СПОСОБ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ Советский патент 1968 года по МПК C23C14/40 

Известен высокочастотный электроискровой способ обработки металлов, основанный на подаче несимметричных знакопеременных импульсов тока и напряжения между обрабатываемым изделием (анодом) и электродом-инструментом (катодом).

Педостатком известного высокочастотного электроискрового сиособа является зависимость параметров рабочих импульсов от состояния эрозионного промежутка в процессе обработки, что не позволяет вести обработку больших поверхностей в связи с близкой границей непрерывного тока.

Энергоемкость процесса в значительной степени зависит от того, в каком состоянии находится металл, удаляемый из лунки - парообразном или капельно-жидком. В первом случае, естественно, энергоемкость процесса выше, так как часть энергии тратится на доведение металла до кипения и перевода в паровую фазу.

В свою очередь, как показывают эксперименты и теоретические соображения, состояние, до которого доводится удаленный из лунки металл, зависит от соотношения между энергией единичного импульса (W) и ее средним значением за период (.

При высокочастотном электроискровом способе обработки величина ц. колеблется в пределах 10-100. Так как отношение длительности импульса к его амплитуде весьма мало, то при малом времени приложения импульса создается искровой разряд с весьма большой мгновенной мош,ностью. В результате выделения тепла за счет энергии торможения электронов на аноде-изделии имеет место преимушественио электронный процесс, отмечены высокие мгновенные температуры анодного пятна (свыше 10000°С), вследствие удаления металла в основном в парообразном состоянии повышаются энергоемкость и термический

износ электрода-инструмента.

С целью ускорения процесса обработки металла, повышения качества обработки и снижения энергоемкости ироцесса, предлагается вместо применяемых при электроискровой высокочастотной обработке несимметричных знакопеременных имиульсов напряжения и тока применять униполярные импульсы.

Величина i на тех же частотах, что и при высокочастотной обработке, имеет значение

на один порядок меньший (,). Вытекаюшее отсюда отношение длительности импульса к его амплитуде оказывается собственно на один порядок больше. Таким образом, превалируюшим процессом является ионный,

счет бомбардировки на катоде-изделии, и съем металла осуществляется не в парообразном, а в основном в капельно-жидком состоянии, что благоприятно сказывается на снижении энергоемкости процесса и уменьшении износа электрода-инструмента.

В процессе работы электрод и деталь сближают таким образом, чтобы получить пробой диэлектрика при подаче на них импульсов напряжения. В зависимости от электрического режима, размеров и формы обрабатываемой поверхности для стабилизации процесса электроду-инструменту сообщаются колебательные движения относительно обрабатываемого изделия или изделию относительно электродаинструмента. Эти колебания могут производиться в направлении подачи, а также в плоскости, перпендикулярной этому направлению, в частности в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Амплитуда колебаний в направлении подачи может находиться в пределах 0,02-0,08 мм, амплитуда колебаний в плоскости, перпендикулярной направлению нодачи, может достигать нескольких миллиметров.

Указанные особенности предлагаемого способа позволяют до десяти раз повысить производительность чистовой обработки фасонных стальных изделий, снизить в несколько раз износ инструмента и осуществить чистовую обработку крупных деталей с площадью обработки до десятков тысяч квадратных миллиметров.

Предмет изобретения

Способ высокочастотной электроимпульсной обработки металлов, основанный на подаче однополярных импульсов между обрабатываемым изделием и электродом, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса обработки, повышения качества обработки и снижения энергоемкости процесса, на углеграфитовый инструмент, используемый в качестве анода, подают импульсы с амплитудой порядка 100-600 в при отношении энергии единичного импульса к средней энергии за период 1,1-5, съем металла производят в капельно-жидком состоянии, приводят инструмент в колебательное движение с амплитудой порядка 0,02-0,08 мм и в процессе обработки сначала повышают частоту следования импульсов, а затем постепенно уменьшают ток в импульсе.