CC BY
32
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (80). 200»
УДК 621.9 048 4 Д П МОРГУНОВ
С. А. СНАТОВИЧ
Омский государственный технический университет
ОАО «Акционерная компания ОмскАгрегат»
ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСА ЭЛЕКТРОД-ИНСТРУМЕНТА ПРИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ 5
Проведенные исследования по износу электрод-инструмента при обработке титанового сплава ВТ 5 в различных средах показывают, что износ электрода зависит, в первую очередь, от энергии импульса и от силы тока. Формирование более точного контура происходит до определенного значения размерного износа инструмента.
Ключевые слова: геометрические параметры лунки; износ электрод-инструмента, электроэрозионная обработка.
Разрушение поверхностных слоев материала под влиянием внешнего воздействия электрических разрядов называется электрической эрозией. На этом явлении основан принцип электроэрозионной обработки (ЭЭО).
Электроэрозионная обработка заключается в изменении формы, размеров, шероховатости и свойств поверхности заготовки под воздействием электрических разрядов в результате электрической эрозии.
Под воздействием высоких температур в зоне разряда происходят нагрев, плавление и частичное испарение металла. Для получения высоких температур в зоне разряда необходима большая концентрация энергии, получаемая благодаря генератору импульсов. Процесс ЭЭО происходит в рабочей жидкости, которая заполняет пространство между электродами; одним из которых является заготовка, а другим — электрод-инструмент.
Поддействием сил, возникающих в канале разряда, жидкий и парообразный материал выбрасывается из зоны разряда в рабочую жидкость, окружающую его, и застывает в ней с образованием отдельных частиц. В месте действия импульса тока на поверх-
ности электродов появляются лунки. Таким образом осуществляется электрическая эрозия токопроводящего материала, показанная на примере действия одного импульса тока с образованием одной эрозионной лунки (рис.1).
Согласно схемы ЭЭО был выбран копирова\ьно-прошивной станок, на котором и было проведено данное исследование по износу электрод-инструмента. Была выбрана заготовка из титанового сплава ВТ 5, медный электрод-инструмент. Затем в четырех рабочих средах: воздух, керосин, масло (AVIA EDM -FLUID IME) и масло (AVIA LONOPLUSIME - МН] производилось исследование. В рабочей среде до начала обработки каждый электрод-инструмент был взвешен на аналитических лабораторных весах АВ 60 - 01 С. Наибольший предел взвешивания: 60 г Дискретность: 0,0001 г Класс: Специальный (ГОСТ24104-01) Калибровка: Внешняя Размер платформы: d = 85 мм Производитель: «Веста»
После взвешивания электрод закрепляется в элек-трододержатель шпинделя станка, на который пода-
Таблица 1
Сравнительная характеристика масел
Химические и физические характеристики Метод испытаний AVIA EDM -FLUID IME AVIA LONOPLUS IME - MH
Цвет - Светлый, как вода Флюоресцирующий зеленый
Плотность при 15 С, кг/м3 DIN 51 757 789 793
Кин. вязкость при 40 С, мм2/сек DIN 53 015 1,9 2,8
Температура вспышки (РМ) С DIN 51 758 82 107
Температура застывания С DIN ISO 3016 -40 -15
Кислотное число гг^КОН^ DIN 51 558/1 0,01 0,01
Оксид золы вес.% DIN 51 575 0 0
Содержание ароматов вес.% DIN 51 378 0,02 <0,01
Испаряемость DIN 53 170 700 1.300
Пробивное напряжение КУ при 2.5 шш DIN 57 370 59 55
Класс водной опасности - 1 1
Рис. 1. Схема процесса ЭЭО 1 - генератор импульса; 2 - заготовка;
3 - электрод-инструмент; 4 - капли расплавленого металла; 5 - эрозионная лунка; 6 - канал разряда; 7 - газовый пузырь; 8 - рабочая жидкость.
М8
ш
№
М
О 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4
Оттока JА
Рис. 2. Зависимость износа электрода инструмента от силы тока I; № 1 - на воздухе; № 2 - масло (AVIA LONOPLUS IME - МН); № 3 - в керосине; № 4 - масло (AVIA EDM - FLUID IME)
Согласно данным исследования были построены графики зависимости износа электрод-инструмента от силы тока (рис. 2).
Из результатов исследования видно, что наибольший износ электрод-инструмента составил 0,01 г при силе тока равной 0,51 А, а наименьший износ 0,001 г при силе тока 0,22 А.
Из анализа графиков зависимостей, изображенных на рис. 2, видно, что характер электроэрозион-ного разрушения электрода с увеличением силы тока и энергии импульса имеется ярко выраженный максимум, электроэрозионный процесс электрода возрастает, потому что большее количество энергии расходуется на разрушение. С другой стороны, с повышением энергии увеличивается тепловыделение, инициирующее процессы отдыха или снижение плотности дефектов кристаллического строения электродного материала, приводящее к повышению эрозионной стойкости.
Геометрические параметры лунок изменяются в зависимости от рабочей среды. Одним из наиболее рациональных режимов электроэрозионной обработки является обработка в: масло (AVIA LONOPLUS IME - МН);масло (AVIA EDM - FLUID IME) и в керосине, при этом формируется более точный контур (рис. 3) и большая глубина лунки, чем в других средах, это обусловлено повышением мощности разряда за счет увеличения пробивного напряжения. Геометрические параметры лунки влияют на тепловое поле, действующее в зоне обработки.
Таким образом, анализ проведенных исследований по износу медного электрода при обработке титанового сплава ВТ 5 в разных средах показал, что в первую очередь износ электрода зависит от энергии импульса и от силы тока.
Библиографический список
1. Справочник по электротехническим и электрофизическим методам обработки // Г. А. Амитан, И. А. Байсу-пов, Ю. М. Барон и др. ; под общ. ред. В. А. Волосатова. -Л. : Машиностроение. Ленингр. отд - ние, 1988. — 719 с.: ил.
Н- ттце измененного cm; L- рахпхяние лежу ценцшісосеіккпунок; R- ради/с щи
Рис. 3. Изменение диаметра н глубины лунки
ется единичныи импульс, и в заготовке прошивается отверстие. Электрод-инструмент после обработки снимается и взвешивается на аналитических весах.
МОРГУНОВ Анатолий Павлович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Технология машиностроения» Омского государственного технического университета.
СНАТОВИЧ Сергей Анатольевич, мастер производственного участка — наладчик ОАО «Акционерная компания ОмскАгрегат», аспирант 2-го года обучения кафедры «Технология машиностроения» Омского государственного технического университета.
644050, г. Омск, пр. Мира, 11
Дата поступления статьи в редакцию: 16.03.2009 г.
© Моргунов А.П., Снатович С.А.
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСТНИК да 2 <»0>. 2009 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
