Курсова робота
Тема: В«Фізичні основи електроерозійної обробки матеріалів В»
Введення
Високоефективні електрофізичні методи розроблені для полегшення обробки різанням деяких конструкційних матеріалів. До важкооброблюваних матеріалів відносяться: високолеговані сталі аустенітного класу, жаро-і кіслотностойкіе, спеціальні нікелеферрітние нікелеві сталі, тугоплавкі сплави, композиційні матеріали, неметалеві матеріали.
Фундаментальні дослідження в галузі захисту металів від різних пошкоджень привели до розробки ряду технологій - нанесення двошарових металокерамічних покриттів, механоультрозвуковая, хіміко-термічна обробка, на кінець електроерозійна. Все це призвело до істотного поліпшення властивостей матеріалів.
Технічний прогрес у народному господарстві та розвиток ряду сучасних галузей техніки вимагає створення не тільки нових конструкційних матеріалів (високоміцних, корозійно-стійких, зносостійких та ін), але і принципово нових методів їх обробки
Мета курсової роботи - виявити в чому переваги електроерозійної обробки від інших видів обробок, так само зрозуміти її принцип та дізнатися про різновиди (ЕЕО).
1. Історія виникнення електричних методів обробки
Ще наприкінці 18в. англійським вченим Дж. Прістлі було описано явище ерозії металів під дією електричного струму. Було відмічено, що при розриві електричної ланцюга в місці розриву виникає іскра або більш тривала електрична дуга. Причому іскра або дуга робить сильний руйнівний вплив на контакти що розривається ланцюга, зване ерозією. Електричної ерозії схильні контакти реле, вимикачів, рубильників та інших подібних пристроїв. Багато досліджень було присвячено усунення або хоча б зменшення такого руйнування контактів.
Над цією проблемою в роки Великої Вітчизняної Війни працювали радянські вчені Б.Р. Лазаренко і Н.І. Лазаренко. Помістивши, електроди в рідкий діелектрик і розмикаючи електричний ланцюг, вчені помітили, що рідина каламутніла вже після перших розрядів між контактами. Вони встановили: це відбувається тому, що в рідині з'являються найдрібніші металеві кульки, які виникають внаслідок електричної ерозії електродів. Учені вирішили посилити ефект руйнування і спробували застосувати електричні розряди для рівномірного видалення металу. З цією метою вони помістили електроди (інструмент і заготівлю) в рідкий діелектрик, який охолоджував розплавлені частки металу і не дозволяв їм осідати на противолежащий електрод. В якості генератора імпульсів використовувалася батарея конденсаторів, що заряджаються від джерела постійного струму, час зарядки конденсаторів регулювали реостатом. Так з'явилася перша в світі електроерозійна установка. Електрод-інструмент переміщали до заготовки. У міру їх зближення зростала напруженість поля в міжелектродному проміжку (МЕП). При досягненні певної напруженості поля на ділянці з мінімальною відстанню між поверхнями електродів, вимірюваним по перпендикуляру до оброблюваної поверхні і званим мінімальним межелектродним зазором, виникав електричний розряд (протікав імпульс) струму, під дією якого відбувалося руйнування ділянки заготовки. Продукти обробки потрапляли в діелектричну рідину, де охолоджувалися, не досягаючи електрода-інструмента, і потім осідали на дно ванни. Через деякий час електрод-інструмент прошив пластину, Причому контур отвору точно відповідав профілю інструменту.
Так, явище, яке вважалося шкідливим, було застосовано для розмірної обробки матеріалів. Винахід електроерозійної обробки (ЕЕО) мало видатне значення. До традиційним способам формоутворення (різанню, литтю, обробки тиском) додався абсолютно новий, в якому безпосередньо використовувалися електричні процеси. [1]
Спочатку для здійснення ЕЕО застосовувалися виключно іскрові розряди, створювані конденсатором в так званому RC-генераторі. Тому новий процес у то час називали електроіскровий обробкою. [2]
На початку 50-х років були розроблені спеціальні генератори імпульсів, завдяки яким обробку можна було проводити також на більш тривалих
- іскро-дугових і дугових розрядах. Процес у нових умовах стали назвати електроімпульсної обробкою.
Оскільки для формоутворення у всіх випадках застосовують одне й те саме явище
- електричну ерозію, в даний час використовують визначення електроіскровий режим (ЕЕО) та електроімпульсної режим (ЕЕО).
2. Загальна характеристика процес електроерозійної обробки
Типовий технологічний процес ЕЕО на копіювально-прошивальних верстатах полягає в наступному:
1. Заготівлю фіксують і жорстко кріплять на столі верстата або у пристосуванні. Важкі установки (вагою вище 100 кг) встановлюють без кріплення. Встановлюють і кріплять у Електротримачі електрода-інструмента (Е-І). Положення ЕІ щодо оброблюваної заготовки вивіряє по інсталяційний ризиків за допомогою мікроскопа або з базових штифтів. Потім ванну склянки піднімають і заповнюють робочою рідиною (РЖ) вище поверхні оброблюваної заготовки.
2. Встановлюють необхідний електричний режим обробки на генераторі імпульсів, налаштовують глубінометр і регулятор подачі. У разі необхідності включають вібратор і підкачку РЖ.
3. З метою підвищення продуктивності і забезпечення заданої шорсткості поверхні обробку виробляють у три переходу: попередній режим - чорновим (Е-І) і остаточний - чистовим і доводочних. [1]
2.1 Сутність електроерозійної обробки
Руйнування поверхневих шарів матеріалу під впливом зовнішнього впливу електричних розрядів називається електричної ерозією. Електроерозійна обробка полягає у зміні форми, розмірів, шорсткості і властивостей поверхні заготовки під впливом електричних розрядів в результаті електричної ерозії.
На явищі ерозії заснований принцип електроерозійної обробки (ЕЕО). При електроерозійної обробці використовують явище ерозії (руйнування) електродів зі струмопровідних матеріалів при пропущенні між ними імпульсів електричного струму. Заготівлю та інструмент, виготовлені зі струмопровідних матеріалів, підключають до джерела струму - генератору імпульсів (ГІ) і поміщають в діелектричну рідину.
При зближенні електрода - інструменту (ЕІ) та електрода - заготовки (ЕЗ) на відстань в кілька мікрометрів (10 ... 50 мкм) між мікровиступів на Е-І та Е-З виникає Електричний розряд і утворюється канал провідності, в якому від катода до анода рухається потік електронів.
До цього потоку рухаються більш важкі частинки - іони. Електрони швидше досягають поверхні анода. Тому енергія електричного розряду зміщується ближче до поверхні заготовки (ЕЗ). Температура електричного розряду досягає 10000 ... 12000 Вє C. При такій температурі відбуваються миттєве оплавлення і часткове випаровування елементарного об'єму матеріалу заготовки. При цьому час протікання розряду надзвичайно мало. Тому процес виділення енергії супроводжується явищем мікровзривов. За рахунок цього оплавився частки металу викидаються в навколишнє середовище, охолоджуються діелектричної рідиною і застигають у вигляді малих кульок (0,01 ... 0,005 мм), утворюючи шлам - продукт ерозії. У результаті на поверхні анода утворюється сферичне поглиблення - лунка. Поверхня катода також піддається частковому ерозійного руйнування. [8]
Наступний розряд відбудеться в тому місці, де відстань між інструментом і заготівлею виявиться мінімальним. Так утворюється другий лунка на поверхні заготовки. При впливі серії електричних імпульсів з анода видаляється шар матеріалу. Безперервність процесу забезпечується за рахунок подачі ЕІ. Сталість міжелектродного зазору забезпечується автоматично за допомогою систем, що стежать.
Оброблена поверхня являє собою сукупність лунок, глибина яких визначає шорсткість пов...
