Электрод-инструмент для электроэрозионного вырезания Советский патент 1982 года по МПК B23P1/08 

(54) ЭЛЕКТРОД-ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО

ВЫРЕЗАНИЯ

. 1

Изобретение относится к электроэрозионной обработке, конкретно - к проволочному вырезанию.

Известен способ электроэрозионного вырезания перематываемой проволоки, в котором применяется электрод-.инструмент в виде неизолированной, без поверхностных покрытий, проволоки из вольфрама и других металлов. Этот способ может быть реализован, например, на электроэрозионном вырезном станке модели МЭ-320.

Способ заключается в том, что деталь и электрод-проволоку помещают в рабочую жидкость - керосин и подключают к источнику технологического тока - генераTopy-RC. Под действием электроэрозионного съема перематываемая электрод-проволока производит в детали вырезку по заданному контуру 1.

Недостатком способа является низкая производительность обработки, которая ограничивает применение электроэрозионных вырезных станков, особенно для изготовления деталей серийного произврдства.

Низкая производительность обработки обусловлена применением генератора-RC.

Производительность обработки можно увеличить, переходя к использованию импульсных источников питания. При этом используются узкие импульсы длительностью порядка 0,1 -10 МКС, что резко снижает вероятность электрического пробоя промежутка. Для поддержания электроэрозионного процесса пробойное расстояние межэлектродного зазора у.меньшается до единиц микрометров. При этом возникает опасность О перехода процесса электроэрозионного пробоя в короткое замыкание, что резко дестабилизирует процесс электроэрозии.

Целью изобретения является увеличение производительности электроэрозионного вы резания.

Поставленная цель достигается применением в качестве электрода-инструмента проволоки с покрытием, содержащим гра()ит (углерод), получаемой волочением через алмазные фильеры.

При наличии такого покрытия зазор между передней стороной проволоки и деталью может практически отсутствовать, т. е. проволока перематывается, контактируя с деталью. В силу щероховатости контакт происходит не по всей поверхности. При появлении импульса тока в одной из точек качания слой покрытия нагреется, испарится и контакт разрушится, и на его месте произойдет пробой. Степень контактирования может меняться в довольно широких пределах, обеспечивая переход зазора в отрицательную его область - натяг. Натяг ограничен величиной, при которой контакт переходит в электроэрозионный пробой. Зазор, как и в случае обработки проволокой без покрытия, определяется пробойным расстоянием при данном напряжении холостого хода.

За счет покрытия проволоки, обеспечивающего расширение области допустимых значений зазор - натяг, достигаются устойчивые начальные условия электроэрозионного пробоя промежутка.

Присутствие в межэлектродном зазоре частиц покрытия облегчает электроэрозионный пробой, образуя дополнительные мостики, по которым он происходит. Совокупность этих факторов позволяет вести обработку с высоким коэффициентом использования импульсов - не ниже 80-90%. Таким образом, достигается резкое увеличение производительности.

Для проверки был поставлен ряд опытов. В одном из них измерялось сопротивление контакта между проволокой и стальной деталью, толщиной 0,5 мм, при ступенчатом, по одному микрометру, сближении их. В опутях участвовала проволока с графитоИзвестный

ВА-1Г

Предлагаемый

ВА-1А

Проволоку марки ВА-1А получают путем волочения через алмазные фильеры. Проволоку предварительно окунают в суспензию графита в воде, называемую в технической литературе аквадаг. Писле волочения на поверхности проволоки остается прочный слой графита, служащий рабочим покрытием. Проволоку марки ВА-1Г получают из ВА-1А путем очистки ее поверхности, как считалось, от вреднего аквадага.

вым покрытием, а также голая, неизолированная. В обоих случаях перемотка вызывала нестабильность контакта. При использовании проволоки без покрытия сопротивление контакта при уменьшении зазора на 1-2 мкм, начиная с некоторой величины, менялось скачком от 5 кОм (сопротивление утечек по воде) до 0,02-0,04 кОм. В опыте с проволокой с графитовым покрытием сопротивление контакта уменьшалось постепенно от 5 кОм до 0,25 кОм при уменьшении зазора на 5-10 мкм. Дальнейшее уменьшение зазора на сопротивлении контакта не сказывалось. Оно Оставалось на уровне 0,2-0,3 кОм. Можно считать, что этот диапазон является сопротивлением покрытия, так как, если проволоку с силой притереть к детали, разрушая покрытие, то сопротивление контакта падает до 0,01 - 0,02 кОм, как и в случае голой, неизолированной проволоки.

В других опытах проводилась повторная обработка одним и тем же участком проволоки с графитовым покрытием, которое Придает ей черный цвет. Производительность обработки начинала падать в одних случаях после 5-го, в других после 15-го раза использования одного и того же участка проволоки. При этом поверхность проволоки светлела, явно теряя часть покрытия.

Пример. Изготавливалась электроэрозионным вырезанием шель в фильере для получения искусственного волокна.

1-3Генератор-Керосин 20-30

RC

10-20 Импульс- Водопро- 2-3 ный гене- водная ратор вода

В таблице представлены сравнительные данные обработки проволоки известным и предлагаемым способами.

Увеличение скорости перемотки проволоки вызвано интенсификацией электроэрозионного процесса. При ускоренной перемотке в

электроэрозионный промежуток затягивается большее количество воды, выводится большее количество тепла и эродированных частиц. Расход проволоки в связи с ростом

производительности не возрастает, а возможность многократного использования даже снижает его.

Источником питания технологическим током служит специально разработанный генератор, импульсов с индуктивным накоплением энергии.

Его характеристика: Частота следования рабочих импульсов, кГц880±5 Длительность импульсов рабочего тока, МКС0,3±0,5 Амплитуда импульса тока короткого замыкания, А 2,5±0,1 Амплитуда импульса напряжения холостого хода не менее, В80

Обработка проволокой с покрытием отличается увеличенной производительностью, что позволит экономично применять электроэрозионные вырезные станки для изготовления деталей серийного производства.

Формула изобретения

Применение получаемой путем волочения

через алмазные фильеры проволоки из токопроводящего материала с графитовым покрытием в качестве электрода-инструмента

для электроэрозионного вырезания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Артамонов Б. А. Размерная электрическая обработка металлов. М., 1978, с. 152.