CC BY
42
УДК 621.923.74
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ПРОШИВКИ НА ТОЧНОСТЬ РАЗМЕРОВ ОТВЕРСТИЙ
В. В. Макеев, Д. В. Макеев, Д. И. Савин, С. Н. Карпенюк Научный руководитель - В. А. Левко
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: levko@mail.sibsau.ru
Рассмотрен процесс прошивной электроэрозионной обработки пазов в стали 08Х14Н7МЛ и подобраны оптимальные режимы. Исследовано влияние режимов электроэрозионной обработки на геометрические параметры паза и производительность процесса. Намечены направления дальнейших исследований.
Ключевые слова: электроэрозионная обработка, электрод-инструмент, копировально-прошивная ЭЭО, сила тока, длительность импульса.
THE INFLUENCE OF EDM FIRMWARE MODES ON THE HOLE SIZE ACCURACY
V. V. Makeev, D. V. Makeev, D. I. Savin, S. N. Karpenyuk Scientific supervisors - V. A. Levko
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: levko@mail.sibsau.ru
Electrical discharge machining process (EDM) piercing grooves in steel is considered. The optimal treatment modes are selected. The EDM-modes influence on the groove geometric parameters and the process productivity is investigated. Directions for further research are set.
Keywords: Electrical discharge machining, electrode-tool, copy-bonding wire EDM, current, pulse duration.
Главными критериями, определяющими выбор режима электроэрозионной обработки (ЭЭО), являются максимальная производительность процесса при условии обеспечения заданной точности и шероховатости обработанной поверхности. На современных станках ЭЭО применяются таблицы стандартизованных режимов обработки, называемые Е-кодами. Данный код включает в себя комплексный набор параметров, подобранных под конкретный тип электродов для обеспечения заданной шероховатости обработанной поверхности [1].
При ЭЭО глубоких отверстий целесообразно осуществлять дополнительную подачу рабочей жидкости в межэлектродный зазор. С целью уменьшения налипания частиц расплавленного металла на электрод-инструмент необходимо увеличить период действия импульсов. Увеличение частоты выхода электрода-инструмента из зоны обработки позволит обеспечить более тщательную промывку рабочей зоны [2].
В настоящее время не существует универсальных методик оценки влияния режимов ЭЭО на точность обработки деталей РКТ. Целью работы является исследование влияния параметров ЭЭО на геометрические параметры паза и производительность обработки.
В качестве экспериментального образца выбрана сталь 08Х14Н7МЛ по ГОСТ 977-88.
Исследования проводились на прошивном электроэрозионном станке Sodick AQ55L. Рабочая жидкость - масло EDM Oil - IPOL SEO 450.
В ходе эксперимента варьировались сила тока I, А и длительность импульса ton, мкс (см. таблицу).
Электрод-инструмент выполнен из меди марки М1 по ГОСТ 859-2001. Площадь рабочей части составляла 38,5 мм2. Ширина электрода составляет 5,96 мм. В процессе работы в заготовке прошивались пазы, длительность операции составляла 5 минут, при U = 50 В.
Секция «Технологические и мехатронные системы в производстве ракетно-космической техники»
Все опыты были разбиты на 3 группы по силе тока: 1-я группа опытов (I = 3); 11-я группа опытов (I = 15); 111-я группа опытов (I = 30)
Режимы электроэрозионной обработки
№ оп. I, А гоп, мкс Ширина паза, мм Глубина паза, мм Производительность, мм2/мин
1 3 50 6,127 0,298 2,358 99
2 3 300 5,956 0,084 0,646 39
3 3 999 5,566 0,038 0,273 27
4 15 50 6,146 0,803 6,376 33
5 15 300 6,331 2,652 21,692 44
6 15 999 6,979 0,314 2,831 3
7 30 50 6,304 1,550 12,624 39
8 30 300 6,495 4,134 34,690 63
9 30 999 6,967 0,837 7,534 14
Анализируя данные 1-й группы, видим, что при увеличении времени импульса до 999 мкс ширина паза будет стремительно падать (рис. 1).
Анализируя зависимость производительности обработки от времени импульса, видим, что при увеличении времени импульса до 300 мкс производительность обработки Q резко уменьшается (рис. 2). В дальнейшем при увеличении времени импульса до значения 999 мкс происходит плавное падение Q. Данное явление объясняется тем, что в канале пробоя накапливается слишком большое количество электроэрозионного шлама, в результате чего полезная энергия тратится не на обработку заготовки, а на повторное взаимодействие с уже расплавленными частицами [2].
Рис. 1. Зависимость точности получаемого размера от времени импульса
Рис. 2. Зависимость производительности от времени импульса
Можно сделать вывод, что 1-я группа опытов подходит для чистовой доводки размеров деталей. Эту группу можно назвать «особо точная».
Анализируя данные 11-й группы, видим, что при увеличении времени импульса отклонение ширины паза увеличивается (рис. 3). Данное явление объясняется тем, что с увеличением времени импульса происходит изменение межэлектродного зазора между боковыми поверхностями электрода-инструмента и паза. В канал пробоя попадают продукты эрозии, что приводит к возникновению боковых разрядов, провоцирующих неконтролируемый дополнительный съем материала [2].
Если рассматривать, как зависит производительность от времени импульса, то мы четко сможем увидеть огромный перепад показаний (рис. 4).
Из 11-й группы опытов видим, что мы можем получить довольно точное по форме отверстие, с многократно большей производительностью, чем в 1-й группе. Эту группу можно назвать «оптимальной», для довольно быстрого и точного получения отверстий.
111-я группа режимов предназначена для получения отверстий с высокой производительностью обработки (рис. 5).
Увеличение размера электрода объясняется осаждением на его поверхности частиц уже обработанной площади электрода от энергии импульса металла, которые не успевают эвакуироваться из зоны обработки. Соответственно, увеличение размера электрода-инструмента ведет к увеличению ширины обрабатываемого паза (рис. 6) [2].
Рис. 3. Зависимость точности получаемого размера от времени импульса
Рис. 5. Зависимость производительности от времени импульса
Рис. 4. Зависимость производительности от времени импульса
Рис. 6. Зависимость точности получаемого размера от времени импульса
Величины I, ton подбирались таким образом, чтобы были захвачены низкие, средние и высокие значения параметров.
Таким образом, в ходе исследования выявлено, что на точность обработки существенным образом влияют значения времени импульса и силы тока. При низких параметрах получаем низкую производительность обработки. Из анализа II-й группы следует, что производительность обработки снижается из-за накопления в канале пробоя металлического шлама. Следовательно, снижение продуктов эрозии в межэлектродном зазоре способствует повышению производительности, а также обеспечит стабильность размеров электрода-инструмента и обрабатываемого паза.
В дальнейшем будут проводиться исследования по нахождению максимального показателя производительности, при тех же параметрах силы тока, а также анализироваться необходимость последующей обработки поверхностей после ЭЭО, в частности применение абразивно-экструзионной обработки [3].
Библиографические ссылки
1. Елисеев Ю. С., Саушкин Б. П. Электроэрозионная обработка изделий авиационно-космической техники / под ред. Б. П. Саушкина. М. : Изд-во МГТУ им Н. Э. Баумана, 2010. 437 с.
2. Серебреницкий П. П. Современные электроэрозионные технологии и оборудование : учеб. пособие / Балт. гос. техн. ун-т. СПб., 2007. 228 с.
3. Левко В. А. Абразивно-экструзионная обработка: современный уровень и теоретические основы процесса : монография ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2007. 228 с.
© Макеев В. В., Макеев Д. В., Савин Д. И., Карпенюк С. Н., 2015
