно оказывается индуктивности
проводов разрядного контура станка, образующих
замкнутый виток. Индуктивность эта невелика, ио
благодаря большим значениям проходящего через
нее тбка она успевает запасти энергию, достаточную
для поддержания тока в цепи некоторое время после
того, как энергия конденсатора исчерпана и напряже-
ние на нем упало ниже Unyr.
Протекание тока через конденсатор в прежнем
направлении приводит к уменьшению напряжения .на
72
конденсаторе до нуля и в некоторых случаях (при
больших значениях индуктивности) вызывает переза-
рядку, т.е. изменение полярности на обкладках кон-
денсатора, как это показано на рис. 7,6. Нарастание
напряжения на конденсаторе 3 (за счет зарядного
тока через сопротивление 2) в данном случае не-
сколько задерживается. За время, необходимое для
перезарядки конденсатора до нулевого напряжения,
электрическая прочность промежутка уже успевает
возрасти в достаточной степени, вследствие чего в те-
чение всего времени зарядки увеличивающееся на-
пряжение на конденсаторе все же остается меньше
пробивного.
Таким образом, при правильном выборе величины
индуктивности разрядного контура можно значитель-
но уменьшить величину токоограничивающего сопро-
тивления и тем самым увеличить частоту процесса,
т. е. при прочих равных условиях увеличить произво-
дительность обработки.
Однако чрезмерная величина Lv может привести
к нежелательным последствиям не только из-за удли-
нения рабочего импульса. Если перезарядка конден-
сатора 3 будет значительной, то может произойти
вторичный пробой промежутка, но уже при обратной
полярности. Это вызывает повышенный износ элект-
рода-инструмента и может служить причиной пере-
хода периодических импульсных разрядов в дуговой
разряд.
Аналогичное явление может наблюдаться и при
выборе чрезмерно, большой скорости зарядки конден-.
сатора 3. В этом случае напряжение на нем нара-
стает быстрее, чем будет восстанавливаться электри-
ческая прочность рабочего промежутка; процесс генери-
рования импульсов нарушится (рис. 7, в) и произво-
дительность обработки упадет. Кроме того, будет
происходить разогрев электродов и импульсные раз-
ряды могут перейти в стационарный дуговой разряд,
что может вызвать порчу обрабатываемой детали.
Дуговой разряд характеризуется установившимся
и сравнительно небольшим падением напряжения на
межэлектродном промежутке, выделением большого
количества дыма, разогревом и оплавлением поверх-
ности электродов. Размерная обработка металлов,
73
а тем более твердых сплавов в этом режиме невоз-
можна.
Закон изменения напряжения на конденсаторе
(восходящая ветвь кривой, ’см. рис. 7, б) с достаточ-
ной для практических расчетов точностью опреде-
ляется зависимостью:
иг.=-Е \1 — е ),
где пс — мгновенное значение напряжения на конден-
саторе, в;
Е— напряжение источника питания, в;
е — основание натуральных логарифмов, е~2,718;
t — время, прошедшее от начала зарядки, сек.;
R — величина токоограничивающего сопротивле-
ния, ом;
- С — емкость накопителя, ф.
Задавшись напряжением источника питания Е,
можно установить некоторую величину промежутка
между электродами, чтобы напряжение пробоя про- .
межутка оказалось в пределах
Uw<Un,<E,
где [7дУГ—напряжение предела дугообразования, ни-
же которого поддержание проводимости
межэлектродного промежутка невозмож-
но, в;
Ппр— напряжение, при котором происходит про-
бой между электродами, в.
Нетрудно установить наивыгоднейшую величину
межэлектродного промежутка, т. е. Unp.
Энергия, запасенная конденсатором, равна:
Пробой промежутка наступает в момент, когда
tic = Uap, следовательно, энергия импульса будет тем
больше, чем ближе Unp к напряжению источника пи-
тания Е. При напряжениях [/пр, близких к £7дуг, энер-
гия импульса незначительна.
Однако производительность обработки зависит не
только от энергии каждого импульса, но и от частоты
их повторения. В первом приближении можно считать,'
что производительность обработки пропорциональна
средней мощности генератора.
74
Частоту fn процесса с достаточной для техниче-
ских расчетов точностью можно определить по фор-
муле; , _ I
/П £ •
RC 111 Е-ипр
Нетрудно установить, что по мере приближения
напряжения пробоя промежутка [7пр к напряжению
источника питания Е частота разрядов быстро умень-
шается, и при ипр — Е разряды прекращаются.
Таким образом, несмотря на то что эффект эрозии
в этом случае от одного импульса больше, произво-
дительность обработки уменьшается, так как энергия
импульса растет медленнее, чем уменьшается частота
их повторения, т. е. мощность генератора падает. То
же самое будет происходить и при уменьшении Unp:
частота повторения растет медленнее, чем уменьшает-
ся энергия импульсов.
Оптимальный режим работы генератора соответ-
ствует наибольшей мощности, выделяемой в межэлек-
тродном промежутке, и определяется некоторым зна-
чением степени зарядки k.
Если принять мощность короткого замыкания
£2
Рк,3= д за 100%, то при оптимальной степени за-
рядки конденсатора & = 72% получим следующие зна-
чения (в %):
Полезная мощность Рпол........... 20
К. п. д. . ...................... 35
Потребляемая мощность Рраб....... 57
Среднее напряжение на промежутке . 53% от Е
Как видно из приведенных данных, к. п. д. гене-
ратора чрезвычайно . низок даже без учета потерь
в разрядном контуре.
При создании мощного генератора импульсов по
схеме RC конструкция последнего получается гро-
моздкой и энергоемкой. Однако в промышленных
электроэрозионных станках при потребляемой мощ-
ности Рраб до 5—7 кет еще вполне целесообразно ис-
пользование генераторов типа RC, благодаря их про-
стоте и высокой надежности.
Средние данные наиболее часто применяемых ре-
жимов генератора типа RC для обработки различных
материалов приведены в табл. 12.
75
Таблица 12
Режимы генератора импульсов по схеме RC
для электроэрознонного станка средней мощности
Параметры Режимы
грубый^ средние тонкие
Напряжения питания, в 220 220' 220 220 220 220
Величина токоограни- чивающего сопротивления, ом . . и 18 44 НО 220 440
Рабочая емкость, мкф . . 220 90 12 4,5 1,5 0,5
Ток короткого замыка- ния, а 20 12 5 2 ! 0.5
Потребляемая мощность при коротком замыкании, кет . '4,4 2,4 1,1 0,44 0,22 0,11
Среднее напряжение на электродах при работе, в НО НО НО 100 100 100
Рабочий ток, а 11 6,5 2,2 1.0 0,6 0,2
Потребляемая мощность, кет 2,4 1.4 0,48- 0,22 0,13 0,05
Мощность в рабочем контуре, кет 0,75 0,44 0,19 0,08 0,04 —.
Частота повторения им- пульсов, гц 300 400 1200 1400 2000 —.
Длительность импуль- сов, мсек: ' прямого ....... 60 35 14 5 3,5
обратной полярности . 60 35 14 — — —.
Амплитуда тока прямого импульса, а 1000 600 250 150 100 —
Энергия импульса, дж . 2,7 1,1 0,16 0,06 0,02 0,007
Производительность об- работки, г/мин: стали 1,3- 0,7 0,2 0,05 0,02
твердого сплава . . . 0,8 0,5 0,1 0,025 0,014 —.
Класс чистоты обрабо- танной поверхности по ГОСТ 2789-59; стали 2 ‘ 3 4 5 5 6
твердого сплава ... 3 4 5 6 6 7
76
Генераторы импульсов по схемам RLC и LC [10,11]
работают по такому же принципу, что и генераторы
по схеме RC, но благодаря меньшей величине потерь
в токоограпичивающей цепи к. п. д. их, значительно
выше.
Однако в схемах RLC и LC возрастает опасность
коротких замыканий. Если короткое* замыкание
в схеме RC приводит к протеканию через межэлект-
родный промежуток тока примерно двойной силы, то
короткое замыкание в схеме RLC (особенно при ма-
лом соотношении R/L) вызывает ток короткого за-
мыкания, который во много раз превышает рабочий
ток.
При раздвигании электродов возникает дуга по-
стоянного тока, которую из-за наличия в цепи индук-
тивности не удается быстро разорвать. Время, за кото-
рое обычно применяемые автоматические регуляторы
разведут электроды на значительное расстояние, обес-
печивающее разрыв дуги, довольно велико, и обраба-
тываемая поверхность может быть сильно испорчена
стационарной дугой.
По-видимому, необходимость применения быстро-
действующих автоматических регуляторов с приспо-
соблением для быстрого дугогашения и является при-
чиной сравнительно медленного распространения гене-
раторов по схеме RLC с малым соотношением R/L и
тем более генераторов LC.
Генераторы импульсов по схеме СС [11, 12] полу-
чили за последнее время значительное распростране-
ние в электроэрозионных станках средней мощности.
Схема СС при относительной простоте значительно
экономичнее схемы RC, так как в ней отсутствуют
необратимые потери электрической энергии на токо-
ограничивающих сопротивлениях. Токоограничиваю-
щий конденсатор, регулируя скорость зарядки, накап-
ливает энергию в те моменты, когда мгновенное
значение напряжения источника питания велико, и от-
дает ее — когда оно мало. Отсутствие потерь энергии,
на токоограничивающем. сопротивлении резко увели-
чивает к. п. д. генератора СС, что позволяет создать
мощные и компактные генераторы для электроэрози-
онных станков, обеспечивающие производительность
при обработке твердого сплава до 1 г/мин.
•77
Генераторы СС могут быть рекомендованы во всех
случаях взамен генераторов RC при работе на грубых
режимах. И лишь на тонких режимах, когда мощно-
сти невелики, а главную роль играет повышение
частоты импульсов, генераторы СС пока не приме-
няются в основном из-за плохих частотных характери-
стик выпрямителей. Однако использование германие-
вых и кремниевых диодов, обладающих лучшими
частотными характеристиками и более высоким к. п. д.,
позволит применять генераторы СС в значительно
более широком диапазоне частот. Характеристика не-
которых режимов генератора импульсов .по схеме СС
приведена в табл. 13.
Таблица 13
Параметры генератора импульсов по схеме СС
для электроэрозионного станка средней мощности
Параметры Емкость (токоограничивающая и рабочая), мкф
12?) - 60 .29
49 20 1 8 40 | 20 | 8 20 | 8
Мощность: полная, ва потребляемая, вт . '2600 1300 430
900 350 120
Мощность короткого замыкания: полная, ва потребляемая, вт . 1800 160 800 60 260 40
Частота процесса, гц Производительность обработки, г1мин: 600 900 1300 400 850 1800 360 850
стали 0.4 0,33 0,28 0,25 0,2 0,15 0,08 0,06
твердого сплава . . Класс чистоты обра- батываемой поверх- ности: 0.3 0,25 0,15 0,2 0,17 0,14 0,07 0,05
стали ....... 3 4 4 4 4 5 4 5
твердого сплава-. . 4 5 5 5 5 6 5 6
Примечание. Среднее напряжение на электродах 100 в;
электрод — латунный, диаметром 15 мм; рабочая жидкость —
соляровое масло.
78
Помимо описанного генератора импульсов по схеме
СС с двухполупериодным выпрямлением тока в по-
следнее время за границей появились патенты и при-
меняются другие разновидности генераторов — одно-
полупериодные, с блокирующими вентилями и т. д.
Принцип их действия немногим отличается от описан-
ной схемы СС, но производительность и энергетиче-
ские-характеристики значительно хуже.
Тиратронные генераторы на высоком напряжении
по схеме LC имеют ряд положительных свойств, бла-
годаря применению в качестве коммутатора тира-
трона и разделительного импульсного трансформа-
тора.
Серьезным недостатком обычных схем RC при
работе на тонких режимах, т. е. при малых энергиях
импульса, является их 'низкая производительность.
Повышение производительности обработки ограничи-
вается тем, что, с одной стороны, невозможно увели-
чить энергию импульса, не ухудшая качества поверх-
ности, а с другой — повысить частоту процесса из-за
опасности дугообразования. Переход импульсного
разряда в дуговой происходит из-за малой скорости
восстановления электрической прочности межэлект-
родного промежутка. Частоту процесса можно значи-
тельно повысить, выбрав в качестве коммутатора
импульсный водородный тиратрон, способный про-
пускать значительные токи в момент прохождения
рабочего импульса и затем быстро восстанавливать
электрическую прочность.
Описанный принцип генерирования коротких мощ-
ных импульсов с большой скважностью широко
применялся в радиолокационной технике еще в 50-х
годах.
Аналогичным образом работает большинство про-
мышленных тиратронных генераторов коротких им-
пульсов с большой скважностью. Различия в их
работе непринципиальны и касаются лишь параметров
импульсов и дополнительных устройств (регенерация
энергии при отсутствии пробоя промежутка, гашение
импульсов обратной полярности и т. д.).
Технические характеристики некоторых тиратрон-
ных генераторов импульсов, работающих по описан-
ным схемам, приведены в табл. 14.
79
Технические характеристики некоторых
Параметры
ГИТ-1М ГИГ-2 1ВЧИУ-2М
Потребляемая мощность, Кв?Н I 1,2 1,5
Частота повторения им- пульсов, кгц 22; 44 1; 3; 6; 10, 20; 30; 40 25; 100
Длительность импульсов, мксек 7,5 8—2,5 3; 15
Энергия импульсов, мдж 40; 10 110—10 3; 0,75
Амплитуда напряжения импульса, в 100—80 — 160; 120
Наибольшая произво- дительность обработки, мм31мин: твердый сплав .... До 20 До 25 15; 9
сталь — — —
Наивысший класс чи- стоты обработки поверх- ности по ГОСТ 2789-59: твёрдый сплав .... 7 7 7—8
сталь . — — —
Вес, кг . 150 300 150
Габарит (длина X ши- рина X высота), мм . . . 650 X 660 X X ЮЗО 800 х 820 X X 930 540 X 700 X X 1200
Дополнительно встроен- ные устройства Регулятор Регулятор и контроль- ный осцил- лограф 1 1 Регулятор
80
Таблица 14
тиратронных генераторов импульсов
Типы геисратороз
7ВЧИУ 8ВЧИУ (8ВЧИУ-М) И-ГЭ-1 ИГЭ-2 ЙГЭ-3
0,6 0,5 (0,6) 0,5 2,5 2,5
2; 4; 6; 8; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50 6 10—40 10—100 10—250
6,5—1,0 2; 4; 6 3 4—10 4—10
25—1 До 5 — — —
0—250 0—150 До 150 До 250 До 250
6 1; 1,5; 8 15 35 45
— — 25 65 100
7 7; 6; 5 7 7 8
— — 6 6 6
150 — 50 ПО 110
450 X 520 X X 980 — 540 X 340 X Х790 1200 X X 825 X 625 800 X 560 X X 1300
- - — Регулятор — —
81
Техническая характеристика машчнчэ-тиратрэнного
генератора типа МТГКИ 1,2/4
Установленная мощность, кеа.......................7,0
Потребляемая мощность, кет........................3,8
Напряжение питания, в ............................380
Рабочая частота, гц ......;......................12С0
Напряжение вторичной цепи, ке ........... , . 15
Величина рабочей емкости, мкф.....................0,01
Амплитуда напряжения на рабочей емкости, ке . ... . 22
Средний ток, а....................................0,28
Энергия рабочей емкости, дж.......................2,4.
Мощность в межэлектродном промежутке, кет.........1,5
Амплитуда напряжения рабочего импульса, в.........140
Амплитуда тока рабочего импульса, а..............1600
Амплитуда напряжения холостого хода, в............200
Амплитуда тока короткого замыкания, а............ 2400
Длительность рабочего импульса, мксек...........5—7
Производительность обработки некоторых материа-
лов с помощью упомянутого машинно-тиратронного
генератора приведена в табл. 15. Таблица 15
Производительность обработки некоторых материалов
машинно-тиратронными генераторами импульсов
Наименование материалов Производительность обработки Износ электрода- инструмента
г)мин мм^/мин ZiMUH мм3)мин
Алюминий 2,8 1040 1,6 192
Бериллий 0,6 325 2,5 300
Вольфрам 0,87 45,8 3,8 460
Графит 0,56 250 2.5 300
Жаропрочный сплав . . 3,6 425 2,6 310
Магнитный сплав . . . 2,2 308 3,0 358
Медь 3,6 410 2,2 256
Молибден 0,75 73 5,0 600
Никель 3,8 435 2,3 280
Ниобий 0,8 64 5,1 615
Сталь У8 1,1 140 3,8 460
Твердый сплав ВК20 . , 1,4 100 4,2 500
Титан 0,84 186 3,35 405
Хром 0,73 103 3,6 435
Цирконий 1,7 220 4,0 485 '
Примечание. Электрод-инструмент — латунный, диа-
метром 16 мм, с отверстием 5 мм для нагнетания рабочей
жидкости (соляровое масло); давление жидкости — 4 кг/см2,
мощность в межэлектродном промежутке — около 1,5 кет.
82
Идея использования искровой коммутации для по-
лучения коротких импульсов значительной мощности
не является новой в электро- и радиотехнике. Искро-
вая коммутация успешно применялась в радиолока-
ционных генераторах еще в 40-х годах и обеспечивала
получение коротких импульсов (0,5—2 мксек) при
мгновенной мощности до 0,5 Мет. Но для электроэро-
зионной обработки требуется получение не только зна-
чительной мощности импульса, но также и большой
(1—1,5 кет) и средней мощности в мёжэлектродном
промежутке. Поэтому искровой коммутатор вынужден
работать в весьма тяжелых условиях, особенно если
учесть, что он одновременно должен выполнять еще
-f-и ряд других функций (например, заряжать конденса-
торы в период между двумя рабочими импульсами).
К- п. Д- генератора может быть достаточно высок,
так как во всей цепи отсутствуют элементы, содер-
жащие активное сопротивление в явном виде. Факти-
ческий к. п. д. зарядки конденсатора в описанной
схеме составляет около 80%, т. е. потери всей заряд-
ной цепи не превышают 20%. Это благоприятно отра-
жается на тепловом режиме элементов схемы и позво-
ляет существенно сократить мощность высоковольт-
ного выпрямителя и уменьшить габариты генератора.
Потери в разрядной цепи и импульсном трансфор-
маторе, достигающие 20%, по-видимому, могут быть
значительно уменьшены за счет выполнения катушки
индуктивности с меньшими потерями.
Генераторы импульсов подобного типа могут при-
меняться наряду с тиратронными для высокопроизво-
дительной обработки твердосплавных деталей.
Генераторы импульсов с малой скваж-
ностью получили значительное распространение и
используются для высокопроизводительной электро-
эрозионной обработки сталей и некоторых сплавов.
Следует различать мощные генераторы импульсов
значительной длительности с малой скважностью (для
высокопроизводительной черновой обработки) и гене-
раторы импульсов небольшой длительности с малой
скважностью (для производительной чистовой, обра-
ботки сталей и некоторых других сплавов).
Машинные генераторы импульсов с малой скваж-
ностью обычно применяют для предварительной обра-
83
ботки деталей в тех случаях, когда требуется удалять
значительные припуски металла. Эти генераторы
обычно вырабатывают импульсы с частотой повторе-
ния 400—3000 в секунду и длительностью от долей
миллисекунды до миллисекунды. Импульсы такой дли-
тельности обеспечивают высокую эффективность обра-
ботки сталей. Однако при обработке твердых сплавов
столь большая длительность импульсов может явиться
причиной появления микротрещин.
По принципу работы машинные , генераторы им-
пульсов можно разделить на коммутаторные и индук-
торные. Машинный коммутаторный генератор импуль-
сов МГИ [13]. состоит из переменнополюспой магнит-
ной системы и обмотки, которая находится на роторе.
Обмотка расположена под полюсами на узких уча-
стках ротора и выполнена в виде катушек. Ширина
полюсных наконечников выбрана значительно мень-
шей, чем в обычных машинах постоянного или пере-
менного тока с явно выраженными полюсами.
При вращении якоря в его обмотке будет индукти-
роваться знакопеременное импульсное напряжение
с паузами между импульсами. Знакопеременное на-
пряжение подается на коммутатор, состоящий из двух
систем сегментов, количество которых равно числу
полюсов машины. На каждую систему сегментов ком-
мутатора наложены щетки одной из полярностей,
с которых снимается униполярное напряжение.
Наличие пауз между импульсамгг э. д. с. создает
благоприятные условия для коммутации, так как пере-
ход щеток с одной системы сегментов на другую прак-
тически происходит при отсутствии напряжения в об-
мотке якоря. Коммутация дополнительно улучшается
при подключении генератора к межэлектродному про-
межутку. Уменьшение напряжения до 20 в уже вызы-
вает прекращение тока через межэлектродный про-
межуток, и разрыва тока в период коммутации-прак-
тически нет. Для ограничения величины тока короткого
замыкания при закорачивании межэлектродного про-
межутка необходимо наличие токоограничивающего
сопротивления, постоянно включенного в цепь на-
грузки генератора.
Основная техническая характеристика машинных
коммутаторных генераторов импульсов типа. МЕИ
84
приведена в табл. 16, а производительность —
в табл. 17.
Таблица 16
Краткая техническая характеристика машинных
коммутаторных импульсов типа МГИ
Параметры Типы генераторов
МГИ-2 МГИ-2М мги-з мги-зм МГИ-4
Частота следова- ния импульсов, гц .. 400 400 400 400 400
Номинальный ток нагрузки, а .... Среднее напряже- ние холостого хода на номинальном ре- жиме, в 80 100. 300 360 600 .
26 25 31 25 30
Мощность привод- ного электродвига- теля, кет Номинальное то- коограничивающее сопротивление, ом . Напряжение воз- буждения, в ... . Скважность на хо- лостом ходу .... 6 7 29,5 23 40
0.11 . 0,06 0,045 0,025 0.015
110/220 220 110/220 220 ПО
2,8 2,8 3,0 3,2 2,8
Таблица 17
Производительность (мм3!мин) генераторов типов
х МГИ-4, МГИ-ЗМ и МГИ-2М .
Типы генераторов При среднем токе, а
10 50 100 200 300
МГИ-4 .... 100 700 1450 3000 4900
МГИ-ЗМ . . . 140 690 1600 3200 4800
МГИ-2М . . , ПО 690 1550 — —
Примечание. Деталь (—) — сталь 45, электроинстру-
мент (+) — медь, рабочая жидкость—масло индустриальное-^.
Разработаны генераторы униполярных импульсов и
с более высокой частотой повторения (1000—2000 гц),
которые при одинаковой с генераторами типа МГИ
85
производительностью обеспечивают несколько более
высокую чистоту обработки.
Индукторные генераторы типа МИГ [14] являются
электрическими машинами бесколлекторного типа.
Бесколлекторные импульсные генераторы создают
лишь чисто переменное напряжение, включающее по-
луволны обеих полярностей. Благодаря специфиче-
скому выполнению электромагнитной системы этих
генераторов достигается получение несимметричной
кривой напряжения с различными амплитудами полу-
волн положительной и отрицательной полярности.
Если электроэрозионные установки питаются от
таких генераторов при достаточно малой величине
амплитуды напряжения обратной полуволны, то про-
бой межэлектродного промежутка вызывается только
импульсами напряжения основной полярности. В ре-
зультате импульсы тока оказываются униполярными.
Можно допускать несколько большие значения
напряжения обратной полуволны. При этом все-таки
возникают разряды обратной полярности, но выде-
ляемая ими энергия остается достаточно малой. Про-
цесс электроэрозионной обработки происходит прак-
тически так же, как и при питании межэлектродного
промежутка от генераторов импульсов униполярного
напряжения. \
Машинные генераторы обоих типов — коммутатор-
ные и индукторные — по своим принципиальным свой-
ствам, определяющим характер протекания процессов
электроэрозионной обработки, являются практически
равноценными. Однако индукторные генераторы легче
выполнить с повышенной частотой повторения им-
пульсов.
Существуют индукторные генераторы с симметрич-
ной кривой генерируемого напряжения в виде знако-
переменных импульсов. Униполярность импульсов
создается за счет последующего (обычно полупериод-
ного) выпрямления [15]. По этому принципу могут
быть получены импульсы с частотой повторения до
15 кгц.
Вентильные генераторы импульсов [9] применяются
обычно для тех же целей, что и машинные, т. е. для
грубой обработки стали и магнитных сплавов. Прин-
цип их действия основан на использовании перемен-
86
ного тока промышленной или повышенной частоты.
При этом для улучшения работы станка и уменьше-
ния износа электрода-инструмента обычно исполь-
зуется лишь одна полуволна напряжения. Это дости-
гается включением в рабочую цепь неуправляемого
или управляемого вентиля.
Генерирование импульсов тока большой энергии
может быть осуществлено с помощью статических
магнитонасыщенных генераторов. Такие генераторы
состоят из пикового трансформатора, который при
питании первичной обмотки от сети переменного тока
частотой 50 гц создает на вторичной обмотке симмет-
ричное импульсное напряжение. Это явление вызвано
насыщением магнитопровода трансформатора уже при
небольших мгновенных значениях напряжения сети.
Дальнейшее увеличение напряжения в сети при-
водит только к увеличению намагничивающего тока,
но не увеличивает магнитный поток в сердечнике.
Напряжение во вторичной обмотке такого трансфор-
матора в это время возрастает до максимума и затем
вновь падает до нуля. Чем быстрее наступает насыще-
ние, тем короче импульс напряжения на вторичной
обмотке.
Следующий импульс на -вторичной обмотке по-
явится при перемагничивании сердечника в момент
изменения знака напряжения сети. Знак импульса
напряжения зависит от направления перемагничива-
ния, а амплитуда — от скорости его изменения и числа
витков вторичной обмотки. Для униполяризации им-
пульсов можно применить одно- и двухполупериодное
выпрямление с помощью мощных германиевых или
кремниевых диодов, достигая при этом частоты 50
и 100 гц.
Скважность импульсного напряжения обычно неве-
лика (до 2 при 100 гц и до 4 при 50 гц). Получение
большей скважности требует очень больших реактив-
ных мощностей в первичной обмотке, что при исполь-
зуемых мощностях подобных генераторов создает
недопустимые нагрузки на питающую сеть.
Для получения более высокой чистоты обрабаты-
ваемой поверхности применяют вентильные генера-
торы импульсов с питанием от лампового генератора
повышенной частоты. Они предназначены в основном
87
для улучшения поверхности материала после обра-
ботки его с помощью машинных генераторов импуль-
сов.
Промышленный образец подобного генератора
типа ВГ-ЗВ выполнен в виде приставки к электроэро-
зионпым станкам. В нем имеется мощный ламповый
генератор периодических колебаний на две фиксиро-
ванные частоты и блок выпрямителей (вентилей),
осуществляющих униполяризацию импульсов путем
отсекания волны нежелательной полярности.
Электрическая и технологическая характеристика-
высокочастотного генератора импульсов типа ВГ-ЗВ
приведена в табл. 18.
Таблица 18
Характеристика высокочастотного генератора
импульсов типа ВГ-ЗВ
Параметры Характеристика
Питание Трехфазная сеть 50 гц
Частоты повторения униполяр- 380 в + ю%
пых импульсов, сек 8000 ±600 22 000+ 1650
•Скважность J 1,4—2,0 1,4—2,0
Рабочий ток (среднее значе- 20±2
ние), а 30±3
Напряжение холостого хода (действующее значение), в: 120 120
до выпрямителя
после выпрямителя- 80 80
Ток короткого замыкания (дей- ствующее значение), л:
I режим 12—16
П режим 25—30
111 режим 45—50
IV режим Производительность обработ- 80—90 Не регламен- тируется
ки (по стали), мм31мин Класс чистоты обработанной 180
поверхности по ГОСТ 2789-59 . . 3, не менее 5—9
Рабочая жидкость Масло индустриальное-12
Габарит (длина X ширина X
X высота), мм 820 X600 X1370
Вес, кг 470 (не более)
88
Следует отметить, что встроенный в генератор
ЕГ-ЗВ-1Р ламповый регулятор межэлектродного про-
межутка обеспечивает работу генераторов с большин-
ством электроэрозионных станков средней и большой
мощности без серьезных переделок последних.
Значительно более гибкие схемы можно получить
при использовании управляемых вентилей, например
игнитронов и тиристоров.
Изменяя фазу поджигания игнитрона или отпира-
ния тиристоров, можно регулировать длительность и
амплитуду импульса рабочего тока. При этом напря-
жение источника питания выбирается достаточно вы-
соким. Так как поджигание можно производить, лишь
когда напряжение падает до более низкого значения,
удается получить импульсы тока со значительной
скважностью.
Известны игнитронные генераторы импульсов боль-
шой мощности с питанием непосредственно от силовой
сети переменного тока напряжением 220 в, используе-
мые для высокопроизводительной грубой обработки
стали. Долгое время применение игнитронов для
работы с генераторами повышенной частоты, что
могло бы обеспечить более высокое качество обраба-
тываемой поверхности, было невозможным. В настоя-
щее время с появлением достаточного ассортимента
кремниевых тиристоров большой мощности, допускаю-
щих работу на значительно более высоких часто-
тах, открываются широкие возможности для исполь-
зования вентильных генераторов в промышлен-
ности.
Ламповые генераторы импульсов позволяют созда-
вать импульсы с различной энергией, длительностью
и скважностью, а также с очень высокой частотой
повторения, недоступной для любых других схем,
в том числе и схем с ионной коммутацией. Однако,
несмотря на простоту схемы, подобные ламповые
генераторы импульсов значительной мощности до-
вольно дороги. Ассортимент импульсных модулятор-
ных ламп, способных работать в требуемых режимах,
чрезвычайно ограничен. Этим, пошидимому, и объяс-
няется редкое применение ламповых генераторов
импульсов подобного типа для целей электроэрозион-
ной обработки.
89
Характеристика некоторых образцов ламповых
генераторов импульсов небольшой мощности, исполь-
зуемых для обработки мелких прецизионных деталей,
приведена в табл. 19.
Таблица 19
Техническая характеристика ламповых генераторов
импульсов
Характеристика Модели генератора
2ВЧИУ 10ВЧИУ
Мощность (потребляемая), кет 0,8 0.7
Частота повторения им- пульсов, кгц • . 500 1500
Длительность импульсов, мксек 0.2 ’ - 0,2
Энергия импульсов, мдж . 0,3 0,01
Амплитуда напряжения им- пульса, 8 110 До 120
Наибольшая производитель- ность обработки (по твердому сплаву), мм^мин 3,5 (регулируемая) 0,2
Наивысший класс чистоты обработки поверхности по ГОСТ 2789-59 91 10 1
Вес, кг 125 100
Габарит (длина X шири- на X высота), мм 800 X 900 X 600 600 х 540 х 980
1 Данные СПКТБ ЭО (Ленинград).
Генераторы импульсов повышенной длительности
используются для обработки инструментальных ста-
лей и ряда других материалов, температура плавле-
ния которых относительно невысока. В этом случае
нет необходимости использовать короткие импульсы,
так как нет вредного термического воздействия про-
должительного импульса тока, приводящего к образо-
ванию микротрещин.
Температура, развивающаяся в канале разряда
при относительно невысокой мгновенной мощности
импульсов повышенной длительности, вполне доста-
точна для эффективной обработки. В этих условиях
применение • импульсов повышенной длительности
90
позволяет существенно увеличить производительность
обработки на единицу мощности. Оно также умень-
шает износ электрода-инструмента, а в некоторых
случаях даже может свести его к ничтожной величине.
. Генерирование подобных импульсов возможно
с помощью модификации известных схем RC, RLC и
СС путем введения дополнительного сопротивления
или индуктивностц в разрядную цепь [16, 17], растяги-
вающих импульсы через межэлектродный промежуток
и соответственно уменьшающих их амплитуду.
Известны всякого рода приставки для «безизнос-
ной обработки», но они не получили широкого рас-
пространения.
Различные схемы генераторов, дающие понижен-
ный износ электрода-инструмента, представлены
в табл. 20.
На рис. 8 приведены данные, отражающие влия-
Рис. 8. Зависимость производительности обработки
и относительного износа электрода-инструмента от
режимов обработки:
а — при введении сопротивления в разрядную цепь; б — при введении
индуктивности в разрядную цепь.
61
Таблица 20
Генераторы импульсов на основе 7?С с пониженным износом электрода-инструмента
Схема
Принцип действия
Зарядка конденсатора 3 через сопро-
тивление 2 от источника постоянного
тока / напряжением 100—250 в до напря-
жения пробоя межэлектродного проме-
жутка 4 и разрядка через промежуток
униполярным импульсом увеличенной
длительности благодаря наличию сопро-
тивления 5 в разрядной цепи
Характеристика
То же, но разрядка импульсом увели-
ченной длительности благодаря наличию
индуктивности 5 в разрядной цепи
Уменьшенный износ элект-
рода при обработке стали.
При малых скоростях съема
износ незначителен. Весьма
низкая производительность
обработки твердых сплавов
при сравнительно небольшом
уменьшении износа. Критич-
ность режимов для получе-
ния малых износов без рез-
кого снижения производи-
тельности обработки
Разрядка конденсатора 3 на межэлект-
родный промежуток 4 происходит через
обмотку трансформатора 5, во вторичную
обмотку которого включено переменное
сопротивление 6. При этом за счет из-
менения импеданса разрядной цепи до-
стигается растягивание импульса тока
и устранение импульсов обратной по-
лярности (за счет введения активного
сопротивления). Конденсатор малой
емкости 7 несколько улучшает стабиль-
ность работы, не сказываясьсущественно
на форме импульса. Зарядка конденса-
тора 3 происходит от источника пита-
ния 1 через токоограничивающее со-
противление 2,
То же, но для изменения индуктив-
ности трансформатора 5 (выполнен
с насыщаемым сердечником) через его
обмотку III пропускают подмагничиваю-
щий ток
Возможно изменение ха-
рактеристики импульса тока
в широких пределах. Необхо-
димо устанавливать опре-
деленные соотношения ин-
дуктивности и активного со-
противления для получения
униполярного импульса тока,
что обеспечивает минималь-
ный износ электрода-инстру-
мента
То же, но растягивание импульса тока
через межэлектродный промежуток 4
достигается за счет изменения индук-
тивности дросселя насыщения 5 при
изменении тока в его обмотке управ-
ления с помощью переменного сопро-
тивления 6, одновременно играющего
роль активного сопротивления в раз-
рядной цепи для подавления импульса
обратной полярности
Продолжение табл. 20
Схема
Принцип действия
Характеристика
Для уменьшения износа электрода-инстру-
мента в разрядную цепь генератора RC
введен вентиль 5, не допускающий прохож-
дения тока обратной полярности через меж-
электродный промежуток
То же, но импульсы тока обратной поляр-
ности минуют межэлектродный промежуток,
протекая через шунтирующие вентиль 5 и
конденсатор 6. В паузах между импульсами
энергия обратных импульсов, запасаемая
в конденсаторе 6, рассеивается на сопро-
тивлении 7
Импульсы обратной полярности в меж-
электродном промежутке 4 гасятся противо-
током через вентиль 6 с помощью трансфор-
матора 5 за счет индуктирования импульсов
во вторичной обмотке II во время основного
разряда. Требуемый сдвиг получается благо-
даря емкости 8 и сопротивлению 7. Через
сопротивление 9 в пау^ы между импульсами
стекает заряд с емкости 8. Зарядка конден-
сатора 3 происходит от источника питания 1
через токоограничивающее сопротивление 2
Дает сравнительно неболь-
шое уменьшение износа
электрода-инструмента, но
без значительного уменьше-
ния производительности об-
работки. Схема пригодна
для любых режимов обработки
Дает некоторое повышение
производительности обработ-
ки по стали и существенное
уменьшение износа электро-
да-инструмента. Требует точ-
ного подбора величин эле-
ментов схемы
ивлэаь -инках etfog Вода ди- стиллиро- ванная Авиацион- ное масло । Трансфор- 1 маторное масло । 1 Турбинное масло Керосин Жидкая среда Таблица 21 Влияние жидкой среды на скорость обработки и износ электрода-инструмента при различных режимах обработки с помощью генератора импульсов по схемам RC и RCR
СО “ СО О СП СО СО Cft СП V — Со О Со Кз Тй. V V со —*р "со о о со кзрр Си До со'о СИ _кзрр "СО V Си Си Сп pop рсо'сп Износ электрода, мя
Со О “Ч ~ гЗ о о о о о о о о о о Си О О OWOO о о о о 2—50 3—30 1— 30 3—00 3—00 1—50 1—00 2—00 1—45, 1— 001 —« КЗ КЗ — СО ООО Время, мин.—сек. 9
CoJCj Со со со СО со Дл Vcn'o со со 'о'Сл'сл ррсор 'сл оДлДл сор р сп До ел О ий- СО V о сп ток, а Режим
СОСОСО- — о о <о о о о о о о о со со *- >— о о о о О О О о 1100 300 300 1100 300 1100 300 1100 300 300 1100 300 300 емкость, мкф
ЬО N3 ЬО N3 сг <— — ~ — юююю ьз ю о.*- — ю ю сп сг—* —< КЗ КЗ сг — — КЗ КЗ О — — сопротивле- ние, оя
1 1 + 1 +. 1 + 1 -ь 1 ++ 1 ++ + 1 ++ 1 ++ полярность электрода
0,8 0,8 0,8 0,8 0 ООО р со'со'со со оЯР СО СО ооРР со со сРР СО со . 0,8 0,8 0 сопротивле- ние разрядно- го контура, 'Оя
О о о о о ьй Ji» о о о о о о о о о о О ООО 140 140 100 напряжение, в
1 1 КЗ со Ъо 3—4,5 1 вязкость при 50°С,°Е
генератора RC па скорость обработки и величину,
износа электрода-инструмента.
Следует отметить, что производительность обра-
ботки и износ электрода-инструмента существенно
зависят от применяемой рабочей среды. Это явление
можно объяснить большим, чем при коротких импуль-
сах, влиянием теплообмена со 'средой на процесс
эрозии. Отмечено повышение производительности, об-
работки с увеличением (до некоторого предела) вяз-
кости рабочей среды. Данные о влиянии среды на
процесс эрозиии при некоторых режимах обработки
приведены в табл. 21.
Широкодиапазонные генераторы им-
пульсов на транзисторах в настоящее вре-
мя начинают получать распространение. Они сравни-
тельно просты по устройству, имеют высокий к. п. д.
и генерируют импульсы в очень широком диапазоне
энергий, длительностей и частот.
Появившиеся в последнее время мощные транзи-
сторы с рабочим напряжением, 100—150 в позволяют
создать простые и надежные генераторы импульсов.
Технические характеристики тран
Параметры Модели
ШГИ-125-10!) ШГИ-40-440
Мощность (потребляемая), кет Частота повторения импуль- сов, кгц Длительность импульсов, мксек Наибольший средний ток, а . Производительность обработ- ки, млА/мин: сталь .... твердый сплав .... Класс чистоты обработанной поверхности: сталь 7,5 0,1; 0,4; 1; 8; 22; 44; 66; 100 3—9000 125 1700-6 120—2 Вне классов—6 4 8; 22; 44; 66; 100; '200; 440 0,6—100 40 300—5 60—3 3-7
твердый сплав Габарит (длина X ширинах высота), мм Вес, кг 800Х1400Х 1800 740 4—8 1000x600x1600
96
Однако такие транзисторы пока еще дефицитны и
дороги. Широко выпускаемые промышленностью тран-
зисторы с рабочим напряжением 50—60 в могут быть
также использованы в генераторах в последователь-
йом включении. Но при этом требуется пусковое
устройство, обеспечивающее синхронное управление
транзисторами с точностью до Сотых долей микро-
секунды.
Существенным шагом вперед явилась разработка
и выпуск транзисторных генераторов типа ШГИ .[18].
В них используются сравнительно низкие (50—60 в)
напряжения питания, а достаточная для стабильного
течения процесса эрозии величина рабочего проме-
жутка поддерживается поджигающим импульсом на-
пряжением 150—300 в, пробивающим межэлектрод-
ный промежуток в начале каждого рабочего импульса.
Такая схема обеспечивает более надежную работу
транзисторов и повышенный (до 55%) к..п. д.
_ Технические характеристики некоторых образцов
транзисторных генераторов импульсов приведены
в табл. 22.
зисторных генераторов импульсов
Таблица 22
генераторов
гти-з вИзопульс-Р9“ (Швейцария) „Агипульс-45Ь* (Швей царит яАгкпульс-100Ь4* (Швейцария)
1,6 - 4,7 15 20,5
22—440 0,6—250 0,05—300 0,05 —300
1 — 10 3—1600 1—2000 1—200
12 50 45 100
/|0 /| 300—0,9 280 1500
18—3 50 15 —
5—7 4—7 3 Вне классов
6—8 4 5 —
330 X 490X1130 500 X 450X1650 860X610X1550 570 X 570X1520
100 — 350 600
4 Зак. № 269
97
4. Электроэрозионная обработка
непосредственно от источника переменного
и постоянного тока
В некоторых случаях возможна размерная электро-
эрозионная обработка без применения специальных
генераторов импульсов. Ее осуществляют переменным
или постоянным током, подводимым непосредственно
от источника к рабочему промежутку. Однако размер-
ный съем металла происходит лишь тогда, когда
созданы условия для периодического обрыва дуги,
т. е. для прохождения через промежуток опять-таки
Рис. 9. Электроэро-
зионная обработка
на переменном токе
промышленной час-
тоты.
импульсов электрического тока.
Таким образом, обработка
происходит благодаря термиче-
скому воздействию импульсов
электрического тока, создавае-
мых в промежутке при 'быстром
взаимном перемещении электро-
дов или интенсивной прокачке
жидкости через зазор.
Внешне этот метод сходен с
электроконтактным, но отличает-
ся от него наличием жидкой сре-
ды и отсутствием кратковременных контактов, иници-
рующих дуговые разряды.
При достаточно быстром вращении электрода-ин-
струмента, которым является диск 2 (рис: 9), и срав-
нительно невысоком напряжении источника питания
переменным , током (вторичная обмотка трансформа-
тора /) можно добиться протекания через рабочий
промежуток (в направлении от диска к обрабатывае-
мой детали <3) импульсов тока большой мощности и
практического отсутствия тока в обратном направле-
нии. Сопротивление 4 ограничивает амплитуду тока
через рабочий промежуток. Процесс эрозии будет про-
текать так же, как при вентильном генераторе импуль-
сов, но роль вентиля будет выполнять рабочий про-
межуток.
В результате пробоя рабочего промежутка в на-
чале полуволны синусоидального напряжения питания
возникает дуговой разряд. Когда катодом является
неподвижная обрабатываемая деталь, этот разряд
98
сохраняется почти до конца 'полуволны и прекра-
щается при падении напряжения ниже предела, необ-
ходимого для поддержания дуги. Образующееся непо-
движное катодное пятно, нагретое до очень высокой
температуры, обеспечивает за счет интенсивной термо-
электронной эмиссии поддержание значительной силы
тока в канале дугового разряда.
Потенциальное поле анода одинаково при вращаю-.
щемся и неподвижном диске и при
на процессе обработки не сказы-
вается. На месте катодного пят-
на в результате выброса рас-
плавленного металла после пре-
кращения дугового разряда и об-
разуется лунка.
При обратной полярности
(когда катодом является быстро
вращающийся диск) в результа-
те пробоя промежутка на диске
тоже появляется нагретая точка,
из которой происходит эмиссия
электронов. Эта точка должна
была бы развиваться в сильно
нагретое катодное пятно, но бла-
годаря вращению диска она вы-
данной полярности
Рис. 10. Электроэро-
зионная обработка
на переменном токе
промышленной час-
тоты и постоянном
токе с прокачкой
рабочей жидкости:
1 — источник питания; 2 —
токоограничивающее соп-
ротивление; 3 — электрод-
инструмент.
й
L
стро уходит на значительное рас-
стояние от обрабатываемой поверхности детали, а ток
через промежуток прекращается, не успевая выпла-
вить заметную порцию металла на диске. Слой рабо-
чей жидкости, увлекаемой диском, облегчает обрыв
тока.
Такой процесс может происходить несколько раз
(пока деталь являемся анодом), но эффект эрозии при
этом незначителен и износ вращающегося электрода
обычно невелик. Существуют и такие режимы, когда
при обратной полярности даже не возникает пробоя,
например при очень больших скоростях, достаточных
зазорах и вязкой жидкости.
Возможна размерная обработка на переменном
токе и при неподвижных электродах с применением
интенсивной прокачки рабочей жидкости через меж-
электродный промежуток (рис. 10). Образовавшийся
в этом случае после пробоя промежутка дуговой
99
разряд прекращается при уменьшении напряжения
в конце полуволны данной полярности. К этому вре-
мени на, катоде образуется лунка, заполненная рас-
плавленным металлом. Однако быстро протекающая,
через зазор между электродами жидкость частично
выбрасывает расплавленный металл. До следующей
полуволны той же полярности жидкость успевает
настолько охладить поверхность лунки, что новый
разряд происходит уже в другом месте, так как в ре-
зультате выброса металла межэлектродный промежу-
ток в месте появления лунки значительно увеличился.
Этот процесс попеременно происходит на обоих
электродах. Существенным недостатком такого спо-
соба обработки является значительный износ элект-
рода-инструмента, если он сделан из того же металла,
что и обрабатываемое изделие. Для уменьшения
износа приходится применять электроды с хорошей
теплопроводностью, например медные, или графито-
вые (с высокой термостойкостью). В последнем слу-
чае при прокачке рабочей жидкости, состоящей из
углеводородов, удается добиться минимального износа.
Интенсивная прокачка водных растворов через
межэлектродный промежуток с помощью тонкостен-
ного трубчатого электрода-инструмента позволяет
осуществить размерную обработку отверстий и полу-
чить импульсный ток в цепи при питании межэлект-
родного промежутка от источника постоянного тока
напряжением до 100 в.
Дуга, возникшая между двумя наименее удален-
ными точками, производит выплавление порции ме-
талла в этой зоне. Возникновению дуги способствует
не только уменьшенный зазор, но и меньшая скорость
течения в нем жидкости. При увеличении межэлект-
родного промежутка в результате выплавления ме-
талла скорость течения в данной зоне сильно воз-
растает. Все это при одновременном увеличении
зазора приводит к срыву дуги и прекращению тока
через рабочий промежуток. В следующий момент дуго-
вой разряд возникает в новом месте.
Процесс приобретает импульсный характер, причем
частота следования импульсов зависит от амплитуды
тока и при благоприятном соотношении тока, давле-
ния жидкости и размеров электродов может достигать
100 ,
многих сотен в секунду. Качество обработанной по-
верхности получается достаточно высоким.
Описанная схема электроэрозионной обработки
иллюстрирует возможность электроэрозионной обра-..
ботки без использования специальных генераторов
импульсов.
Такие схемы сходны с анодно-механической обра-
боткой, основанной на образовании импульсных раз-
рядов в межэлектродном промежутке при питании
электродов от источника постоянного тока. В этом
случае импульсы образуются за счет особых свойств
рабочей среды (жидкого стекла) и быстрого переме-
щения рабочей поверхности электрода-инструмента
относительно обрабатываемой детали.
Глава III
АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ
МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ПРОМЕЖУТКА
Для обеспечения устойчивой работы электроэрози-
онного станка необходимо поддерживать величину
межэлектродного промежутка в требуемых пределах.
По мере удаления материала обрабатываемой детали
и износа электрода-инструмента происходит увеличе-
ние межэлектродного промежутка. Поэтому необхо-
димо непрерывное сближение электродов, так как при
значительном увеличении промежутка процесс обра-
ботки прекращается.
Скорость обработки не является постоянной вели-
чиной даже во время прошивания одного отверстия.
Она уменьшается с увеличением глубины погружения
электрода в обрабатываемую деталь. Поэтому лишь
в редких случаях перемещение электрода можно осу-
ществить с помощью систем принудительной подачи,
применяемых в обычных металлорежущих станках.
В электроэрозионных станках применяются специ-
альные системы автоматической подачи электрода,
которые способны поддерживать требуемую величину
межэлектродного промежутка и быстро реагировать
на всякие нарушения режима электроэрозионной
обработки. _
Величина межэлектродного промежутка как пара-
метр регулирования обычно не используется, по-
скольку измерение его величины в процессе обработки
затруднительно. Обычно выбирают такие параметры,
которые косвенно отражают величину межэлектрод-
102
кого промежутка и изменяются вместе с ним. Напри-
мер, напряжение на межэлектродном промежутке
(среднее или амплитудное) и ток, проходящий через
него. Каждая из этих величин довольно точно харак-
теризует зазор между электродами и состояние меж-
электродного промежутка в установившемся режиме
обработки для большинства применяемых схем гене-
раторов импульсов. Напряжение на промежутке изме-
няется от максимума при большой величине проме-
жутка до весьма малой величины при коротком замы-
кании, а ток изменяется в тех же условиях от нуля до
максимума.
Возможно применение и других параметров' регу-
лирования, например скорости внедрения электрода
в обрабатываемое изделие (так называемое экстре-
мальное регулирование). Однако из-за большой слож-
ности такие схемы не получили распространения, хотя
при использовании их следовало бы ожидать макси-
мальной (для данного режима) производительности
обработки.
5. Конструктивные схемы регуляторов
межэлектродного промежутка
Современные элёктроэрозионные станки снабжены
автоматическими регуляторами. По принципу дей-
ствия системы поХачи электрода эти регуляторы
можно разделить на взвешенные и жесткие.
Автоматические регуляторы взвешенной системы
характеризуются устройством, поддерживающим элек-
трод-инструмент, который под влиянием собственного
веса стремится опуститься вниз до соприкосновения
с обрабатываемой деталью. Усилие, развиваемое авто-
матическим регулятором, должно при нормальном
режиме обработки равняться весу подвижной системы.
Необходимым условием нормальной работы таких
систем является уменьшение тягового усилия регуля-
тора при увеличении величины межэлектродного про-
межутка. Тогда под влиянием собственного веса по-
движная система будет опускаться до восстановления
прежней величины промежутка между электродами.
При уменьшении величины межэлектродного про-
межутка или случайном замыкании электродов
103
Конструктивные схемы и основные характеристики авто
Конструкция
регулятора
Принцип действия
Область
применения
tc
ffi
ffi
о
а
<1>
со
со
CQ
Соленой гулятор 1 i тый ре- п.. у 1 ? Электрод-инструмент 1 закреплен на ползуне 3, который под действием собственного веса стре- мится опуститься вниз по роликовым направ- ляющим 5. Тяговое уси- лие электромагнита 2 при установившемся ре- жиме обработки поддер- живает подвижную си- стему во взвешенном состоянии. Избыточный вес подвижной системы компенсируется проти- вовесом 4 Специализи- рованные и специальные электроэро- зионные стан- ки для обра- ботки деталей ,с небольшой глубиной про- шивки для средней энер- гии рабочих импульсов
Элект ческий «'В 3-^ 2^ t ро pei яинами- уулятор ^5 1 6 Электрод-инструмент 1 вместе с ползуном 3, скользящим вниз по на- правляющим качения 2, удерживается во взве- шенном состоянии под- вижной катушкой 4 с током. Катушка создает тяговое усилие, направ- ленное вверх, за счет взаимодействия^ с маг- нитным полем в зазоре электромагнита 5, воз- буждаемого неподвиж- ной катушкой 6 Электроэро- зионные стан- ки небольшой мощности 1
1 При необходимости горизонтального расположения следует
дополнительный заторможенный электродвигатель).
104
Таблица 23
магических регуляторов межэлектродного промежутка
Основные технические Характеристика
данные положительная отрицательная
Вес электрода- инструмента до 3 кг. Длина рабочего хо- да до 100 мм (с пе- риодической под- стройкой). Возмож- на работа до изоли- рованного упора 1. Простота конст- рукции 2. Быстродействие 1. Малый допускае- мый вес электрода (без противовеса); с противовесом воз- растает инерцион- ность 2. Изменение тяго- вого усилия солено- ида при погружении электрода-инстру- мента в обрабаты- ваемую деталь. Тре- буется непрерывная подстройка 3. Малый рабочий ход 4. Рабочее положе- ние вертикальное (или близкое к не- му)1 5. Требуется фикса- ция подвижной си- стемы при выключе- нии станка
Вес электрода- инструмента до 5 кг. Длина хода до 150 мм То же, что и в пп. 1 н 2 То же, что и в пп. 1 и 2, но в меньшей степени То же, что и в пп. 4 и 5
применять специальные устройства (пружины, блоки с грузом,
105
Конструкция
регулятора
Область
применения
Принцип действия
Реечный регуля-
тор с электродвига-
телем
w
сЗ
К
И
О)
3
о
Ш
оо
CQ
Электрод-инструмент 1
с ползуном 2, скользя-
щим вниз по роликовым
направляющим 3, под-
держивается во взве-
шенном состоянии с по-
мощью электродвигате-
ля 3 через реечную пе-
редачу 4
Электроэро-
зионные стан-
ки средней
мощности
w
го
Электродвигатель-
регулятор с винто-
вой подачей
Электрод-инструмент 1
с ползуном 2 на направ-
ляющих качения 3 пере-
мещается вверх и вниз
электродвигателем 4,
приводящим во враще-
ние винт 6 через редук-
тор 5. При использова-
нии специальных элект-
родвигателей-регулято-
ров (низкооборотных)
редуктор 5 может от-
сутствовать, что весьма
желательно, так как уст-
раняются люфты в пе-
редаче
Универсаль-
ные электро-
эрозионные
станки широ-
кого диапазо-
на мощности.
Используются
в большинстве
современных
электроэро-
зионных стан-
ков
106
Продолжение табл. 23
Основные технические данные Характеристика
положительная отрицательная
Вес электрода- инструмента до 10— 15 кг. Длина хода практически не ог- раничена 3. .Большая длина рабочего хода 4. Допускается зна- чительный вес элек- трода-инструмента 5. Возможна работа электродвигателя в реверсивном режиме 6. Требует довольно точного изготовле- ния зубчатых пере- дач То же, что и в пп. 4 и 5
Вес подвижной системы 20—50 кг н выше То же, что и в пп. 3 и 4 7. Значительная сложность конструк- ции 8. Для выбора люф- та в винтовой паре при горизонтальном расположении при- меняются специаль- ные устройства
107
Область
применения
Конструкция
регулятора
Принцип действия
стема
Электродвига-
тель-регулятор с
эксцентриковой по-
дачей электрода
Электрод-инструмент
вместе с ползуном 4 пе-
ремещается по направ-
ляющим качения 6 прн
помощи кулачка или экс-
центрика 3, приводимо-
го во вращение электро-
двигателем 1 через ре-
дуктор 2. Постоянный
контакт ползунка с по-
верхностью кулачка осу-
ществляется пружиной 5
Специализи-
рованные
электроэро-
знонные стан-
ки для обра-
ботки неглу-
боких отвер-
стий
к
а
о
Электродвига-
тель-регулятор с
роликовой подачей
электрода
Электрод-инструмент 6
(проволока или пруток)
с помощью роликов 4
и 7, приводимых во вра-
щение электродвигате-
лем 1 через редуктор 2
и зубчатые колеса 3,
подается через кондук-
тор 5 к поверхности об-
рабатываемой детали
Специали-
зированные
электроэрот
знойные стан-
ки для обра-
ботки отвер-
стий прово-
лочным элект-
родом
108
Продолжены табл. 23
Основные технические Характеристика
данные положительная отрицательная
Вес подвижной системы 1—3 кг, при . горизонталь- ном расположении ползуна может быть выше. Расположе- ние любое. Длина хода 15—50 мм 6. Высокая точнЬсть регулирования за счет изменения пере- даточного отношения в различные моменты обработки То же, что и в пп. 1, 3 и 6
Обычно приме- няется при малом диаметре проволоч- ного электрода (до 1,5—2 мм). Возмож- на подача ленточ- ного электрода и фасонного профи- ля. Расположение 7. Длина электрода и глубина подачи практически не огра- ничены То же, что и в пп. 6 и 7
любое
109
Конструкция
регулятора
Си-
стема
Дифференциаль-
ный регулятор
Регулятор с гид-
равлической пода-
чей
Принцип действия Область применения
Ползун 6 с помощью двух электродвигате- лей / и 3 через диффе- ренциал 2 и винтовую передачу 4 переме- щается вверх и вниз по направляющим каче- ния 5. Реверсирование н изменение скорости перемещения осущест- вляются изменением скорости одного или обоих электродвигате- лей Электроэро- зионные стан- ки для обра- ботки преци- зионных дета- лей при ис- пользовании разнообраз- ных генера- торов импуль- сов
С помощью шестерен- чатого насоса 2 масло из бака 1 через золот- никовый распредели- тель 4 одновременно на- гнетается в верхнюю и нижнюю полости гидро- цилиндра 6 и вытекает через дозирующие кра- ны 7 обратно в бак 1. При равном открытии отвер- стий золотниковым рас- пределителем, что имеет место при равенстве тя- гового усилия электро- магнита 3 и пружины 5, давление в обеих поло- стях гидроцилиндра оди- наково и поршень со штоком 8 неподвижен. Изменение тягового усилия электромагни- та 3 приводит к измене- нию проходного сечения отверстий в золотнике, появлению разности дав- лений в полостях гидро- цилиндра и перемеще- нию штока с электро- дом-инструментом Электроэро- зионные стан- ки большой мощности
ПО
Продолжение табл. 23
Основные технические Характеристика
данные положительная отрицательная
Вес подвижной системы 20—50 кг и выше. Длина хо- да практически не ограничена То же, что и в пп. 3 и 4 8. Отсутствие вред- ного влияния люф- тов во всей кинема- тической цепи редук- торов благодаря от- сутствию реверсиро- вания электродвига- телей для изменения направления переме- щения ползуна То же, что и в п. 7, но в большей сте- пени
Вес подвижной части практически не ограничен. Дли- на хода большая (400—500 мм). Рас- 'положение любое То же, что н в п. 3 9. Очень большой вес электрода-инст- румента 10. Отсутствие люфтов прн работе в любом положении Сложность и гро- моздкость системы Требуется высокая точность изготовле- ния гидроцилиндра н золотника Трудность осу- ществления надеж- ных уплотнений с малым трением
ill
Схемы непосредственного включе
Электрическая схема Тип и краткая электри- ческая характеристика Параметр регулирования
JL ст— Соленоидный двух- обмоточный. Обмотка 1 низкоомная секциони- рованная (малое число витков толстого про- вода). Обмотка 2 вы- сокоомная (большое число витков тонкого провода) Средний ток через меж- электродный промежуток
Соленоидный двух-
обмоточный. Обе об-
мотки высокоомные
(приблизительно оди-
наковые)
Соленоидный двух-
обмоточпый. Обе об-
мотки высокоомные.
Соотношение тяговых
усилий обмоток 1 н 2
1 : 2—I : 4
Падение на-
пряжения на
токоограии-
чивающем
сопротивле-
нии
Среднее на-
пряжение на
межэлект-
родном про-
межутке
1(2
Таблица 24
автоматических регуляторов
Принцип действия
Область применения
Регулирующее тяговое усилие соле-
ноида создается током, протекающим
по обмотке 2, включенной в зарядную
цепь рабочей емкости С. При измене-
нии режимов обработки (сопротивле-
ния Ri н соответственно среднего тока)
производится переключение витков об-
мотки 2 с помощью переключателя RR.
Избыточный вес подвижной системы н
изменение тягового усилия при пере-
мещении якоря соленоида компенси-
руются изменением тока через обмот-
ку I с помощью переменного сопро-
тивления
Простейшие элект-
роэрозионные станки с
малым диапазоном ре-
жимов и генератором
импульсов RC
Регулирующее тяговое усилие соле-
ноида создается током, протекающим
по обмотке /, за счет части падения
напряжения, снимаемого с токоограни-
чивающего сопротивления R\. При из-
менении режима обработки изменяют
положение движка на сопротивлении
R^. Компенсация избыточного веса под-
вижной системы и подстройка регу-
лятора во время обработки произво-
дятся сопротивлением R2
Несложные электро-
эрозионные станки с
генераторами импуль-
сов RC и RLC
Регулирующее тяговое усилие соле-
ноида создается обмоткой I, включен-
ной параллельно межэлектродному про-
межутку и преодолевающей тяговое
усилие обмотки 2, которая питается
от источника постоянного тока через
сопротивление R2. Тяговое усилие об-
мотки 2 должно быть больше веса под-
вижной системы на 25—40%. Компен-
сация изменения тягового усилия во
время обработки производится сопро-
тивлением R2
Электроэрозионные
станки с генераторами
импульсов RC, RLC и
СС
1(3
Электрическая схема
Тип и краткая электри- ческая характеристика Параметр регулирования
Электродинамиче- ский двухкатушечный. Обе катушки и обмот- ка возбуждения высо- коомные. Демпфиро- вание за счет алюми- ниевого каркаса ка- тушек Падение на- пряжения на токоограни- чивающем сопротивле- нии
Электродинамиче- Среднее на-
ский трехкатушечный. пряжение на
Все катушки высоко- межэлектрод-
омные. Демпфирова- ном проме-
ние за счет алюми- жутке и сред-
ниевого каркаса кату- нее значение
шек илн короткозамк- нутой обмотки тока
Компаундированный электродвигатель-ре- гулятор с малой ско- ростью вращения Падение на- пряжения на токоогранн- чивающем сопротивле- нии
Шунтовой электро-
двигатель-регулятор с
малой скоростью вра-
щения и малыми на-
пряжением и током
трогания
Среднее на-
пряжение на
межэлектрод-
ном проме-
жутке
314
П родолжение табл. 24
Принцип действия
Область применения
Регулирующее тяговое усилие со-
здается током в катушке 1 за счет
части падения напряжения, снимаемого
с токоограничнвающего сопротивле-
ния /?1. Сопротивлением /?2 за счет из-
менения тока в катушке 2 компенси-
руется избыточный вес подвижной си-
стемы. Магнитный поток создается
катушкой возбуждения 3
То же, но дополнительное регули-
рующее усилие создается катушкой 3
за счет ее подключения параллельно
межэлектродному промежутку, благо-
даря чему точность регулирования и
чувствительность регулятора увеличи-
ваются. Магнитный поток создается ка-
тушкой возбуждения 4
Якорь электродвигателя с сериесной
обмоткой возбуждения 1 включен па-
раллельно токоограничивающему со-
противлению R\ вместе с демпфирую-
щим сопротивлением R2. Якорь соз-
дает крутящий момент, поддерживаю-
щий подвижную систему в равновесном
состоянии. Компенсация избыточного
веса подвижной системы осуществляет-
ся регулированием тока в шунтовой
обмотке возбуждения 2 переменным
сопротивлением /?3
При изменении среднего напряже-
ния на межэлектродном промежутке
ток в якоре электродвигателя-регуля-
тора изменяет величину и направление,
тем самым перемещая подвижную си-
стему в требуемую сторону. Среднее
напряжение (напряжение реверса) уста-
навливается переменным сопротивле-
нием R-,
Электроэрозионные
станки с генераторами
импульсов RC и RLC
прн малых соотноше-
ниях L)R
Электроэрозионные
станки с генератором
импульсов RC
Электроэрозионные
станки с генератором
импульсов RC
Универсальные элект-
роэрозионные станки
с генератором импуль-
сов RC
115
Электрическая схема
Тип и краткая электри-
ческая характеристика
Параметр
регулирования
Шунтовой электро-
двигатель-регулятор с
малой скоростью вра-
щения и малыми на-
пряжением и током
трогания
Среднее на-
пряжение на
межэлектрод-
ном проме-
жутке
Шунтовой электро-
двигатель, номиналь-
ная скорость 2500—
3500 об/мин.
То же
То же
Падение на-
пряжения иа
токоограни-
чивающем
сопротивле-
нии и сред-
нее напряже-
ние на меж-
электродном
промежутке
продуктами эрозии тяговое усилие, регулятора увели-
чивается и подвижная система поднимается, ликви-
дируя короткое замыкание.
Автоматические регуляторы жесткой системы ха-
рактеризуются тем, что' подвижная система не может
свободно перемещаться под действием тяжести, а пе-
редвигается принудительно как в направлении пОдачи
(сближение электродов), так и в направлений отвода.
116
Продолжение табл. 24
Принцип действия
Область применения
При йзменении среднего напряжения
на межэлектродном промежутке ток
в якоре электродвигателя-регулятора
изменяет величину и направление, тем
самым перемещая подвижную систему
в требуемую сторону. Среднее напря-
жение (напряжение реверса) устанав-
ливается переменным сопротивле-
нием но при использовании схем
генераторов, в которых отсутствует
источник питания постоянного напря-
жения (например, СС), переменное со-
противление /?2 питается от отдель-
ного источника
Якоря Я1 и Я-, обоих электродвига-
телей вращаются с одинаковой ско-
ростью. Нарушение режима обработки
вызывает изменение скорости Яъ вклю-
ченного параллельно межэлектродному
промежутку, и вращение выходного ва-
ла дифференциала. Среднее напряжение
устанавливается - переменным сопро-
тивлением /?2> изменяющим скорость^
То же, но на якорь Яч поступает на-
пряжение с части токоограничиваю-
щего сопротивления R-p, изменение
скорости вращения Яч суммируется
с обратным по знаку изменением
скорости на выходном валу диф-
ференциала, тем самым увеличивая
чувствительность регулятора. Установ-
ка среднего напряжения осущест-
вляется переменным сопротивлением R%
Электроэрозионные
станки с генераторами
импульсов RC, RLC
и СС
Электроэрознонные
станки повышенной
точности с генерато-
рами импульсов RC,
RLC и СС
Электроэрознонные
станки повышенной
точности с генерато-
ром импульсов RC
Регуляторы такой системы свободны от большинства
недостатков регуляторов взвешенной системы. Но они
более сложны и требуют тщательного изготовления,
так как. в подвижной системе недопустимы мертвые
ходы, которые приводят к неустойчивой работе регу-
лятора. Конструктивные схемы наиболее распростра-
ненных регуляторов й их основные данные приведены
в табл. 23.
' 1(7
Характеристики некоторых типов усилителей
Характеристика Типы
электронные ионные
Питание, род то- ка, напряжение, в Постоянный (реже переменный), 200— 350 Переменный, 150— 300.
Структура схемы Одно-, реже двух- каскадные Однокаскадные обычно со . схемой управления на элек- тронных лампах
Входные данные оконечного каска- да: параметр ре- гулирования значение (на- пряжения, то- ка, фазы) Напряжение (на по- стоянном токе) Фазовое управле- ние (на переменном токе) 10—100 в Фаза поджига 0—90° при управ- лении постоянным напряжением, 0—180° от фазовращателя
Выходные данные: род тока ток, а напряжение, в мощность, вт Постоянный (реже переменный) 0,1—0,5 100—200 10—100 Постоянный 0,5—2,5 100—200 50—500
Стабильность рабочей точки Высокая Удовлетворитель- ная (при чисто фа- зовом управлении, высокая) Л,
118
Таблица 25
для регуляторов электроэрозионных станков
усилителей
транзисторные тиристорные магнитные электрома'шинные
Постоянный (реже перемен- ный), 24—40 Переменный, • до 200 Переменный Механический привод
Многокаскад- ные. Иногда с преобразов а- нием парамет- ров регулиро- вания Однокаскадные со схемой управления на транзисторах Одно-, двухка- скадные. Иног- да с предвари- тельным тран- зисторным усилителем Однокаскад- ные. Иногда с предвари- тельным уси- лителем (элек- тронным или транзистор- ным)
Ток (при пре- образовании — фаза управле- ния, длитель- ность импуль- сов и др.) Фаза -отпира- ния' Ток Ток
0,2—0,5 а 0—180° 0,05—0,2 а —
Постоянный (реже перемен- ный) 2—10 12—40 25—400 Постоянный 5—20 100—200 100—1000 Переменный До 500 Постоянный До 500
Низкая (при фазовом и вре- менном управ- лении удов- летворитель- ная) Удовлетвори- тельная Удовлетвори- тельная Удовлетвори- тельная
•119
Характеристика Тилы
электронные ионные
Срок службы (без смены эле- ментов) Небольшой (400— 800 час.) Небольшой (200— 500 час.)
Надежность Удовлетворитель- ная Удовлетворитель- ная
Применение Электроэрозион- ные станки с рела- ксационньши гене- раторами импульсов при режимах малой мощности, а также с генераторами ко- ротких импульсов с большой скважно- стью. Предваритель- ное усиление для магнитных и элек- тромашинных усили- телей Электроэрозион- ные станки средней и большой мощности с генераторами ко- ротких импульсов с большой скважностью
Целесообразно применять во всех лам- повых и тиратронныхгенераторах с целью унификации элементов и для облегчения обслуживания и ремонта
6. Схемы включения регуляторов
, В зависимости от типа автоматического регулятора
и генератора импульсов электроэрозионного станка
выбирается та или иная схема включения регулятора.
Можно выделить схемы с непосредственным включе-
нием регулятора и с преобразованием и усилением.
Схемами непосредственного включения регулятора
считаются такие, в которых вся энергия, необходимая
для приведения регулятора в действие, черпается из
рабочей цепи генератора импульсов. .Благодаря своей
120
Продолжение табл. 25
—— усилителей
транзисторные тиристорные магнитные электромашинные
Большой (де- сятки тыс. час.) Большой (де- сятки тыс. час.) Неограничен Большой (де- сятки тыс. час.), требует обслу- живания
Удовлетвори- тельная — Очень высокая Высокая
Электроэрозионные станки с машинными транзисторными и тиристорными генераторами импульсов Электроэрозионные станки большой мощности с машин- ными или статическими гене- раторами импульсов с малой скважностью
Предваритель- ные усилители для окончатель- ного магнит- ного- усиления и усилителя на тиристорах •
Наиболее целесообразно применять во всех транзи- сторных и тиристорных ге- нераторах с целью унифика- ции элементов и облегчения обслуживания и ремонта
простоте и надежности эти схемы получили наиболь-
шее распространение.
Основные схемы непосредственного включения ре-
гуляторов приведены в табл. 24.
Схемы включения регуляторов с преобразованием
и усилением используются в тех случаях, когда непо-
средственное включение регулятора в схему генера-
тора импульсов электроэрозионного станка оказы-
вается по каким-либо причинам неосуществимым. Наи-
более часто это бывает при работе станка на весьма
тонких режимах, когда мощность генератора ничтожна
121
Структурные схемы и основные характеристики усилителей
Наименование и электрическая
схема
Принцип действия
Управляющее напряже-
ние ±Ди, подаваемое на
сопротивление /?ь вызы-'
вает появление перемен-
ного напряжения на выхо-
де трансформатора Тр2,
образующего вместе с
трансформатором Tpi и
диодами В схему модуля-
тора. Это напряжение, со-
ответствующее по фазе и
амплитуде знаку и вели-
чине Ди, усиливается пред-
варительным усилителем У
и поступает через транс-
форматор Тр3 на двухтакт-
ный усилитель (лампы ./7| и
Л2 с катодным смещением
/?2С[). С выходного транс-
форматора Tpi ток посту-
пает на обмотку II двух-
фазного двигателя Д, об-
мотка I которого питается
от ypi через фазосдвигаю-
щий конденсатор С2, и вы-
зывает вращение его яко-
ря в соответствующую
сторону со скоростью, за-
висящей от величины Ди.
Цепь обратной связи р
позволяет легко изменять
характеристику регули-
рования
122
Таблица 26
' автоматических регуляторов межэлектродного промежутка
Типы применяемых приборов Основные данные Характеристика
входные оконеч- ного каскада выход- ные (макси- мальные) усиление или крутизна
напря- жение', в | V *яох
6ПЗСХ2 6П7СХ2 6П18ПХ2 6П20Сх2 ±10 в Мощ- ность 15—30 вт Опреде- ляется про- межуточ- ным уси- лением Большая гибкость характеристики ре- гулирования и вы- сокая чувствитель- ность. Значительная сложность схемы, большое число уси- лительных ламп и невысокий к. п.д.
6П27СХ2 6П36СХ2 ±10 в Мощ- ность 20—50 вт t-
/
. 1-23
Наименование и элбктрическая
схема
Принцип действия
Ламповая мостовая с выхо-
на постоянном токе
Ламповая с компенсацией
начального тока
Управляющее.напряжение
подаваемое между управляющи-
ми сетками ламп Л\ и Л2, изме-
няет начальные токи этих ламп.
Начальные токи определяются со-
противлением смещения и
уравниваются переменными со-
противлениями /у и /?,. к движ-
кам которых присоединены через
сопротивления Rt и А?3 сетки
ламп. Падения напряжения на со-
противлениях нагрузки /у и R2
изменяются, и через якорь элект-
родвигателя Я и демпфирующее
сопротивление R3 протекает ток,
направление и величина которого
соответствуют знаку н величине
Ди. Этот ток вызывает вращение
якоря в требуемую для регули-
рования промежутка сторону
Управляющее напряжение
Z7cp± Ди поступает на вход усилн-,
теля через фильтр RiCy Напря-
жение выпрямителя Вц снимае-
мое с движка сопротивления R2,
компенсирует часть (Jcp и посту-;;
пает через цепь /?3С2 на сетку'
лампы Л1, обеспечивая выбор ра-
бочей точки на ее характеристи-J
ке. Изменение напряжения на;
сетке (от'уДи) вызывает колеба-!
ння тока лампы Л}, питаемой че-i
рез выпрямитель В2, и соответст-;
венно начального тока через*
якорь электродвигателя Я- Ком- з
пенсация начального тока через\
якорь Я осуществляется от вы-;
прямителя В3 через сопротивле-
ния /?3 и Rt. При изменениях уп-
равляющего напряжения (/ср±Д«(
якорь Я будет вращаться в соот-'
ветствующую сторону со скоро-
стью, зависящей от величины Ди.
124
Продолжение табл. 26
Типы применяемых приборов Основные данные Характеристика
входные оконеч- ного каскада выход- ные (макси- мальные) усиление или крутизна
напря- жение, в ток, а
6Н5С и 6Н13С (оба триода) ±20 в 150 0,2 3—6 ма/в Относительная простота схемы, хо- рошая чувствитель- ность. Небольшая мощность и низкий к. и. д.
6С19Пх2и 6С41СХ2 ±20 в 180 0,3 15—25 ма’в
6С18Сх2и 6СЗЗСХ2 ± 10 в 120 0,8 20—45 ма;в
6Н5С и 6Н13С (оба триода) ±20 в 150 0,3 5—8 мае Удовлетворитель- ная чувствитель- ность и малое коли- чество ламп. Низкий к. п. д. Требует слож- ного трансформато-
6С19П ±20 в 150 0,1 3—5 лав ра питания и не- скольких выпрями- телей
6С18С и «6СЗЗС ±10 в 120 0,6 15—30 Male
125'
Наименование и электрическая
схема
Принцип действия
Транзисторная мостовая на пе-
ременном токе
На коллекторы транзи-
сторов Г; и 'Л подается
переменное напряжение
от обмотки I! через со-
противления нагрузки А?3
и /?4. Однако транзисто-
ры Ti и 7’., находятся почти
в непроводящем состоя-
нии благодаря подаче на
их базу положительных
полуволн напряжения от
обмотки / трансформато-
ра Tpi через диод Д и
переменные сопротивле-
ния /?5 и При появле-
нии управляющего напря-
жения + Ди (подается с ка-
скадов предварительного
усиления) один из тран-
зисторов полностью запи-
рается, а через второй во
время отрицательных по-
луволн напряжения источ-
ника питания начинают
проходить импульсы тока.
Через якорь Д, шунтиро-
ванный большой емкостью
для сглаживания пульса-
ций тока, и демпфирую-
щее сопротивление /?3 по-
является ток, направле-
ние и значение которого
соответствуют знаку и ве-
личине Ди
126
Продолжение табл. 26
Типы применяемых приборов Основные данные Характеристика
входные окоиеч- нрго каскада выход- ные (макси- мальные) усиление или крутизна
напря- жение, в ток, а
П201, П202, - П203 П213, П214 — 15—25 0,4 — Простота схемы и источника питания. Требует значитель- ного управляюще- го тока. Возможны пульсации якоря электродвигателя- регулятора при пи- тании от сети 50 гц
П216, П217 — 30—50 1,5 —
П209, П210, П210А — 30—50 4 —
П207, П208 — 30—50 6 —
' 127
Наименование н электрическая * схема Принцип действия
Транзисторная мостовая с выхо-
дом на постоянном токе
*Ли
Управляющее напряже-
ние ±Ди (подается обыч-
но с каскадов предвари-
тельного усиления на
транзисторах) вызывает
изменение токов баз тран-
зисторов Т\ и Т2, опреде-
ляемых величинами со-
противлений /?ь /?2, /?3, ki
и управляемых передви-
жением ползунка на
Сопротивления А1,, /?3 и
совместно с диодами В;
—В4 при больших значе-
ниях Ди защищают р—п-
переход (эмиттер—база)
от перегрузки большими
токами и пробоя (при по-
ложительной полярности
Ди). При наличии пред-
варительного каскада уси-
ления эти элементы сле-
дует перенести на его
вход. Изменение падений
напряжений на сопротив-
лениях Аг и А1-, включен-
ных в цепи коллекторов,
приводит к появлению че-
рез якорь Я и демпфи-
рующее сопротивление А)-,
тока, величина и напра-
вление которого соответ-
ствуют значению и знаку
Ди. Шунтовая обмотка воз-
буждения Ш питается от
общего источника через
сопротивление
(28
Продолжение табл. 26
Типы применяемых приборов Основные данные Характеристика
входные оконеч- ного каскада выходные (макси- мальные) усиление или крутизна
напря- жение, в ток, а :
П213, П214 П201. П202, П203 0,04 а 20—30 0,6 15-20 Простота схемы, значительный вы- ходной ток. Невы- сокий к. п. д., малая стабильность рабо- чей точки усилите- ля. Необходимость в значительном уп- равляющем токе (при низком напря- жении). Не согла- суется с выходными параметрами регу- лирования большин- ства схем генера- торов. Требует обыч- но промежуточного усилителя тока
П216, П217 0,015— 0,5 а 35—60 2 4—15
П209, П210, П210А 0,5 а 40—60 5 10
П207, П208 0,8 а 40—60 8 10
5 Зак. № 289
129
Наименование и электрическая
схема
Принцип действия
Транзисторная в режиме пере- '
ключения
Управляющее напряжение |
£7ср±Ди, ограниченное в сво-
их изменениях пределами 2—
12 в с помощью диодов Bi и В2,
которые присоединены к со-
ответствующим потенциалам
на сопротивлений /?b посту-
пает на базу эмиттерного по-
вторителя на транзисторе Т3.
В моменты отпирйния 7’3 не-
симметричным (1:: 7) мульти-
вибратором (работает на ча-
стоте около 300 гц) на транзи-
сторах 7\ и Г2 емкость С3
заряжается до поступающего
на базу Т-. напряжения
(—2н----12 в). Время разряд-
ки емкости С3 через сопроти-
вление R<: до момента отпира-
ния транзистора Т.< зависит от
напряжения зарядки и изме-
няется от !/6 до S/G периода.
С коллекторной цепи транзи-
стора 1\ на усилительный кас-
кад (транзистор Г5) снимаются
импульсы тока, длительность
которых зависит от значения
управляющего напряжения.
Со вторичных обмоток транс-
форматора Тр через огра-
ничивающие сопротивления
А1 Г1—на базы усилитель-
ных триодов Те, Т9 и Т-, Та по-
даются импульсы тока, вызы-
вающие их отпирание на со-
ответствующие доли периода.
Разностный ток протекает че-
рез якорь fl, шунтированный
емкостью С5, и вызывает его
вращение. Включенные пос-
ледовательно с якорем токоог-
раничивающее и демпфи-
рующее /?1з сопротивления по-
зволяют регулировать крутя-
щий момент электродвигателя
130
Продолжение табл. 26
Типы применяемых приборов Основные данные Характеристика
входные оконеч- ного каскада выходные (макси- мальные) напря- жение, g в | н усиление или крутизна
П202, П203 Вход схемы —7 Т5 в 2 ма 1 20—25 0,8 — Высокие чувстви- тельность и к. п. д. Малый управляю- щий ток. Большая выходная мощность. Стабильность рабо- ты. Сложность схе- мы, большое количе- ство транзисторов
П216, П217 30—50 4 —
П209, П210 30—50 10 —
9*
131
Схемы выделения импульсных токоз и напряжений из целей
Схемы и обозначения
\NJ4 $
к.Л-2
/тА
Генераторы RC, RLC
(с малым L/R), RCR
Z 'Zijy
Е—напряжение источника питания; R3— токоограпичиваю-
щее сопротивление; С накопительная емкость; /?р— сопротив-
ление в разрядной цепи; МЭ—межэлектродный промежуток;
ТТ—трансформатор тока; 7?н — сопротивление нагрузки транс-
форматора тока; /7; и 773— переменные сопротивления; Упр—
пробивное напряжение межэлектродного промежутка; /макс — ам-
плитуда тока разрядки; п— коэффициент трансформации ТТ
JU-X 6
JV-T;,,-?
Генераторы коротких им-
пульсов на высоком напряже-
нии с импульсным трансфор-
матором
Л__Л_ д
ГИ—генератор импульсов; ИТ—импульсный трансформа-
тор; Л1Э — межэлектродный промежуток; ТТ—трансформатор
тока; п — коэффициент трансформации ТТ; RH — сопротивление
нагрузки трансформатора тока; R,3— безындуктивпый шунт;
Умакс—амплитуда напряжения при холостом ходе; У„нп—ампли-
туда напряжения при коротком замыкании; Ураб— амплитуда на-
пряжения при нормальном режиме обработки; /макс—амплитуда
тока
132
Таблица 27
генератора импульсов для управления регулятором
Характеристика импульса (рабочий режим)
точки схемы форма импульса амплитуда характеристика
2—4 1 Е Падение напряжения- на токо- ограничивающем сопротивлении
О Е К Тод зарядки конденсатора ,
4—5 2 -и„р . Падение напряжения на сопро- тивлении в цепи разрядки
1 1 3 1 q Напряжение на межэлектрод- ном промежутке
7—1 4 • ulip То же, но с изменением по- стоянной составляющей
10—12 11—12 5. Aiaxc^n .. Напряжение, пропорциональ- ное току разрядки
п
6 htbKC~ D Ток разрядки
13 Лиа kc ~ n Ток, пропорциональный току разрядки
2—1 б &макс &мин Падение напряжения, между электродами
3—5 7 /максун ~ n Напряжение, близкое по форме - к импульсам тока через меж- электродный промежуток
б Лиакс ~ n
3—4 8 Лиакс^н ~ /2 0 То же, регулируемое
7—8 9 /максЛи Напряжение,, пропорциональ- ное импульсному току через про- межуток
133
Выделение параметров регулирования
Схемы преобразования н принцип действия -
I—однозвенный фильтр RC
I
/?ф— сопротивление фильтра; Сф— емкость фильтра; ивх—
входное напряжение;. ивых— выходное напряжение; Т—период
повторения импульсов; трег — постоянная времени регулирования;
ти— длительность импульса тока; /?вх. и — входное сопротивление
усилителя напряжения;/?вх.;— входное сопротивление усилителя
тока. При колебании напряжения на входе фильтра ивх с перио-
дом следования импульсов Т напряжение на конденсаторе Сф,
равное ивых, не будет мгновенно следовать за этими колебаниями,
так как для изменения напряжения на конденсаторе необходимо
перетекание некоторого количества электричества Д<7=СфДи. Если
выбрать /?фСф > Т, то за каждый период колебания напряжения
на входе напряжение на емкости не успеет существенно изме-
ниться и будет оставаться примерноравным среднему значению ивх.
При нарушениях режима обработки (сравнительно медленных)
на выходе фильтра появляются изменения напряжения, исполь-
зуемые для регулирования межэлектродного промежутка.
Соотношения для напряжения:
(3 — <5) Т' < /?фСф трег
/?Ф R’,
R-qx. и~ (5-г-10)
Соотношения для тока:
(3 — 5)Т<ИфСф< трег
/?ф
Rbx. i— (5 -i- 10) А?ф
# В
Imokc
Амплитудные
' детекторы
(II— положитель-
ных, III — отрица-
тельных амплитуд
импульсов)
В—вентиль (диод электронный или полупроводниковый);
С—зарядная емкость; /?вх. и—входное сопротивление усилителя
напряжения; Rm.t— входное сопротивление усилителя тока;
/макс-S — амплитуда тока через вентиль; Т—период повторения
импульсов; трег — постоянная времени регулирования; ти — дли-
тельности положительной или' отрицательной части импульса;
±Смакс амплитуда положительной или отрицательной части
импульса.
134
Таблица 28
из импульсных напряжения и тока
Параметры регулиров аиия Подклю- чено к точкам Холостой ход Работа Короткое замыкание
Управляющее напряжение, пропорциональное изменению сред- него значения тока зарядки накопительной емкости Табл. 27, рис. 1, 2— 4 0 ОДЕ Е
Колебание сред- него значения напряжения на межэлектродном промежутке 7—9 8—9 7—1 ы м 1 щ -1- -1- О о ОДЕ (0 -=-0,5) Е 0.5Е-:—ОДЕ 0 0 — Е-=-0
Управляющий ток, пропорциональ- ный колебанию среднего значения импульсного тока. Применение затруднено из-за немонотонности в рабочем диапазоне 10—12 11—12 0 0 /максун п q Ддакс^н п 0 0
Амплитудное значение напряжения положительной или отрицатель- ной части Табл. 27, рис. 2, 1—2 (11) Uмакс ^раб £41 ин
импульса напряжения на межэлектрод- ном промежутке Схема [II используется при обратной полярности импульсного напряжения
135
Схемы преобразования и принцип действия
Принцип действия: при подведении на вход амплитудных де-
текторов импульсного напряжения конденсатор С быстро заря-
жается током 7макс через малое сопротивление вентиля (в момент
действия части импульса соответствующей полярности) почти до
амплитудного значения напряжения (+Цмакс или —6’ма](с). Если
RmC~^>T\ а прямое сопротивление вентиля значительно меньше /?вх,
то напряжение на емкости будет оставаться примерно равным
амплитудному. Разрядка конденсатора через источник напряже-
ния в отсутствие импульса предотвращается односторонней про-
водимостью вентиля В.
Соотношения:
(3 5) Т < RB\C <
R&X ЯЦ>
, 1 г о Смаке т
—bo р * _
'<вх 41
С'обр ВД | t/макс I
и поэтому недостаточна для обеспечения устойчивой
работы регулятора. В этих случаях применяют схемы
с промежуточным усилением, которые отбирают от
рабочей цепи генератора ничтожную мощность, ис-
пользуемую лишь для управления электрическим уси-
лителем автоматического регулятора.
Иногда форма импульсов оказывается неудобной
(очень короткие импульсы, малая постоянная состав-
ляющая) для непосредственного питания якоря элект-
родвигателя-регулятора. В этих случаях приходится
применять их преобразование. В некоторых схемах
преобразование импульсов применяется одновременно
с их усилением.
Схемы усиления могут быть выполнены на элект-
ронных и ионных приборах, полупроводниковых при-
борах (транзисторах, тиристорах), магнитных или
электромашинных усилителях и др. В настоящее
время наиболее широкое распространение получили
усилители на электронных лампах и магнитных уси-
лителях. Остальные схемы применяются значительно
реже.
В табл. 25 приведены характеристики некоторых
типов усилителей применительно.к их использованию
136
Продолжение табл. 28
Параметры регулирования Подклю- чено к точкам Холостой ход Работа Короткое замыкание
Амплитудное значение напряжения положительной или отрицатель- ной части импульса, снимаемого с или /?„ 3—5 (11) 3-4 (11) 7—8 (11) 0 0 0 — Ллакс-^н п Л18КС^Н q п ^макс^ш
Схема Ш используется при обратной полярности рабочих импульсов
для регуляторов электроэрозионных станков. Следует
учесть, что в таблице приведены лишь средние вели-
чины для наиболее простых схем. Увеличением числа
каскадов, применением предварительного усиления,
комбинированием различных типов каскадов и т. д.
можно добиться изменения общей характеристики
усилителя практически в любых пределах, требуемых
для работы регулятора.
Некоторые структурные 'схемы и основные харак-
теристики усилителей для регуляторов электроэрози-
онных станков приведены в табл. 26.
Схемы выделения импульсного напряжения и тока,
а также схемы их дальнейшего преобразования с це-
лью управления усилительными каскадами даны
в табл. 27 й 28.
Глава IV
ТЕХНОЛОГИЯ
ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ
Электроэрозионная обработка металлов откры-
вает широкие возможности для осуществления ряда
технологических процессов обработки различных де-
талей из твердых сплавов, закаленных сталей и дру-
гих материалов, плохо поддающихся обработке реза-
нием. Ряд технологических процессов, осуществляе-
мых с помощью электроэрозионного метода обра-
ботки (плоское и круглое шлифование, разрезание,
расточка отверстий и др.), по метод^ формообразова-
ния сходны с аналогичными операциями, осуществляе-
мыми на металлорежущих -станках. Другие процессы,
например прошивание отверстий в сплошном металле,
изготовление фасонных полостей, вырезание сложно-
профилированных плоских деталей и ряд других про-
цессов, не имеют прямых аналогов в обработке метал-
лов резанием и стали возможными лишь благодаря
специфическим свойствам электроэрозионного метода
обработки металлов.
При электроэрозионной обработке объемное фор-
мообразование может быть осуществлено различными
способами.
1. Путем взаимного перемещения заго-
товки и электрода - инструмента по
определенному закону. При этом точность
формы получаемой детали определяется точностью
138
кинематики станка и некомпенсируемым износом
электрода-инструмента во время обработки детали.
Этот способ формообразования по кинематике пере-
мещения сходен с рядом процессов механической об-
работки. Но съем металла с заготовки осуществляется
не за счет взаимного перемещения электрода-инстру-
мента и обрабатываемой детали под влиянием сило-
вого их взаимодействия, а за счет эрозии удаляемого
металла под действием подводимых импульсов элект-
рической энергии.
2. Копирование формы электрода-ин-
струмента, представляющего обратное
отображение формы детали. Обработка
происходит при поступательном движении электрода-
инструмента, внедряющегося в заготовку по мере
удаления металла под воздействием импульсов элек-
трической энергии. Точность формы получаемой дета-
ли зависит в основном от точности изготовления элек-
трода-инструмента и его износа.
3. Комбинированные методы (сочетают
оба способа формообразования). Осуществляя взаим-
ное перемещение фасонного инструмента и заготовки
по определенному закону, можно получать изделие
весьма сложной формы. Этот метод формообразова-
ния технологичен, но требует довольно сложного обо-
рудования и электродов-инструментов.
Наибольшее распространение получил второй
способ формообразования; операции, выполняемые
с его помощью, называют копировально-прошивоч-
ными.
При формообразовании перечисленными способами
между поверхностями электрода-инструмента и обра-
батываемой детали всегда имеется зазор (межэлект-
родный промежуток), величину которого следует учи-
тывать при расчете формы электрода-инструмента и
кинематики взаимного перемещения.
Примеры некоторых характерных технологических
операций, получивших промышленное применение и
осуществляемых с помощью электроэрозионной обра-
ботки, приведены в табл. 29.
• 139
Примеры некоторых технологических процессов,
обработки
Схема и наименование процесса
Примерная область
(фамснеиия
Прошивание круглых
отверстий сплошным
электродом-инструмен-
том
Одна из наиболее ;
широко применяе-j
мых операций в ма-
шиностроении, при-
боростроении, инст-
рументальном произ-
водстве и при ре-
монтных работах
Прошивание
отверстий
сложного профиля
сплошным
электродом-
инструментом
Изготовление мат-
риц штампов, обра-
ботка элементов поло-
стей прессформ
Одновременное проши-
вание нескольких
отверстий сложного
профиля сплошным
многоэлектродным
инструментом
Изготовление мат-
риц штампов, деталей
приборов и инстру-
мента, масок для на-
пыления металла и
изоляционных соста-
вов, трафаретов и
т. д.
140
Таблица 29
встречающихся в практике размерной электроэрозионной
металлов
[ Применяющееся оборудование, модель станка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
I 57, 157, 183 Латунь, медь, при об- работке твердого спла- ва чугун Сечение отверстий 0,8 мм'2 до 100 мм2
257, 4В721 То же Обработка малогаба- ритных деталей, сечение отверстий до 25 мм2
4723, 4Б722 Медь, графитовые ма- териалы Предварительная об- работка стали при вы- сокой производительно- сти
57, 157, 183 Латунь, медь, при об- работке твердого спла- ва чугун Обработка твердых сплавов на средних ц доводочных режимах
257, 4В721 То же То же
4723, 4Б722 , Медь, графитовые материалы Обработка стали на средних режимах
183, 57, 157, 4В721, 257 Латунь, медь, прессо- ванный материал на основе меди, при обра- ботке твердого сплава То же
- чугун i
141
Схема и наименование процесса Примерная область применения
Прошивание сложного профильного отверстия Обработка рабочих отверстий твердо- сплавных фильер Обработка полос- тей прессформ
Прошивание
узких щелей
Изготовление филь-
тров, барбатеров,
дренажных труб, де-
талей дизельной топ-
ливной аппаратуры,
изготовление сит, ре-
шеток, масок для на-
пыления металла и
изоляционных соста-
вов
Прорезание узких
щелей
Разрезание цанг
142
Продолжение табл. 29
Применяющееся оборудов ание, модель станка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
83, 57, 157, 257, 4В721 Чугун, прессованные материалы на. основе медн, медь Сборный электрод- инструмент или обра- ботка участков отвер- стия отдельными элект- родами-инструментами
183, 257, 57, 157 Латунь, хромистая медь Наименьшая ширина щели при глубине до 2 мм — 0,05 мм
183, 57, 257, 157, 4В721 То же Наименьшая ширина щели 0,2 мм
- 183, 57, 257, 157, 4В721 То же То же
•143
Примерная область
применения
~ Схема и наименование процесса
Одновре-
менное
прошивание
узких
щелей
много-
электрод-
ным
инструмен-
том
Разрезание цанг
0,02
□□□□
□□□□□
□□□□□
□□□□□
□□□□□
Прошива-
ние мелких
сеток
Изготовление де-
талей радиоэлектрон-
ных устройств
Получение
неглубоких
полостей
Гравирование над-
писей в полостях
прессформ, изготов-
ление чеканочных
штампов, гравирова-
ние мелких деталей
Получение
полостей
различной
формы
Обработка полостей
прессформ в трудно-
доступных местах
144
Продолжение табл. 29
Применяющееся оборудование, модель станка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
57, 257 со специаль- ным генерато- ром импульсов Вольфрам, пропитан- ный медью, твердый сплав ВК20, ВКЗО Наименьшая ширина щели 0,02 мм при глу- бине 1 ММ
57М, ‘257 со специаль- ным генерато- ром импульсов Латунь, медь, твер- дый сплав ВК20, вольф- рам, пропитанный ме- дью, прессованные ма- териалы па основе меди Наименьшая ширина перемычки 0,02 мм. Электроды-инструмен- ты для сеток высокой прозрачности изготов- ляются фрезерованием, густые— на электро- эрозионных станках „Электром-15“, 4531
- 183, 4В721, специальные станки Латунь, медь, алюми- ний, прессованные ма- териалы на основе меди, типографский сплав Электроды-инстру- менты изготовляются прессованием, металли- зацией, напылением, шрифтолитейным спо- собом
. 183, 57, 157, ' 4В721 Латунь, медь, прессо- ванные материалы на основе меди Электроды-инстру- менты изготовляются выдавливанием из алю- миния на гидропрессах, из меди гальваноплас- тикой
145
Примерная область
применения
Схема и наименование процесса
Трепанация
Вырезание из за-
каленной стали и
твердых сплавов
деталей приборов
Изготовление па-
нелей для приборов
из листового металла
Изготовление рас-
пылителей топлива
дизельных двигате-
лей, получение от-
верстий для отвода
воздуха в прессфор-
мах для литья пласт-
масс
Прошивание малых отверстий
146
Продолжение табл. 29'
Применяющееся оборудование, модель станка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
18, 18М2, 183, 57М, 157 Латунь, медь Электроды-инстру- менты изготовляются из листового металла. При- нудительный проток жидкости через эро- зионный промежуток
18, 18М2, 183, 4А722 То же То же Применяется при мел- косерийном производ- стве, когда изготовле- ние крупных вырубных штампов нецелесооб- разно -
а) 34М2.159 б) 150, 157, 257 / Проволока латунная Диапазон диаметров отверстий 0,15—1,0 мм
10*
147
Примерная область 1
применения 1
Схема и наименование процесса
Прошивание
малых и
микроотвер-
стий
Изготовление пре-
цизионных деталей
Изготовление де-
талей с особо малыми
отверстиями
Изготовление спе-
циальных распылите-
лей топлива дизель-
ных двигателей. Из-
готовление деталей
приборов
Детали машин . из
труднообрабатывае-
мых сплавов
148
Продолжение табл. 29
Применяющееся оборудование, модель станка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
. а) 150 б) 200 Проволока латунная Проволока вольфра- мовая Диапазон диаметров отверстий 0,1—0,4 мм, точность по координатам 0,003 мм, по диаметру 0,003 мм 0,03—0,1 мм
34М2 Лента бронзовая, ла- тунная Диапазон размеров щелей: ширина 0,02— 0,5 мм, длина 0,2—5 мм
i Специальная приставка к копироваль- но-прошивоч- ным станкам Латунь, медь Нагнетание рабочей жидкости через трубча- тый электрод-инстру- мент
149
Примерная область
применения
Схема и наименование процесса
Получение
глубоких
отверстий
Изготовление де-
талей инструмента и
приборов из трудно-
обрабатываемых ме-
таллов, сплавов и то-
копроводящей кера-
мики
Получение
отверстий
с уменьшенной
конусностью
То же
Получение
поперечных
отверстий
иа большой
глубине
Соединительные
каналы для воды, воз-
духа и масла
150
Продолжение табл. 29
Применяющееся оборудование, модель стайка Рекомендуемый материал электрода-ииструмента Характеристика процесса
18, 18М2, 183 Латунь, медь, прессо- ванные материалы. При обработке твердых сплавов чугун Нагнетание рабочей жидкости через трубча- тый электрод-инстру- мент
18, 18М2, 183, 157 То же Нагнетание рабочей жидкости производится извне через специаль- ный коллектор
185, 4Б722, 4723 Медь, графит Электрод-инструмент вынесен при помощи коромысла или крон- штейна
151
Примерная область
’применения
Схема и наименование процесса
Изготовление
твердосплавных
фильер
Изготовление де-
талей машин и при-
боров из труднообра-
батываемых материа-
лов
Изготовление куз-
нечных штампов
Получение глухих полостей с нагнетанием
жидкости
152
Продолжение табл. 29
Применяющееся оборудование, модель станка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
183с электроде- вращателем Чугун Нагнетание рабочей жидкости через опорной кольцо .
183, 57М, 157, 257, 4В721 Латунь, медь, прессо- ванные материалы. При обработке твердых сплавов чугун Калибровка произво- дится на доводочных ре- жимах для получения большей точности и чи- стоты поверхности и уменьшения конусности
183, 44 Латунь, медь. Метал- лизация напылением, прессованные элект- роды Остающиеся выступы удаляются чистовым электродом - инструмен- том последующей обра- боткой
4Б722, 4723 Медь, графит
153
Примерная область
применения
Схемами наименование процесса
Получение
глухих поло-
стей и
отверстий
Изготовление дета-
лей машин и инстру-
мента
Нарезание
резьбы
в отвер-
стиях
к
Получение крепеж-
ных отверстий в де-
талях из твердых и
магнитных сплавов
Нарезание
наружных
резьб
Изготовление де-
талей машин и при-
боров из хрупких ма-
териалов, не поддаю-
щихся обработке ре-
занием, и 'шлифо-
вальных кругов с ал-
мазным слоем
Отрезание
образцов
металла
на большой
глубине
Взятие проб из
крупногабаритных
поковок и отливок
154
Продолжение табл. 29
Применяющееся оборудование, модель станка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
4Б722, 4273 Латунь, медь. Метал- лизация напылением, прессованные элект- роды Применяются специа- льные вакуум-насосы, производящие отсос ра^ бочей жидкости
157 с приспособ- лением Латунь, чугун - При глубоких отвер- стиях применяется на- гнетание рабочей жид- кости
То же Латунь, чугуи, графит Обработка ведется в ванне с рабочей жид- костью. Профиль элект- рода-инструмента пе- риодически корректи- руется резцом.
Специальное приспособ- ление Медь Однополупериодное выпрямление 24—36 в при токе 50—80 а. Об- ратная полярность
155
Примерная область
применения
Схема и наименование процесса
Получение смазоч-
ных отверстий и га-
зоотводящих каналов
в труднодоступных
местах
Получение криволинейных отверстий
Изготовление твер-
досплавных профиль-
ных резцов
То же
156
Продолжение табл. 25
Применяющееся оборудование,. мсиель станка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
Специальное приспособле- , ние % -S. Латунь, медь Обработка ведется в ванне с рабочей жид- костью. ' При большой длине дуги применяется трубчатый электрод-ин- струмент и нагнетание жидкости
183 Чугун Электродом-инстру- ментом является диск, периферия которого является обратным ото- бражением требующе- гося профиля на резце. По мере износа диск поворачивается
183 То же Электродом-инстру- ментом является прямо- линейный брусок, по- верхность которого яв- ляется обратным ото- бражением требующе- гося профиля
157
Схема и наименование процесса Примерная область применения
и Сверление Изготовление мел- ких фильер, люнет- ных втулок и выса- дочных матриц из твердого сплава
Ц-J | Сверление LJJ отверстий № с вибрацией , р§1 Uss > и вращением Изготовление мел- ких фильер й втулок
\
Лк Плоское z И шлифование торцом диска Обработка поверх- ностей матриц штам- пов, магнитопрово- дов Снятие припусков с отливок постоян- ных магнитов
> 1 । l£r® Плоское шлифование & \\ 1 периферией диска Обработка поверх- ностей деталей из твердых, магнитных и других сплавов
158
Продолжение табл. 29
Применяющееся оборудование, модель станка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
48 Латунная, медная, вольфрамовая прово- лока Диапазоны диаметров отверстий 1—3,5 мм
185 с приспо- соблением для вращения Латунная, вольфра- мовая проволока Электроду-инстру- менту сообщается виб- рация, детали—враще- ние. Допустима обра- ботка на глубину 20 диа- метров
187 187 Чугун, бронза Чугун Генератор RC Генератор МГИ-2, производительность обработки 2500— 3000 мм31мин
187 Чугун Генераторы RC, СС, ВГ-ЗВ, МГИ-2
159
Примерная область
применения
Схема и наименование процесса
Прорезание кана-
вок
Плоское шлифование
Изготовление фа-
сонных твердосплав-
ных резцов
Профилирование вращающимся диском
Обработка хрупких
тонкостенных дета-
лей
Плоское шлифование
160
Продолжение табл. 29
Применяющееся оборудование, модель стайка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
187 Чугун, вольфрам, медь Генераторы RC, СС, ВГ-ЗВ
187 Медь, латунь, бронза, графит Правка профиля фре- зерной головкой на месте .
183 с приспо- соблением Латунная лента Отсутствие влияния износа электрода-инст- румента
: 161
6 Зак. № 269
Схема наименование процесса Примерная область применения
ШЯШ ТЙкЖ. ,И|к ' <— Плоское шлифование с нагнетанием рабочей жидкости через диск t F Изготовление спе- циальных твердо- сплавных резцов, шлифование мелких деталей
Круглое наружное О’Трд шлифование < V к. Изготовление де- талей из твердых сплавов, магнитных сплавов, редких ме- таллов, обработка магнитопроводов
У? Круглое | наружное шлифование То же
1 | Круглое ...— наружное Р шлифование высокой точности То же
162
Продолжение табл. 29
Применяющееся
оборудование,
модель станка
Рекомендуемый материал
электрода-инструмента
Характеристика процесса
23 Латунь, медь
Вращающийся сбор-
ный ленточный гофри-
рованный электрод-ин-
' струмент. Обработка
ведется над уровнем ра-
бочей жидкости в ванне
187 с горизон- тальной шпин- дельной головкой Бронза, чугун Обработка ведется торцом дискового элект- рода-инструмента в ван- не с рабочей жидкостью
187 с вращаю- щимся столом То же , Обработка ведется пе- риферией дискового электрода-инструмента
185 с вращаю- щимся столом То же Обработка ведется брусковым электродом- инструментом. Скорость вращения обрабатывае- мой детали не менее 0,4 м/сек. Подача—ша- говая
163
Примерная область
применения
Схема и наименование процесса
Обработка поверх-
ности роторов и яко-
рей электрических
машин
. Изготовление .
твердосплавных цен-
тров для металло-
режущих станков
Круглое шлифование наружного конуса
Изготовление ра-
бочих отверстий
твердосплавных фи-
льер
Круглое шлифование внутреннего
конуса коническим
электродом-инструментом
164
Продолжение табл. 29
Применяющееся оборудование, модель станка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
187 с приспо- соблением Чугун Устраняются перемыч- ки между пластинами магнитопровода
185 с вращаю- щимся столом и шлифоваль- ной бабкой То же Вращение детали 40— 60 об/мин., вращение электрода-инструмента 300—500 об/мин. Воз- вратно-поступательное движение электрода-ин- струмента
183 с электро- довращателем То же
Вращение электрода-
инструмента. 400—
600 об/мин. Нагнетание
рабочей жидкости через
эрозионный промежуток
. 165
Примерная область
применения
Схема и наименование процесса
Круглое
шлифование
конуса,
концентрич-
ного
с образующей
наружного
цилиндра
Корректирование
центровых отверстий
в 'закаленных вали-
ках
Круглое
шлифование
цилиндрических
отверстий
Изготовление
твердосплавных мат-
риц
Круглое шлифование
цилиндрических
отверстий
Изготовление мел-
ких цанг
Круглое,
шлифова-
ние цилинд-
рических
отверстий
Изготовление
плунжерных втулок
топливных насосов и
распылителей ди-
зель-моторов
166
Продолжение табл. 29
Применяющееся оборудование, модель станка Рекомендуемый материал электрода-инструмент а Характеристика процесса
157 с приспо- соблением для протягива- ния проволоки Медная проволока Обработка в ванне. Отсутствие влияния из- носа электрода-инстру- мента. Высокая точность обработки
185 с вращаю- щимся столом Чугун, вольфрам Вращение детали 40— 60 об/мин., возвратно- поступательное движе- ние электрода-инстру- мента, шаговая подача по радиусу отверстия
5СЭО Латунная, вольфра- мовая проволока Отсутствие влияния износа электрода-инст- румента. Непрерывная подача по радиусу от- верстия
Специальные станки Перемещающаяйя ла- тунная проволока Для уменьшения сня- тия припуска деталь ба- зируется на обрабаты- ваемое отверстие
'167
Схема и наименование процесса Примерная область применения
Круглое (пК-Лд ) ©Мэ"" Ж шлифование И1 цилиндриче- ; ских отверстий Ср Изготовление пре- цизионных деталей
КП |^р Круглое шлифование W цилиндрических отверстий вРаш'аЮ1ЦИМСЯ ^*4 электродом-инструментом 1—01 Изготовление твердосплавных лю- , нетных втулок
И Центробежное шлифование III цилиндрических отверстий rftto вращающимся разрезным ВЦ Щ электродом-инструментом Получение всевоз- можных цилиндриче- ских отверстий в за- готовках из стали и твердых сплавов
468
Продолжение табл. 29
Применяющееся оборудование, модель стайка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
185 с вращаю- щимся столом и проволочно- протяжным механизмом Латунная, медная проволока Скорость вращения де- тали не менее 0,4 м1сек. Врезание на полный диаметр отверстия. Бо- ковой подачи не тре- буется
Специальные стаики Латунь, чугун Скорость вращения де- тали 1000—2800 об/мин., возвратно-поступатель- ное движение элект- рода-инструмента
! Специальное приспособле- ние к станку 183. Латунь, хромистая медь, вольфрам Скорость вращения эл ектрода^инстру мента переменная. Деталь нс^ подвижна или вра- щается
' 169
Примерная область
применения
Схема и наименование процесса
Круглое
шлифование
фасонных
отверстий
Одновременное
изготовление всех
участков твердо-
сплавных фильер
Получение точных
сферических полостей
Изготовление по-
лостей прессформ и
штампов
170
Продолжение табл. 29
Применяющееся оборудование, « модель станка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
185 с вращаю- щимся столом и электродо- вращателем Чугун Диапазон рабочих от- верстий 30—200 мм
185 с приспо- соблением Латунь См. стр. 222
183 с приспо- соблением Латунная, медная лента Отсутствие влияния износа электрода-инст- румента
171
Схема и наименование процесса Примерная область применения
Разрезание (диском)
Разрезание
(диском)
Разрезание
(лентой)
Вырезание
проволокой
Заготовительные
операции
Разрезание твердо-
сплавных цанг
Изготовление де- ;
талей с прямолиней-
ными открытыми уз- ;
кими щелями, раз- .
резанне поршневых ;
колец, компрессоров :
высокого давления
Изготовление мат-
риц вырубных штам- ;
пов из твердых спла-
вов и: стали. Обра- ;
ботка .прецизионных :
деталей радиоэлект-
роники и различных
приборов. Изготов- '
ленце фильер слож- !
ного ’профиля для ’
синтетического' вот
локна и др. мазначе- ;
ПИЯ
172
Продолжение табл. 29
Применяющееся оборудование, модель станка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
16, „Электром-17“ Сталь Напряжение 36 в, ток 150 а. Разрезание прут- ков диаметром до 100ля в ванне с водной сус- пензией каолина
187 с генера- торной приставкой То же Напряжение 36 в, ток 25 а. В ванне с водной суспензией каолина
49 Латунная лента Наименьшая ширина реза 0,15 мм, глубина ре за до 100 мм
4531, 4531П, ' . 4532 * Латунная или воль- фрамовая проволока Наименьшая ширина реза 0,02 мм
' 173
Примерная область
применения
Схема и наименование процесса
Прорезание пазов
со скругленными
краями
Наращивание
меди
на твердый
сплав и тантал
Легирование
и сульфиди-
рование
» поверхностей
металлических
деталей
Изготовление ро-
торов специальной
конструкции
Подготовка для
пайки, сварки и ва-
куумплотных соеди-
нений
Повышение изно-
состойкости деталей
на истирание, сниже-
ние коэффициента
трения и др.
Увеличение
диаметров
шарикопод-
шипников
Ремонтные работы
7. Основные технологические характеристики
электроэрозионной обработки
Основными технологическими показателями про-
цесса электроэрозионной обработки являются точ-
ность обработки, чистота и физические свойства полу-
чаемой поверхности (технические показатели), а также
производительность и стоимость обработки (экономи-
ческие показатели).
174
Продолжение табл, 29
Применяющееся оборудование, модель станка Рекомендуемый материал электрода-инструмента Характеристика процесса
185 с приспо- соблением Медная проволока Отсутствие влияния износа электрода-инст- румента. Наименьшая ширина паза 1,0 мм
5 и другие, мощность вибратора не менее 25 вт Медный пруток диа- метром 4 мм Частота 200 гц, ток 70—75 а, напряжение 14 в
То же Легированные стали, твердые сплавы и спе- циальные спеченные металлокерамические композиции Частота 50 гц, ток 5—10 а, напряжение 60— 250 в
То же Твердый сплав любой марки Равномерное увели- чение наружного диа- метра шарикоподшип- ника на 0,03—0,04 мм
Чистота поверхности и производительность обра-
ботки определяются используемыми режимами обра-
ботки. Чем больше производительность, тем, как пра-
вило, грубее получаемая поверхность. Для разреше-
ния этого противоречия обработку деталей ведут
обычно путем последовательного перехода от грубых
режимов (большие мощности и энергии импульсов
в межэлектродном промежутке) к тонким (малые
475
энергии импульсов), удаляя на каждом новом режиме
все меньшие припуски.
Возможность изменения режимов обработки пред-
усмотрена во всех универсальных электроэрозионных
станках.
В электроэрозионных станках, оснащенных гене-
раторами импульсов RC и другими релаксационными
генераторами, изменение режимов обработки в весьма
широких пределах производится соответствующим вы-
бором рабочих емкостей и токоограничивающих эле-
ментов.
Станки, оснащенные машинными и вентильными
генераторами, позволяют изменять режимы обработки
в менее широких пределах. Для чистовой обработки
деталей эти станки оснащаются дополнительно тира-
Таблица 30
Выбор материалов электродов-инструментов
при электроэрозионной обработке
Генераторы Обрабатываемый материал Материал электрода-инструмента
латунь медь алюми- .иий чугун графит
RC. RLC. СС Сталь Твердый сплав + -г + + + +' + —
RCL, RLCL Сталь Твердый сплав + + + —
Вентильные Сталь Твердый сплав — + + +
МГИ, МИГ Сталь Твердый сплав + + +
мтгки Сталь Твердый сплав + + + + — —
ГИТ, ВЧИУ Сталь — + — — —
Твердый сплав -5— + — — —
ШГИ Сталь — + — — +
Твердый сплав — + — •— +
Примечание. Применяемые материалы обозначены зна-
ком (+), неприменимые — знаком (—).
176
тронными, ламповыми или другими высокочастотными
генераторами импульсов. Получающие распростране-
ние в настоящее время транзисторные генераторы им-
пульсов позволяют изменять режимы обработки
в весьма широких пределах.
Существенное влияние на стабильность процесса
электроэрозионной обработки оказывает правильный
выбор пары материалов электрода-инструмента и об-
рабатываемой детали. В табл. 30 приведены некото-
рые данные о выборе материалов для электродов-ин-
струментов.
Данные о производительности обработки и износе
электродов-инструментов при различных режимах об-
работки и сочетаниях материалов электродов на
станке модели 183 с генератором импульсов RC при-
ведены в табл. 31. В табл. 32 и 33 — данные о чи-
стоте поверхности, получаемой при обработке сталей
и твердых сплавов с помощью генераторов импуль-
сов RC.
При выборе максимальных режимов обработки
существенную роль играет площадь обработки. При
малой площади обработки и большой подводимой
мощности плотность энергии в межэлектродном про-
межутке будет чрезмерно велика, что может привести
к образованию газового пузыря, шлакованию меж-
электродпого промежутка и к неизбежным переры-
вам процесса обработки.
Однако при очень большой площади (а также и
глубине) обработки затрудненная эвакуация продук-
тов эрозии также препятствует увеличению подводи-
мой мощности.
Применение вибрации одного из электродов
(обычно электрода-инструмента) вызывает, благодаря
периодическому изменению зазора между электро-
дами, усиленный обмен жидкости в нем. Это способ-
ствует удалению газовых пузырей и продуктов эрозии
из межэлектродного промежутка, что позволяет уве-
личить мощность, подводимую к межэлектродному
промежутку, и повысить производительность. .
Однако следует отметить, что применение вибра-
ции само по себе только снижает производитель-
ность обработки, так как периодическое изменение
межэлектродного промежутка уменьшает количество
•177
Таблица 31
Производительность обработки и износ электродов-
и сплавов на электроэрозионном
инструментов при обработке некоторых металлов
Станке модели 183 с генератором RC
Обрабатываемый материал (анод) Мате
латунь медь чу
I | II | III | IV I I II I HI |1V I | II |
риал электрода-инструмента (катод)
Гун алюминий вольфрам сталь
I III | IV I I II | Ш | IV 1 1 11 1 111 1 Iv I | II | 111 | IV
Режим обработки: ик=220 в;
С=317 мкф; /к=38 а
Твердый сплав ВК8 . , . 1,3 100 190 300 0,72 53 240 360 0,96 71
Углеродистая сталь . , . 1,5 190 110 100 1,80 230 26 23 1,00 130
Жаропрочный сплав ЭИ-437Б 2,6 300 31 32 3,10 360 16 15 2,20 260
Титан 1,3 290 83 44 0,50 110 130 67 0,42 92
Медь 3,4 1,8 380 46 48 1,50 170 58 58 1,10 120
Алюминий 700 50 15 0,88 340 91 27 0,60 230
Латунь 4,0 470 45 45 2,50 290 63 60 2,80 330
Магнитный сплав Альнико 2,5 360 82 68 1,70 240 64 50 1,20 170
110,0 210,0 0,78 58 120 620 1,10 82 170,0 120,0 0,60 44 270 470
21,0 23,0 1,70 220 76 230 0,90 120 40,0 16,0 0,66 84 61 61
4,6 5,6 3,20 370 7 23 0,52 60 36,0 16,0 1,80 210 15 16
110,0 70,0 0,20 44 150 260 0,37 81 110,0 26,0 0,14 31 280 160
140,0 270,0 1,60 180 68 230 1,60 180 25,0 12,0 0,34 38 680 770
110,0 ' 41,0 0,56 220 96 96 0,80 310 25,0 3,4 0,10 39 250 83
48,0 58,0 2,10 250 74 240 3,40 400 8,8 4,0 1,80 210 100 по
32,0 32,0 2,10 300 22 59 1,10 160 54,0 20,0 1,60 230 790 710
Режим обработки: ин=220 в;
С=210 мкф; /к=18 а
Твердый сплав ВК8 . . . 0,85 63 160 250 0,44 33 200 300 6,48 36 92 170,0 0,48 36 140 730 0,70 52 по 77,0 0,40 30 250 430
Углеродистая сталь . . . Жаропрочный сплав 1,00 Л 30 100 92 0,75 96 54 47 0,56 72 14 15,0 0,80 100 20 60 0,50 64 20 8,1 0,10 13 200 200
ЭИ-437Б 1,30 150 31 32 1,50 170 15 14 1,10 130 5 6,1 1,00 120 8 26 0,75 81 8 3,6 0,84 98 12 13
Титан 0,56 120 85 45 0,40 88 55 28 0,30 66 53 34,0 0,22 48 по 190 0,30 66 60 14,0 0,12 26 67 39
Медь 0,66 74 200 210 0,74 83 59 59 0,82 92 41 51,0 0,62 70 61 210 0,90 100 13 6,0 0,34 38 320 360
Алюминий 1,00 1,70 ,390 37 И 0,40 150 75 22 0,36 140 67 24,0 0,34 130 59 59 0,46 180 39 5,2 0,12 46 830 280,
Латунь 200 44 44 0,92 ПО 96 91 1,20 140 48 58,0 0,90 по 100 330 1,50 180 12 5,3 1,10 130 41 45
Магнитный сплав Альнико 1,10 160 65 54 0,56 80 76 62 0,30 43 60 59,0 0,54 77 26 70 0,60 86 47 17,0 0,12 17 520 460
Режим обработки: и н—220 в; с= -90 мкф; / к=12 а
Твердый сплав ВК8 . . . 0,46 34 174 280 0,22 16 220 330 0,32 24 87 170,0 0,24: 18 120 620 0,33 24 120,0 85,0 0,24 18 200 350,0
Углеродистая сталь . . , Жаропрочный сплав 0,50 64 92 85 0,40 51 65 57 0,36 38 13 14,0 0,44 56 23 69 0,30 38 20,0 8,1 0,08 10 12 12,0
ЭИ-437Б 0,78 90 18 18 0,86 100 19 18 ' 0,56 65 7 8,4 0,78 90 5 16 0,54 63 7,0 3,1 0,58 67 7 7,7
Титан 0,38 84 74 40 0,28 62 36 18 0,26 57 23 15,0 0,14 31 100 170 0,12 26 150,0 35,0 0,08 18 200 120,0
Медь 0,82 92 49 52 0,48 54 62 62 0,50 56 40 50,0 0,42 47 52 180 0,50 56 20,0 9,3 0,28 31 210 240,0
Алюминий ;0,58 220 34 10 0,34 130 47 14 0,26 100 46 17,0 0,18 69 56 56 0,28 110 14,0 1,9 0,12 46 450 150,0
Латунь 1,10 , 130 39 39 0,42 50 150 140 0,97 110 37 44,0 0,46 53 91 300 0,92 110 6,5 2,9 0,76 90 34 37,0 670,0
Магнитный сплав Альнико 0,68 ' 97 79 65 0,34 49 82 64 0,08 И 100 99,0 0,32 46 44 120 0,26 37 110,0 40,0 0,04 6 750
Режим обработки: и „=220 в; С= 12 мкф; 1к =5 а
Твердый сплав ВК8 . . . 0,12 8,9 170 270 0,10 7,4 120 180 0,14 10 43 82 0,10 70 360 0,14 10,0 79,0 55,0 0,08 5,9 150 260
Углеродистая сталь . . . Жаропрочный сплав 0,08 10,0 110 100 0,07 . 9,0 \ 86 75 0,08 10 12 13 0,07 9,0 28 84 0,09 12,0 5,6 2,3 0,02 2,6 100 100
ЭИ-437Б 0,25 29,0 20 20 0,12 14,0 120 120 0,09 10 22 27 0,14 16,0 14 46 0,04 4,6 25,0 11,0 0,08 9,3 38 42
Титан 0,10 22,0 60 32 0,08 1 18,0 ; эа 19 0,07 15 28 18 0,04 8,8 75 130 0t04 8,8 25,0 5,9 0,02 4,4 200 120
Медь 0,16 18,0 56 59 0,15 17,0 27 । 27 0,13 15 15 19 0,13 15,0 38 130 0,16 18,0 12,0 5,5 0,11 12,0 82 94
Алюминий 0,11 ;42,0 45 14 1 0,08 31,0 38 i 11 0,05 . 19 60 22 0,08 31,0 25 25 0,09 35,0 11,0 1,5 0,06 23,0 83 28
Латунь. 0,37 44,0 38 38 0,23 27,0 : 35 • 33 0,31 37 19 23 0,22 26,0 41 130 0,29 34,0 35,0 15,0 0,23 27,0 26 28
Магнитный сплав Альнико 0,16 23,0 81 67 0,05 7,2 80 ' 63 ‘ 0,04 57 50 49 0,05 7,2 60 160 0,08 11,0 12,0 4,4 0,05 7,2 160 140
178
12*
• 179
Обрабатываемый материал (анод) Мате
латунь . медь чу
1 1 II 1 III 1 IV I | II | III | IV I 1II 1
Режим обработки: ин=220 в;
Твердый сплав ВК8 • . .
Углеродистая сталь . . .
Жаропрочный сплав
ЭИ-437Б.............
Титан ................
Медь..................
Алюминий ........
Латунь..............• .
Магнитный сплав Альнико
0,065 0,042 4,8 5,4 115 74 180 68 0,,043 0,015
0,065 7,5 38 39 0,030
0,040 8,8 75 40 0,025
0,050 5,6 50 52 0,035
0,035 14,0 57 17 0,035
0,180 21,0 26 26 0,080
0,050 7,2 80 66 0,025
3,3 1,9 89 67 135,0 59,0 0,050 0,030 3,7 3,8
3,5 33 32,0 0,045 5,2
5,5 40 20,0 0,030 6,6
3,9 28 28,0 0,045 5,0
14,0 28 8,2 0,030 12,0
9,4 25 24,0 0,100 12,0
3,6 60 47,0 0,035 5,0
Режим обработки: нн=220 в;
Твердый сплав ВК8 . • .
Углеродистая сталь . . .
Жаропрочный сплав
ЭИ-437Б.............
Гитан ................
Медь..................
Алюминий..............
Латунь.............. .
Магнитный сплав Альнико
0,025 0,023 1,8 2,9 ПО 72 170 66 0,0160 0,0066
0,018 2,1 45 46 0,0050
0,015 3,3 89 48 0,0030
0,020 2,2 46 48 0,0100
0,016 6,"2 60 18 0,0130
0,048 5,7 31 31 0,0430
0,010 1,4 130 110 0,0130
1,20 0,84 40 50 61,0 44,0 0,017 0.013 1,3 1,7
0,58 67 65,0 0,012 1,4 2,6
0,70 50 26,0 0,012
1,10 17 17,0 0,011 1,1
5,00 25 7,3 14,0 0,013 5,0
5,10 15 0,042 5,0
1,90 37 29,0 0,015 2,1
Примечание. Графа I—производительность обработки,
1П—износ электродов-инструментов в % к весу удаленного ме-
удаленного металла.
рабочих импульсов (за счет коротких замыканий
электродов и времени, когда расстояние между элек-
тродами больше пробивного).
Особенно это явление сказывается при тонких ре-
жимах (когда межэлектродпые промежутки малы) и
больших амплитудах вибрации. Поэтому вибрацию
обычно применяют в тех случаях, когда процесс обра-
ботки без нее протекает неустойчиво, а амплитуду ее
определяют опытным путем. Постепенно увеличивая
от нуля амплитуду вибрации, добиваются стабилиза-
ции процесса. Обычно этот момент отвечает наиболь-
шей производительности, дальнейшее увеличение ам-
180
Продолжение табл. 31
риал электрода-инструмента (катод)
гук алюминий вольфрам сталь
1 III | IV ' - I | 11 I III | IV I | II | III | IV 1 | 11 1 III | IV
С=4,5 мкф; [к—2 а
40 17 11 17 22 17 15 42 76,0 19,0 13,0 11,0 28,0 6,2 18,0 41,0 0,045 0,032 0,040 0,020 0,040 0,035 0,065 0,025 3,3 4,1 4,6 4,4 4,5 14,0 7,7 3,6 67 23 19 50 38 28 38 60 350 69 63 87 130 28 120 160 0,060 0,025 0,030 0,015 0,050 0,030 ОД 30 0,045 4,4 3,2 3,5 3,3 5,6 12,0 15,0 6,4 42 20 17 33 10 17 4 И 29,0 8,0 7,6 7,8 4,6 2,2 1,8 4,0 0,040 0,025 0,010 0,010 0,030 0,035 0,085 0,030 3,о 3,2 1,2 2,2 3,4 14,0 10,0 4,3 88 30 50 200 50 43 18 67 150 30 55 120 57 14 20 69
С =1,5 мкф; /к=1 а
50 25 95,0 28,0 0,0130 0,0150 0,96 1,90 50 22 260 66 0.018 0,015 1,3 1,9 27 22 19,0 8,9 0,017 0,003 1,30 0,38 50,0 ‘ 50,0 86,0 50,0
28 34,0 0,0180 2,10 18 60 0,015 1,7 44 20,0 0,008 0,90 40,0 44,0
57 36,0 0,0016 0,40 100 170 0.005 1,1 33 7,8 0,003 0,70 150,9 87,0
14 18,0 0,0200 2,20 25 86 0,023 2,6 14 6,4 0,010 1,10 33,0 33,0
13 4,8 0,0110 4,20 28 28 0,013 5,0 12 1,6 0,015 5,80 11,0 3,7
8 9,6 0,0460 5,40 18 59 0,053 6,3 6,0 2,6 0,043 5,10 7,7 8,4
11 11,0 0,0180 2,60 27 73 0,020 2,9 17 6,2 0,016 2,30 20,0 18,9
г/лги«;графа П—производительность обработки, мм3{мин; графа
талла; графа IV—износ электродов-инструментов ..в % к объему
плитуды вибрации производительность обработки:
снижает.
Эффективным цриемом, позволяющим интенсифи--
цировать процесс обработки, является нагнетание ра-
бочей жидкости в эрозионный промежуток. Этот прием
имеет некоторое преимущество перед вибрацией, так-
как при этом уменьшается количество коротких замыт. >
каний и пропусков разрядов. Однако применение на-
гнетания рабочей жидкости усложняет и удорожает
оборудование и электроды-инструменты, а при про^
шивании отверстий малого диаметра (менее 1 мм)
обычно, нагнетание неосуществимо.
•181.
Таблица 32
Шероховатость поверхности углеродистой стали У10А
твердостью HRC 60—62, обработанной на электроэрозионной
станке с генератором RC при #cp=60 в
Рабочий ток 'ер’“ Емкость С, мкф Высота неровностей R t мкм Класс чистоты поверхности по ГОСТ 2789-59
38 800 100 2
-38 680 85 2
30 540 70 2
30 480 62 _ 3
18 360 38 4
18 250 30 4
18 180 23 4
5 120 16 5
5 90 13 5
5 30 12 5
5 15 8,5 6
1,8 10 7,0 6
1,8 5 5,7 7
0,8 3 5,5 7 '
0,8 1.5 5,1 7
Таблица 33
Шероховатость поверхности твердого сплава марки ВК8,
обработанного на электроэрозионной станке модели 183
с генератором RC при Ucp = 100 в
№ режимов Рабочий ток Тср, а Емкость С, мкф Среднее арифметиче- ское отклонение про- филя Ra, мкм Класс чистоты поверхности по ГОСТ 2789-59
14-2+3+4+5 20 317,0 22 2
1 10 210,0 12 3
2 6 90,0 8 4
3 2,5 12,0 6,4 4
4 1 4,5 3,2 5
5 0,5 1,5 1,9 6
При электроэрозионной прошивании отверстий ма-
лого диаметра вибрация (или вращение) одного из
электродов необходима. Некоторые технологические
данные этого процесса приведены в табл. 34 и 35.
182
Таблица 34
Производительность прошивания отверстий малого
диаметра. ZTcp = 170 в; /ср=0,4 а; С=0,2 мкф', электродная
проволока — латунь Л62; рабочая жидкость — керосин;
амплитуда вибрации а=0,05 — 0,08 мм
Диаметр отверс- тий, мм Глубина отверстий, мм
0,65 | 1 2 3
Продолжительность обработки
0,15+0,01 0,25+0,01 0,35+0,01 25 сек. 30 сек. 35 сек. 1 мии. 20 сек. 40 сек. 55 сек. 3 мин. 30 сек. 2 мин. 30 сек. 2 мин. 20 сек. 12 мин. 4 мин. 6 мии. 30 сек.
Таблица 35
Производительность прошивания отверстий диаметром
О,5+о,о3 мм вибрирующим и вращающимся электродами
t/Cp = 170 в; /ср=0,4а; С=0,5 мкф; электродная проволока —
хромистая медь; рабочая жидкость—-керосин
Глубина отверстий, Обрабатываемый материал
сталь 18ХНВА | Твердый сплав ВК8
мм Продолжительность обработки
1 1 мин. 30 сек. ' 35 сек. 1 мин. 20 сек. 50 сек.
2 3 мин. 40 сек. 1 мин. 10 сек. 2 мин. 10 сек. 1 мин. 40 сек.
3 5 мин. 50 сек. 2 мин. 35 сек. 6 мнн. 40 сек. 4 мнн. 50 сек.
5 11 мин. 20 сек. 6 мин. 20 сек. 12 мин. 7 мин. 35 сек.
Амплитуда - вибрации а= = 0,08 — 0,1 мм Скорость вра- щения /г = 1000 об/мин. Амплитуда вибрации а = =0,1 - 0,15 мм Скорость в раще- ния /г = 1000 об/мин.
Тепловое воздействие импульсных электрических
разрядов на поверхность обрабатываемой детали при-
водит к физико-химическим изменениям последней.
Она, по сути дела, образована из застывшего расплав-
ленного металла, который вступил в химическую
183
реакцию с рабочей жидкостью и металлом электрода-
инструмента. Быстрое охлаждение поверхности де-
4 тали может также вызвать появление микротрещин
в поверхностном слое.
При обработке твердых сплавов целесообразно
применять режимы, при которых длительность им-
пульсов тока не превышает 10 мксек. Установлено, что
даже при высокой энергии разрядов (1—1,5 дж) и
упомянутой длительности микротрещин на поверхно-
сти твердого сплава не возникает.
При обработке жаропрочных сплавов также на-
блюдается образование микротрещин на грубых режи-
мах обработки при использовании .импульсов боль-
шой ,длительности.
Глубина оплавленного слоя и сетки микротрещин
зависит не только от энергии импульсов, но и от их
длительности. Эти данные [19] для некоторых мате-
риалов приведены в табл. 36 и 37,
Таблица 37
Глубина, сетки микротрещин в твердых сплавах марок ВК8,
ВК15 при обработке их на различных режимах генератора
импульсов RC. Напряжение питания Un = 220 в; среднее
напряжение на межэлектродном промежутке 7/ср = 110 в
Режим обработки Глубина сетки микротрещин, мкм
Гон короткого замыкания, а Емкость С, мкф
30 450 130
20 200 80
15 ПО 56
10 50 26
5 12 0
3 3 0
1,6 1 0
Табл. 38 знакомит с данными: о некоторых техно-
логических операциях, выполняемых с помощью
электроэрозионной обработки. Технологические сведе-
ния об электроэрозионном шлифовании твердых и маг-
нитных сплавов с помощью генераторов RC приведе-
ны в табл. 39 и 40.
1.85
184
Некоторые технологические данные one
Наименование обра- батываемого материала Наименов ание операции Примерные объекты обработки
Углеродистая и ле- гированная инстру- ментальная сталь Прошивание от- верстий и полостей Штампы, пресс- формы, фильтры, сита
Углеродистая и ле- гированная инстру- ментальная сталь Калибровка отвер- стий, чистовая обра- ботка полостей Чеканочные штам- пы, клеймение, пре- цизионные детали
Углеродистая и ле- гированная инстру- ментальная сталь Получение поло- стей Кузнечные штампы
Углеродистая и ле- гированная^ инстру- ментальная сталь Прошивание от- верстий и полостей небольшого объема Мелкие вырубные и другие штампы ча- совой и приборо- строительной про- мышленности
Углеродистая и ле- гированная конст- рукционная сталь Прошивание ма- лых отверстий и щелей Распылители и дру- гие детали дизель- ной топливной аппа- ратуры, детали при- боров, диафрагмы
Углеродистая и ле- гированная , конст- рукционная сталь, нержавеющая сталь и жаропрочные спла- вы Шлифование Прецизионные де- тали топливной ап- паратуры, втулки, отверстия и конуса в распылителях
186
Таблица 38
раций электроэрозионной обработки
Материал электрода - инструмента Генератор импульсов Технологические характеристики результатов обработки
Латунь, медь, прессованные композиции RC, RLC, RLCL, СС Качественная окончательная об- работка. Высота микронеровио- стей 8—12.ил'.1Г. Сетка микротре- щин не обнаруживается. Произ- водительность обработки 10— 15 мм3{мин. Точность обработки 0,03—0,05 мм
То же RC, RLC Качественная окончательная об- работка. Высота микронеровно- стей . 2—5 мкм. Производитель- ность обработки 0,2—1 мм^мин. Точность обработки 0,01—0,02 мм
Медь, графит, ээг МГИ-2, МГИ-3 Предварительная обработка. Высота микронеровностей 150—• 250 мкм..Производительность об- работки 2000—6000 мм3{мин. Сгла- живание обработанной поверх- ности абразивным шлифованием или при помощи высокочастотных генераторов импульсов (ВГ-ЗВ и др.). Предварительная точность 1 мм, окончательная точность 0,1 мм
Медь вг-звГ ГИТ-1М, ВЧИУ и др. Окончательная качественная об- работка. Высота микронеровно- стей 7—15 мкм. Производитель- ность обработки 25—30 мм3[мин. Точность обработки 0,02—-0,05 мм
Латунь, воль- фрам RC Окончательная обработка. Высо- та микронеровностей 7—15 мкм. Производительность обработки 0,03—0,05 мм31мин. Точность об- работки 0,01—0,03 мм
Латунь RC Предварительная и окончатель- ная обработка. Высота микроне- ровностей 15—35 мкм. Произ- водительность обработки 0,3— 1,5 мм3[мин. Точность обработки 0,02—0,005 мм
187
Наименование обра- батываемого материала Наименование операции Примерные объекты обработки
Углеродистая и легированная конст- рукционная и инст- рументальная сталь Разрезание Заготовительное разрезание прутка, труб и профильного проката
Углеродистая кон- струкционная сталь Вырезание мето- дом трепанации г Изготовление па- нелей приборов
Углеродистая ин- струментальная н ле- гированная конст- рукционная сталь Вырезание прово- лочным перемещаю- щимся электродом Шаблоны, кулачки, детали сложной форг> мы
Жаропрочные сплавы Получение поло- стей, обработка на- ружных поверхно- стей при поступа- тельном перемеще- нии электродов-ин- струментов Лопатки газовых и других турбин
Жаропрочные сплавы, нержавею- щая сталь Получение отвер- .стий диаметром 0,15—2 мм Распылители, фор- сунки, диафрагмы, сита \
Металлокерамиче- ские твердые сплавы Получение отвер- стий, профилирова- ние наружных по- верхностей Элементы выруб- ных штампов, - фи- льеры, профильные резцы 1
188
Продолжение табл. 38
Материал электрода- инструмента Генератор импульсов Технологические характеристики результатов обработки
Сталь Вентиль- ный (ОДНО- полупе- риодиый выпрями- тель) Предварительная обработка. Высота микронеровностей до 0,5 мм. Производительность до 30 г)мин. Точность обработки 1—2 мм. Закалка поверхности на глу- бину 1—2 мм
Латунь RC Окончательная обработка. Вы- сота микронеровностей 45— 75 мкм. Производительность об- работки 300 мм31мин. Точность обработки 0,3 мм
Латунь, вольф- рам RC Предварительная и оконча- тельная обработка. Высота мик- ронеровностей 12—20 мкм.' Про- изводительность обработки 4— 8 мм31мин. Точность обработки 0,01- 0.02 мм
Медь, ЭЭГ МГИ-2, МГИ-3 Предварительная обработка. Высота микронеровностей 50— 200 мкм. Наблюдается сетка мик- ротрещин глубиной 0,3—0,5 мм, которая удаляется последующей механической и электрохими-' ческой обработкой. Произво- дительность обработки 2000— 3000 мм3/мин. Точность обра- ботки 0,5—1 мм
Медь, латунь, вольфрам RC Окончательная обработка. Вы- сота .макронеровностей 80— 120 мкм. Точность обработки 0,02—0,05 мм. Производитель- ность обработки 0,05—0,2 мм3]мин
Латунь Чугун RC Высокоча- стотные ГИТ-1Л1, ГИТ-2, ВЧИУ Предварительная обработка с последующей доводкой рабочих поверхностей абразивными и алмазными порошками. Высота микронеровностей 3—5 мкм. Точ- ность обработки 0,01—0,02 мм. Производительность обработки 10—-30 мм3 [мин. Дефектный слой 0,03—0,2 мм
189.
Наименование обра- батываемого материала Наименование операции Примерные объекты обработки
Металлокерамиче- ские твердые сплавы Обработка плоских поверхностей шли- фованием Штампы, резцы
Металлокерамиче-' ские твердые сплавы Обработка поверх- ности тел вращения шлифованием Матрицы штампов высадочного инстру- мента, фильеры
Металлокерамиче- ские твердые сплавы Нарезание резьб Матрицы штампов заготовки резьбовых калибров
Металлокерамиче- ские твердые сплавы Вырезание прово- лочным перемещаю- щимся электродом- инструментом Матрицы выруб- ных штампов, гибоч- ные штампы, филье- ры (нитеобразовате- ли) для синтетиче- ских волокон
Магнитные сплавы Прошивание от- верстий Детали приборов и аппаратов
Магнитные сплавы Шлифование пло- скостей Детали приборов и. аппаратов
190
Продолжение табл. 38
Материал электрода- инструмента Генератор импульсов Технологические характеристики результатов обработки
Чугун Медь RC ГИТ-1М, ВЧИУ, ГИТ-2 Предварительная обработка с последующей доводкой рабочих поверхностей абразивными и ал- мазными порошками. Высота микронеровностей 3—5 мкм. Точ- ность обработки 0,01—0,02 мм. Производительность обработки 10—30 мм3]мин. Дефектный слой 0,03—0,2 мм
Чугун Медь RC ГИТ-1М, ВЧИУ, ГИТ-2 То же
Латунь, чугун RC Крепежные резьбы невысокой точности (обработка окончатель- ная). Предварительная обработка с последующим алмазным шли- фованием и доводкой
Латунная про- волока RC Производительность обработки 4—7 мм31мин. Высота микроне- ровностей 5—8 мкм. Точность обработки 0,01 мм. Возможно одновременное изготовление со- прягаемых деталей с разницей в размерах, равной ширине за- зоров
Латунь RC Производительность обработки 100 мм3!мин. Высота мнкроне- ровностей 45—50 мкм. Точность обработки 0?1 мм. Применяется в основном для получения кре- пежных отверстий
Чугун z RC,' МГИ-2, мги-з Предварительная операция по снятию литейного припуска лит- ников. Производительность обра- ботки до 10 г/мин. Окончатель- ная обработка, абразивное шли- фование для снятия дефектного слоя и сглаживания .поверхности
i9l
Наименование обра- батываемого материала Наименование операции Примерные объекты обработки
Магнитные сплавы Шлифование тел вращения Роторы генерато- ров, магниты для приборов и аппара- тов
Магнитные сплавы Прошивание . ма- лых отверстий Детали измери- тельных приборов
Магиитопроводы из листовой электро- технической стали, пермаллоя, ХВП Шлифование пло- ское и тел вращения Ленточные транс- форматоры, роторы и статоры электри- ческих машин малой мощности
Вольфрам Вырезание загото- вок деталей методом трепанации Заготовка деталей приборов и аппара- тов различной фор- мы
Вольфрам .Прошивание глу- боких отверстий Заготовки деталей, работающих при вы- ; соких температурах
Таблица 39
Производительность обработки и чистота поверхности
при электроэрозионной шлифовании твердого
сплава ВК8 периферией дискового чугунного
элентрода-инструмента.
Обработка в ванне; рабочая жидкость — веретенное
масло; генератор RC; напряжение питания Un = 110 в;
окружная скорость дискового
электрода-инструмента 15 м{сек
Режим обработки Производитель- ность обработки, мм31мин Шероховатость поверхности
рабочий ток /ср» а емкость С> мкф высота неро- вностей Rz -мкм класс чистоты по- верхности по ГОСТ 2789-59
0,7 0,1 1 4 ’ 7
1,8 10 6 8,5 6
3,5 35 14 17 • 5
14 170 70 32 4
ж 35 440 210 35 4
70 920 480 37 4
84 1150 590 38 ' 4
105 1450 ,770 39 4
192
Продолжение табл. 38
Материал электрода- инструмента Генератор импульсов Технологические характеристики результатов обработки
- Чугун Генератор со скользя- щей дугой Предварительная операция по снятию литейного припуска лит- ников. Производительность обра- ботки до 30 см31мин. Высота микронеровностей — 0,2— 0,4 мм
Латунь RC Производительность обработки 0,5—2 точность 0,01 — 0,02 мм
Чугун RC Окончательная обработка с целью устранения замыканий между пластинами магнитопро- водов. Производительность обра- ботки 10.—30 мм?-]мин. Точность обработки 0.005—0,1 мм
Латунь, медь гки Предварительная обработка. Производительность обработки 1Q0 мм3!мин. Высота микроне- ровностей 10—20 мкм
Трубка латун- ная гки То же, нагнетание рабочей жидкости сквозь электрод-ин- струмент
Таблица 40
Производительность обработки и чистота поверхности
при электроэрозионной шлифовании деталей из литых
магнитных сплавов различных марок на основе никеля,
алюминия и кобальта периферией дискового чугунного
электрода-инструмента.
Обработка в ванне; рабочая жидкость — веретенное
масло; генератор RC>, напряжение питания U„ = 110 о;
окружная скорость дискового
электрода-инструмента 15 м сек.
Режим обработки Производитель- ность обработки, мм3 мин Шероховатость поверхности
рабочий ток’/ср. а емкость С, мкф высота неро- вностей, мкм класс чистоты по- верхности по ГОСТ 2789-59
0,5 0,1 3 9 6
2,5 25 48 37 4
10 120 260 60 3
25 320 840 64 2
50 650 2050 66 2
75 1100 3180 67 2 ,
85 1250 3650 67 2
100 1559 4400 68 2
7 Зак, № 2G3
193
8. Электроды-инструменты
Рентабельность электроэрозионной обработки
в значительной степени зависит от затрат на изготов-
ление электродов-инструментов. В основном это отно-
сится к электродам-инструментам сложной формы для
копировально-прошивочных станков. Поэтому удешев-
ление технологии изготовления электродов-инстру-
ментов, особенно при серийном их производстве, яв-
ляется важным условием снижения себестоимости
электроэрозионной обработки деталей.
Электроды-инструменты изготовляются почти
всеми применяющимися методами обработки материа-
лов: слесарно-механической обработкой, штамповкой,
ковкой, чеканкой, прессованием, вальцовкой, протяги-
ванием, отливкой и многими другими способами.
В настоящее время стали развиваться новые про-
грессивные методы изготовления электродов-инстру-
ментов путем порошковой металлургии, вихревого ко-
пирования, металлизации напылением и гальванопла-
стикой. Последний метод является наиболее прогрес-
сивным для изготовления идентичных электродов-ин-
струментов высокой точности.
Для изготовления электродов-инструментов наибо-
лее часто применяют латунь, медь, чугун, алюминий
и графитированные материалы (см. табл. 30). Реже
используют вольфрам, вольфрамомедные, медногра-
фитовые композиции, твердые сплавы и другие мате-
риалы.
Из-за трудности механической обработки воль-
фрама, его высокой твердости и хрупкости он ис-
пользуется только в виде проволоки, прутков и тон-
кого листового материала для прошивания отвер-
стий, узких щелей и, в некоторых случаях, для рас-
точки и шлифования ответственных деталей. Большая
упругость вольфрамовой проволоки вызывает затруд-
нения при ее выпрямлении. Обычно применяемый спо-
соб выпрямления проволоки или ленты путем ее натя-
жения с кратковременным пропусканием тока, нагре-
вающего металл до требуемой температуры, может
быть применен и для вольфрама, при условии защиты
его каким-либо инертным газом, например аргоном,
так как нагревание вольфрама до высокой темпера-
194
туры на воздухе сопровождается интенсивным окис*
лением его.
Схема установки для выпрямления тонкой (до
0 0,6 мм) вольфрамовой проволоки представлена на
рис. 11. Вольфрамовая проволока 1 закрепляется ме-
жду зажимами 2 и 3, присоединенными ко вторичной
обмотке понижающего трансформатора 4. Первичная
обмотка может включаться нажимным контактом 5.
Рис. 11. Схема установки для выпрямления тонкой
вольфрамовой проволоки:
/ — выпрямляющая проволока; 2 и 3— зажимы; 4 — понижающий
трансформатор; 5 — нажимной контакт; 6 — пружина; 7 — фут-
ляр.
При включении трансформатора проволока 1 нагре-
вается, приобретает некоторую пластичность и, удли-
няясь под действием пружины 6, выпрямляется. Для
предотвращения окисления проволоки и создания ус-
ловий равномерного нагрева она заключена в фут-
ляр 7, сквозь который под небольшим давлением про-
ходит инертный газ. Во избежание перегрева прово-
локи включение трансформатора производится кратко-
временными замыканиями контакта 5.
При мелкосерийном производстве всевозможных
панелей и других деталей, когда изготовление боль-
ших сложных штампов или механическая обработка
нецелесообразны, применяют сложные сборные элект-
роды-инструменты. На рис. 12, а представлен элект-
род-инструмент для прошивания фасонных и круглых
. 195
отверстий в большой панели прибора (рис> 12, б).
Электрод-инструмент представляет собой стальную
пластину 1, на которой закреплены коробчатые, труб-
чатые и стержневые электроды 2. Для увеличения
жесткости пластина может быть связана распорками
с хвостовиком, зажимаемым в электрододержателе.
Рис. 12. Сборный электрод-инструмент для
прошивания фасонных и круглых отверстий:
а — электрод-инструмент; б — обработанная панель из
листового металла.
Коробчатые и трубчатые элементы изготовляются
из листовой латуни толщиной 1,2—-1,5 мм и крепятся
к пластине 1 винтами или пайкой мягкими припоями.
Электроды пропускаются через отверстия в изоляци-
онной пластине 3 (для увеличения жесткости) и вы-
двигаются на величину, требуемую для прошивания
196
деталей. По мере износа пластина 3 может двигаться
к пластине 1, освобождая неизношенные участки
электрода-инструмента.
Для одновременного прошивания большого коли-
чества щелей (200 и более) в листовом металле, чаще
всего в нержавеющей стали, применяются электроды-
инструменты (рис. 13), представляющие собой набор
сменных пластин 1, закрепленных в зажиме 3. Пла-
стины и распорки 2 между ними фиксируются при по-
мощи стержней 6, проходящих через отверстия в пла-
Рис. 13. Электрод-инструмент для прошнзания
узких щелей:
/ — сменные пластины; 2 — калибрующие распорки; 3 — за-
жимная обойма; 4 — хвостовик для закрепления в элехтродо-
держателе; 5 — зажимной болт; 5 — фиксирующие прутки.
стиках, распорках и зажиме. Набранный пакет сжи-
мается болтом 5. Электрод-инструмент крепится
в электрододержателе при помощи хвостовика 4.
При изготовлении коробчатых электродов-инстру-
•'ментов в верхней их части необходимо предусматри-
вать небольшое отверстие для выхода газов. При от-
сутствии отверстия скопление газов внутри электро-
дов будет нарушать процесс обработки и может вы-
звать воспламенение рабочей жидкости.
Для вырубки пластин статоров и роторов элект-
рических машин в настоящее время широко применя-
ются твердосплавные штампы. Электродные стержни
для прошивания пазов в матрицах штампов изготов-
ляются из фасонной прутковой меди или латуни. Фа-
сонный пруток получают обжатием круглой заготовки
’ 197
при помощи вальцов с соответствующим профилем
ручьев (рис. 14) и последующей калибровкой через
фильеру.
Отверстия в твердосплав-
ных заготовках матриц проши-
ваются последовательно при
помощи одного стержня или
одновременно набором стерж-
ней. В первом'случае матрица
крепится на делительном круге
значительно большего диамет-
ра. Круг точно разделен на
число частей, соответствующее
числу пазов. В круге прореза-
ны клиновидные пазы, в кото-
рые входит фиксирующий
для
Рис. 14. Вальцы
прокатки фасонных стер-
. жней.
упор.
При одновременном проши-
вании нескольких отверстий,
что применяется при изготов-
лении малых матриц с более
широкими допусками, электрод-инструмент (рис. 15)
набирается из необходимого количества стержней, ко-
торые закрепляются в кондук-
торе. Головки стержней пред-
варительно лудятся и впаива-
ются в металлическую чашку,
наполненную расплавленным
оловяносвинцовым припоем.
После остывания припоя кон-
дуктор снимается.
Для обработки рабочего
отверстия твердосплавных про-
фильных фильер применяют
фасонные электроды-инстру-
менты, фрезерованные из чу-
гуна. Чугун является наилуч-
шим материалом при обработ-
ке твердого сплава на станках
с генераторами RC, СС, RLC,
Рис. 15. Сборный элект-
род-инструмент:
1 — обойма; 2 — слой припоя;
3 — электродные стержни; 4 —
кондуктор.
так как имеет наименьший износ при достаточной про-
изводительности обработки. Электроды-инструменты
для обработки фильер показаны на рис. 16.
198
При изготовлении чеканочных штампов с грави-
ровкой или другой сложной формой рабочего торца
электрода-инструмента применяются методы металло-
керамики, металлизации напылением и гальванопла-
стики. В первом случае изготовляется прессформа,
в которую запрессовывается медный порошок. Техно-
логический процесс изготовления порошковых элект-
родов несложен, однако себестоимость прессформ до-
Рис. 16. Электроды-инструменты для обработки
фасонных отверстий в твердосплав-
ных фильерах:
/— электрод-инструмент для обработки отверстий40° и60°;
2 — электрод-инструмент для обработки отверстий 14°; 3 —
электрод-инструмент в сборе; 4 — оправка для сборки элект-
родов-инструментов; 5 — калибрующий стержень для обра-
ботки пояска фильеры.
вольно высока, вследствие чего этот метод рентабе-
лен только при изготовлении большого количества од-
нотипных электродов-инструментов.
Медный порошок лудится .методом контактного лу-
жения, тщательно промывается горячей водой, су-
шится и сохраняется в стеклянных банках с притер-
той пробкой для предотвращения окисления. Сухой
порошок засыпается в прессформу и прессуется под
давлением 500 кг/см2 при нагреве до 250°С. После
остывания из прессформы извлекается готовый элект-
род-инструмент.
. 199
Для изготовления прессформы рекомендуется
сталь ЗХ2В8 или другие, сходные с ней по свойствам.
Срок службы прессформы достаточно велик, обычно
несколько тысяч прессовок.
Для порошковых электродов-инструментов также
используются смеси из медного порошка с графитом.
Такие электроды-инструменты обладают на некоторых
режимах обработки повышенной эрозионной стойко-
стью, что приводит к увеличению производительности _
обработки.
Применяется также прессование порошковых
электродов-инструментов в прессформах и их после-
дующее спекание после извлечения из прессформы.
Получающееся при спекании коробление исправляется
повторным обжатием.
Эффективен способ холодного’ прессования мед-
ного луженого порошка при значительно более вы-
соких давлениях. Этот способ предохраняет от
коробления после извлечения прессовок из пресс-
форм.
На некоторых режимах обработки износ электро-
дов-инструментов, прессованных из порошка, значи-
тельно ниже, чем монолитных. В табл. 41—44 приво-
дятся данные о свойствах электродов-инструментов,
изготовленных способом холодного прессования при
различных давлениях.
Таблица 41
Зависимость плотности прессованных
электродов-инструментов- от удельного
давления прессования Диаметр
электродов-инструментов 16 мм
Удельиоё давление, кг/мм2 Плотность прессованных электродов-инструментов. г/см3
30 6,18
50 7,25
70 7,50
85 7,76'
105 7,91
120 7,96
200
Таблица 42
Производительность обработки стали 45 на
электроэрозионной станке модели 183 и износ
прессованных электродов-инструментов
Плотность электродов -" инструментов, г 1см3 Лг2 режимов Производи- тельность обработки, г! мин Износ эле- ктродов-инст- рументов, г! мин Износ элект- родов-инст- рументов, % Сравнитель- ный износ прессованных и медных электродов - инструментов, %
1 0,850 0,544 65,2 140,0
II 0,430 0,200 46,6 97,0
6,18 III 0,152 0,040 38,0 63,5
IV 0,042 0,024 57,0 98,0
V 0,013 0,004 30,8 72,0
1 0,800 0,500 62,5 136,0
и 0,510 0,2’30 45,1 98,0
7.25 н 0,168 0,040 24,0 40,0
IV 0,070 0,024 34,3 59,0
V 0,020 0,003 40,0 93,0
I 0,780 0,450 57,7 125,0
II 0,555 0,216 39,0 82,3
7,5 III 0,178 0,029 16,3 27,0
IV 0,072 0,018 25,0 43,2
V 0,026 0.012 46,0 106,2
1 0,802 0,414 51,5 110,6
и 0,470 0,145 30,5 63,5
7,76 ш 0,170 0,023 13.5 22,5
'V 0,089 0,015 21,8 37,6
V 0,027 0.015 ' 55,6 128,0
0,840 0,380 45,2 98,5
11 0,472 0,115 24,3 50,2
7,91 111 0,150 0,012 8,0 13,5
IV 0.067 0,014 21,0 36.2
V 0,023 0,013 56,6 130,2
I 0,840 0,430 51,2 115,0
11 0,530 0,070 32,1 66,0
7,96 ш 0,154 0,030 19,5 32,5
IV 0,065 0,021 32,4 56,0
V 0,031 0,01.9 61,3 140,0
201
Таблица 43
Производительность обработки стали 45 на
электроэрозионном станке модели 183 и износ
электрода-инструмента из монолитной меди
Плотность элек- тродов-инстру- ментов, г1см3 № режимов Производи- тельность обработки, г! мин Износ электродов - инструментов
г/мин %
I 0,784 0,360 46,0
II 0,524 0,254 48,5
8,9 III 0,123 0,074 60,0
IV 0,048 0,028 58,0
V 0,030 0,013 43,5
Таблица 44
Относительный износ электродов-инструментов из
различных материалов при обработке стали 45 на
электроэрозионной станке модели 183
Материал электродов- инструментов Относительный износ электродов-инструментов
режимов бработки
I п III IV
Медь ....... 60 60 50 40
Латунь Меднографитовая 45 40 40 40
КОМПОЗИЦИЯ .... 22 15 14 14
Одна из конструкций прессформ, применяющихся
для холодного прессования, поясняется рис. 17.
Изготовление электродов-инструментов методом
металлизации распылением не требует дорогостоящей
орнастки. Распыление производится при помощи
электродугового аппарата, например типа ЛК-У, рас-
пиливающего медную проволоку. Струя распыленного
металла направляется в предварительно изготовлен-
ную гипсовую форму (рис. 18). После получения слоя
напыленного металла 3—4 мм распыление прекра-
щается. В полученную полость заливается легкоплав-
кий припой (ПОС-18 или другие малооловянистые
припои). Одновременно заливается и хвостовик элект.
рода-инструмента.
202
Обычно заготавливают несколько форм путем за-
ливки в жестяные или иные коробки жидкого гипса и
погружением в них точного шаблона, являющегося
прототипом электрода-инструмента. Шаблоны могут
быть изготовлены из металла, пластмассы и твердой
древесины.
Рис. 17. Прессформа для прес-
сования фасонных стержней:
1 --пуансон; 2 — разъемная прессфор-
ма; 3 — обойма; 4 — опора; 5 — плита.
Рис. 18. Схема изго-»
товления электродов*
иистр}^ментов мето-
дом металлизации
распылением:
/ — гипсовая форма; 2 —
слой напыленного металла;
3 — пистолет для металли-
зации распылением.
Во избежание появления пузырей в вогнутых ме-
стах шаблона, где может скопиться воздух, сверлятся
отверстия диаметром около 1 мм. Чтобы гипс не при-
липал к шаблону, поверхность последнего смазы-
вают тонким слоем вазелина, который облегчает из-
влечение шаблона из застывшего гипса.
Получает распространение способ изготовления
электродов-инструментов путем пропитки . прессован-
ного вольфрамового порошка медью. Несмотря на от-
носительно высокую стоимость таких электродов-ин-
струментов, в некоторых случаях (когда необходима
повышенная износостойкость, например при изготов-
лении гравюр) этот способ себя оправдывает.
203
Сверху на заготовку
Рис. 19. Схема изготовле-
ния электродов-инструмен-
тов методом пропитки
вольфрамового порошка
медью:
1 — медная заготовка; 2 — спрес-
сованный порошок; 3~ графито-
вая обойма; 4— подсыпка из ин-
фузорной земли ил-и графитового
порошка; 5—графитовая плитка.
также на специальных
ках, в которых режущий
Прессование заготовки из вольфрамового порошка
производится при небольшом давлении — 10—
20 кг!см2. В качестве связки обычно используется на-
туральный каучук, растворенный в бензине. Затем за-
готовка 2 (рис. 19) помещается в графитовую
форму 3. Она опирается на графитовую подсыпку1 4.
дется медь 1. Весь комплект
устанавливается на графито-
вой плитке 5 и помещается
в печь. Пропитка произВо- '
дится при температуре
1300°С в водородной среде.
При электроэрозионной
обработке на станках, осна-
щенных генераторами с
большой длительностью им-
пульсов тока (4723, 4724,.
4725 и др.), применяется
графитированный материал
ЭЭГ, имеющий на указан-
ных режимах высокую из-
носостойкость.
Изготовление электро-
дов-инструментов из ЭЭГ
производится путем фрезе-
рования или точения на
весьма высоких скоростях,
слесарной обработкой, а
вихрекопировальных стан-
инструмент, совершая круго-
вое орбитальное перемещение, снимает стружку при
помощи рифления, нанесенного на режущую поверх-
ность инструмента.
Электроды-инструменты для электроэрозионного
шлифования большей частью имеют форму диска. Ма-
териалом для их изготовления служат чугун и графи-
тированный материал ЭЭГ. Чугунные электроды-ин-
струменты применяются для обработки деталей из
твердых сплавов, магнитных сплавов, нержавеющей
стали и жаропрочных сплавов. Электроды из ЭЭГ це-
лесообразно применять для профильного шлифования,
так как они легко поддаются правке профиля в про-
цессе обработки.
204
При. электроэрозионной плоском шлифовании тор-
цом дискового электрода-инструмента используются
массивные электроды-инструменты, имеющие форму
кольца с большой высотой и малой шириной рабочей
поверхности (рис. 20, а).
Применение дисковых, электродов-инструментов
с большой поверхностью торца (рис. 20, б) нецелесооб-
разно, так как в процессе шлифования разные участки
рабочей поверхности изнашиваются неравномерно
(внутренняя часть коЛьца изнашивается больше, а на-
ружная меньше).
Рис. 20. Дисковые электроды-инструменты
для плоского шлифования:
о — рациональный электрод-нпструменг с узким рабо-
чим торпсм; б — нерациональный &лектрод-ш<струмент
с широким рабочим торном.
Торец кольца приобретает некоторую конусность.
Вследствие этого внутренние участки кольца почти
выключаются из процесса обработки, так как меж-
электродный промежуток становится больше того, при
котором имеет место стабильный процесс повторения
разрядов. Получившаяся однажды конусность сохра-
няется до полного износа диска.
Так как поверхность дискового электрода-инстру-
мента обычно"значительно больше поверхности обра-
батываемой детали, износ диска невелик по сравне-
нию со съемом металла с обрабатываемой детали.
Это дает возможность измерять величину съема ме-
талла без учета износа дискового электрода-инстру-
мента, а также вводить соответствующую автомати-
зацию окончания процесса обработки по достижении
деталью заданного размера.
•205
Рис. 21. Устройство для измерения съема металла при электро*
эрозионном шлифовании:
/ —электродвигатель-регулятор; 2-г шкала; 5 —подвижная каретка; 4 — суп*
порт; 5 — электрододержатель 6 — электродный диск.
Рис. 22. Участок Дискового электрода-инстру-
мента из фасонной ленты.
206
Один из применяющихся способов отсчета съема
металла на электроэрозионной плоскошлифоваЛьйом
станке показан на рис. 21. Отсчет производится по
шкале 2 при помощи стрелки, которая укреплена не-
посредственно на винте, подающем каретку 3. На ка-
ретке 3 в. электрододержателе 5 укрепляется обраба-
тываемая деталь, которая сближается с дисковым
электродом-инструментом 6. Подача каретки автома-
тическая при помощи регулятора 1.
Производительность и качество обработки повы-
шаются, если применяются дисковые электроды-ин-
струменты с большим количеством отверстий, сквозь
которые рабочая жидкость подается под давлением.
Подобные электродные диски состоят из металличе-
ской ленты, скрученной в плоскую спираль. Лента
предварительно прокатывается между гладким и зуб-
чатым вальцами для получения на ней канавок
(рис. 22).
9. Приспособления
к электроэрозионным станкам
В настоящее время промышленность еще недоста-
точно обеспечена различными типами электроэрозион-
ных станков, поэтому целесообразно применять при-
способления к наиболее широко распространенным
электроэрозионным копировально-прошивочным стан-
кам, позволяющие существенно расширить технологи-
ческие возможности последних.
К таким приспособлениям относятся вращающиеся
столы, электродовращатели, шпиндельные бабки,
приспособления для нарезания резьб и др. При уста-
новке соответствующих приспособлений станки могут
быть использованы для расточки, шлифования, наре-
зания резьб, разрезания и для выполнения многих
других работ.
Несколько иной цели служит группа приспособле-
ний — электрододержатели', кондукторы, патроны, за-
жимные и отсчетные устройства. Их применение об-
легчает работу на станках и повышает производитель-
ность и точность изготовления деталей.
Вращающиеся столы применяются для электро-
эрозионной обработки цилиндрических и конических
207
отверстий, а также для обработки наружных поверх-
ностей тел вращения.
Вращающийся стол представляет собой верти-
кально расположенную шпиндельную головку, кото-
рая крепится на.столе электроэрозионного станка и
может неограниченно долго работать погруженной
в рабочую жидкость. Для этого корпус вращающегося
стола выполняется герметическим. Поскольку вра-
щающиеся столы применяются для выполнения ра-
бот по расточке и шлифованию всевозможных отвер-
стий, а также для обработки наружных поверхностей
тел вращения, к точности шпиндельного устройства
стола предъявляются высокие требования.
Кроме того, для получения точных цилиндрических,
а также конических отверстий и поверхностей необхо-
димо, чтобы ось вращения шпинделя стола была точно
ориентирована относительно, направления перемеще-
ния электрода-инструмента. Расточка отверстий в де-
тали, установленной в зажимном приспособлении вра-
щающегося стола, производится при сочетании двух
движений. Деталь вращается, а электрод-инструмент
совершает прямолинейное возвратно-поступательное
движение.
Шпиндельный узел вращающегося стола состоит
из шпинделя 4 (рис. 23), который опирается на изо-
лированные от корпуса 2 подшипники скольжения.
Шпиндель 4 в верхней части имеет коническую рас-.
точку для крепления планшайбы 7. На планшайбе
устанавливается призма 8, которая служит для за-
крепления и центрирования обрабатываемой детали.
Верхняя шейка шпинделя проходит через уплотни-
тельные сальниковые манжеты 6, между v которыми,
введена трубка 9 для создания . масляного уплотне-
ния. Трубка соединена с масленкой 11, уровень масла
в которой выше сальников. Благодаря этому создается
некоторое давление столба масла между сальнико-
выми манжетами, полностью исключающее возмож-
ность проникновения засоренной рабочей жидкости
внутрь шпиндельного узла. Расход масла невелик (не
более. 0,5 л на 100 часов работы).
Шпиндель приводится во вращение электродвига-
телем 1 через три зубчатых колеса. Промежуточное
зубчатое колесо 10 выполнено из текстолита, чем
208
209
достигается изоляция электродвигателя от шпинделя.
Ток к шпинделю подводится ртутным контактом,
представляющим собой резервуар из органического
стекла 5, заполненный ртутью, куда погружен нижний
конец шпинделя. Для выверки вращающегося стола
предусмотрена плата 3, крепящаяся к столу станка.,
В коническую расточку платы вставляется сфериче-
ский фланец корпуса шпиндельного узла. Регулиро-
вание стола производится болтами 12, расположен-
ными по углам корпуса 2 стола.'
Скорость вращения шпинделя может регулиро-
ваться в пределах 60—300 об/мин. при помощи рео-
стата в цепи якоря электродвигателя 1 постоянного
тока типа СЛ-369.
При вращающихся столах, благодаря хорошим ус-
ловиям удаления продуктов эрозии, производитель-
ность обработки увеличивается примерно вдвое по
сравнению с прошиванием. Качество поверхности об-
рабатываемой детали также повышается (примерно
на один класс), так как при относительном переме-
щении поверхности детали и электрода-инструмента
микродефекты его поверхности на деталь не перено-
сятся.
Наибольшее применение вращающиеся столы по-
лучили для расточки и шлифования твердосплавных
высадочных матриц, использующихся при производ-
стве винтов и болтов, фильер, люнетных втулок и т. д.
Электродовращатели. В некоторых случаях целе-
сообразно производить обработку отверстий вращаю-
щимся электродом-инструментом, который закреп-
ляется в шпинделе электродовращателя (рис. 24).
Шпиндель 8 электродовращателя имеет централь-
ное отверстие, что позволяет зажимать стержневые
электроды-инструменты с большим запасом по длине.
Электрод-инструмент крепится в цанговом зажиме 7. '
Шпиндель опирается на изолированные от корпуса 5
(при помощи заливки изоляционным составом) шари-
ковые подшипники, запрессованные во втулки 6. Пе-
редача вращения от электродвигателя И к шпин-,
делю 8 осуществляется при помощи зубчатых колес 9
(текстолитовое) и 10.
Электродовращатель крепится к ползуну 1 станка.
Для выверки соосности шпинделя электродвигателя
210
и ползуна раоочеп головки станка служат регулиро-
вочные винты 2, наклоняющие плату 4 относительно
платы 3. Центром качания при регулировании элект-
родовращателя служит радиальный сферический ша-
Рис. 24. Электродовращатель обычной конструкции,
рикоподшипник 13, на котором подвешен механизм
Электродовращателя.
Токоподвод производится при помощи углеграфи-
товых щеток, скользящих по контактному кольцу 12.
Электродовращатель для прошивания глубоких от-
верстий (рис. 25) отличается от предыдущего приме-
нением трубчатого электрода-инструмента, сквозь
отверстие которого в межэлектродный промежуток
Нагнетается рабочая жидкость. Это способствует
211
удалению продуктов эрозии из зоны обработки, рас-
положенной на значительной глубине.
Рабочая жидкость под давлением 1,5—2 кГ)см2
вводится через штуцер 6 в цилиндрическую гильзу 5,
Рис. 25. Элсктродовращатель для прошиаапм глубоких отвер-
стий:
1 — электродвигатель; 2—хвостовик для закрепления этектродовращятеля в
шпиндеде станка; 3 — медное контактное кольцо; 4 — уплотнение масляного
_ подпора; 5 — гильза для длинного трубчатого электрода-инсгрумента; 6 — шту-
вер для ввода рабочей жидкости; 7 — угольная контактная щетка; 8 — цанго-
вый зажим электрода-инструмента; 9 — шпиндель; 10 — зубчатый редуктор;
11 — корпус.
электрически изолированную от корпуса при помощи
текстолитовой втулки. В цилиндрической гильзе раз-
мещена электродная трубка требуемой длины, ниж-
ний конец которой выходит из цангового зажима 8 со
сменными цангами различного диаметра. Благодаря
такой конструкции запас электродной трубки достато-
212
чен для работы станка в течение продолжительного
времени. Во избежание проникновения загрязненной
жидкости в механизм электродовращателя предусмот-
рено уплотнение 4, состоящее из двух резиновых ман-
жет. Жидкость, просочившаяся в пространство между
манжетами, свободно вытекает через сливную тру-
бочку.
Шпиндель 9 опирается на шарикоподшипники, изо-
лированные от корпуса. Внутри шпинделя имеется от-
верстие, сквозь которое проходит электродная трубка.
Импульсный ток к шпинделю подводится с помощью
скользящего контакта, состоящего из угольной кон-
тактной щетки 7 и медного контактного кольца 3, на-
прессованного на шпиндель.
Внутри корпуса 11 электродовращателя располо-
жен зубчатый редуктор 10, передающий вращение от
якоря электродвигателя 1. Зубчатое колесо на шпин-
деле— текстолитовое для изоляции шпинделя от кор-
пуса редуктора.
На верхней части корпуса расположен хвостовик2
для крепления электродовращателя к ползуну авто-
матического регулятора станка.
Шлифовальные головки находят широкое приме-
нение для выполнения на копировально-прошивочных
станках работ по электроэрозионному плоскому и
круглому шлифованию, а также разрезанию.
Для закрепления шлифовальной головки (рис. 26)
в шпинделе станка служит конический хвостовик <3 и
накидная гайка 4. Основными частями приспособле-
ния являются шпиндель 12, электродвигатель 1, кор-
пус 16 с двухскоростной зубчатой передачей 15 и при-
способление 2 для выверки перпендикулярности оси
вращения кольцевого электрода-инструмента 14 к
плоскости обработки. Сменный рлектрод-инструмент 14
крепится при помощи винтов к фланцу 13, закреплен-
ному на коническом конце шпинделя.
Переключение скорости вращения шпинделя про-
изводится конической фрикционной втулкой 9, кото-
рая перемещается вдоль шпинделя при помощи руко-
ятки 5, представляющей собой гайку. При вращении
рукоятки по часовой стрелке фрикционная втулка
сцепляется с обоймой 8, имеющей зубчатый венец.,
соединенный с верхним комплектом зубчатых колес.
• 213
При вращении рукоятки в противоположном направ-
лении фрикционная втулка сцепляется с обоймой 10,
имеющей такое же устройство, но соединенной с ниж-
ним комплектом зубчатых колес. В первом случае
шпинделю сообщается скорость вращения 1000 об/мин.,
во втором 200 об/мин.
Шпиндель опирается на шариковые подшипники 6
и 11, которые изолированы от корпуса, и импульсный
Рис. 26. Шлифовальная,
головка.
ток подводится к нему при помощи щетки 7. Для изо-
ляции корпуса и деталей шпиндельной головки
от шпинделя, находящегося под напряжением, про-
межуточные зубчатые колеса изготовлены из тексто-
лита.
Эффективно использование одновременного враще-
ния электрода-инструмента и детали на вращающемся
столе.
Другой разновидностью шлифовальной головки
является шпиндельная головка (рис. 27), применяю-
щаяся для расточки отверстий диаметром от 6 до
214
2lS
Рис. 28. Приспособление для
а — общий вид; б — конструктивная схема; 7 — электродвигатель-регулятор;
инструмента; 4 — переключающая рукоятка; 5 — переключающее зубчатое ко
9 — токолод
216
нарезания резьб:
2 — набор зубчатых колес; 3 — зажимдая манга для крепления электрода-
лесо; 6 — гайка с зубчатым венном; 7— шпиндель; 8— токоподводящие щетки;
водящий стержень.
217
20 мм. Основной частью шпиндельной головки
является быстроходный электродвигатель, на валу 3
которого крепится электрод-инструмент 1 с удлините-
лем 2. Ротор 7 электродвигателя вращается со скоро-
стью 12 000 об/мин. Вал ротора просверлен. Через от-
верстие в валу нагнетается рабочая жидкость. Рабо-
чая жидкость, поступающая сквозь отверстие в валу,
разбрызгивается при выходе из электрода-инструмента
центробежной силой. В результате внутри обрабаты-
ваемой детали создается местная ванна. Рабочая жид-
кость нагнетается через штуцер 13 в полость 12 и за-
тем в отверстие вала ротора. Для предотвращения
попадания рабочей жидкости внутрь электродвигателя
служит уплотнение 11, состоящее из двух кожаных
колец, пропитанных графитом. Просочившаяся через
уплотнение И жидкость сбрасывается отражателем 14
в камеру со сточными отверстиями, а дополнитель-
ное уплотнение 10 защищает двигатель от рабочей
жидкости во время отсутствия вращения. Подвод им-
пульсного тока к электроду-инструменту производится
через вал электродвигателя, для чего служат кон-
тактное кольцо 16 и две, расположенные под углом 90°,
щетки 17. Обмотка 6 электродвигателя питается то-
ком 200 гц 36 в, а вал опирается на шариковые под-
шипники 15 и 20, изолированные от корпуса при по-
мощи стеклоэмали 4.
Охлаждение электродвигателя производится прй
помощи вентилятора 5, засасывающего воздух через
зазор между статором 8 и. ротором 7 электродвига-
теля из окон 9 и выбрасывающего воздух через щеле-
вые окна 19 в корпусе 18 электродвигателя.
Приспособления для нарезания резьб применя-
ются для получения резьбовых отверстий в твердом
сплаве, магнитных сплавах и других материалах,
в которых механическое нарезание резьб не осуще-
ствимо или слишком затруднительно.
Это приспособление (рис. 28,а) представляет со-
бой рабочую головку, которая может быть установ-
лена на электроэрозионном копировально-прошивоч-
ном станке или на отдельной стойке.
Приспособление (рис. 28, б) имеет автономный ре-
гулятор подачи, электродвигатель 1 которого включен
в схему генератора импульсов. При помощи зубчатых
2!8
колес 2 электродвигатель-передает вращение на шпин-
дель 7, на поверхности которого имеется резьба с ша-
гом 3 мм. Такая же резьба нарезана и на гайке 6.
Вращение от электродвигателя передается одновре-
менно на шпиндель 7 и гайку 6, на внешнем венце ко-
торой нарезаны зубцы. Шпиндель и гайка вращаются
в одну сторону. Однако если вращение шпинделя не-
сколько опережает вращение гайки, то он постепенно
из гайки вывинчивается.
Система зубчатых колес, при помощи которых
вращение передается на шпиндель и гайку, рассчи-
тана таким образом, что каждому обороту шпинделя
соответствует его выдвигание на определенную вели-
чину от 0,5 до 1,5 мм, соответственно нормальному
ряду метрической резьбы в этом диапазоне. Установка
требуемого сочетания зубчатых колес производится
при помощи переключающей рукоятки 4, перемещаю-
щей зубчатое колесо 5 вдоль зубчатого венца гайки 6
и одновременно зацепляющегося с одним из зубчатых
колес 2.
Импульсный ток подводится к цанговому зажиму 3
через стержень 9, изолированный от шпинделя. Для
подведения тока служит контактная щетка 8.
Электродный стержень из латуни или чугуна, име-
ющий на своей поверхности (соответственно выбран-
ному шагу) резьбу, зажимается в цанговом за-
жиме 3.
Нарезание резьб может производиться как в пред-
варительно прошитом технологическом отверстии, так
и в сплошном металле. Для улучшения удаления про-
дуктов эрозии из межэлектродного промежутка при
нарезании резьб целесообразно применять нагнетание
жидкости в межэлектродный промежуток. Для этой
же цели применяют электроды-инструменты с фрезе-
рованными продольными канавками (наподобие мет-
чиков) .
С помощью этого же приспособления могут наре-
заться резьбы на поверхности стержневых деталей,
для чего электроду-инструменту придается форма
трубки с внутренней резьбой.
Орбитальные головки служат для придания элект-
роду-инструменту электроэрозионного копировально-
прошивочного станка плоскопараллельного кругового
219-
Рис. 29. Принцип орбиталь-
ного движения электрода-
инструмента..
перемещения без вращения вокруг своей геометриче-
ской оси. Принцип орбитального движения электрода-
инструмента поясняется рис. 29.
При орбитальном движении в процессе электроэро-
зионной обработки происходит увеличение зазора ме-
жду боковыми стенками электрода-инструмента и-
обрабатываемого отверстия или полости. Это значи-
тельно улучшает условия для удаления продуктов эро-
зии из зоны обработки, способствует повышению про-
изводительности и дает возможность снизить конус-
ность, обычно получающуюся при прошивании.
Диаметр орбитального
движения электрода-инстру-
мента обычно не превышает
5 мм (для крупных станков)
и может регулироваться от
нуля до максимума.
'Для привода орбиталь-
ных головок в зависимости
от их размера применяются
электродвигатели неболь-
шой мощности — 5—50 вт,
с. редуктором, понижающим
скорость вращения. Основ-
ной частью орбитальных го-
ловок является механизм,
преобразующий вращение
в орбитальное движение, радиус которого может
плавно изменяться на ходу при помощи соответ-
ствующего регулировочного винта, конуса, коромысла
и т. д.
Орбитальная головка устанавливается в электро-
додержателе или шпинделе рабочей головки станка,,
а в ее электрододержателе крепится тот или иной
электрод-инструмент.
Орбитальная головка (рис. 30) осуществляет пре-
образование вращения электродвигателя 1 в орби-
тальное движение при помощи роликов 6, оси которых
вращаются в шарикоподшипниках 4. Два ролика уста-
новлены в обойм-е, связанной с корпусом 2, а третий
установлен на качающемся коромысле 11, стремя-
щемся сместиться в радиальном направлении под дей-
ствием пружины 13.
220
Рис. 30. Конструкция орбитальной головки-
•221
Ролики опираются на коническую чашку 10. В за-
висимости от положения роликов относительно кони-
ческой чашки при вращении, обоймы последняя будет
в большей или меньшей степени смещаться от центра
под действием жестких роликов.
Обойма роликов приводится во вращение через
зубчатый венец 12 на ней и трибкой на электродвига-
теле 1. Преобразование вращения обоймы в орбиталь-
ное перемещение чашки производится при помощи
шлицевой муфты 7, нижняя часть которой неподвижна
.относительно корпуса головки. Электрододержатель 8
связан с конической чашкой 10, совершающей орби-
тальное движение.
Диаметр орбитального движения регулируется пе-
ремещением роликов 6 по высоте конической расточки
в чашке 10. В верхнем положении роликов он равен
нулю, а в нижнем 1 мм.
Перемещение роликов по вертикали производится
при помощи винтового стакана 9, стопорящегося в
нужном положении при помощи рычажной гайки 3.
Диаметр орбитального движения контролируется ин-
дикатором 5.
Приспособление для обработки сферических по-
лостей позволяет с большой точностью производить
обработку этих полостей в деталях из стали, твердых
и магнитных сплавов. В основу конструкции (рис. 31)
заложена непрерывная компенсация износа рабочих
элементов. Для этого электрод-инструмент выполнен
в виде вращаемого от отдельного электродвигателя
диска, в радиальных пазах которого расположены ра-
бочие элементы. Последние удерживаются с помощью
боковых тормозящих пластин и при каждом обороте
диска выдвигаются пружинами до калибрующего
упора.
С помощью конического хвостовика 1 устройство
закрепляется в шпинделе станка. В корпусе 12 вра-
щается дисковый электрод-инструмент 13, приводи-
мый во вращение электродвигателем 14 через редук-
тор 3. Ток к электроду-инструменту подводится при
помощи щетки 10 и контактного кольца 8. Рабочие
элементы 5 расположены в пазах дискового электрода-
инструмента. Пружины 7 стремятся выдвинуть рабо-
чие элементы, однако последние удерживаются при
222
Рис. 31. Приспособление для
обработки сферических полос-
тей.
223
помощи боковых тормозящих пластин 6. Против каж-
дого рабочего элемента находится удерживающая его
пластина. В верхнем положении пластина отжимается
зубцом 1J, и рабочий элемент прижимается к упору 2.
Во время работы устройства рабочие элементы по-
сте!,теино изнашиваются. Однако, выдвигаясь по оче-
реди пружинами 7 до калибрующего упора 2 в мо-
мент прохождения верхнего положения, они снова за-
нимают первоначальное Положение. Таким образом,
износ рабочих элементов непрерывно компенсируется.
Цапфа вала, подшипники и токоподвод защищены
от проникновения загрязненной рабочей жидкости
сальниковыми манжетами 4 и 9.
Для получения полости сферической формы обра-
батываемая заготовка устанавливается на вращаю-
щемся столе и вращается в плоскости, перпендикуляр-
ной плоскости вращения электродов приспособления.
Электромагнитный вибратор (рис. 32) служит для
придания электроду-инструменту возвратно-поступа-
тельного движения для улучшения удаления продук-
тов эрозии из межэлектродного промежутка. Частота
колебаний электромагнитного вибратора 100 гц, но
может быть снижена до 50. гц включением в цепь об-
мотки вентиля, срезающего одну из полуволн сину-
соиды питающего тока. Амплитуда вибрации регули-
руется при помощи реостата, включенного последова-
тельно в цепь намагничивающей обмотки.
Вибратор крепится к ползуну рабочей головки
станка при помощи хвостовика 1 и накидной гайки 2.
Хвостовик 1 жестко связан с корпусом 3, внутри
которого находится электромагнит 5 с обмотками 4,
питаемыми переменным или пульсирующим током.
Подвижной якорь 6 подвешен на двух дисковых мем-
бранах 8 и 9, обеспечивающих прямолинейность виб-
рации благодаря большой поперечной жесткости по-
движной системы. Стержень 10, связывающий мем-
браны и якорь, заканчивается электрододержателем 7.
Применение электромагнитных вибраторов, приво-
дящих в колебательное, прямолинейное движение
электрод-инструмент, улучшает регулирование про-
цесса электроэрозионной обработки, снижая зону не-
чувствительности автоматического регулятора подачи,
особенно при наличии люфтов ш последних звеньях
224
Рис. 32. Электромагнитный вибратор.
8 Зак. № 269
•225
цепочки электродвигатель — редуктор — подвижная
система. Однако при избыточной амплитуде вибра-
ции возрастает число нерабочих импульсов, что ведет
к непроизводительной затрате времени и энергии. Оп-
тимальная амплитуда вибрации для каждого конкрет-
ного случая может быть определена опытным путем.
Рис. 33. Вибрационный стол.
Вибрационный стол (рис. 33) устанавливается на
столе электроэрозионного станка и служит для сооб-
щения вибрации обрабатываемой детали.
Верхняя часть корпуса стола 1 является ванной
для рабочей жидкости. Основная плита 2 крепится
к станку. Вибрирующий стол 3, на котором укрепля-
226
ются обрабатываемые детали, изолирован от осталь-
ных частей заливкой 4. Подвижная система подве-
шена на двух мембранах 5 и 9 большой жесткости, что
обеспечивает собственную' частоту колебаний под-
вижной системы выше рабочей частоты. Переменное
магнитное поле, создаваемое магнитопроводом 7 при
протекании переменного тока по обмотке 8, приводит
в колебательное движение якорь 6 и жестко связан-
ные с ним детали подвижной системы. Амплитуда виб-
рации может регулироваться при помощи автотранс-
форматора или сопротивления в цепи обмотки элект-
ромагнита. Для слива жидкости при смене деталей
служит вентиль 10.
Вибрационный стол применяется при обработке
мелких деталей на копировально-прошивочных стан-
ках. Использование таких столов (если допускают
размеры деталей) эффективнее применения вибрирую-
щих электродов-инструментов и дает обычно увеличе-
ние производительности обработки на 20—30%.
Приспособление для центробежного шлифования
(рис. 34, а) служит для размерной обработки уже
имеющихся отверстий в деталях машин, приборов и
инструмента, изготовленных из твердых сплавов.
Стержневой электрод-инструмент 1 с разрезом при-
водится во вращение и прямолинейное возвратно-по-
ступательное перемещение. Вследствие развивающейся
центробежной силы части электрода-инструмента
сближаются со стенками отверстия в детали 2. От-
верстие заполнено рабочей жидкостью (соляровое или
веретенное масло). Когда расстояние между электро-
дом-инструментом и стенками отверстия достигает
пробивного, возникают импульсные разряды, удаляю-
щие металл со стенок отверстия, вследствие чего его
диаметр увеличивается. '
Электрод-инструмент приводится во вращение при
помощи электродвигателя 5 с регулируемой скоро-
стью. По мере увеличения диаметра отверстия интен-
сивность разрядов падает, скорость вращения элект-
рода-инструмента увеличивается и интенсивность раз-
рядов восстанавливается. Этот процесс продолжается
до тех пор, пока отверстие достигнет требующегося
диаметра. В верхнем и нижнем положениях электрода-
инструмента установлены ограничители 3.
227
Приспособление для центробежного шлифования
приводится в действие двумя электродвигателями.
Один из них приводит во вращение электрод-инстру-
мент, а второй придает ему возвратно-поступательное
Рис. 34. При-
способление
для центробеж-
ного шлифова-
ния:
а — схема приспо-
собления; б и в —
формы разрезных
электродов. *“
перемещение. Автоматическое регулирование подачи
может быть осуществлено любым из этих электродви-
гателей. При электроде-инструменте, длина которого
значительна (по сравнению с длиной отверстия), при-
меняется автоматическое регулирование скорости вра-
щения электрода-инструмента.
При относительно коротком электроде-инструменте
автоматическое регулирование придается возвратно-
поступательному перемещению, а скорость- вращения
228
регулируется ступенями. Импульсный ток подводится
к электроду-инструменту через скользящий контакт 4.
Формы разрезных электродов-инструментов приведены
на рис. 34, бив.
Электрододержатели применяются для закрепления
электродов-инструментов и обрабатываемых деталей.
Для этой цели используют всевозможные патроны, за-
жимные и выверочные приспособления. Поскольку при
электроэрозионной обработке самонаправление ин-
струмента, как это имеет место, например, при сверле-
нии или. развертывании отверстий, отсутствует, за-
крепление и направление электродов-инструментов
имеет свои специфические особенности.
Если при прошивании отверстия стержневым
электродом-инструментом направление его оси будет
отклонено от направления подачи, то отверстие полу-
чится искаженной формы. При обработке полости
сложнопрофильным электродом-инструментом непра-
вильное расположение его также вызывает брак.
Вследствие этого копировально-прошивочные-, коорди-
натно-прошивочные и некоторые другие станки снаб-
жаются приспособлениями, позволяющими после за-
крепления электродов-инструментов производить вы-
верку их положения относительно обрабатываемой
детали. Широко распространены электрододержатели,
представляющие собой параллельные тиски, разме-
щенные на двух взаимно перпендикулярных шарни-
рах (рис. 35, а).
Электрододержатель крепится к шпинделю рабо-
чей головки станка при помощи конического хвосто-.
вика 1 и накидной гайки 2. Электрод-инструмент за-
жимается в тисках 6, одна из губок которых представ-
ляет собой призму. Выверка электрода-инструмента
производится при помощи регулировочных винтов 3,
наклоняющих части 4 и 5 шарнирного устройства. Ти-
ски 6 изолированы от корпуса электрододержатели
при’ помощи заливки 7 эпоксидной смолой. Провод,
подводящий импульсный ток, присоединяется к приз-
матической губке тисков.
Для быстровращающихся электродов-инструментов
стержневой формы иногда применяются сверлильные
патроны (рис. 35,6). Трехкулачковый сверлильный
патрон 4 изолирован от шпинделя 1 при помощи
229
изоляционной прокладки 2. Для подведения тока слу-
жит медное контактное кольцо 3, по которому сколь-
зит щетка. Такие электрододержатели используются
при скоростях вращения до 15 000 об/мин.
Этой же цели служат электрододержатели с цан-
говым зажимом (рис. 35, в). Они представляют собой
корпус 4, изолированный от шпинделя 1 при помощи
заливки 2 из прочной стеклоэмали. На корпус цанго-
вого зажима напрессовано медное кольцо 3, по кото-
рому скользят токоподводящие щетки. Цанга 6 зажи-
мается гайкой 5.
Для закрепления обрабатываемых деталей на вра-
щающихся столах могут применяться токарные пат-
роны. Однако при обработке деталей типа втулок бо-
лее целесообразно центрировать их не по наружной
поверхности, а по имеющемуся в заготовке отверстию,
чтобы затем обработать втулку по наружной поверх-
ности на оправке. Для центрирования деталей по внут-
реннему отверстию применяются специальные план-
шайбы (рис. 35, г), в которых обрабатываемая де-
таль устанавливается на инструментальной призме 3
и крепится при.помощи струбцинки. Призма может
перемещаться по пазу в планшайбе, а верхняя часть
планшайбы 2 вместе с призмой может смещаться от-
носительно основания 1 планшайбы в направлении,
перпендикулярном пазу. Центрирование отверстия об-
рабатываемой детали относительно оси вращения
стола до полного совпадения производится по индика-
тору, устанавливаемому в электрододержателе станка.
Мелкие детали массового производства, например
распылители и всевозможные ниппели, крепятся в за-
жимных патронах (рис. 35, д) при помощи пружин-
ных лапок 3, которые прижимают распылитель 1 к ба-
зовой поверхности и центрируют его внутри кольца 2.
Зажим производится при помощи конуса 4, выдвигае-
мого рычагом 5. Данное зажимное устройство служит
одновременно делительной головкой для поворота об-
рабатываемой детали на нужный угол при прошива-
нии нескольких отверстий, расположенных по окруж-
ности.
Кондукторы. При использовании нежестких элект-
родов-инструментов (например, тонких стержней или
проволоки), а также для получения высокой точности
230
Рис. 35. Электрододержатели.
231
Рис. 36.
Схема рас-
пределения
токов, вы-
зывающих
эрозию кон-
дукторов:
J — электрод-
инструмент;
2 — эоны раз-
рушений;
3~ корпус
кондуктора.
расположения отверстий на обрабатываемой детали
используются кондукторы различной конструкции.
При использовании металлических кондукторов
обычно происходит их электроэрозионное разрушение
вследствие ответвления в тело кондуктора импульс-
ных токов, проходящих через электрод-
инструмент. На рис. 36 показана схема
процесса электроэрозионного разрушения
стенок отверстия кондуктора, через кото-
рое проходит электрод-инструмент.
При прохождении импульсов электри-
ческого тока по электроду-инструменту
на нем, и в частности на участке, нахо-
дящемся внутри кондуктора, происходит
падение напряжения. Величина падения
напряжения увеличивается с плотностью
тока в электроде-инструменте и его удель-
ным сопротивлением и может достигать
нескольких вольт, при длинных кондукто-
рах. Такого напряжения достаточно для
пробоя изолирующей пленки загрязнений
между электродом-инструментом и кон-
дуктором в верхней и нижней его частях.
Возникает новый, параллельный путь
импульсного тока через массивный .кон-
дуктор, имеющий ничтожно малое сопро-
тивление. При этом большая часть тока
протекает по новому пути, вызывая эро-
зию стенок кондуктора в местах пробоев.
Вибрация электрода-инструмента в кон-
дукторе облегчает возникновение про-
боев.
При коротких импульсах тока и
стальном кондукторе падение напряже-
ния на участке электрода-инструмента, находящемся
в кондукторе, сильно возрастает за счет увеличения
сопротивления электрода импульсному току под влия-
нием поверхностного эффекта (скин-эффекта). В этих
условиях импульсный ток протекает только по поверх-
ности электрода-инструмента, его сопротивление резко
возрастает, следовательно, возрастает падение напря-
жения и облегчается возникновение пробоев между
электродом-инструментом и кондуктором. После врз-
232
никновения нового пути току практически весь ток,
благодаря поверхностному эффекту, выталкивается
в тело кондуктора.
Во избежание эрозии кондуктора его следует изго-
тавливать из нетокопроводящих материалов. При
сравнительно невысоких требованиях к точности про-
шиваемых отверстий можно изготавливать цельные
кондукторы из текстолита, оргстекла и других изоля-
ционных материалов (рис. 37,а). Кондукторы для
электродов-инструментов сложного профиля можно
изготавливать путем заливки их стиракрилом или эпо-
ксидными смолами в соответствующей оправке. Для
получения требуемого зазора электрод-инструмент
предварительно покрывается тонким слоем парафина.
Однако все эти кондукторы не обладают достаточ-
ной стойкостью, они сравнительно быстро засоряются
внедряющимися в поверхность их внутреннего канала
продуктами эрозии, что приводит часто к заеданию
электрода-инструмента в кондукторе.
Значительно лучше работают составные кондук-
торы, направляющие части которых изготовлены из
различной керамики, термокорунда, лейкосапфира
(рис. 37,6).
Кондукторы для направления тонких проволочных
электродов-инструментов обычно изготавливают сбор-
ными (рис. 37, в). Электродная проволока лежит
в призме 4 из лейкосапфира, вклеенной в корпус
кондуктора 1, и прижимается подвижным камнем 3
с помощью пластинчатой пружины 5. Б канал кон-
дуктора вставляется направляющая трубочка 2 из
эбонита или стекла, обеспечивающая изоляцию про-
волоки от корпуса и направление проволоки в призму.
Лабиринтные гидронасосы. Используются для на-
гнетания рабочей жидкости в зону электроэрозионной
обработки. Иногда для этой же цели применяются
центробежные, шестеренчатые, диафрагменные и дру-
гие насосы, но они обладают существенными недо-
статками.
Центробежные насосы при их прочих высоких экс-
плуатационных z свойствах получили ограниченное
применение вследствие трудности создания статиче-
ского напора. Другие насосы быстро выходят из
строя из-за износа их деталей продуктами эрозии,
233
содержащимися в рабочей жидкости, или из-за засо-
рения клапанов.
Рис. 37. Кондукторы для направления электродов-
инструментов:
а __ кондуктор для прошивания двух отверстий: 1 — изоляционные
' направляющие втулки; 2 — корпус кондуктора; 3 — обрабатывае-
мая деталь; б — кондуктор для направления вращающегося элек-
трода-инструмента: 1 — корундовые втулки; 2 — корпус кондуктора;
в — кондуктор для направления проволочных электродов-инстру-
ментов: / — металлический корпус кондуктора; 2 —стеклянная ка-
пиллярная трубка; 3 —прижимной камень; 4 — призма из двух
камней; 5 — пружинка, прижимающая камень.
Лабиринтные гидронасосы [20] используются в хи-
мической промышленности для перекачки агрессив-
ных жидкостей. Отсутствие в этих насосах трущихся
частиц и клапанной системы, а также возможность
создания с их помощью значительного статического
234
напора (при маловязких жидкостях до 8 кГ)см2 при.
одноступенчатой конструкции и до 15 кГ!см2— при
двухступенчатой) делают их наиболее пригодными
для нагнетания рабочей жидкости в электроэрозион-
ных станках. Срок службы лабиринтных насосов
очень велик, поскольку износ их деталей продуктами
эрозии практически отсутствует.
Рис. 38. Лабиринтный гидронасос.'
Б лабиринтном насосе станков ЛКЗ средней мощ-
ности (рис. 38) ротор <3 насоса приводится во враще-
ние .при помощи электродвигателя 1 мощностью
1,7 кет, 2800 об/мин. Рабочая жидкость засасывается
в зазор между статором 2 и ротором 3 и направляется
через выводной штуцер 6 в шланг к электродам
• 235
станка. В рабочую жидкость погружены горловина 4
и статор насоса на глубину примерно до ‘/з—V2 вы-
соты. Внизу горловина защищена сеткой 5 от попада-
ния в нее крупных частиц. .
Статор насоса (рис. 39) представляет собой гайку
с многозаходной резьбой. Такая же резьба, по в про-
Рис. 39. Статор и ротор гидронасоса:
1 — статор; 2 — ротор.
тивоположном направлении нарезана на роторе. Ме-
жду статором и ротором имеется зазор 0,4—0,5 мм.
При диаметре ротора 80 мм и 2800 об/мин. произво-
дительность насоса равна 50—60 л1мин.
С увеличением вязкости жидкости давление, раз-
виваемое насосом, снижается. При нагнетании соля-
рового, трансформаторного и веретенного масел оно
составляет всего 2—3 кг! см2. Однако такого давления
вполне достаточно для выполнения почти всех копи-
ровально-прошивойных работ на электроэрозионных
станках,
Глава V
ЭЛЕКТРОЭРОЗНОННЫЕ СТАНКИ
По разновидностям обработки электроэрознонные
станки делятся на копировально-прошивочные, шли-
фовальные и станки для разрезания.
Каждая из этих групп может быть подразделена
на станки универсальные, специализированные и спе-
циальные, аналогично делению металлорежущих
станков.
Наибольшее распространение получили копиро-
вально-прошивочные станки, которые выпускаются
в обычном исполнении, повышенной точности и пре-
цизионные. К последним относятся координатно-про-
шивочные и некоторые станки для получения малых
отверстий.
Шлифовальные станки применяются для предва-
рительной обработки, например снятия литейных при-
пусков, облоя, литников и т. д., а также для выполне-
ния прецизионных работ. Шлифовальные станки,
относящиеся к прецизионным, обычно специальные,
предназначенные для обработки деталей одного типо-
размера или для узкого диапазона типоразмера.
Чаще они применяются для обработки деталей ди-
зельной топливной аппаратуры, а также в инструмен-
тальном производстве, в основном для обработки де-
талей из твердых сплавов.
К отрезным станкам, используемым для загото-
вительных операций (раскрой пруткового металла
и профильного проката), требований высокой точно-
сти обработки не предъявляется.
237
Станки для вырезания металлических деталей по
контуру относятся к прецизионным. Электродом-ин-
струментом в этом случае является перемещающаяся
проволока, перематывающаяся с одной бобины на
другую.
Электроэрозионные станки являются благоприят-
ным объектом автоматизации, что значительно сни-
жает трудоемкость обработки деталей и повышает их
качество.
Во всех современных электроэрозионных станках
подача осуществляется при помощи рабочих головок,
представляющих собой автоматические регуляторы,
следящие за стабильностью процесса эрозии. Помимо
этого автоматизируются поворот и перемещение дета-
лей, применяются бункеры для загрузки деталей мас-
сового выпуска и в практику электроэрозионной об-
работки введены программное управление и автома-
тические линии.
10. Копировально-прошивочные станки
Станок модели 183 (рис. 40) предназначен для об-
работки деталей из любых токопроводящих материа-
лов вне зависимости от их твердости, вязкости или
других свойств, затрудняющих обработку резанием.
На станках могут выполняться многочисленные
операции, например обработка рабочих отверстий
в твердосплавных филье'рах для волочения круглого и
профильного пруткового металла, изготовление слож-
ных полостей прессформ для литья под давлением,
профилирование твердосплавных резцов, обработка
рабочих отверстий твердосплавных матриц выруб-
ных штампов, вырезание из листового металла все-
возможных панелей, прорезание узких щелей в тру-
бах и листах из различного материала (например, из
нержавеющей стали)', изготовление сит, извлечение
обломков и многочисленные другие операции.
К конструктивным особенностям станка мо-
дели 183, повышающим его эксплуатационные свой-
ства, относятся:
1) выносной стол, облегчающий доступ к деталям
в процессе их обработки, измерений и смены электро-
дов-инструментов;
238
2) верхнее расположение направляющих, исклю-
чающее их загрязнение рабочей жидкостью;
Рис. 40, Станок повышенной точности модели 183:
7 — автоматический регулятор подачи; 2 — поперечный суппорт;
3 — электрододержатель; 4 — угловой кронштейн; 5 — стол; 6 —
ванна; 7 — основание; 8 — панель управления; 9 — направляю-
щие качения продольного суппорта; 10 — поворотный круг
рабочей головки.
3) широкий диапазон режимов, позволяющий про-
изводить разнообразные операции;
4) возможность точного отсчета перемещений ра-
бочей головки;
239
5) возможность обработки относительно крупных
деталей при сравнительно небольшой площади, зани-
маемой станком.
Техническая характеристика станка модели 183
Потребляемая мощность, кет ....... 7
Питание станка, в:
рабочая цепь........................ . . 220 (постоянный
ток)
цепи упразления...................... 380 (трехфазная
сеть)
Размеры стола (длинаХширина), мм .... ' 550x300
Наибольшее расстояние от поверхности
стола до уровня рабочей жидкости, мм . 250
Наибольшие размеры обрабатываемой де-
тали (длинаХширинаХвысота), мм . . . 1100 X 400x120
Наибольший вес обрабатываемой детали, кг 250
Производительность обработки и шероховатость обработанной
. поверхности приведены в табл. 45.
Наибольшее перемещение рабочей головки
относительно стола, мм:
продольное................t................... 800
поперечное ............................... 280
Угол поворота рабочей головки относи-
тельно стола, град..........•................ j-90
Длина хода регулятора подачи, мм .... 240
Диаметр хвостовика электрода-инструмента,
закрепляемого в электрододержателе, мм 9—26
Рабочая жидкость..........................соляровое масло
(ГОСТ 1666-51)
Объем рабочей жидкости в ванне, л . . . . 250
Габарит станка (длинаХширинаХвысота),
мм........................................1350X1350 X 2100
Вес станка, кг............................... 1350
Монтаж станка свободный, закрепление болтами или за-
ливкой цементом не допускается.
Точность взаимного расположения электрода-ин-
струмента и обрабатываемой детали обеспечивается
жесткостью кинематической цепи стол—угловой
кронштейн—консольный кронштейн—электрод-инст-
румент. Это достигается благодаря тому, что упомя-
нутые элементы, будучи жестко связаны между собой,
подвешены к станине на шарнире. Подвеска на шар-
нире исключает возможность влияния каких-либо де-
формаций станины, которые могут иметь место, на-
пример, от перемещения по ней относительно тяжелой
(около 300 кг) ванны с рабочей жидкостью.
240
Таблица 45
Производительность обработки и шероховатость
поверхности стали и твердого сплава на основных
режимах станка модели 183
№ режи- ма обра- ботки Площадь электро- ла-ни- струмен- та, см’- Обрабатываемый материал
сталь твердый сплав
произво- дитель- ность, г! мин класс чисто- ты повер- хности по ГОСТ 2789-59 произво- дитель- ность, г/мин класс чисто- ты повер- хности по ГОСТ 2789-59
1 10 0,9 2 . 0,65 3
II 10 0.5 3 0,35 4
III 10 0,2 4 0,08 5
IV 1 0,07 5 0,05 6
V 1 0,02 5 0,015 6
Схема конструкции механической части станка мо-
дели 183 приведена на рис. 41.
Одним из основных узлов,станка является рабо-
чая головка с автоматическим регулятором (рис. 42).
Его конструкция обеспечивает высокую надежность,
т. е. большое отношение крутящего момента к мо-
менту сопротивления при относительно малых значе-
ниях параметров сигналов, поступающих на регу-
лятор.
Электродвигатель специальной конструкции обла-
дает высокой чувствительностью к изменению тока
поступающего сигнала. Для этого якорь электродви-
гателя имеет большой диаметр (95 мм) и емкие пазы,
в которых размещается большое число витков об-
мотки. Электродвигатель выполнен четырехполюсным
с независимым возбуждением.
Конструктивной особенностью электродвигателя
является устройство коллектора (рис. 43). Медные ла-
мели 1 залиты консольно в кольцо 2 из пластмассы.
После проточки коллектор приобретает цилиндриче-
скую поверхность с воздушными промежутками (0,4—
0,5 мм) между ламелями. Наличие воздушных проме-
жутков исключает возможность засорения коллектора
продуктами истирания щеток. Технические данные
электродвигателя приведены в табл. 46. ,
241
Рис. 41. Схема подвески стола
и рабочей головки:
1 — рабочая головка; 2 — поперечный
суппорт; 5—угловой кронштейн; 4 —
стол; 5 —площадка для подъемной
ванны; 6 — шкив винта подъема ван-
ны; 7 — винт подъема ванны; 8 — ка-
ретка механизма подъема ванны;
9 — балансир, разобщающий стол от
остальных механизмов станка; 10 —
станина; 11 — шарнир для подвески
балансира; 12 — продольный суппорт;
13 — поворотный круг рабочей го-
ловки.
Рис. 42, Рабочая головка стан-
ка модели 183:
1 — электрододержатель; 2— приспо-
собление для выверки; 3 — шпиндель;
4— шток ограничения хода шпинделя;
5— электродвигатель регулятора по-
дачи.
242
Таблица 46
Основные технические данные четырехполюсного электро-
двигателя постоянного тока с независимым возбуждением
Параметры Исполнение I Исполнение II
Наибольшее напряжение, в . Наибольший ток в якоре 220 220
(при крутящем моменте 15 кгс-см\а 1,5 0,55
Момент трения, кгс-см . . . Наибольшая скорость враще- Не более 0,9 Не более 0,9
йия, об/мин . 950± 10% 350±10%
Напряжение трогания, в . . Не более 3 Не более 10
Ток трогания, а Не более 0,16 Не более 0,06
Сопротивление обмоток при -
20° С, ом:
якоря 18± 1 220±5
возбуждения . Сопротивление изоляции, 2 000±100 2 000 ±100
мгом Не менее 10 Не менее 10
Усилие прижатия щеток, гс Обмотка якоря: 100± 10 100± 10
марка .......... ПЭЛЛО ПЭЛЛО
диаметр, мм 0,31 0,15
число секций 42 42
число витков в секции . 80 . 240
шаг по пазам 1—6 1—6
щаг по коллектору . . . 1—2 1—2
Обмотка возбуждения: 4
число катушек 4
марка пэв ПЭВ
диаметр проволоки, мм . 0,2 0,2
число витков в катушке 2 850 2 850
Подвижная система механизма подачи электрода-
инструмента перемещается при помощи ходового
винта, соединенного с валом электродвигателя по-
средством плавающей шлицевой муфты, которая ком-
пенсирует возможные при сборке регудятора_ несовпа-
дения осей вала и винта. Ходовой винт закреплен кон-
сольно на двух радиально-опорных подшипниках
в корпусе регулятора. На литом корытообразном осно-
вании регулятора укреплены направляющие для зам-
кнутой циркуляции шариков, катящихся между приз-
матическими пазами на ползуне и такими же пазами
на неподвижных направляющих.
243
Рис. 43. Коллектор спе-
циальной конструкции.
Одна из направляющих при помощи сильных пру-
жин прижимается к ползуну. Этим обеспечивается
плотный контакт между направляющими и шариками
и исключается влияние деформаций корпуса, кото-
рые со временем могут возникнуть.
'Подвижная система регулятора защищена от за-
грязнения кожухом из оргстекла и фетровыми про-
кладками. Настроечные перемещения ползуна регу-
лятора производятся при по-
мощи маховичка и винтовых
колес. Длина хода ползуна
260 мм. Выборка люфта между
винтом и гайкой производится
весом ползуна. Это возможно
благодаря малому сопротивле-
нию перемещения ползуна по
шариковым направляющим,
как при вертикальном, так и
при наклонном положении.
Регулятор может переме-
щать электроды-инструменты
весом до 25—30 кг. Прямое
соединение электродвигателя
с винтом без редуктора исклю-
чает возможность появления
люфтов, что, Как известно, яв-
ляется одним из основных условий устойчивой работы
регулятора.
Основные механизмы станка (рис. 44) располо-
жены на передней панели корпуса 17. В верхней ча-
сти находится поперечный суппорт 6, по направляю-
щим которого перемещается каретка 9, несущая рабо-
чую головку 10. Каретка 9 перемещается по суппорту
при помощи винта 7 с маховичком 8 ручного привода.
Суппорт 6 установлен на поворотном круге 11, при
помощи которого рабочая головка может быть повер-
нута относительно плоскости стола на ±90°. Продоль-
ное перемещение каретки 12, несущей суппорт 6, про-
исходит по стальным, термически обработанным
направляющим 14 и 18 с канавками для шариков.
К каретке укреплены обоймы 13 и 19 с замкнутой
циркуляцией шариков. Использование направляющих
качения значительно снижает величину йеобходимого
244-
крутящего момента ходового винта 35, приводимого
во вращение электродвигателем 34 через редуктор 16
и вручную маховичком 15.
Обрабатываемые детали устанавливаются на
столе 4, изолированном от корпуса станка при помощи
плиты 3. Стол крепится на жестком угловом крон-
штейне 5, подвешенном на балансире 20.
Ванна 2 с рабочей жидкостью свободно установ-
лена на столе 1, связанном с кареткой 30, которая
перемещается вверх и вниз на роликах 25 и 27 по
направляющим 22 и 23. Подъем и опускание ванны
производятся при помощи винта 24, связанного с гай-
кой 26. Винт приводится во вращение электродвигате-
лем 28 посредством клиноременной передачи 29.
В аварийных случаях, например при прекращении
подачи электроэнергии, для опускания ванны служит
рукоятка, которая вводится в подшипник 32 и пере-
дает вращение на винт 24 через угловую передачу 21.
При вставленной рукоятке блокировочный контакт 33
отключает станок, что необходимо для предотвраще-
ния травмы, могущей произойти при неожиданном
включении электропитания.
Корпус 17 станка сварной. Он установлен па тон-
костенном чугунном основании 31, обладающем при
относительно небольшом весе значительной жестко-
стью.
При прошивании отверстий, которые должны быть
точно расположены относительно друг друга, отсчет
величины продольного и поперечного перемещений
производится при помощи индикаторов и измеритель-
ных плиток. Для этого на поперечном суппорте уста-
навливается устройство (рис. 45, а), состоящее из
индикатородержателя, в котором крепится индика-
тор и плиткодержатель. Аналогичное устройство
(рис. 45, б) служит для измерения величины продоль-
ного перемещения.
Питание станка производится от двухмашинного
агрегата, состоящего из электродвигателя трехфазного
тока 220/380 в мощностью 7 кет и генератора постоян-
ного тока 220 в мощностью 4,8 кет. Электродвигатель
и генератор соединены эластичной муфтой и установ-
лены на общей плите. Постоянный ток преобразуется
в электрические импульсы при помощи релаксациоа-
245
Рис. 44. Основные меха
246
низмы станка модели 183.
247
Рис. 45. Устройство для измерения продольного и попереч-
ного перемещений:
1 — индикатор; 2 — иплнкатородержатель; 3~ пружинный рыч.аг; 4 —ме-
рительные плитки; 5 — упор; 6 — плиткодержатель.
248
пого генератора RC, встроенного в корпус станка и
рассчитанного на пять основных режимов обработки
(см. табл. 31).
Электрооборудование станка заключено в отдель-
ный блок, электроизмерительные приборы и рукоятки
управления расположены па правой панели корпуса.
Рис. 46. Электрическая cxevia станка мотели 183 с гене-
ратором А'С:
2 — сопротивление 12 о.и; 2 — сопротивление 18 сиг; 3 — сопротивле-
ние 44 ом; 4 — сопротивление НО ом; 5 — сопротивление 220 ом;
6 — сопротивление 440 ом; 7 — потенциометр 400 ом; 8 — батарея кон-
денсаторов 210 мкф; 9 — батарея конденсаторов 90 мкф; 10 — батарея
конденсаторов 12 мкф; 77 — конденсатор 4 мкф; 12 — конденсатор
1 мкф; 13 — конденсатор 0,5 мкф; 14 — электрод-инструмент; 15 — стол;
16 — сопротивление 300 ом; 17 — реверсивный магнитный пускатель;
18 ~ батарея конденсаторов 3X10 мкф; 19 — электродвигатель подъ-
ема ванны; 20 — электродвигатель перемещения суппорта; 21 — элект-
родвигатель регулятора.
Включение питания производится с помощью магнит-
ного пускателя. Электродвигатели перемещения ванны
и продольного суппорта управляются реверсивными
магнитными пускателями. Включение конденсаторов
и секций сопротивлений для получения различных
режимов обработки производится при помощи нажим-
ных рубильников, расположенных на той же панели.
Электрическая схема ставка приведена на рис. 46.
249
Помимо основного встроенного в станок генера-
тора RC, обладающего широкими технологическими
возможностями, но ограниченной производительно-
стью, к станку могут быть присоединены генераторы
узкого диапазона применения, но более высокой про-
изводительности, у Например, для предварительной
обработки стали и магнитных сплавов с производи-
тельностью обработки до 1500 мм?/мин применяется
машинный генератор импульсов МГИ-2.
Высокопроизводительную обработку тугоплавких
металлов (табл. 47) обеспечивает машинно-тиратроп-
ный генератор (см. стр. 82). Однако износ электро-
дов-инструментов при использовании этого генерато-
ра велик, а кроме того, этот генератор рассчитан
только на один режим обработки.
Таблица 47
Производительность обработки и чистота поверх-
ности при обработке некоторых тугоплавких ма-
териалов на станке модели 183 с генератором им-
пульсов типа МТГКИ 1,2/4
Материал Производитель- ность обработки, мм3;'мин । Класс чистоты по- верхности по ГОСТ 2789-59
Вольфрам ..... 45,0 7
Графит 250,0 6
Молибден 70,0 6
Ниобий 64,0 6
Твердые сплавы . . 100,0 5
Цирконий 220,0 5
При изютовлении твердосплавных штампов для
часовой и приборостроительной промышленности могут
быть использованы генераторы ГИТ-IM, ГИТ-2, ВЧИУ
и др., обеспечивающие производительность обработки
около 0,45 г/мин (30 мм3/мин) при чистоте поверх-
/Ности 6-го класса. Для чистовой обработки стали при-
меняется генератор импульсов ВГ-ЗВ, генераторы на
транзисторах и др.
При использовании перечисленных генераторов
импульсов для питания станка схема присоединения
автоматического регулятора подачи видоизменяется.
Это необходимо потому, что регулятор станка модели
183 рассчитан на напряжение 220 в, а генераторы
250
типа МГИ развивают только 40 в. Кроме того, у гене-
раторов коротких импульсов для присоединения ма-
шинных генераторов импульсов типа МГИ исполь-
зуется схема (рис. 47), представляющая собой про-
стейший электромашинный усилитель. Он собран из
серийных электрических машин, трехфазного электро-
двигателя 7 типа АОЛ-1 Г2 мощностью 0,18 кет,
2800 об/мин. и электродвигателя постоянного тока 6
типа СЛ-569 или СЛ-661, работающего в качестве ис-
точника постоянного тока.
Рис. 47. Электрическая схема станка мо-
дели 183 при питании от машинного
генератора импульсов МГИ.
Обе машины устанавливаются на общей плите и
соединяются при помощи какой-либо эластичной
муфты. Каждая из катушек обмотки возбуждения 8 и
9 электродвигателя постоянного тока выводится на
наружные клеммы. Якорь 5 регулятора подачи станка
и якорь 6 машины постоянного тока (СЛ-569 или
СЛ-661) соединяются друг с другом. Обмотка воз-
буждения 9 присоединена к потенциометру 10, кото-
рый снимает падение напряжения с токоограничиваю-
щего сопротивления 2, находящегося в рабочей цепи
генератора импульсов МГИ 1.
Вторая обмотка возбуждения 8 присоединена к по-
тенциометру 11, включенному параллельно электро-
• 251
дам 3 и 4 станка. При некоюрой интенсивности
импульсных разрядов между электродами 3 и 4'при
помощи потенциометров 10 и 11 можно уравнять токи,
протекающие по обмоткам возбуждения 9 и 8.
Обмотки возбуждения включены таким образом,
что создаваемые ими магнитные потоки направлены
навстречу друг другу. При равенстве протекающих по
обмоткам токов магнитные потоки взаимно уничто-
жаются и в якоре 6 э. д. с. не наводится, поэтому
якорь 5 регулятора подачи остается неподвижным.
При уменьшении интенсивности импульсных разрядов
(в результате съема металла) падение напряжения на
балластном сопротивлении 2 уменьшается, а напря-
жение, приложенное к электродам 3 и 4, увеличи-
вается.
Одновременно с этим ток в обмотке возбуждения 9
уменьшается, а в обмотке 8— возрастает. .За счет
разности магнитных потоков в якоре 6 наводится не-
которая э. д. с., приводящая во вращение якорь 5
в сторону, соответствующую сближению электродов 3
и 4. При чрезмерном сближении электродов падение
напряжения на балластном сопротивлении 2 возра-
стает, а напряжение, приложенное к электродам 3 и 4,
снижается. В таком случае ток в обмотке возбужде-
ния 8 уменьшается, а в обмотке 9 возрастает.
При этом разность магнитных потоков изменит
свой- знак, в результате изменится и знак э. д. с., на-
веденной в якоре 6. Это вызовет вращение якоря 5
в обратную сторону, расстояние между электродами 3
и 4 увеличится и интенсивность импульсных разрядов
между ними снизится. При помощи движков потен-
циометров 10 и 11 можно отрегулировать работу
станка на требуемую интенсивность импульсных раз-
рядов, соответствующую наибольшей производитель-
ности обработки.
При использовании генераторов коротких импуль-
сов с большим интервалом между разрядами (по
сравнению с длительностью импульса) применяется
несколько измененная схема (рис. 48). Она дополнена
накопителями, состоящими из вентилей 7 и 16 и кон-
денсаторов 8 и 15 большой емкости. Потенциометры 6
и 17 присоединяются к трансформатору напряжения 5
и трансформатору тока 18. •
252
Первичная обмотка трансформатора напряжения
защищена от постоянной составляющей тока при
помощи разделительного конденсатора 2.
Станок модели 185 отличается от станка моде-
ли 183 несколько расширенными технологическими
возможностями. В стайке предусмотрена возмож-
ность присоединения вращающегося стола, шлифо-
вальной шпиндельной головки и электромагнитного
Рис. 48. Электрическая схема станка модели 183 при
питании от генераторов коротких импульсов:
1 — генератор импульсов; 2 — разделительный конденсатор; J —
электрод-ниструмент; 4 — электрод-деталь; 5 — трансформатор на-
пряжения; 6 и 17 потенциометры; 7 и 16 — вентили; 8 и 15 —
конденсаторы; 9 — обмотка возбуждения; 10 — якорь тре^фазного
электродвигателя; 11 — якорь усилителя; 12 — обмотка возбуждения;
13 — обмотка возбуждения электродвигателя регулятора подачи;
14 — якорь электродвигателя регулятора подачи; 18 — трансфор-
. матор тока.
вибратора. Помимо этого станок имеет автоматическое
регулируемое продольное перемещение консольного
кронштейна. Это позволяет производить на станке
работы по прошиванию отверстий в горизонтальном
направлении, а также работы по плоскому и круглому
шлифованию, шлифованию сферических полостей и
прорезанию в деталях прямолинейных пазов значи-
тельной длины без влияния на точность обработки
износа электродов-инструментов.
Станки моделей 4Б722, 4723 (рис. 49 и 50) предна-
значаются для электроэрозионной обработки средних
и крупных деталей, в основном ковочных штампов,
прессформ, литьевых форм, турбинных лопаток и все-
263
Рис. 49. Станок моде-
ли 4Б722.
Рис. 50. Станок модели 4723.
Рис. 51. Станок модели IA724.
254
возможных деталей сложного профиля. На предвари-
тельных операциях с помощью машинных генераторов
импульсов обеспечивается большой съем металла.
Чистовая обработка производится при переключении
станка на высокочастотный ламповый генератор ВГ-ЗВ.
Тяжелые станки модели 4А724 (рис. 51), а также
станки модели 4726 для предварительной обработки
комплектуются магнитонасыщенными генераторами
ГМС-400 и ГМС-630, а для чистовой — высокочастот-
ными машинными генераторами импульсов типа
ИГИ-18 на 8000 имп1сек. Основные технические
данные вышеупомянутых станков приведены в
табл. 48.
Ста'нок фирмы «Агитрои» типа DV-300 (Швейца-
рия) (рис. 52) предназначается в основном для обра-
ботки полостей тяжелых кузнечных штампов, пресс-
форм, пробивных и отрезных штампов. Станок уком-
плектован транзисторным широкодиапазонным гене-
ратором импульсов, который может быть присоединен
к сети 220, 260, 380, 420, 440 в, 50/60 гц.
* Техническая характеристика станка
Вес станка (без жидкости), кг ....... 9000
Габарит, мм'.
высота................................... 3515
ширина.................................. 1960
глубина.............-.......... . . 2420
Наибольший вес обрабатываемой детали, кг 3000
Наибольший вес электрода-инструмента, кг 200
Грубая установка рабочей головки (гидрав-
лическая), мм............................... 500
Автоматическая подача рабочего шпинделя,
мм.......................................... 200
Диаметр рабочего шпинделя, мм . ... . 120
Расстояние между столом и шпинделем, мм 200—900
Рабочая поверхность стола, мм ........... 1000x1500
Размер резерву ара для рабочей жидкости, мм 1150x1650x650
Объем резервуара, л ........... 1000
Габарит генератора, мм-.
высота.............................. 20.12
ширина . . . ............................ 1900
глубина............................ . 600
Наибольший ток, а ............. 300
Производительность обработки, мм^мин . . 5—7000
Износ электродов-инструментов, % ... . 1
Высота микронеровностей обработанной по-
верхности, ........................... Ю—1
255
- Таблица 48
от
Основные технические данные электроэрозионных станков моделей 4Б722, 4723, 4А724, 4725 и 4726
Параметры Модель 4Б722 Модель 4723 Модель 4А724 Модель 4725 Модель 4726
Размеры сЛ'ола (ширина X X длина), мм 250 X 400 .400 X 500 630 X 1 000 1 000 X 1 600 1 250 х 2 000
Наибольший вес обрабаты- ваемых деталей, кг 120 400 1 200 4 000 9 800
Наибольший вес электродов с электрододержателями, кг 12 25 50 225 225
Расстояние от торна шпин- деля до поверхности стола, мм\ наименьшее . 290 300 400 '250 410
наибольшее 470 500 650 1 150 I 310
Н'аиболыиая производитель- ность (по стали 45), мм31мин 1 500 3 500 7 000 10 000 10 000
Класс чистоты поверхно- сти на чистовых режимах (пр сдали 45) 5 5 4 4 ' 4
Габарит (длина X шири- на X высота), мм I 270 х 1 500 х 2 000 X 4 200 X 4 600 Х '
Вес станка, кг X 1 070 х 2 100 1 500 X 1 200 х 2 000 1 800 X 1 600 х 2 800 4 500 X 2 600 х 3 876 12 000 X 2 900 X 46 400 15 000
Копировально-прошивочный станок модели 157
(рис. 53) повышенной точности предназначается для
электроэрозионного получения отверстий и полостей
Рис. 53. Станок модели' 157:
7 — рабочая головка;.?— электрододержатель;
3 — поворотный стол; 4 — ванна; 5 — основа-
ние поворотного стола; 6 — рукоятка приво-
да поворотного стола; 7 — панель управле-
ния; 8 — корпус станка с электрооборудова-
нием; 9 — рукоятка привода подъема ванны;
10 — базовое основание механизмов станка;
11 — устройство для отсчета продольного пе-
ремещения; 12 — продольный суппорт; 13 —
устройство для отсчета поперечного пере-
мещения; /4 — поперечный суппорт.
различной формы в металлах и их сплавах, а также
в неметаллических электропроводных материалах.
На станке могут быть обработаны твердосплавные
заготовки для круглых и профильных фильер и фасон-
258
ных твердосплавных резцов, матрицы и пуансоны
стальных и твердосплавных штампов, полости пресс-
форм и кокилей. Кроме того, производится одновре-
менное прошивание большого количества отверстий,
прорезание узких щелей в нержавеющей стали и дру-
гих вязких материалах, вырезание деталей сложного
профиля из закаленной стали, магнитных сплавов,
вольфрама, титана и редких металлов, а также извле-
чение обломков инструмента (сверл, метчиков) из
различных деталей.
Прошивать отверстия можно под углом в пределах
±45° к плоскости стола, с точностью расположения
0,01 мм на 100 мм.
Техническая характеристика станка модели 157
Потребляемая мощность, ква.............. 1,8
Питание.................................сеть переменного
тока 50 гц
напряжением
380 в
Диаметр рабочей поверхности стола, мм . . 200
Наибольшее расстояние от поверхности
стола до'уровня рабочей жидкости, мм . 120
Наибольшие размеры обрабатываемой де-
тали (длинаХширинаХвысота), мм . . . 420 x 220 x 80
Наибольший вес обрабатываемой детали, кг 25
Наибольшее перемещение рабочей головки
относительно стола, мм'.
продольное.............................. 380
поперечное........................... 260
Угол поворота рабочей головки относи-
тельно стола, град..................... , ±45
Угол поворота стола, град............... 360
Длина хода регулятора подачи, мм .... 120
Диаметр хвостовика электрода-инструмента,
закрепляемого в электрододержателе, мм 3—15
Рабочая жидкость.........................соляровое масло
(ГОСТ 1666-51)
Объем рабочей жидкости в ванне, л . . . . 15
Габарит станка (длинаХширинаХвысота),
мм.................................... 750X1100X1750
Вес станка, кг.......................... 420
Производительность обработки и шероховатость
поверхности при обработке стали и твердого сплава
при сечении электрода-инструмента 1 см2 на некото-
рых режимах приведены в табл. 49.
17*
.259
Таблица 49
Производительность обработки стали и твердого сплава
на станке модели 157 при площади торца электрода-
инструмента 1 см2
Режимы обработки 6 Обрабатываемый материал
черновой чистовой ф сталь твердый сплав
ток/емкость о „ Ч сз С * произво- дитель- ность, г/мин. класс чи- стоты по- верхности по ГОСТ 2789-59 произво- дитель- ность, г1мин класс чи- стоты по- верхности по ГОСТ 2789-59
1/1 — I 0,30 4 0,20 5
3/5 — 1 0,1 5 0,08 6
— 1/1 1 0,05 6 0,06 6
— 3/5 1 — 7 — 7
Станок свободно устанавливается на отведенную
площадку и ничем йе крепится к полу. Если перекры-
тие помещения подвержено вибрациям, следует между
основанием и полом устанавливать амортизационную,
например резиновую, прокладку.
Корпус станка сварен из уголков и обшит сталь-
ными листами. Внутри размещается электрооборудо-
вание, а сверху находится литое основание из цинко-
алюминиевого сплава, на котором установлены четыре
стойки и продольный суппорт. При помощи ходового
винта и гайки, неподвижно закрепленной на каретке
суппорта, осуществляется продольное перемещение.
Через плиту промежуточного крепления, которая
служит для поворота каретки в горизонтальной пло-
скости, поперечный суппорт связан с продольным.
При вращении ходового винта ползун перемещается
по направляющим в поперечном направлении.
На конце ползуна укреплена планшайба с Т-образ-
ными пазами, на которой могут устанавливаться раз-
личные рабочие головки, закрепляемые при помощи
закладных болтов. Планшайба вместе с рабочей го-
ловкой поворачивается вокруг своей оси, что дает воз-
можность прошивать отверстия под углом к плоскости
стола.
260.
Рис. 54. Рабочая головка стан-
ка модели 157.
; Величина перемещения в продольном и попереч-
ном направлениях контролируется индикаторами по
. измерительным плиткам.
Рабочая головка станка модели 157 (рис. 54) мо-
жет работать в широком диапазоне режимов.
Благодаря высокой
чувствительности автома-
тического регулятора и
отсутствию люфтов эта
рабочая головка обеспе-
чивает поддержание тре-
буемого межэлектродного
промежутка на режимах
весьма малой мощности
без применения специаль-
ных усилителей.
Поворотный стол стан-
ка (рис. 55) позволяет
производить прошивание
отверстий, расположен-
ных по окружностям. Де-
тали, подлежащие обра-
ботке, крепятся на круг-
лой плите 1, снабженной
Т-образными пазами, и
удерживаются прижима-
ми. Верхняя плита сто-
ла скреплена со стальной
термически обработанной
и шлифованной колонной
3 и изолирована от нее
заливкой 2 из эпоксид-
ной смолы. Колонна 3
скреплена с диском 4, на
сено 360 делений лимба, служащего для отсчета угла
поворота стола. Поворот стола производится при по-
мощи рукоятки 13, скрепленной с роликом 14, на по-
верхности которого имеется косая накатка.
Ролик 14 прижимается к тонкому диску И из не-
ржавеющей стали. Для обеспечения надежного при-
жатия диск подпирается гладким роликом 12. При
повороте стола отсутствуют какие-либо радиальные
люфты. Диск 11 жестко связан с колонной 3. Для
окружности которого нане-
10 Зак. № 269
261
фиксации стола в требуемом положении служит
эксцентриковый тормоз 7, опирающийся на подшип-
ник 6. Поворот тормоза производится рукояткой 5,
Рис. 55. Поворотный стол станка модели 157.
при этом тормоз сжимает губки пластинчатых ти-
сков 8, между которыми зажимается диск 11. Опорой
для вращения стола служит колонна 18, верхняя часть
которой оканчивается конусом.
На конусе лежит опорная подшипниковая пята 21.
На нижнем конце колонны 18 находится шариковый
262
подширик 16, центрирующий у основания колонну 3
относительно колонны 18, неподвижной относительно
станка. Импульсный ток подводится к верхней плите I
при помощи медного штыря 22, контактирующего
со щеткой 20. Последняя спаяна с токоподводящим
стержнем 15, к нижней части которого присоединен
Рис. 56. Станок модели 4В72!.
проводник 10. Токоподводящее устройство изолиро-
вано от колонны 18 изоляционной трубкой 19. При-
жим щетки 20 к штырю 22 производится пружи-
ной 17.
Для стока рабочей жидкости, которая случайно
может пролиться при работе на станке, служит отво-
дящий шланг 9.
Погружение обрабатываемых деталей в рабочую
жидкость производится подъемом .ванны. Колонна
поворотного стола проходит сквозь днище ванны. Во
избежание просачивания рабочей жидкости в месте
263
контакта стола и ванны сделано специальное уплот-
нение.
Станок модели 4В721 применяется для прошива-
ния отверстий и глухих полостей в деталях неболЬшйЧ
размеров. Внешний вид станка представлен на рис. 56.
На основании 1 установлен корпус с панелью управ-
ления 2. На верхней части корпуса расположена ка-
ретка 4, которая может перемещаться в продольном
и поперечном направлениях. Отсчет перемещений про-
изводится с помощью микроскопов 3. Электрод-ин-
струмент крепится в зажиме 5. Обрабатываемая
деталь, укрепленная на столе 6, погружается в жид-
кость подъемом ванны 7. Станок комплектуется
электромагнитным вибратором, вращающимся шпин-
делем и проволочнопротяжным механизмом для опе-
раций разрезания.
Питание станка импульсным током производится
от высокочастотного тиратроиного генератора ВГИ-3 5,
работающего на частотах 12,5, 32 и 65 кгц.
Кроме того, в станке имеется генератор RLC с на-
бором емкостей 0,05; 0,1; 0,5; 1; 2; 4 и 16 мкф.
Техническая характеристика станка модели 4В721
Размеры стола (ширина X длина), мм . 200 X 300
Наибольший вес обрабатываемых дета-
лей, кг...............•.................. 20
Наибольший вес электродов с электродо-
держателями, кг.......................... 5
Расстояние от торца шпинделя до по-
верхности стола, мм'.
наименьшее .............................. 140
наибольшее......................... 250
Наибольшая производительность (по ста-
ли 45), мм31мин.......................... 40
Класс чистоты поверхности на чистовых
режимах (по стали 45)................ 6
Габарит стайка (длина X ширина X
высота), мм......................... 760 X 670 X !•
Вес стайка, кг'........................... 660
Станок модели 57М (рис. 57) предназначается для .
электроэрозионной обработки полостей и отверсГиИ!
в деталях, изготовляемых из различных металлов и
сплавов. На станке могут выполняться следующие
операции: обработка матриц вырубных и чеканочных
штампов из твердого сплава и стали, обработка круг-
264
лых и профильных волок из твердых сплавов, прореза-
ние узких щелей в различных металлических деталях,
прошивание малых отверстий (от диаметра 0,5 мм),
р^ркрой пластинок из твердого
сплава, удаление обломков
метчиков из небольших дета-
лей, вырезание из листового
металла сложнопрофилирован-
ных заготовок деталей, одно-
временное прошивание многих
отверстий.
На станке могут обрабаты-
ваться отверстия с точным
взаиморасположением. Для
этого на каждом из суппортов
имеются стойки для укрепле-
ния индикаторов и переме-
щающихся упоров.
Для выверки параллельно-
сти оси электрода-инструмента
направлению подачи служит
приспособление, позволяющее
производить отклонение элект-
рода-инструмента в двух вза-
имно перпендикулярных пло-
Рис. 57. Станок модели
57М:
1 — корпус; 2 — переключа-
тель режимов; 3 — панель
управления; 4 — регулятор
настройки; 5 — основная пли-
та; 6 — подъемная ванна; 7 —
стол; 8 — электрододержа-
тель; 9 — зубчатое колесо
привода подачи; 10— колонка;
II — основание корпуса.
скостях.
Установка станка свобод-
ная, закрепление болтами или
заливкой не допускается.
В станке используется ком-
бинированный генератор им-
пульсов СС и RC (рис. 58).
Предварительная обработка
производится на первом. Осно-
вные режимы обработки представлены в табл. 50.
Техническая характеристика станка модели 57М
' Потребляемая мощность, квпг . .......... 1,5
ПЙтание станка, в....................... однофазное,
сеть 50 гц, 220
или 380
Рабочая поверхность стола (длинахширина),
мм...................................... 85x140
265
Наибольшее расстояние от поверхности
стола до уровня рабочей жидкости, мм .
Наибольшие размеры обрабатываемой де-
тали (длинаХширинаХвысота), мм . . .
Наибольший вес обрабатываемой детали, кг
Наибольшее перемещение рабочей головки
относительно стола, мм:
продольное ........
попе'речное j -j j
вертикальное ,', ..............
Длина хода регулятора подачи, мм . .
Диаметр хвостовика электрода-инструмента
мм.................................
Рабочая жидкость ............
Объем рабочей жидкости в ванне, л . . .
Габарит станка (длина X ширина X высота)
мм.................................
Вес станка, кг.....................
60
250 X 90X45
3
70
* 60
100
100
4—15
соляровое масло
(ГОСТ 1668-51)
3,5
400X450X1200
80
Рис. 58. Электрическая схема станка модели 57М:
1 — клеммы питания переменным током 220/380 в; 2 — выключа-
тель питания ТВ-1-2; 3 — предохранители ПТ-10, 6 а; ^ — сило-
вой трансформатор; 5 и 6 — селеновые выпрямители
2X40 ГД — 12 ГД — 10 а; 7 — сопротивление 500 ом
ПЭК 0 0,4 ом; 8— переключатель режимов обработки: 9 —секция
переключателя режимов; 10, II р 12 — конденсаторы МБГП-1,
2хЮ л*лгд&Х400 в; 13 — электрод-инструйент (—); /4 —обраба-
тываемая деталь (+); 15 — конденсатор МБГП-1, 0,5 мкфХ400 в;
16 — секция переключателя режимов; 17, 18, 19, и 20 — батарея
конденсаторов МБГП-1, 1 мкфх^ в, 2ХЮ лл-#Х400 в,
10 л/сфХ400, 10 л/сфх40 в; 21 — сопротивление Т200 ом,
ПЭК 0 0,3 мм; 22 — электродвигатель-регулятор СЛ-221; 23 —
Сопротивление 1200 с?л/Х0,3 а, ПЭК 0 0,2; 24 — ключ КТРО
подъема и опускания кцретки; -25 — переменное сопротивление
РП 80, 1000 ом. ...
266
Таблица 50
Основные режимы обработки на станке модели 57М
Параметры Единицы измере- ния Ns режимов
1 1 » ш IV V '
Потребляемая мощ- ность вт 950 450 260 200 150
Рабочая емкость . мкф 40 20 10 1,0 0,5
Токоограничиваю- щая емкость .... мкф 80 40 20
Токоограничиваю- щее сопротивление ом 150 300
Средний ток ра- бочего контура . . . а 7 3,8 2,2 1 0,8
Средняя величи- на съема твердого сплава г/мин 0,3 0,15 0,05 0,015 0.01
Класс чистоты об- работанной поверх- ности — 4 5 5 6 6
Широкоуниверсальный электроэрозионный копи-
ровально-прошивочный и расточный станок мо-
дели 257 предназначается для выполнения разнооб-
разных операций' по прошиванию отверстий, получе-
нию полостей, а также для обработки поверхностей
тел вращения. На станке может производиться обра-
ботка рабочих отверстий фасонных твердосплавных
фильер, расточка цилиндрических отверстий фильер и
высадочных матриц, наружное круглое шлифование
цилиндрических, конических и фасонных поверхностей
деталей инструмента и приборов из твердых, магнит-
ных и тугоплавких сплавов.
На станке могут обрабатываться малогабаритные
вырубные и чеканочные штампы, прошиваться фасон-
ные щели и отверстия, расположенные перпендику-
лярно или под углом к столу станка, а также малые
отверстия и узкие щели в деталях топливной аппара-
туры, всевозможных приборов и аппаратов.
Внешний вид станка представлен на рис. 59. Кор-
пус 1 станка выполнен в виде стола, что представляет
значительные удобства, так как оператор может рабо-
' 267
тать сидя за станком. На столе установлена массив-
ная колонка 2 с укрепленной на ней рабочей голов-
кой 5. •
Рис. 59. Широкоуниверсальпый электроэрозион-
иый копировально-прошивочный и расточный
станок модели 257.
Рабочая головка может перемещаться в горизон-
тальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных
направлениях при помощи суппортов 3 и 4.
Электрод-инструмент 8 крепится в электрододер-
жателе 7, расположенном на ползуне 6. Обрабаты-
ваемая деталь устанавливается на!столе 9. Стол мо-
268
жет при помощи рукоятки 12 поворачиваться вокруг
своей оси и стопориться тормозом 11. Угол поворота
отсчитывается по лимбу, разделенному на 360°, через
смотровое окно 13, прорезанное в базовой плите 14.
Помимо поворотов на требуемые углы стол 9 мо-
жет приводиться во вращение при помощи электро-
двигателя. Скорость вращения стола может регулиро-
ваться в широких пределах.
Погружение обрабатываемых деталей в рабочую
жидкость (соляровое масло) производится подъемом
ванны 10. Подъем и опускание ванны механизированы,
электродвигатель подъема и опускания ванны управ-
ляется кнопочным переключателем, находящимся на
панели управления станком. Внутри корпуса, располо-
женного на столе слева от оператора, находится ре-
лаксационный генератор импульсов по схеме RC.
Органы управления генератором импульсов распо-
ложены на панели.
При необходимости к станку могут быть присоеди-
нены различные генераторы импульсов, тиратронные,
ламповые на полупроводниках и др.
Для прошивания малых отверстий и .узких щелей
рабочая головка 5 может быть заменена другой рабо-
чей головкой, предназначенной для подачи тонкой
проволоки. Обе рабочие головки устанавливаются под
любым углом к плоскости стола при помощи поворот-
ного круга 15.
Техническая характеристика
Потребляемая мощность, ква ..................... 1,6
Цитание:
род тока............................... переменный
напряжение, в.............................. 380
Режимы обработки:
№ Токоограничйвающее сопротивление, ом Емкость С, мкф
0 1000 0.1
I 510 0,25
11 220 1,0
III 100 4,0
269
75
75
Длина автоматически регулируемого пере-
мещения электрода-инструмента, мм . .
Длина хода возвратно-поступательного пе-
ремещения электрода-инструмента, мм ,
Координатные перемещения в горизонталь-
ной плоскости, мм:
продольное ...............
поперечное......................
Наибольшие размеры обрабатываемых дета-
лей, мм:
длина . . .........................
ширина .'..........................
высота.............................
Объем ванны, л ..... .................
Диаметр стола, мм.....................
Скорость вращения стола, об/мин. . . . . .
Габарит станка, мм....................
Вес станка, кг .......................
150
100
150
150
40
10
180
20, 40, 60, 80
1000 X 600X1200
300
Электроэрозионные станки Нассовиа-Крупп [21]
предназначаются для получения отверстий и полостей.
Они состоят из пяти мо-
делей. Рабочие головки
станков оснащены при-
способлениями для вы-
верки электродов-инстру-
ментов и центроискателя-
ми с индикатором и мик-
роскопом, позволяющими
устанавливать электрод-
инструмент с высокой точ-
ностью относительно об-
рабатываемой детали (в
случае применения мик-
роскопа точность уста-
новки 0,005 мм). Рабочая
головка снабжена уст-
ройством для вращения
шпинделя, нарезания
резьб и спиралей. Элект-
роды-инструменты за-
крепляются в шпинделе
при помощи цанг с диа-
метром отверстий от 2 до 20 мм.
Некоторые технические данные станков Нассовиа-
Крупп приведены в табл. 51.
270
Таблица 51
Некоторые технические данные станков Нассовиа-Крупп
Типы станков
Параметры
FE2 | РЕЗ
FE 103 | FE 106
РЕ 109
Потребляемая мощ-
ность, кет.........
Производительность
обработки стали,
мм3)мин............
Износ электродов-
инструментов (медь), %
по объему:
при предваритель-
ной обработке . .
при чистовой обра-
ботке .............
Износ электродов-ин-
струментов (сплав медь-
вольфрам), % по объему
Шероховатость по-
верхности при чистовой
обработке, Rzmkm . . .
Точность электроэро-
эиоиной обработки, мм
Габарит станка (вы-
сота X ширина X глуби-
на), мм ........
Вес, кг .......
2,5 4
250 500
10
15
6
2—3
±0,01
1200 X 680 X
X 800
700 1 800
4 7 10
500 1000 1800
10
15
6
2-3
±0,01
2060 X Ю10 X
X 2400
3000 I 3000 I 3500
Для обработки твердых сплавов станки укомплек-
товываются специальным генератором импульсов
мощностью 3 ква, обеспечивающим производитель-
ность обработки 100 мм3/лшн при износе электродов-
инструментов не более 15%. На чистовых режимах
шероховатость обработанной поверхности не превы-
шает 1—2 мк.
Станки Нассовиа-Крупп комплектуются тран-
зисторными генераторами импульсов, технические ха-
рактеристики которых приведены в табл, 52.
При обработке стали с помощью генератора IE 0,5
и при медном электроде-инструменте его износ не пре-
вышает 0,9% по объему.
Внешний вид одного из станков Нассовиа-Крупп
(модель FE 109) представлен на рис. 60.
271
Таблица 52
Характеристики импульсных генераторов .
Нассовиа-Крупп'
Тип генератора Потребляемая мощность, кет Средний ток, а Производитель- ность обработки, стали, мм^мин
IE 0,5 0,5 10 80
IE 1,5 1,5 30 250
IE 3 3 60 850
IE 101,5 1.5 30 250
/ IE 103 3 60 850
IE 105 5 100 2000
IE 115 15 300 6000
Станок модели 183В
для извлечения обломков
Рис. 61. Станок модели 183В:
j — поперечный суппорт; 2— рабочая
головка; 3 •—трубчатый электрод-ин-
струмент; 4 —коленчатый вал; о —
приспособления для закрепления ко-
ленчатого вала; 6 — ванна; 7 — осно-
вание станка; 8 — электродвигатель
гидронасоса; Р —панель управления;
10 — продольный суппорт; 11 — ста-
нина; 12 — коллектор для питания
рабочей жидкостью трубчатого элек-
трода-инструмента.
(рис. 61) предназначается
сверл из глубоких смазоч-
ных отверстий в коленча-
тых валах автомобиль-
ных и тракторных двига-.
телей, а также для удале-
ния обломков метчиков,-
разверток, болтов и шпи-
лек из картеров задних
мостов автомобилей и де-
талей различных машин.
Извлечение обломков
инструмента производит-
ся при помощи трубчато-
го электрода-инструмен-
та, через который нагне-
тается рабочая жидкость
в зону обработки. Для
нагнетания жидкости ста-
нок комплектуется специ-
альным гидронасосом.
Электродом - инструмен-
том служат отрезки ла-
тунной или медной труб-
ки длиной около 1000 мм
при наружном диаметре'
от 3 до 12 мм, чем обес-
печивается возможность проведения .самых разнооб*
разных ремонтных работ.
272
Техническая характеристика станка модели 183В
Потребляемая мощность, кет . . . , , > 7
Питание станка, в:
рабочая цепь....................... . . 220
’ (постоянный ток)
цепи управления .......................... 380
(трехфазная сеть'
Размеры поверхности стола (длина X шири-
на), мм.................................... 550 x 300
Наибольшее расстояние от поверхности
стола до уровня рабочей жидкости, мм . 225
Наибольшие размеры обрабатываемой де-
тали (длинаХширинаХвысота), мм . . . 1600x400x150
Наибольший вес обрабатываемой детали, кг 250
Наибольшее перемещение рабочей головки
относительно стола, ш:
продольное........................ 800
поперечное........................ 280
вертикальное . . . ............... 240
Угол поворота рабочей головки относительно
стола, град........................... ±90
Длина хода регулятора подачи, мм .... 240
Рабочая жидкость....................соляровое масло
(ГОСТ 1666-51)
Объем рабочей жидкости в ванне, л . . . . 250
Габарит станка (длина X ширина X высота),
мм......................................1800x1100x2100
Вес станка, кг.............................. 1400
Установка станка свободная, закрепление болтами или за-
ливкой не допускается.
11. Станки для прошивания малых отверстий
Полуавтоматический станок модели 159 (рис. 62)
относится к категории специальных и предназначается
для прошивания шести или семи отверстий диаметром
0,15 мм в распылителях дизельных насос-форсунок
(определенного типоразмера).
Основными частями являются корпус 4, в котором
находится электрооборудование, передняя панель
с расположенной на ней рабочей головкой 1 и ванна 9
для рабочей жидкости.
Станок присоединяется к источнику постоянного
тока, а также к сети переменного тока со стороны зад-
ней панели; включение производится общим выключа-
телем. Постоянным током питается рабочая цепь
станка, а переменным — электромагнитный вибратор
и цепи управления.
. 273
В качестве электрода-инструмента для прошивания
отверстий диаметром 0,15+0,01 мм служит латунная
проволока марки Л62 диаметром 0,125 мм. Подача
проволоки производится роликами .рабочей головки.
Кинематическая схема станка приведена на рис. 63.
Распылитель 6 закрепляется в держателе 5 поворотом
рычага 8, который производит открывание и зажим
пружинных лапок, захватывающих распылитель за
буртик у его основания.
Рис. 62. Станок модели 159:
I — рабочая головка; 2 — поворотное устройство; 3 — огра-
ничитель подачи; 4 — корпус стайка; 5 — сигнальная лампа;
6 — пусковая кнопка; 7 — корпус угловой передачи; 8 —
распылителедержатель; 9 — ванна.
Электродвигатель-регулятор 18 через червячный
редуктор 14, зубчатую пару 13 и вторую червячную
пару 11 приводит во вращение ролики 9, которые че-
рез кондуктор 7 подают электродную проволоку 10 во
время обработки отверстия в распылителе 6. Элект-
ромагнит 12 сообщает вибрацию продольному валику
с червячной парой 11 и роликами 9 с электродной про-
волокой 10. Пара прямозубых колес 13, ось которых
расположена параллельно направлению подачи элект-
рода, не препятствует вибрации подвижных частей
274
(валика, редуктора и роликов), но передает вращение
от электродвигателя-регулятора к роликам.
После окончания обработки очередного отверстия
электродная проволока 10 выводится из отверстия.
Отвод контролируется механизмом, состоящим из чер-
вячной пары 15 и стрелки 16 с контактами 17. Пово-
рот распылителя для обработки следующего отвер-
Рис. 63. Кинематическая схема станка модели 159.
стия осуществляется электромагнитом 1, который при
включении тока при помощи якоря 2 через пару кони-
ческих шестерен 3 и валик 4 поворачивает на требуе-
мый угол ('/б или */7 окружности) держатель 5 с обра-
батываемым распылителем. Затем цикл прошивания
отверстия повторяется. Для удобства смены распыли-
телей держатель 5 поворачивается вокруг оси, пер-
пендикулярной валику 4, до вывода распылителя из
ванны с рабочей жидкостью.
18*
'275
Рабочая головка станка модели 159 представлена
на рис. 64. От электродвигателя-регулятора с червя-
ком на выходном валу (на чертеже не показан) через
Рис. 64. Рабочая головка станка мо-
дели 159.
червячное колесо 2 приводится во вращение зубчатое
колесо 3 и червяк 1. С зубчатым колесом 3 находится
в непрерывном зацеплении другое зубчатое колесо 13,
закрепленное на конце<валика 12 с червяком 14, Ва-
276
лик установлен на якоре вибратора 4, который смон-
тирован на двух мембранах 5 и 10 и под действием
электромагнита 6 вибрирует с частотой 100 гц.
Амплитуда вибрации (0,05—0,25) регулируется из-
менением тока в катушке вибратора. Прямозубое за-
цепление не препятствует вибрации якоря, направле-
ние которой совпадает с направлением осей зубчатых
колес 3 и 13, но позволяет передавать вращение от
электродвигателя-регулятора через валик с червяком
14 на червячное колесо 20. На той же оси изолиро-
ванно от нее закреплен ролик 18 с треугольной веду-
щей канавкой. Второй (также изолированный от оси)
ролик 16 закреплен на качающейся вилке 9 и при-
жимается к ролику 18 с помощью пружины 17. Оба
ролика установлены на нижнем'конце якоря и вибри-
руют вместе с ним.
Для обеспечения прямолинейности подачи прово-
лочного электрода оба ролика сделаны ведущими с
помощью двух зацепленных друг с другом зубчатых
колес 15 и 19, которые закреплены на каждом ролике.
Токоподвод осуществляется с помощью щетки 7,
скользящей по поверхности ролика 18.
В некоторых случаях, особенно при малых диамет-
рах проволочного электрода, ролик 16 делают из эбо-
нита без предварительного изготовления ведущей
кан’авки, которая затем создается проволокой во
время приработки головки. Такой способ позволяет
обойтись без точной выверки взаимного расположения
подающих проволоку роликов (для совпадения кана-
вок) и избежать искривления и завивания проволоч-
ного электрода в том случае, когда оси роликов непа-
раллельны. Проволочный электрод, направляемый
трубкой 11 в канавку ролика 18, подается им в кон-
дуктор 8, установленный на кронштейне. Нижннй
конец кондуктора устанавливается на расстоянии
0,4—0,8 мм от поверхности обрабатываемой детали.
Станок модели 62М. В качестве образца полно-
стью автоматизированного станка, в котором все опе-
рации обработки, начиная с загрузки деталей и закан-
чивая их выгрузкой, осуществляются без участия опе-
ратора, можно привести специальный станок модели
62М (рис. 65), используемый для изготовления отвер-
стий в распылителях топливной аппаратуры массового
277
производства. По аналогичной схеме могут быть скон-
струированы и изготовлены станки для обработки от-
верстий и в других деталях, допускающих бункерную
загрузку и имеющих сходную с распылителями форму
и расположение отверстий.
Рис. 65. Станок модели 62М.
Отверстия диаметром 0,15+001 мм в распылителях
обрабатываются последовательно одно за другим.
, Загрузка распылителей производится в бункер,
а обработанные детали поступают в тару, которая
ставится перед станком.
Кинематическая схема станка приведена на рис. 66.
Детали (распылители), подлежащие обработке, за-
сыпаются в количестве 100—200 штук в бункер 27
с вращающимся днищем 26. В днище имеются окна,
профиль и размеры которых соответствуют контуру
распылителя. При вращении днища детали западают
в окна и довольно быстро заполняют канал вертикаль-
ной кассеты 16. Когда набор распылителей перекры-
278
вает окно 18, происходит пересечение луча света (на
схеме не показано), освещающего фотосопротивление.
Это вызывает отключение электродвигателя 25, вра-
щающего через передачу 24 днище бункера, и набор
Рис. 66. Кинематическая схема автоматического станка
модели 62М.
деталей прекращается. При помощи электродвигателя-
23 через передачу 22 деталь 7 продвигается от гори-
зонтальной направляющей 17 в патрон-электрододер-
жатель 4 и устанавливается против кондуктора 5, на-
правляющего электродную проволоку 10 к месту об-
работки.
Электродная проволока, сматываясь с катушки 11,
подается при помощи следящего электродвигателя 14,
279
вращающего ролики 6. При помощи электромагнит-
ного вибратора 15 одновременно с вращением роли-
кам сообщается и колебательное движение. В детали
последовательно прошивается шесть отверстий диа-
метром 0,15 мм, которые расположены под углом 60°
по окружности. Поворот производится при помощи
электромагнитного привода 9, поворачивающего якорь
8 с электрододержателем 4. Поворот производится
после окончания прошивания отверстий и отвода про-
волоки при помощи редуктора 13 и контактного
устройства 12. По окончании обработки всех отвер-
стий включается кривошипный механизм 19, 20, 21,
который подает в патрон следующую деталь, одновре-
менно выталкивая из патрона обработанную. Деталь
падает на лоток, находящийся в ванне 3 с рабочей
жидкостью. В это время включается электродвигатель
2, вращающий постоянный магнит 1, который захваты-
вает лежащую в лотке деталь, перекатывает ее по
лотку и выбрасывает за пределы ванны в тару.
При полной загрузке бункера станок работает
в течение шестнадцати часов без обслуживания.
Управление всеми механизмами станка производится
при помощи релейной схемы.
Техническая характеристика станка модели 62М
Потребляемая мощность, кет........... 0,3
Питание станка однофазное (сеть 50 гц), в . 220
Производительность обработки.........15 распылителей
в час
Диаметр электрода-инструмента (проволоки),
мм.............. . . ............... 0,125+0,003
Рабочая жидкость..................... керосин
осветительный
(ГОСТ 4753-49)
Объем рабочей жидкости в ванне, л . . . . 2
Габарит станка (длина X ширина X высота),
ММ................................. 410 x 620 x 476
Вес станка, кг ............... 50
Станок модели 150. Прецизионный координатно-
прошивочный станок модели 150 (рис. 67) предназна-
чается для получения малых отверстий с точным ;
взаиморасположением.
Для достижения высокой точности установки в двух
взаимно перпендикулярных направлениях в качестве
280
базы станка используется универсальный измеритель-
ный микроскоп УИМ-21, в котором отсчет продольного
и поперечного перемещений производится по шкалам
с точностью 1 мкм.
О В центральной части подвижной каретки микро-
скопа располагается стол для крепления обрабатывае-
мой детали, который одновременно является и ванной
для рабочей жидкости. Стол состоит из двух частей:
корпуса, служащего одновременно ванной, и пло-
щадки, на которой крепятся обрабатываемая деталь
и приспособление для сигнализации конца процесса
прошивания отверстия. Для крепления площадки
в основании стола имеются пазы.
С левой стороны в удобном для оператора месте
находится пульт управления станком, укрепленный на
выносном поворотном кронштейне.
Продольное и поперечное перемещения каретки
производятся при помощи винтов, находящихся на бо-
ковых стенках корпуса микроскопа. Рукоятки винтов
защищены от случайного прикосновения кожухами,
представляющими собой полуцилиндры, открытые
снизу. Перемещение каретки безлюфтовое. Выборка
люфтов производится пружинами, противодействую-
щими! продольному и поперечному перемещениям.
281
Основанием станка является сварной корпус,
внутри которого находится гидросистема станка
Хрис. 68), служащая для наполнения ванны рабочей
жидкостью, ее исправной циркуляции и фильтрования.
Гидросистема состоит из резервуара емкостью 30 < л,
центробежной помпы и фильтра. Управление гидро-
системой производится при помощи кранов.
Рис. 68. Гидросистема станка модели 150:
/ — резервуар; 2 —помпа; 3 — лоток; 4 —ванна; 5—фильтр.
Рабочая головка (рис. 69) станка служит для
подачи и направления проволочного электрода-инстру-
мента, устанавливается головка на консольном крон-/
штейне микроскопа. Перпендикулярность направления
подачи электродной проволоки к плоскости стола
выверяется с большой точностью.
Кондуктор предназначается для направления элек-
тродной проволоки определенного диаметра.
Рабочая головка станка модели 150 роликовая.
Она отличается закрытым хорошо смазываемым ре-
дуктором, обладающим большой долговечностью, и
консольным вибратором, значительно упрощающим
конструкцию подвижного якоря и уменьшающим виб-
рирующую массу.
Действие головки заключается в следующем. От
электродвигателя-регулятора 1 через пальцевумх
муфту 2 и зубчатую передачу 4 приводится во враще-
ние продольный вал 5 с двумя червяками 25 и 26.
Червяк 26 через червячное колесо 6 передает движе-
282
ние устройству 27 для выведения электрода из обра-
ботанного отверстия, а червяк 25 приводит в движение
червячное колесо 24, соединенное с вибрирующим ро-
ликом 12 при помощи тонкого стального валика 8.
ПЫйедний передает достаточный крутящий момент,
но не препятствует вибрации. Выходы валиков из
редуктора защищены уплотнительными манжетами 3
и 7, не допускающими вытекания масла из редуктора
Рис. 69. Рабочая головка станка модели 150.
и попадания в редуктор (вместе с брызгами рабочей
жидкости из ванны) грязи и металлических частиц.
Ролик 12 с ведущей канавкой установлен в стойке
18, которая в свою очередь закреплена на консольной
пластинчатой пружине 13 вибратора. Ролик 22 при-
креплен к стойке 18 на качающейся вилке 20 и при-
жимается к поверхности ролика 12 с помощью пру-
жины 19. Оба ролика электрически изолированы от
осей вращения и, следовательно, от корпуса головки.
Токоподвод осуществляется с помощью двух щеток 21
и 23, скользящих, по наружным поверхностям обоих
283
роликов, которые являются ведущими и. зацеплены
друг с другом с помощью зубчатых колес.
Вибратор состоит ИЗ электромагнита 15 и якоря 14,
который имеет значительную мощность. Это позволяет
применить весьма жесткую пружину 13 и в то
время обеспечить большую амплитуду вибрации. Не-
которая непрямолинейность вибрации проволочного -
электрода 17 из-за консольного закрепления пружины
13 совершенно не сказывается на точности обработки,
благодаря неподвижному кондуктору 10.
Рис. 70. Электрическая схема ограничения подачи
проволоки.
Проволочный электрод 17 направляется^ в ведущие
канавки роликов трубочкой 16 и проталкивается в кон-
дуктор 10, закрепленный в призме 11. Вместе с вибра-
тором и роликами призма 11 установлена на легко-
съемной поворотной плате 9. Такая конструкция обес-
печивает возможность быстрой смены и регулировки
роликового узла рабочей головки, требующего (по
А сравнению с остальными механизмами) более частого
ремонта, который обычно заключается в восстановле-
нии изношенной поверхности роликов или их замене.
Для ограничения подачи электродной проволоки па,
глубину, необходимую для прошивания и калибровки,
ее, на некотором расстоянии от нижней поверхности
обрабатываемой детали установлен изолированный
от детали контакт 3 (рис. 70). Проволочный электрод
284
J, подаваемый автоматическим регулятором, после
прошивания отверстия в пластинке 2 касается изоли-
рованного от детали контакта 3. Последний установ-
лен на таком расстоянии от нижней плоскости пла-
ётйнйи, чтобы неизпбшенная часть электрода, войдя
в отверстие на устанавливаемую опытом глубину,
обеспечивала бы его калибровку. При касании элект-
родом 1 контакта 3 через обмотку реле 5 проходит
ток, вызывая перебрасывание контактов 7 в верхнее
положение и блокирование реле током, протекающим
через сопротивление 9. Одновременно контакты того
же реле 8 замыкают межэлектродный промежуток на
сопротивление 6 небольшой величины, .что вызывает
реверсирование электродвигателя-регулятора (в схе-
ме не указан) и вывод электрода из обработан-
ного отверстия. Конденсатор 4 и сопротивление Ю
являются элементами генератора импульсов по схе-
ме RC.
Во избежание эрозии контакта 3 (касание контакта
электродом происходит каждый раз в одном и том же
месте) его рекомендуется изготовлять из эрозионно-
стойких Материалов (например, из вольфрама), а реле
5 выбирать с небольшим током срабатывания. При
соблюдении этих условий контакт может выдержать
без заметной эрозии десятки тысяч срабатываний.
Кроме того, для исключения эрозии служит сопротив-
ление 6, ограничивающее амплитуду тока разрядки
конденсатора 4. При отсутствии в цепи разрядки со-
противления, т. е. при замыкании конденсатора кон-
тактами реле накоротко, происходила бы заметная их
эрозия.
Станок модели 150 питается от сети трехфазного
тока напряжением 380 в, который нужен для приво-
да электродвигателя помпы. Рабочие цепи станка пи-
таются однофазным током.
Поскольку предъявляются высокие требования
к точности диаметров прошиваемых отверстий, в си-
стему питания станка входит стабилизатор напряже-
ния, исключающий влияние колебаний напряжения
й'сетй. Генератор импульсов по схеме RC расположен
в пульте управления и состоит из выпрямителя, регу-
лируемого сопротивления и конденсаторов. В генера-
торе предусмотрено три режима обработки по емкости.
285
Техническая характеристика станка модели 150
Потребляемая мощность, кат ....... 0,8
Питание станка, трехфазная сеть, в .... 380
Наибольшее перемещение рабочей головки
относительно обрабатываемой детали, мм: ООН
Продольное........................ 200
поперечное........................ 100
Точность расположения отверстий по коор-
динатам, мм......................... ±0,003
Рабочая жидкость..................... керосин
~ осветительный
(ГОСТ 4753-49)
Объем рабочей жидкости, л:
в ванне ............................. 2
в системе......................... 15
Габарит станка (длинаХширинаХвысота),
мм......................._........ 1060x1150x1350
Вес станка, кг ............... 600
Установка станка свободная, закрепление болтами или за-
ливкой ие допускается.
Станок модели 200 (рис. 71) настольного типа от-
личается небольшими размерами и предназначается
для прошивания микроотверстий в малогабаритных
деталях. Электрооборудование станка, в том числе и
генератор импульсов по схеме R.C, расположено в кор-
пусе станка.
На передней панели находится столик для крепле-
ния обрабатываемой детали, рабочая головка и не-
большая подъемная ванна для рабочей жидкости.
Рабочая головка состоит из подающих роликов, на-
правляющего кондуктора и электромагнитного вибра-
тора, придающего электродной проволоке возвратно-
поступательное перемещение (вибрацию).
Автоматический регулятор подачи, электродвига-
тель постоянного тока СЛ-121, находится отдельно
внутри корпуса станка и соединяется с ведущим
роликом рабочей головки при помощи упругой спицы,
жестко передающей вращение, ио эластичной в по-
перечном направлении и не препятствующей вибрации
подвижной системы рабочей головки.
Вследствие очень тонких режимов обработки и
малых токов серийный электродвигатель СЛ-121 не
может быть использован без некоторой переделки. Для
повышения чувствительности к току якорь электро-
286
двигателя перематывается, причем число витков
в якоре примерно утраивается.
Амплитуда вибрации, сообщаемая' подвижной си-
стеме рабочей головки, лежит в пределах 5—10 мкм.
Поскольку диаметры проволоки, используемой в ка-
честве электрода-инструмента, очень малы, необхо-
дима ее поддержка во время работы. Для этой цели
служит легкая пружинка, устанавливаемая в верхней
Рис. 71. Станок модели 200:
Z — корпус; 2~ поддерживающая пружинка; 3 — по-
дающие ролики; 4 — электромагнитный вибратор;
5 — направляющий кондуктор; 6 — каретка верти-
кального перемещения стола; 7 — стол; 8 — ванна.
части станка. К этой пружинке подвешивается сво-
бодный конец электродной проволоки. Пружинка до-
статочно эластична, чтобы не препятствовать пере-
мещению проволоки по мере ее подачи роликами.
Генератор рассчитан на три режима по емкости
0,01; 0,001 и 0,0001 мкф, которые могут суммироваться.
287
Регулирование тока плавное. Отключение станка
после прошивания отверстия автоматическое.
На станке могут обрабатываться небольшие де-
тали, диски, пластинки, колпачки, тонкие трубки, иглг^
и т. д. В основном станок приспособлен для прошйба-
ния одного отверстия в детали. В случае массового
производства деталь крепится в том. или ином при-
способлении, установленном на столике станка. При
необходимости прошивания нескольких отверстий де-
таль крепится на суппорте (координатном столике) от
микроскопа. Суппорт устанавливается на столике-
станка.
Прошивание микроотверстий диаметром 20—50 мкм
отличается некоторой спецификой. Поскольку энергия
разрядов, используемых режимов обработки очень
мала, удаление продуктов эрозии из зоны обработки
затруднено. Вследствие этого прошивание отверстий
на глубину более десяти диаметров затруднительно.
Некоторые данные, характеризующие технологи-
ческие возможности станка, приведены в табл. 53.
Таблица 53
Производительность прошивания круглых- отверстий
различного диаметра и глубины на станке модели 200
1 Диаметр от- | верстий, мкм Диаметр про- волоки, мкм Рабо- чий ток, а Ем- кость, мкф Глубина отверстий, мм
0,2 | 0,3 | 0,5
Длительность обработки
сталь бронза сталь бронза сталь бронза
30 35 55 90 25 30 50 80 0,01 0,01 0,01 0,025 0,001 0,001 0,001 0,01 2 мин. 2,5 мии. 30 сек. 16 сек. 20 сек. 10 сек. 4 мин. 3 мин. 2 мин. 30 сек. 45 сек. 5 мин. 2,5 мин
Примечание. Материал, электродной проволоки —
вольфрам, рабочая жидкость — керосин.
Техническая характеристика станка модели 200
Потребляемая мощность, кет ........ 0,1
Питание Станка, в ............. 220, однофазная
сеть — 50 гц
Размеры стола, мм . ............. 70X50
288
Наибольшее расстояние от поверхности
стола до уровня рабочей жидкости, мм . 15
Наибольшие размеры обрабатываемой де-
„,тали, мм............ . . . * . 100x65
Диаметр получаемого отверстия, мм:
‘'''Наименьший............................. 0,02
наибольший . . , ........................... 0,1
Наибольшая глубина прошиваемых 6твер«
стий, диаметров проволоки «>«•... 10
Рабочая жидкость i t , . керосин
осветительный
(ГОСТ 4753-49)
Объем рабочей жидкости в ванне, л ... . 0,3
Габарит станка (длина X ширина X высота),
мм...................................... 220Х.200Х420
Вес станка, кг.......................... 15
Станок модели 34М2 (рис. 72) в основном предна
зпачается для получения сопловых отверстий в распы
лителях (различных раз-
меров и форм) форсунок
дизель-моторов. Отвер-
стия на носике распыли-
теля могут быть располо-
жены под углом к оси
распылителя в пределах
от 0 до 90°, количество
.их не ограничивается, ио
диаметр прошиваемых от-
верстий допускается в
пределах от 0,15 до
0,4 мм.
На корпусе станка
установлена рабочая го-
ловка для подачи элект-
родной проволоки, дели-
тельная головка, ванна
для рабочей жидкости и
приспособление для рих-
товки проволоки. Ванна
поднимается при помощи
рукоятки, расположенной
справа от оператора.
Пульт, управления стан-
ком расположен спереди
на выносной части стайка.
Рис. /2. Станок модели 34М2,
289
Для установки распылителя на требуемый угол'
служит поворотный круг.
Делительная головка с установленным на ней рас-
пылителем при помощи системы суппортов может'
Рис. 73. Некоторые разновидности распылителей:
а — распылитель, крепящийся на резьбу. Базой для обработки является конус;
б—распылитель с отверстиями,расположенными в одной плоскости под различ-
ными углами. Базой для обработки являются торец и отверстие диаметром 11
мм\ в — штифтовой распылитель с запорным конусом. Базой для обработки
являются запорный конус и отверстие диаметром 8 мм\ г — распылитель флан-
цевого типа. Базой для обработки являются торец и отверстие диаметром
2 мм', д — распылитель с отверстиями, расположенными под разными углами.
Базой для обработки являются торец распылителя и отверстие диаметром 6 мм.
перемещаться относительно рабочей головки в трех
координатах. Это дает возможность удобного центри-
рования деталей относительно электрода-инструмента
(проволоки), а также позволяет прошивать тангенци-
альные отверстия в распылителях и изготовлять сетки
с круговым расположением отверстий.
290'
На рис. 73 представлены некоторые типы рас-
пылителей, обрабатываемые на станке.
Техническая характеристика станка модели 34М2
Потребляемая мощность, кет. ....... 0,6
Питание станка, в.................... 380 или 220
Время обработки отверстия диаметром 0,3 мм
на глубине 0,7 мм, сек............... 15
Наибольшее перемещение рабочей головки:
радиальное, мм ............ ±20
тангенциальное, мм .......... ±30
угол поворота, град..................... ±45
Наибольшее перемещение детали:
радиальное, мм ........................ ±15
тангенциальное, мм...................... ±30
угол поворота, град..................... ±45
Диаметр электрода-инструмента, мм .... 0,15—0,4
Рабочая жидкость ........................ керосин
осветительный
(ГОСТ 4753-49)
Объем рабочей жидкости в ванне, л . . . . 4
Габарит станка (длина X ширина X высота),
мм.................................. 820X710X1620
Вес станка, ............... 280
Установка станка свободная, закрепление болтами или за-
ливкой не допускается.
12. Станки для шлифования
Станок модели 187 предназначается для шлифо-
вания плоскостей твердосплавных заготовок штампов
и постоянных магнитов из различных марок магнит-
ных сплавов. Кроме того, на станке могут шлифо-
ваться токопроводящая керамика и различные туго-
плавкие, твердые и вязкие металлы и сплавы.
На литом основании 1 (рис. 74) установлен кор-
пус 2 с генератором импульсов и электрооборудова-
нием станка. На передней панели корпуса располо-
жена вертикальная станина 3 с основными механиз-
мами.’ В нижней части станины находится ванна 8 с ра-
бочей жидкостью. Ванна может перемещаться по ста-
нине при помощи винтового привода, вращающегося
от электродвигателя.
Обрабатываемые детали крепятся на столе 7 угло-
вого кронштейна 6 и при подъеме ванны погружаются
в рабочую жидкость.
19* 291
Детали обрабатываются вращающимся кольцевым
чугунным электродом-инструментом 5, расположен-
ным в нижней части рабочей головки 4. Электрод-ин-
струмент вращается с небольшой скоростью (50—
60 об/мин.), что исключает разбрызгивание жидкости
и обнажение зоны разрядов между обрабатываемой
деталью и электродом-инструментом.
Рис. 74. Станок модели 187.
Процесс шлифования происходит при горизонталь-
ном возвратно-поступательном перемещении (подаче)
рабочей головки вдоль направляющих при помощи
электродвигателя-регулятора, вращающего винт гори-
зонтальной подачи.
Рабочая головка (рис. 75) состоит из механизмов,
предназначенных для привода во вращение электрода-
292
инструмента 17 и его перемещения в направлении по-
дачи, а также для установочного перемещения и
сближения электрода-инструмента с поверхностью об-
рабатываемой детали по мере снятия с нее металла.
Рабочая головка установлена на каретке 2 суппорта 9,
Рис. 75. Рабочая головка.
который в случае необходимости служит для попереч-
ного перемещения головки, перпендикулярного к на-
правлению подачи. Электрод-инструмент 17 крепится
к фланцу, находящемуся на нижнем конце шпинделя 1,
который опирается на изолированные от корпуса го-
ловки подшипники 24 и 16.
293
Шпиндель приводится во вращение электродвига-
телем 22 через червячный редуктор 21 и зубчатые ко-
леса 20. Сближение электрода-инструмента с поверх-
ностью детали производится маховичком 12 путем вер-
тикального перемещения, осуществляемого при по-
мощи микрометрической подачи, состоящей из червяч-
ной пары 13, зубчатого колеса 11 и рейки 14. Гильза 19,
в которой находится шпиндель, имеет вертикальное
перемещение относительно корпуса головки. При пе-
ремещении гильзы в осевом направлении сцепление
приводных зубчатых колес не нарушается, так как
одно из зубчатых колес 20 имеет достаточную осевую
длину.
Автоматически регулируемое горизонтальное пере-
мещение рабочей головки производится при помощи
электродвигателя-регулятора 7 через зубчатые колеса 6
и 8 и винт 5, сцепленный с гайкой 23.
Жесткость подвижной системы и легкость хода
обеспечиваются направляющими продольного каче-
ния 3 и 10, установленными на основании 4.
Для защиты шпинделя от брызг рабочей жидкости
служит корпус 15, герметически укрепленный на шпин-
деле и вращающийся вместе с ним. В осевом направ-
лении шпиндель зафиксирован относительно гильзы 19
при помощи опорного подшипника 18. К генератору
импульсов шпиндель присоединен при помощи сколь-
зящего контакта 25.
В зависимости от выполняемых операций станок
может питаться от различных генераторов импуль-
сов. При обработке твердых сплавов используется ге-
нератор RC, а при обработке магнитных сплавов (на-
пример, при снятии литейных припусков, когда тре-
буется высокая производительность и допустима боль-
шая шероховатость поверхности) применяется схема
с питанием от машинного импульсного генератора
МГИ-2.
На станке обрабатываются детали различных раз-
меров и форм. В зависимости от этого крепление де-
талей на столе станка производится при помощи ти-
сков, струбцинок, специальных прижимов или иных
приспособлений, применяющихся на металлорежущих
станках, ..
Ж ’ '
Основным условием устойчивой работы станка яв-
ляется надежное электрическое соединение обрабаты-
ваемых деталей со столом.
Очень важен правильный выбор способа крепле-
ния при обработке тонкостенных деталей во избежа-
ние их деформации от прижатия к столу, а также для
предотвращения вибрации от разрядов, что может на-
рушить устойчивость процесса обработки.
В зависимости от требуемой чистоты поверхности
производится выбор окончательного режима шлифо-
вания. Наименьшая продолжительность операции
получается при последовательном переходе от ре-
жимов предварительных к сглаживающим и от-
делочным.
Электроэрозионное шлифование заготовок посто-
янных магнитов производится обычно на одном ре-
жиме, использующем максимальную мощность станка.
Режим обработки в этом случае определяется вели-
чиной добавочного сопротивления в цепи рабочего
тока, которое зависит от площади поверхности обра-
батываемых деталей.
Большей частью обрабатываемые заготовки наби-
раются в кассеты, и их площадь составляет не ме-
нее 500 см2-, при этом оптимальным является сопротив-
ление 0,1 ом.
Производительность обработки с генератором
МГИ-2 при токе 75—100 а составляет 17 г/мин,
т. е. 2500 мм5/мин. Высота микронеровностей 0,1 мм.
Автоматический регулятор питается от электромашин-
кою преобразователя.
При шлифовании с генератором RC деталей из
твердого сплава в качестве рабочей жидкости исполь-
зуется соляровое масло, а при обработке постоянных
магнитов с применением генератора МГИ-2— веретен-
ное или трансформаторное масло. Большое выделение
пиролизных газов и дыма на мощных режимах тре-
бует подведения к ванне рукава вытяжной вентиляции.
Техническая характеристика станка модели 187
Потребляемая мощность, кет.................... 14
Питание станка, в:
рабочая цепь............................ 220, постоянный
ток
.295
цепи управления ............ 380, трехфазная
сеть
Рабочая поверхность стола (длинаХширина),
мм..................................... 550X300
Наибольшее расстояние от поверхности
стола до уровня рабочей жидкости, мм . 225
Наибольшие размеры обрабатываемой де-
тали (длинаХширинаХвысота), мм . . . 1100x400x150
Наибольший вес обрабатываемой детали, кг 250
Технологические показатели шлифования твердого сплава
на станке модели 187 приведены в табл. 54.
Наибольшее перемещение рабочей головки
относительно стола, мм\
вертикальное . •........................ 160
продольное............................. 800!
поперечное.............................. 280
Угол поворота рабочей головки относи- 1
тельно стола, град........................ +90
Рабочая жидкость:
при обработке твердого сплава (гене-
ратор RC)...........................соляровое масло
(ГОСТ 1666-51),
при обработке магнитных сплавов (гене-
ратор МГИ-2)..................... масло индуст-
риальное-^
(ГОСТ 1707-51)
Объем рабочей жидкости в ванне, л . . . . 250
Габарит станка (длинаХширинаХвысота),
мм.................................. 1350x1350x2100
Вес станка, кг......................... 1400
Установка станка свободная, закрепление болтами или за-
ливкой цементом не допускается.
Электрическая схема станка, предусматривающая
питание от генераторов RC и МГИ-2, приведена на
рис. 76.
Переключение питания от генераторов МГИ-2 и
RC производится при помощи сблокированного пере-
ключателя, одновременно переключающего рабочую
цепь и якорь электродвигателя-регулятора, при этом
полярность электродов изменяется.
Электрические параметры генератора RC примерно
такие же, как у станка модели 183.
296
Таблица 54
Производительность обработки и шероховатость
поверхности при шлифовании твердого сплава
на станке модели 187 (генератор НС)
Режимы обработки Производитель- ность обработки, г! мин Класс чистоты поверхности но ГОСТ 2789-59
ток, а емкость, мкф
60 360 1,4 3
30 100 0,85 4
15 20 0,3 5
4 2 0,12 6
4 1 0,05 . 7
Как видно из приведенной схемы (см. рис. 76),
в автоматическом регуляторе подачи при питании
Рис. 76. Электрическая схема станка модели 187:
Z — делитель напряжения; 2 —-обмотки возбуждения машины постоянного
тока (СЛ-569); 3 — электродвигатель трехфааного тока: 4 — якорь машины
постоянного тока; 5,8 и 12 — сблокированный переключатель; 6 — якорь
электродвигателя - регулятора; 7 — обмотка незавнснмого возбуждения
электродвигателя-регулятора; 9 — делитель напряжения; 10 — генератор
импульсов типа МГИ; // — балластное сопротивление; 13 — дисковый эле-
ктрод-инструмент; 14 — обрабатываемая деталь; 15 — конденсаторная ба-
тарея генератора /?С; 16 — балластное сопротивление; 17 — якорь генера-
тора постоянного тока.
11 Зак. № 2S9 297
станка от генераторов МГИ-2 и RC применяется элект-
ромашинный преобразователь.
Рис. 77. Станок мо-
дели ЭРМ.
Станок модели ЭРМ — полу*
автоматический (рис. 77), пред-
назначается для шлифования
запорного конуса распылителей
дизельных двигателей. Шлифо-
вание производится концом ла-
тунной проволоки, перемещаю-
щейся параллельно образующей
цилиндра конуса, при одновре-
менном вращении распылителя.
Базой для вращения распылите-
ля является центральное 'отвер-
стие, относительно которого ко-
нус обрабатывается с высокой
точностью. Электрод-инструмент
приводится в возвратно-поступа-
тельное движение при помощи
кривошипного механизма, пере-
мещающего каретку суппорта,
установленного под углом, соот-
ветствующим углу конуса.
Схема шлифования запорного
конуса в распылителе представ-
лена на рис. 78.
Техническая характеристика станка модели ЭРМ
'.Наибольшая глубина расположения рабо-
чего конуса распылителя, мм.................. 60
Угол при вершине рабочего конуса, град. . 0—90
Диаметр электрода-инструмента, мм .... до 2
Материал электрода-инструмента ..... латунь ДС-59
Класс чистоты обработанной поверхности . до 8
Точность обработки (наибольшее допусти-
мое биение рабочего конуса распылителя
относительно посадочного отверстия под
иглу), мкм....................................... 5
Производительность станка за смену, шт.:
на режиме дводки ........................... 90
на режиме шлифования........................ 180
Потребляемая мощность, вт . . .................. 300
Габарит станка (длина X ширина X высота),
мм..................................... 540X 420X1490
Вес станка, к?................................ 200
298
Рис. 78. Схема шлифования запорного конуса на станке мо-
дели ЭРМ:
I — распылитель; 2 — оправка; 3 — электрод-инструмент; 4 — кронштейн; 5 —
трубка подачи рабочей жидкости; 6 — кондуктор; 7 — цанга; 8 — ползун.
13. Станки для разрезания
Станок модели «Электром-17» — дисковый, маят-
никового типа (рис. 79), с полуавтоматическим цик-
лом работы, предназначен для разрезания деталей из
Рис. 79. Станок модели »Электром-17“.
I
сталей и сплавов повышенной вязкости и твердости.
Станок может применяться для разрезания и других
токопроводящих материалов.
299
При разрезании жаропрочных, нержавеющих и вы-
сокомарганцовистых сталей в качестве жидкой среды
может применяться вода. Прочие стали и сплавы ре-
комендуется разрезать в водной суспензии каолина
с добавлением буры и борной кислоты.
Техническая характеристика станка „Электрой-17“
Питание станка (переменный ток промыш-
ленной частоты), в................«... ,380;'220
Источник питания................... . выпрямитель
селеновый
Мощность на выходе, кет............... 25.
Среднее рабочее напряжение (регулируе-
мое), в............................... 15—25
Средний рабочий ток, а .......... 800—!000
Рабочая жидкость........................вода или водная
суспензия
каолина
Диаметр электрода-диска, мм........... 465
Окружная скорость вращения диска, м/'сек 35
Материал электрода-диска...............сталь марки Ст. 3
Диаметр разрезаемого прутка, мм....... от 30 до 100
Длина отрезаемой заготовки, мм........... от 5 до 500
Ширина реза, мм (при толщине диска 1,5 мм) 2
Точность отрезания, мм....................... 1
Чистота поверхности..................... вне классов
Объем ванны, л ............................. 170
Объем бака, л............................... 360
Производительность насоса, подающего жид-
кость, л/мин ...... ......... 90
Габарит станка (без источника питания),
мм................................... 68X1866X1860
Вес станка, кг ....... ........ 1500
Некоторые технологические данные разрезания прутковой
стали на станке модели „Электром-17“ на режиме:
напряжение U = 25 в, / = 1000 а
Диаметр прутковой стали, мм ...... 30, 100
Производительность разрезания:
в суспензии к’аолина, см^мин........ 140, 50
в воде, cm^Imuh.......................... 60, 16
Расход электроэнергии на один раз при
разрезании в суспензии каолина, квт-час . 0,0075, 0.0135
300
: Станок модели 4531 (рис. 80) предназначается
для вырезания по копиру сложноконтурных деталей
из металлокерамических твердых сплавов. На станке
могут изготовляться детали вырубных и гибочных
штампов,1 фасонные резцы и другие аналогичные из-
делия.
Станок отличается возможностью
ной твердосплавной заготовки точно
талей с параллельными
гранями и равномерно
распределенными зазора- '
ми. Однако из этого не
следует, что из одной за-
готовки одновременно мо-
гут быть вырезаны мат-
рица и пуансон вырубно-
го штампа.
Электродом - инстру-
ментом; является медлен-
но перемещающаяся про-
волока, перематываю-
щаяся с одной бобины на
другую. Врезание прово-
локи в обрабатываемую
деталь производится в на-
правлении, перпендику-
лярном движению прово-
локи.
В станке рассматри-
ваемой модели 4531 элек-
трооборудование и меха-
низмы объединены. В
получения из
сопрягаемых
од-
де-
Рис. 80. Станрк модели 4531.
шкафу 1 расположено
электрооборудование, а на его верхней панели рабо-
чая головка 2 и каретка 3, перемещающиеся во вза-
имно перпендикулярных направлениях по стальным,
термически обработанным направляющим с канав-
ками, в которых находятся стальные шарики. На ра-
бочей головке 2 находится скоба 4, служащая для
направления проволоки. Механизмы для перемотки
проволоки, для ее натяжения и автоматика, выклю-
чающая станок при обрыве проволоки, расположены
внутри корпуса рабочей головки.
301
Перемещение проволоки производится ведущими
роликами 9 (рис. 81) и бобиной И, на которую про-
волока наматывается. Бобина 11 через фрикционную
муфту вращается с упреждающей скоростью, что обес-
печивает плотную намотку. Другой бобине 12 с запа-
сом проволоки сообщается крутящий момент в направ-
лении, обратном сматыванию проволоки, что необхо-
димо для создания постоянного натяжения.
Крутящий момент создается небольшим двухфаз-
ным асинхронным электродвигателем через зубчатую
передачу, сцепленную с осью бобины, которая соеди-
нена с устройством, отключающим станок при обрыве
проволоки. Перпендикулярность рабочей ветви прово-
локи выверяется относительно плоскости расположе-
ния продольных и поперечных направляющих при по-
мощи установочных перемещений скобы.
Для этой цели скоба может регулироваться в двух
взаимно перпендикулярных направлениях к плоскости
направляющих. Раствор скобы может изменяться в не-
которых пределах в зависимости от толщины обраба-
тываемой детали. Для наименьшей вибрации рабочей
ветви проволоки длина ее должна быть минимальной.
Для этого служит подвижной . башмак, на котором
расположены верхние ролики. Проволока направ-
ляется при помощи двух пар роликов и двух металли-
ческих пластинок с пазом по диаметру проволоки. Ро-
лики и пластинки изолированы от скобы и присоеди-
нены к отрицательному полюсу генератора импульсов.
Перемещение рабочей головки и каретки произво-
дится от следящих электродвигателей при помощи
винтов. Винтовые пары (винт—гайка) выполняются
с предельно возможной точностью. Между нарезкой
винтов и гаек с некоторым натягом расположены ша-
рики, что обеспечивает точность перемещения. Направ-
ление врезания проволоки в заготовку задается копи-
ром, установленным над заготовкой, изолированно
от нее.
Копир представляет собой металлическую пла-
стинку, форма и размеры которой переносятся на об-
рабатываемую деталь при помощи электродной про-
волоки, контактирующей с копиром. Цепь деталь—
проволока присоединяется к генератору импульсного
тока, а цепь копир—-проволока к вспомогательному
S02
Рис. 81. Кинематическая схема станка модели 4531:
/ — механизм поперечной подачи; 2—механизм перемотки
проволоки; <? — механизм продольной подачи; 4—-механизм
подъема ванны; 5—подъемная ванна; 6 — механизм закрепления
обрабатываемой детали; 7 — каретка; 8 — скоба; 9 — ведущий
ролик; 10 — механизм автоматической остановки станка при
обрыве проволоки; 11 — собирающая бобина; 12 — бобина с за-
пасом проволоки.
303
источнику постоянного тока низкого напряжения,'
малой мощности, с падающей внешней характеристй-
кой, что обеспечивает отсутствие эрозии копира.
Скорость разрезания на станке модели 4531 за-
готовок из твердого сплава при питании от генера-
тора RC приведена в табл. 55. ’
Таблица 55
Скорость разрезания на стайке модели 4531 заготовок
из твердого сплава прй питании от генератора RC
Диа- метр прово- локи, ям Режим, обработки Класс чистоты поверх- ности по ГОСТ 2789-59
напряже- нке холо- стого хода, в емкость, мкф ток ко- роткого замыка- ния» а скорость движения проволоки, - мм'мин скорость резания,
0,3 130 2,2 2,0 5 8,0 5
130 1,5 1,5 10 4,0 6
0,2 130 ' 1,2 1,0 10 4.6 6
но 0,35 0,45 8 2,6 7
0,1 но 0.35 0,45 - 8 2,5 7
90 0,3 0,3 6 . ' 0,5 7—8
При использовании высокочастотных генераторов
импульсов на тиристорах производительность обра-
ботки значительно возрастает.
Станок модели 5СЭО (рис. 82) предназначается
для электроискровой расточки отверстий малого диа-
Техиическая характеристика станка модели 5СЭО
Скорость движения электрода, mmRck . . . 2—8
Диаметр электрода, мм .............. 0,2—0,3
Материал электрода................... медь
Максимальная скорость вращения шпинделя,
об/мин.................................. 300
Диаметр обрабатываемого отверстия, мм\
минимальный.............................. 0,3
максимальный............................. 15
Максимальная длина обрабатываемого от-
верстия, мм .............. . 50
Класс чистоты обрабатываемого отверстия
по ГОСТ 2789-59 ..................... 7
Точность обрабатываемого отверстия, класс 2
' Частота, имп/сек .............. 6000
304
метра непрерывно движущимся проволочным элект-
родом. На нем можно обрабатывать отверстия малых
диаметров в цангах и фильерах с высокой точностью
Рис. 82. Станок модели 5СЭО.
(по концентричности) относительно центрирующего
пояска и конуса.
Станок имеет устройство для прорезки шлицов и
обработки конусных отверстий с общим углом до 10°.
Глава VI
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
И ОХРАНА ТРУДА
В связи с особенностями электроэрозионной обра-
ботки (подвод электрической энергии непосредст-
венно к обрабатываемой детали, применение электри-
ческих разрядов в горючей жидкости и др.) электро-
эрозионные станки представляют более высокую опас-
ность для рабочих и обслуживающего персонала, чем
обычные металлорежущие станки. Поэтому в кон-
струкции станков предусматривается ряд устройств,
защищающих рабочих от травм и профессиональных
заболеваний.
Недостаточное оснащение станков различного рода
блокировками и нарушение правил техники безопас-
ности при работе на станке и при его обслуживании и
ремонте могут привести к следующим травмам и про-
фессиональным заболеваниям:
1) поражению электрическим током;
2) ожогам вследствие возгорания рабочей жид-
кости;
3) отравлению газообразными продуктами разло-
жения рабочей жидкости и продуктами эрозии;
4) получению травм от подвижных механических
узлов и деталей.
14. Техника безопасности
при работе с высоким напряжением
Для предотвращения поражения электрическим то-
ком в конструкции станка должны быть предусмотрены
устройства, исключающие возможность прикосновения
30S
к токоведущим деталям, находящимся под высоким
напряжением во время работы станка. Это обычно до-
стигается заключением всех элементов электрообору-
дования внутри металлического корпуса станка или
дополнительного шкафа с последующим надежным за-
землением металлического корпуса станка.
Электросхема станка с генераторами импульсов
типа I должна быть выполнена таким образом, чтобы
корпус станка не был присоединен ни к одному из по-
люсов источника питания и тем более не использо-
вался т: качестве токоведущего элемента. Если пита-
ние станка осуществляется от сети переменного тока,
то необходимо наличие разделительного трансформа-
тора между сетью и рабочей цепью электроэрозиоп-
ного станка.
Напряжение между электродами в электроэрози-
онных станках, имеющих генераторы импульсов
типа I, обычно находится в пределах 150—250 в. Та-
кое напряжение может вызвать поражение электри-
ческим током при одновременном касании руками
обоих электродов. Однако, благодаря малой доступ-
ности детали, во время ее обработки (при погружении
в ванну) практически исключена возможность при-
косновения к обоим электродам.
Если же один из полюсов источника питания ока-
жется присоединенным к корпусу станка, то касание
одной рукой электрода, имеющего высокий потенциал
относительно корпуса, может привести к тяжелому
поражению током. В это время вторая рука обычно
опирается на металлический корпус станка, а про-
хождение тока через обе руки и, следовательно, через
область сердца представляет наибольшую опасность
для жизни.
По этой же причине нельзя использовать провод
заземления в качестве нулевого провода дцже для пи-
тания вспомогательных цепей от трехфазной сети пе-
ременного тока. При нарушении заземления в этом
случае корпус станка может оказаться под полным
напряжением сети.
Действующее напряжение между электродами
утанков, оснащенных генераторами коротких импуль-
сов типа II, которые работают на высоком напряже-
нии с разделительными импульсными трансформато-
20*
.307
рами, обычно невелико (несмотря на значительное ам-
плитудное напряжение), и прикосновение к электро-
дам в этом случае относительно безопасно.
Однако при конструировании генераторов импуль-
сов этого типа особое внимание должно быть уделено
надежности заземления станка и блокировок в цепях
высокого напряжения. !
В электроэрозионных станках с упомянутыми ге-
нераторами импульсов следует предусматривать на-
дежное заземление вторичной обмотки импульсного
трансформатора. Обычно заземляют один из электро-
дов. Это необходимо для того, чтобы при пробое изо-
ляции между обмотками импульсного трансформатора
электроды не оказались под высоким напряже-
нием.
Во всех электроэрозионных станках следует пред-
усматривать сопротивления, обеспечивающие стекание
заряда с накопительных емкостей. В станках, осна-
щенных генераторами импульсов с высоким (3—15 кв)
напряжением питания, следует дополнительно пред-
усматривать замыкатели, автоматически разряжаю-
щие батареи конденсаторов при открывании шкафа
электроблока.
Действующее напряжение машинных генераторов
импульсов при работе их на межэлектродный проме-
жуток также относительно невысоко, и прикосновение
к электродам станка обычно не приводит к пораже-
нию электрическим током. Однако напряжение холо-
стого хода некоторых машинных генераторов импуль-
сов все же достаточное, и одновременное прикоснове-
ние к обоим электродам (особенно при использовании
в качестве рабочей жидкости водных растворов и
эмульсии) может вызвать болевые ощущения.
Для предотвращения поражения электрическим то-
ком во время ремонта электрооборудования станка
должна быть предусмотрена блокировка, обеспечиваю-
щая выключение всех цепей при открытых дверцах
шкафа. Наиболее надежно это может быть осуществ-
лено при питании всей схемы управления от низкого
(до 36 в) напряжения через специальный трансфор-
матор. .
Следует помнить, что при отключении питания
станка с помощью магнитных пускателей, катушки
308
которых питаются напряжением 220—380 в, на кноп-
ках управления все же остается опасное напряжение.
Поэтому при установке станка необходимо предусмат-
ривать дополнительное его отключение от сети пере-
менного тока пакетным выключателем или вынесен-
ным магнитным пускателем и световую сигнализацию
включения в сеть.
Нужно предостерегать работающих с электроэро-
зионными станками, оснащенными генераторами
типа I с напряжением питания до 250 в, от совершен-
но неверного, но, к сожалению, весьма распространен-
ного мнения, что это напряжение не опасно для
жизни.
Наличие металлического заземленного корпуса
станка и обилие других металлических заземленных
предметов в цехах приводит к тому, что при случай-
ном прикосновении к токоведущим элементам воз-
можно поражение током. Во многих случаях из-за
тесноты внутри электроблоков попавший под напря-
жение не всегда в состоянии быстро освободиться > от
действия тока (иногда из-за судорог это невозможно
без посторонней помощи).
Поэтому в промышленных установках не случайно
напряжение выше 36 в считается высоким с точки
зрения техники безопасности, и всякое прикосновение
к открытым токоведущим частям без соответствую-
щих защитных приспособлений' (перчатки, резиновые
боты, коврики) категорически запрещается.
Несмотря на наличие всех блокировок и защитных
устройств, предохраняющих от поражения электриче-
ским током, всему персоналу, обслуживающему
станки, следует самым строжайшим образом соблю-
дать правила индивидуальной защиты от поражения
электрическим током.
При соблюдении правил, которые составляются
для каждой модели электроэрозионного станка, ис-
ключается поражение рабочих электрическим током
даже при отсутствии на станке некоторых необходи-
мых защитных устройств (что имеет место во многих
типах отечественного и иностранного электроэрозион-
ного оборудования). Ниже приводятся общие реко-
мендации по безопасности при работе с высоким на-
пряжением на электроэрозионных ставках.
309
1. К. работе с высоким напряжением на электро-
эрозионных станках следует допускать рабочих, про-
шедших специальное обучение и инструктаж по об-
щим правилам технической эксплуатации и безопас-
ности обслуживания электроустановок промышлен-
ных предприятий.
2. В помещении, где ведется обслуживание, ремонт
или другие работы со станком, должно находиться не
Рис. 83. Разрядник для конденсаторов:
зажим; 2~ провод с изоляцией на высокое напряже-
ние; 3 — металлическая оплетка (экран); 4 — изоляционная
ручка; 5— защитная резиновая оболочка; Ь — заземляющий
провод с зажимом; 7 — токоограничивающее сопротивление;
8 — наконечник.
менее двух человек, изучивших правила техники без-
опасности и способных оказать помощь при пораже-
нии электрическим током. Работа со станком и его
ремонт в одиночку категорически запрещаются.
3. При работе станка нельзя прикасаться руками
к токоведущим частям: электрододержателю, элект-
роду, столу, обрабатываемому изделию и т. д. Перед
прикосновением к токоведущим частям следует (вне
зависимости от наличия блокировки) проверять вы-
ключение питания.
310
4. Перед ремонтом токоведущих частей и электро-
оборудования станка необходимо подробно ознако-
миться с их устройством по электрическим и другим
схемам,
5. Перед вскрытием шкафа электрооборудования
следует самым тщательным образом проверить отклю-
чение станка от всех источников питания с помощью
устройств, находящихся вне стайка, а также преду-
предить их случайное самовключение или ошибочное
включение их посторонними лицами.
6. Следует проверить разрядку или разрядить каж-
дую из батарей конденсаторов с помощью специаль-
ного разрядника (рис. 83). Для этого один конец раз-
рядника с помощью имеющегося на нем зажима*- за-
крепляют на одном из выходов от конденсаторной
батареи, а вторым концом прикасаются к другому вы-
воду. Заземляющий провод должен быть предвари-
тельно присоединен к корпусу станка (работать реко-
мендуется одной рукой).
7. Около станка необходимо иметь коврики из изо-
ляционного материала, на которых должны стоять ра-
бочие, ведущие обслуживание и ремонт электрообо-
рудования станков.
15. Пожарная безопасность
При электроэрозионной обработке в качестве рабо-
чей жидкости используются различные горючие веще-
ства (индустриальные масла, соляровое масло, керо-
син), в которых непрерывно происходят электрические
разряды, способные при малейшем нарушении правил
эксплуатации станка вызвать их возгорание. При зна-
чительных количествах горючей жидкости (до 200—•
300 л в каждом станке) возникший пожар может
иметь тяжелые последствия для обслуживающего пер-
сонала, а также для оборудования и производствен-
ных помещений.
При строгом соблюдении правил пожарной без-
опасности случаи возгорания рабочей жидкости исклю-
чительно редки.
Негорючие жидкости для электроэрозионной об-
работки не используются из-за сравнительно низких
технологических показателей.
зн
Наиболее частой причиной возгорания рабочей
жидкости является возникновение разрядов на ее
поверхности, что при разогреве всей массы может вы-
звать сначала воспламенение паров над поверхностью,
а затем и всей жидкости.
В качестве рабочей среды обычно используются
жидкие предельные углеводороды (масла, керосин).'
С точки зрения пожарной безопасности следует при-
менять жидкости с наиболее высокой температурой
вспышки Гвсп. например веретенные масла ГОСТ
1707-51 (Твса—165—180° С). Однако из-за относи-
тельно большой вязкости применение веретенных ма-
сел возможно только при грубой электроэрозионной
обработке, обычно на машинных генераторах импуль-
сов.
В станке.. средней мощности с объемом ванны
200—300 л следует использовать соляровое масло
ГОСТ 1666-51 (ТВСп= 125°С), невысокая вязкость ко-
торого обеспечивает хорошее удаление продуктов эро-
зии из межэлектродного промежутка в широком диа
пазоие режимов.
Следует предостерегать от использования вместо
солярового масла сходного с ним по виду дизельного
автотракторного топлива ГОСТ 305-62 марок «3» и
«Л» (ТВсп = 35 и 40° С), а также топлива для тихоход-
ных дизелей (моторного) ГОСТ 1667-51 (ТВсп=65° С).
В крайнем случае в зимнее время можно допустить
применение дизельных топлив ГОСТ 305-62 марки «С»
(Твсд = 90оС) и ГОСТ 4749-49 марки «ДС».
Для точных и тонких работ приходится применять
в качестве рабочей жидкости керосин, имеющий очень
малую вязкость. Допустимо использование только тя-
желого осветительного керосина (пиронафта) ГОСТ
92-50 (ТВсп = 90°С) и для более тонких работ при ма-
лом объеме жидкости в ванне — осветительного керо-
сина ГОСТ 4753-49 (Твсп=40°С).
При конструировании станков обычно предусмат-
риваются устройства, предохраняющие рабочую жид-
кость от возгорания при нарушении правил эксплуа-
тации станка обслуживающим персоналом. Однако
станок, оснащенный значительным количеством про-
тивопожарных устройств и блокировок, как правило,
неудобен в эксплуатации. Последнее приводит к тому,
312
что все блокировки, в том числе и крайне необходи-
мые, самовольно отключаются обслуживающим пер-
соналом,
В. универсальных эдектроэрозионных станках
часто ограничиваются лишь одной блокировкой, кото-
рая выключает питание рабочего контура станка при
опускании ванны с рабочей жидкостью. Однако и эта
блокировка обычно самовольно отключается операто-
рами, так как она лишает их возможности произво-
дить введение электрода-инструмента в обрабатывае-
мое отверстие «по искре» при опущенной ванне.
Такой способ настройки при тонком режиме и не-
нагретой рабочей жидкости обычно не приводит
к воспламенению последней, однако ошибочное вклю-
чение грубых режимов при устраненной блокировке
может вызвать возгорание. Поэтому в некоторых кон-
струкциях применена комбинированная блокировка.
Она позволяет нажатием специальной кнопки произ-
водить настройку «по искре» при опущенной ванне
с рабочей жидкостью только на самом тонком режиме
и выключает ток в рабочем контуре станка при по-
пытке включить более грубые режимы, способные
воспламенить рабочую жидкость.
Всякого рода щиты, закрывающие зону обработки,
датчики заполнения ванны рабочей жидкостью н дру-
гие подобные устройства обычно оказываются мало-
эффективными и в универсальных электроэрозионных
станках не применяются.
Объем ванны с рабочей жидкостью, с одной сто-
роны, желательно иметь наименьшим, чтобы в случае
возгорания рабочей жидкости ее запас был невелик.
Но, с' другой стороны, малый объем рабочей жид-
кости при значительной мощности станка не обес-
печит достаточный отвод тепла, что может привести
к сильному нагреву и повышению опасности воспла-
менения.
Это противоречие в некоторой степени разрешается
циркуляционной системой подачи рабочей жидкости
из резервного бака значительной емкости в рабочую
ванну небольшого объема. Однако при обработке
крупных деталей объем рабочей ванны приходится
делать настолько большим, что циркуляция жидкости
нецелесообразна.
313
При особо интенсивной работе станков на грубых
режимах можно рекомендовать установку в ванне
с рабочей жидкостью холодильника. Холодильник
можно выполнить в виде трубы с ребристой поверхно-
стью, закрепленной по контуру верхнего края ванны,
через которую протекает холодная вода из водоцрр*
водной сети.
К каждому электроэрозионному станку должна
прилагаться подробная инструкция по мерам пожар*
ной безопасности. Ниже приводятся общие рекомен-
дации и правила, соблюдение которых обеспечит по?
жарную безопасность при работе электроэрозионных
станков на промышленных предприятиях.
1. К работе с электроэрозионными станками сле-
дует допускать рабочих, обученных обращению со
станком, противопожарной защите, а также оказанию
первой помощи при ожогах,
В помещении, где производится работа на электро-
эрозионных станках, одновременно должно находить-
ся не менее двух обученных человек.
2. Не следует допускать установку электроэрозиоп-
ных станков в непосредственной близости от металло-
режущих станков. Электроэрозионные станки ре-
комендуется выделять на отдельные участки или отде-
лять перегородками, исключающими возможность по-
падания в рабочую зону электроэрозионного станка
частиц (стружки, искр и проч.), способных вызвать
замыкание электродов и возгорание рабочей жид-
кости.
3. Курить на участке электроэрозионных станков
запрещается.
4. Перед заполнением резервуара или ванны стан-
ка рабочей жидкостью следует убедиться в соответст-
вии ее требованиям ГОСТа, указанного в паспорте
станка, и, в первую очередь, в отсутствии в ней лег-
ковоспламеняющихся фракций.
В качестве дополнительной пробы для всех рабо-
чих жидкостей, кроме осветительного керосина
(Твсп=40р С) , можно рекомендовать следующий спо-
соб. В массивный металлический сосуд, нагретый до
температуры вспышки проверяемой рабочей жид-
кости. наливается 10—20 мл жидкости и через 15—
20 сек. опускается горящая лучинка. При окунании
314
в1 жидкость лучинка должна погаснуть без вспышки
жидкости. Проверка осветительного керосина произ-
водится без предварительного подогрева сосуда.
При выполнении упомянутой пробы следует при-
нимать необходимые меры личной и противопожарной
безопасности: пробу не следует производить вблизи
запасов рабочей жидкости, лучинку необходимо иметь
достаточной длины, не приближать лицо к пробе
и т. д.
5. При работе станка толш.ина слоя рабочей жид-
кости над поверхностью обрабатываемого изделия
должна иметь следующие значения:
Толщина слоя, мм Мощность, кет.
(не менее) (не более)
15 0,5
30 1
50 2
100 ' 5
Приведенные значения являются средними для
различных моделей электроэрозионных станков. В за-
висимости от характеристики применяемых генерато-
ров импульсов и используемой рабочей жидкости ми-
нимально допустимая толщина слоя может коле-
баться.
6. Опускание или опорожнение ванны следует про-
изводить только при выключенном станке.
7. К каждому электроэрозионному станку, име-
ющему перемещаемую неопорожияемуго ванну, дол-
жен прилагаться металлический щит для накрывания
ванны. Щит следует хранить рядом со станком.
В случае воспламенения жидкости ванну следует
опустить, а затем накрыть щитом, который должен
плотно прилегать к краям ванны. В нерабочем состоя-
нии ванна должна быть опущена и также накрыта
щитом.
; В станках с другой конструкцией ванны также
следует предусматривать различные щиты для пре-
кращения доступа воздуха к горящей жидкости в слу-
чае ее возгорания. Необходимо предостеречь от при-
менения для тушения загоревшейся жидкости асбе-
стовых покрывал и других аналогичных средств.
Пористые материалы могут быстро намокнуть в рабо-
315
чей жидкости и только увеличить поверхность го-
рения.
8. Наилучшим средством огнетушения являются
углекислотные снежные огнетушители. Около электро-
эрозионных станков должно находиться не менее двух
исправных углекислотных огнетушителей типа ОУ-3
при объеме ванны до 20 л; ОУ-5 при объеме ванны до
100 л; ОУ-8 при объеме ванны свыше 100 л.
При значительном количестве электроэрозионных
станков число огнетушителей должно быть увели-
чено.
9. В случае обнаружения течи ванны или резервуа-
ра станок должен быть немедленно отключен и ра-
бочая жидкость слита.
10. Температура рабочей жидкости в ванне не
должна превышать 50° С при работе на соляровом
масле и 60—70° С на индустриальных маслах.
11. Совершенно недопустимо работать, а также на-
ходиться около электроэрозионных станков в про-
масленной спецодежде.
12. Особое внимание следует обращать на надеж-
ное закрепление электродов В электрододержателе.
Искра при плохом закреплении электрода может
явиться причиной воспламенения рабочей жидкости.
13. Запрещается обработка деталей без их на-
дежного закрепления на столе электроэрозионного
станка. На стол станка нельзя класть посторонние
металлические предметы, ключи, отвертки и др.
14. Оператору, выполняющему работу на электро-
эрозионном станке, категорически запрещается отлу-
чаться от работающего станка. После окончания ра-
боты станок должен быть выключен.
15. При остановке станка из-за перерыва в элек-
троснабжении следует предупредить самопроизволь-
ное включение станка. Для этого необходимо отклю-
чить станок от всех источников питания.
16. Предотвращение профессиональных заболеваний
Жидкости, используемые в качестве рабочей среды
для электроэрозионных станков, представляют собой
смеси сравнительно малолетучих предельных углево-
дородов и сами по себе не представляют особой
316
опасности для здоровья работающих на станках.
Однако при эксплуатации станка, особенно на режи-
мах большой мощности, происходит сильное испаре-
ние и выделение газообразных продуктов разложения
рабочей жидкости, что при плохой вентиляции поме-
щения может создать в воздухе вредную для здоровья
кбйцентрацию паров жидкости и газов.
Наилучшие результаты дает применение так на-
зываемых бортовых отсосов, расположенных у Верх-
него края ванны с задней стороны электроэрозиои-
ного станка в сочетании с приточной вентиляцией по-
мещения.
При работе с жидкими углеводородами, особенно "
с керосином, полученным из некоторых сортов нефти,
у отдельных рабочих возникает раздражение кожи
рук. Профилактическими мерами являются использо-
вание определенных сортов керосина, применение
специальных профилактических паст для смазывания
рук, а также недопущение к работе с керосином лиц,
обладающих повышенной чувствительностью к раз-
дражению кожных покровов.
Индивидуальные средства защиты — перчатки,
очки, респираторы — не могут быть рекомендованы,
так как они очень затрудняют работу на станке.
При обработке некоторых материалов (свинец, кад-
мий, цинк, бериллий), пылевидные частицы которых
могут служить причиной профессиональных заболе-
ваний. следует принимать некоторые дополнительные
меры предосторожности.
Не рекомендуется производить настройку «по
искре», так как при разрядах в воздухе происходит
интенсивное загрязнение окружающей среды парами
и пылью обрабатываемого металла. При разрядах
в жидкости обычно пары металла в воздухе не об-
наруживаются, однако в этом случае все же рекомен-
дуется более интенсивная вентиляция помещения и
отсос газов.
Коллоидные растворы и взвешенные в жидкости
частицы некоторых металлов могут также быть при-
чиной кожных заболеваний. Поэтому при обработке
этих металлов следует обязательно пользоваться (при
работе с деталями и очистке ванны от загрязненной
317
жидкости) индивидуальными средствами защиты: за-
щитными пастами, перчатками, специальной одеждой,
очками.
17. Предотвращение травматизма
подвижными частями станка
В электроэрозионных станках обработка не яв-
ляется результатом силового воздействия режущего
инструмента на обрабатываемую деталь. Поэтому
вероятность травматизма движущимися механиче-
скими узлами станков здесь меньше, чем при работе
на металлорежущем оборудовании.
Однако во избежание травм при работе на элек-
троэрозионных станках следует соблюдать основные
приемы безопасной работы на металлорежущих
станках, а именно: не производить измерения на ра-
ботающем станке, при использовании механических
подач проверить'их расцепление с рукоятками руч-
ных подач, не допускать попадания посторонних пред-
метов в движущиеся узлы, применять безопасные спо-
собы установки тяжелых деталей на станок и т. д.
Л ИТЕРАТУРА
1. Б. Р. Лазаренко, Н. И. Лазаренко. Электро-
искровая обработка металлов. М.—Л., Госэнергоиздат, 1950.
2. «Электроимпульсная обработка металлов». Под ред.
А. П. Владзиевского. М., ЦИНТИМАШ, 1960.
3. В. Ю. Верой ан. Высокочастотная электроэрозионная
обработка импульсами малой длительности. Передовой научно-
технический и производственный опыт. Тема 8, № И-59-381/9. М.,
Филиал ВИНИТИ, 1959.
4. В. Н. Гусе в. Анодно-механическая обработка металлов.
М.—Л., Машгиз, 1952.
5. И. Г. Космаче в. Обработка металлов анодно-механи-
ческим способом. М.—Л., Машгиз, 1961.
6. В. Г. Г. уткин, И. П. Григорчук. Электроконтакт-
ная обработка металлов. М,—Л., Машгиз, 1961.
7. Б. Н. Золотых. Физические основы электроискровой
обработки металлов. М., Гостехтеориздат, 1953.
8. «Применение углеграфитированных материалов при элект-
роимпульсной обработке металлов» (Руководящие материалы).
М„ ЭНИМС, 1958.
9. А. Л. Лившиц, А. Т. Кравещ И. С. Рогачев,
А. Б. Сосенко. Электроимпульсная обработка металлов. М.,
изд-во «Машиностроение», 1967.
10. Е. М. Л е в и н с о н. Электроэрозионная обработка ме-
таллов. Л., Лениздат, 1961.
11. Е. М. Левинсон, В. С. Лев. Обработка металлов
импульсами электрического тока. М.—Л., Машгиз, 1961.
12. Е. М. Левинсон, В. С. Лев. Электроэрозионное
оборудование. М.—Л., изд-во «Машиностроение», 1965.
13. А. Л. Лившиц, И. С. Рогачев. Генераторы перио-
дических импульсов сильного тока. М., Госэнергоиздат, 1960.
14. Б. Н. Золотых, Ю. В. Мордвинов, А. И. Круг-
лов. Машинные генераторы импульсов электрического тока для
питания установок электроискрового действия и их характери-
стики. Электроискровая обработка металлов. (Труды ЦНИЛЭлек-
тром АН СССР). Вып. I, М„ Изд-во АН СССР, 1957, стр. 133—
158.
3(9
15. И. С. Рогачев, А. Н. Ткаченко. Индукторные
генераторы униполярных импульсов с внешним выпрямлением.;
Жури. «Электромеханика», 1962, Ns 6.
16. В. Ю. В е р о м а н. Стойкость инструмента при электро- -
эрозионной обработке. Л., ЛДНТП, 1964.
17. М. М. Писаревский. Электроэрозионный процесс
с уменьшенным износом электродов. В сб. «Новые методы элект-
рической обработки материалов» ЛОНИТОМАШ. Книга 36.
Л., Машгпз, 1955, стр. 220—286.
18. «Транзисторные генераторы для питания электроэрози-
ониых станков». М., НИИМАШ, 1968.
19. В. П. Александров. Исследование технологических
характеристик электроэрозионной обработки жаропрочных мате-
риалов. М., изд-во «Наука», 1964.
20. А. И. Голубев. Лабиринтные насосы для химической
промышленности. М„ Машгиз, 1951.
21. «Фирма Нассовиа-Крупп». Каталог _электроэрознонных'
станков. ФРГ, Франкфурт-на-Майне.
Bsc, кг \ I 685 660 1750
Габарит 1 станка (длинах Хширинах Хвысота), мм X X о 2 gi §§ §§ *x Sx йх еч • oo >"* О 6- to 04 1Г5
' Класс г чистоты ! 1 поверх- ности 1 (сталь/ I твердый i сплав) ! ! 1 i i 4/5 -i- 6/8 i ; 4/5-i-6/7 Вне клас-. сов/— 3/- 4- 9/— 1 Вне клас- : сов/3 4- 6'/7 Вне клас- сов/— i Вне клас-, сов/3 ч- 6/7
Производи- тельность обработки ;(сталь/твердый । сплав), мм*1мин 30/10 ч- 10/5 30/15 -г 3/5 1500/— 180/- 1700/120 -г- 6/2 3500/— 1700/120 -i- 6/2
иню ‘«иэоихподо 1 0,64 1 1,4 1 1 1 1 6,5 । 1 5,0 ' ' 7,5 : 23,6 | 1 7,5 i 1
Тип генератора импульсов *? „88 S S '"7 *7 Р* U- 5 СО IQ С LQ f , да 04 го cj 04 l-J 73 Е ® S £ S О О 5 и. % J- S 5 з з
Перемещения головки •wZdiDHu । 80 1 100 I 180 200
установочные (длинаХшн- ринаХвысота), мм 0X0S8X088 0X091X002 охонхад 021X031X081
1 1 Размер стола i (ширинах Хдлииа)» мм 160X 200 П исполнение 0160 200X 300 250X400 • ' 400X500 1 .
Разработчик и изготовитель О о Р<© « as 93 О а Си £О « М » S © 5 S П ас оз LQ S О а. « я V* со „ я,_ СХ ь к( Х /я К . Н« н и о £ И« • ~ « ° л . © » S и 3 4 £ eaSC «,4 re а И=®5 Я Я <0 Л ЯкО о я Ч ь; « _ ’£<=; £ И » аз © И « о Ь« , ® о Q и со е «г- и н оу3 . е 5 t- ® S ® У§к « Л « ‘“•О < Л g S О - И а> Й ч ^o©.ef W « Си н М ге ь © tQs3 X ©• и, О й и е; и и о м а ООО (Г)
чгаисэд 4720 i 4В721 4Б722 4723
321
822
Продолжение приложения I
Модель Разработчик н изготовитель Размер стола (ширинах Хдлина), мм Перемещения головки Тип генератора импульсов Мощность, кет Производи- тельность обработки (сталь/твердый сплав), мм31мин Класс чистоты поверх- ности (сталь/ твердый сплав) Габарит станка (длинах ХширинаХ Хвысота), мм Вес, кг
установочные § (длинахши- §.>> ринаХвысота), £ £ £ СП S
4А724 ОКБ, Москва. Троиц- кий станкострон- 630X1000 800X 400X0 250 ГМС-400 45,0 7000/- Вне клас- сов/— 1/- -i-4/-
тельный завод ИГИ-18 — 800/- о- 50/- 2000Х1660Х 4500
ШГИ-125-100 7,5 1700/120 -т- 6/2 Вне клас- X 2оии
4725 ЭНИМС, Москва. Троицкий станко- 1000X1600 500X 0X 650 250 ГМС-630 100,0 10 000/- сов/3 -s- 6/7 Вне клас- 4500Х5100Х 13 500
строительный за- вод ШГИ-125-100 7,5 1700/120 -=- 6/2 сов/— Вне клас- Х3880
4726 То же 1250X 2000 500X0X650 25 ШГИ-125-100 1700/120 -4- 6/2 сов/3-г-6/7 Вне клас- 5000Х5345Х 15 000
57 Ленинградский кар- бюраторно-арма- 85X140 70X60X0 100 сс-пс 1,5 40/20 -F 2,5/1 сов/З -ь 6/7 3/4 -> 6/7 Х4640 400 Х450Х 80
турный завод им. В. В. Куйбышева (Ленкарз) XI200
2о / 157 То же То же 0180 К 200 150X100X0 вращение детали 380X260X0 поворот 75 120 RC CC-RC 1,6 1,8 10/5 -1-1/0,5 40/15 -*- 6/3 4/5 ч- 7/8 4/5 -ь 6/7 1000Х600Х Х1200 750X1Ю0Х Х175 300 450
детали 360° RC 7,0 120/50 -?- 2/1 2/3 -,- 5/6
183 J То же 300—550 800X280X0 240 ШГИ-25-440 4,0 300/600 -г- 5/3 3/4 -г- 7/8 1350Х1350Х 1 350
Х2100
Приложение 2
Основные технические данные отечественных станков для электроэрозноноюншлнфования, расточки отверстий,
разрезания заготовок и вырезания сложнопрофилированных деталей
Размеры обрабаты- ваемой детали (ширинах Перемещения |?бляемая юсть, кет
Тип н модель станка Разработчик и изготовитель а> к X и Ч 2 « X . рабочие Гене- ратор Технологиче- ская характери- стика Произво- дитель- ность Класс чистоты поверхно- сти Габарит (длинах ХширинаХ Хвысота), мм *0
Хдлина), Q
мм f- е— “ S- По МО) £
Копиро- вально- Ленинградский карбюраторно- арматурный завод им. В. В. Куйбы- При про- шивании 800Х Х280, Верти- кальное RC 7,0 Расточка ци- линдрических — Да 7 (сталь) 1350Х1350Х Х2100 1400
проши- вочный 400Х1600Х Х150 пово- рот 240 мм и конических отверстий (твердый сплав)
расточный 185 шева (Ленкарз) При расточке ±90° 04—150 мм,- фасонная
S 200X60 обточка
Плоско- шл ифо- Ленкарз 409X1ЮОХ 'Х159 800Х Х280Х Продоль- ное RC 14,0 Шлифование твердо- .00—3 мм31мин 3-7 1350Х1350Х Х2100 1400
вальный Х160 800 мм сплавных
187 заготовок
Плоско- шлифо- ОКБ, Москва 140Х140Х Х140 320Х Х120Х Продоль- ное ГИТ-1М 1,2 То же 30-8 мм9!мин 6-7 860Х 860Х XI720 850
вальный XI70 320 мм
МЭ-38
СР ю
СР
оз
ю -гй.г— , . . Продолжение приложения 2
Тип и модель станка Разработчик н изготовитель Размеры обрабаты- в аемой детали (ширинах X Длина), мм Пер смещения Гене- ратор । Потребляемая • мощность, кет Технологиче- ская характер и- стика Произво- дитель- ность Класс чистоты поверхно- сти Габарит (длинах ХширинаХ Хвысота), мм Вес, кг j
о Я S И X » S4 О сч Y £i§.3 рабочие
Вырезной 4-531 ОКБ, Москва. Киров аканский завод преци- зионных стан- ков 160Х120Х хзо — Ширина 85 мм, длина 120 мм пс 0,25 Вырезание. сложнопрофи- лированных деталей 8 мм^/мин (тверды 1 5 наивыс- ший i сплав) 730Х680Х Х1400 430
по копиру (точность
Вырезной 4531П То же 160Х120Х ХЗО - Ширина 85 мм,. нс • 1,2 0,02 мм) Вырезание /СЛОЖНО- 8 лмг’/жаи 5 наивыс- ший 750Х 750Х Х1400 360
длина профилиро- 7
130 ММ ванных (твердый сплав)
деталей
с числовым программным
ЭНИМС, Москва. Киров аканский управлением (точность до 0,03 мм)
Вырезной . 4532 320Х320Х Х60 . — Ширина 200 мм, кс 2,0 То же 7 мм*1мин 5 1490Х1240Х 1500
завод преци- длина 2,2 мм?1мин 7 XI700
знойных стан- 200 мм
-Разрезной’ МА-4535 Тоже 01200 наружный) 0500 (внутрен- ний) Х190 — Вертикаль- ное '270 мм нс 3,75 Разрезание направляющих аппаратов турбин 5 МЛК-М'М 5 2180Х1710Х XI742 4000
Приложение 3
Технические характеристики отечественных специализированных н специальных электроэрозионных
копировально-прошнвочных станков
С0, Ю СП Аб- дель Разработ- чик и изготови- тель Назначение Размер стола (ширинах X длина), мм Характеристика Перемещения Тип генератора 1 Мощность, кет Технологическая характеристика Габарит (длинах ХширинаХ Хвысота), мм j Вес, кг ]
обрабаты- ваемой детали электрода- инстру- мента 1 установочные । (длинах : ХширинаХ Хвысота), мм электрода-ин- струмснта, мм
34М2 200 150 Ленкарз Прошивание отверстий малого диаметра в стальных и твердо- сплавных деталях Прошивание отверстий малого диаметра Прошивание малых отверстий с точным (до 0,003 мм} взаимо- расположением 70X70 70X50 150X200 Тонкие пластины мембраны То же Проволока 00,15— 0,4 мм Проволока 00,02— 0,1 мм Проволока 00,12— 0,4 мм Рабочая головка 40X60, поворот + 45°. Деталь зохбо, поворот ±45° 150Х200Х Х60 До 10 До Ло 10 КС КС КС 0,6 0,1 0,8 Время прошивания отверстия 00,3 мм на глубину 1 мм— 25 сек. Врем* прршивания отверстия 0 0,03— 0,09 мм на глубину 0,2—0,5 ммл 30— 150 сек. Время прошивания отверстия 00,26 мм на глубину 0,6 мм— 40 сек., чистота по- верхности— 6-й класс 820Х7ЮХ XI620 200 Х200Х Х420 1150Х10в0Х Х1350 280 15 600
326
Продолжение приложения 3
гм гээа 2100 32 50 240
Габарит (длинах ХшириггаХ Хвысота), мм 1772Х1735Х Х1365 230 X 550 X Х250 410Х620Х Х476 2250 Х850Х Х1100
Технологическая характеристика Количество одно- временно работаю- щих головок —9 (по 16 контуров в каждой). Пере- мещение листа автоматическое ! с шагом 1,2—1,6 мм Прошивание отвер- стий полуавтома- тическое; произво- дительность про- шивания отвер- стий 00,15 мм на глубину 0,6 ДО 90 отверстий в час То же, полностью автоматизирован- ный Пятипозиционный станок. Время про- шивания отверстия 00,8 мм на глу- бину 4 мм 25 сек.
гивя ‘чхэонШо^ 22,0 1 0,6 0,3 2,5
Edoj.BdoHox пих у о и и «Г о? Or <J
I Перемещения jw ‘вхнаиХОдо -Hii-wodiHSL-e До 16 До 5 До 3 До 30
ww ‘(вюэиаХ ХйнибитХ Xehhitv) аотпьооонвхэХ 1 1 II
1 Характеристика электрода- инстру- мента Проволока 00,4 мм Проволока 00,125 мм 1 1 Проволока 00,125 мм Проволока , 00,5— 3,5 мм
обрабаты- ваемой детали Толщина : до 0,8 мм,\ количество1 отверстий до 45 на 1 см2 "" ।
Размер стола (ширинах X длина), мм 710X816 Крепление детали в поворот- ной головке То же Крепление детали в приспо- соблении
Назначение Изготовление сит из нержа- веющей стали Прошивание отверстий в распылите- лях топливной дизельной аппаратуры То же Прошивание отверстий в мало- габаритных деталях
Разработ- чик и изготови- тель ОКБ Москва. ; Троицкий i станко- строитель- ный завод Ленкарз «
Мо- дель МЭ-2з1 159 62М 114
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение........................... . . . з 3
Глава I. Электрическая эрозия............... 7
Глава II. Генераторы импульсов электроэрозионных стан-
ков ..................................................• 31
1. Разновидности генераторов импульсов...............31
2. Генерирование импульсов электрической энергии . . 38
3. Электрические схемы и характеристики генераторов
импульсов.............................................46
4. Электроэрозионная обработка непосредственно от ис-
точника переменного и постоянного тока .............. 98
Глава III. Автоматические регуляторы межэлектродного
промежутка...................... . . . ’.................Ю2
5. Конструктивные схемы регуляторов межэлектродного
промежутка............................................ЮЗ
6. Схемы включения регуляторов......................120
Глава IV. Технология электроэрозионной обработки ме-
таллов ..............................................•' 138
7. Основные технологические характеристики электро-
эрозионной обработки..........................174
'8. Электроды-инструменты......................194
9. Приспособления к электроэрозионным станкам ... 207
Глава V. Электроэрозионные станки.................... 237
10. Копировально-прошивочные станки................238
11. Станки для прошивания малых отверстий .... 273
12. Станки для шлифования.........................291
13. Станки для разрезания.........................299
Глава VI. Техника безопасности и охрана труда .... 306
14. Техника безопасности при работе с высоким
напряжением...................................306
15. Пожарная безопасность...................... • .311
16. Предотвращение профессиональных заболеваний '. . 31!.'
17. Предотвращение травматизма подвижными ча-
стями станка......................................** °
Ч1<)
Литература............................ ............... J
Г Ч'>1
Приложение . . , . . . . . . . • • • • * • ’ °" *
327
Евгений Максимович Левинсон,
Владимир Саулович Лев
СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ
ПО ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ
(Электроэрозионная
обработка металлов)
Редактор В. А. Преснова
Художник С. Я- Гесин
Художник-редактор О- И. Маслаков
Технический редактор Л. П. Никитина
Корректор А. Л. Милитаури
Сдано в набор 3/VIII 1971 г. Подписано к печати 7/II 1972 г. Формат
бумаги 84Х108‘/м- Бумага № 3. Усл. печ. л. 17,22. Уч.-изд. л. 13,75.
1 Тираж 50 000 экз. М-18627. Заказ № 269.
Лениздат, Ленинград, Фонтанка, 59.
Ордена Трудового Красного Знамени типография им. Воло-
дарского Леииздата, Фонтанка, 57.
Цена 80 коп.