Спосіб розмірної обробки електричною дугою торцевих поверхонь складного рельєфу

1. Спосіб розмірної обробки електричною дугою торцевих поверхонь складного рельєфу, при якому робочу рідину нагнітають в торцевий міжелектродний зазор під технологічним тиском, а обробку здійснюють двошаровим електродомінструментом, причому торцеву поверхню внутрішнього шару виконують еквідистантною поверхні виробу, в той же час як торцеву робочу поверхню зовнішнього шару – еквідистантною поверхні заготовки, а шар виготовляють із матеріалу, що має низьку електроерозійну стійкість, який відрізняється тим, що в процесі обробки робочу рідину 3 19947 4 швидко руйнується електричною дугою та посту(бічний міжелектродний зазор та щілини) та внутпово вивільняє внутрішній шар, який власне і відрішній замкнутий контур видалення рідини з торповідає за точність формоутворення поверхні цевого зазору (канал в електроді-інструменті). складного рельєфу, так як його виготовлено із На приведених фігура х зображено початкова електроерозійно-стійкого матеріалу. Протягом (Фіг.1), проміжна (Фіг.2) та кінцева (Фіг.3) фази всього процесу обробки торцевий міжелектродний реалізації способу за п.1, що пропонується, на зазор підтримується постійним, що забезпечує прикладі обробки круглого отвору з похилим дном, стабільний гідродинамічний режим обробки, а ота також вид на великогабаритну торцеву поверхню же, стабільні (оптимальні) енергетичні та геометбагатоканального електрода-інструмента (Фіг.4) ричні параметри електричної дуги, які залежать і для обробки порожнини прес-форми складного визначаються рівнем швидкістю потоку в торцеворельєфу, та початкова фаза реалізації способу за му зазорі. п.2 (Фіг.5), що відповідає перерізу А-А. Однак, у відомому способі обробки з підвиРозмірну обробку отвору з похилим дном в защенням складності рельєфу торцевої поверхні готовці 1, як торцевої поверхні 2 складного рельє(наприклад, при обробці глухи х отворів з значно фу, здійснюють двошаровим електродомпохилим дном) гідродинамічні умови процесу в інструментом 3, який виконано за наступною техпочатковій та кінцевій фазах обробки значно відрінологією. Торцеву робочу поверхню 4 внутрішньозняються. Так, в початковій фазі обробки гідравліго шару 5 виконують еквідистантно поверхні 2 почний опір течії робочої рідини в торцевому зазорі хилого дна отвору в заготовці 1. Внутрішній шар 5 як правило симетричний відносно каналу в електвиготовляють із електроерозійно-стійкого матеріароді-інструменті, в той же час в кінцевій фазі облу, наприклад із вуглеграфітового матеріалу марки робки - значно несиметричний. Це приводить до МПГ-7. Торцеву робочу поверхню 6 зовнішнього того, що електрична дуга в різних точках торцевошару 7 виконують еквідистантно поверхні 8 загого зазору в кінцевій фазі обробки горить в різних товки 1. Зовнішній шар 7 виготовляють із матеріагідродинамічних умовах, що визначає різну якість лу, який володіє низькою електроерозійною стійкіобробленої поверхні. Більш того, коли різниця у стю, наприклад із сплаву Byда, свинцю тощо. швидкостях потоку вийде за критичну межу, проЗакріплення зовнішнього шару 7 відносно внутріцес обробки дестабілізується та може зовсім зупишнього 5 здійснюється шляхом занурення твердонитися. Крім того, відомий спосіб не забезпечує го внутрішнього шару 5 в рідкий розплав із матеріобробку великогабаритних торцевих поверхонь алу зовнішнього шару до проточок 9, 10 з складного рельєфу, так як із підвищенням розміру подальшим його охолодженням. Канал 11 в електповерхні підвищується довжина траси евакуації роді-інструменті 3 розташований так, що принаймпродуктів ерозії із торцевого зазору, інтенсифікуні в початковій та кінцевій фазах обробки, гідравється вторинне диспергування продуктів ерозії, лічний опір течії робочої рідини в міжелектродному продуктивність суттєво падає, а процес затухає. зазорі симетричний відносно даного каналу, що Задачею даної корисної моделі є розширення досягається умовами: технологічних можливостей способу розмірної - для початкової фази: обробки електричною дугою торцевих поверхонь DRвх (А ) + DRAB + DRn (B ) = DRвх (D ) + DRCD + DRn(C ), (1) складного рельєфу. де DR вх( А ) , DRвх( D) - гідравлічні опори (або втрати Дана задача вирішується у відомому способі тиску) на вході потоку в торцевий міжелектродний розмірної обробки електричною дугою торцевих зазор 12 відповідно в точках А та D; поверхонь складного рельєфу за рахунок того, що DR AB , DRCD - гідравлічні опори (або втрати тисв процесі обробки робоча рідина разом з продуктами ерозії видаляється із торцевого міжелектроку) в торцевому міжелектродному зазорі 12 відподного зазору крізь канал в електроді-інструменті, відно на ділянках АВ (довжиною IAB) та CD (довжиякий розташований так, що принаймні в початковій ною ІCD), та кінцевій фазах обробки, гідравлічний опір течії DRn(B) , DRn(C ) - гідравлічні опори (або втрати робочої рідини в міжелектродному зазорі симетритиску) при внутрішньому повороту потоку відповідчний відносно даного каналу або наближається до но в точках В та С. симетрії. Крім того, обробку здійснюють багатокаАле оскільки DRвх( А ) = DRвх (D) , а DRn( B ) » DRn( C) - то нальним електродом-інструментом, з подачею залежність (1) набуде вигляду: робочої рідини в торцевий зазор крізь щілини в електроді-інструменті, які розділяють канали та (2) DRAB = DRCD ; утворюють зони прокачування (гідродинамічні мо- для кінцевої фази: дулі), причому кожна зона має зовнішній замкнутий контур нагнітання рідини в торцевий зазор DRвх (E ) + DREF + DRn(F ) + DRFG + DRn (G ) = DRвх (M) + DRML + DRn (L ) + DRLH + DRn(H) , (3) де DRв х(E) DRв х( M) - гідравлічні опори (або , втрати тиску) на вході потоку в бічні міжелектродні зазори 13,14 відповідно в точках Е та М; DREF, DRML - гідравлічні опори (або втрати тиску) в бічних міжелектродних зазорах 13, 14 відпо відно на ділянках EF (довжиною ІEF) та ML (довжиною ІML); DRn (F) , DRn( L ) - гідравлічні опори (або втрати тиску) при зовнішньому повороту потоку відповідно в точках F та L; 5 19947 DRFG, DRLH - гідравлічні опори (або втрати тис ку) в торцевому міжелектродному зазорі 15 відповідно на ділянках FG (довжиною ІFG) та LH (довжиною ІLH); DRn(G ), DRn(H) - гідравлічні опори (або втрати тиску) при внутрішньому повороту потоку відповідно в точках G та Н. Оскільки DRn(F) » DRn(L ) , DRвх( E) DRвх( M) , = DRn (G) » DRn(H) , то залежність (3) можна спростити до вигляду: DREF + DRFG = DRML + DRLH. (4) Перед обробкою заготовку 1 закріплюють нерухомо на плиті 16 електроерозійного верстата, а двошаровий електрод-інструмент 3 на його шпинделі. Робочу зону верстата закривають герметично камерою 17. Для обробки в камеру нагнітають під технологічним тиском робочу рідину (як правило органічне середовище) за напрямком від периферії до центру електрода-інструмента 3. Включають постійний технологічний струм і ведуть процес обробки заготовки 1 електричною дугою 18 з використанням автоматичної системи слідкування (на фігурах не показана) за торцевим міжелектродним зазором 12, 15. При цьому зовнішній шар 7 на електроді-інструменті 3 легко та швидко руйнується електричною дугою 18 та поступово вивільняє внутрішній шар 5, який, власне, і відповідає за точність формоутворення отвору з похилою донною торцевою поверхнею 2, так як його виготовлено із електроерозійно-стійкого матеріалу. Завдяки виконанню умов (2) та (4), при реалізації процесу обробки забезпечується симетричний відносно каналу 11 гідравлічний опір течії робочої рідини в міжелектродному зазорі не тільки в початковій, але й кінцевій фазах обробки, що, в свою чергу забезпечує симетричний відносно каналу 11 в електроді-інструменті 2 потік рідини в даних фазах. Це приводить до того, що електрична дуга 18 в різних точках торцевого зазору в кінцевій фазі обробки горить в оптимальних гідродинамічних умовах. Останнє визначає задану технологічну якість обробленої поверхні. 6 Для забезпечення оптимальних умов обробки електричною дугою великогабаритних торцевих поверхонь складного рельєфу, обробку здійснюють багатоканальним електродом-інструментом 19, з подачею робочої рідини в торцевий зазор 20 крізь щілини 21 в електроді-інструменті 19, які розділяють канали 22 та утворюють зони прокачування (гідродинамічні модулі). При обробці заготовки 23 налічується чотири зони прокачування: 24, 25, 26, 27. Кожна зона має зовнішній замкнутий контур нагнітання рідини в торцевий зазор: бічний міжелектродний зазор (на фігурах не показано) та щілини 21, а також внутрішній замкнутий контур видалення рідини з торцевого зазору: канал 22 в електроді-інструменті 19. Збільшення кількості зон прокачування при обробки великогабаритної порожнини суттєво зменшує довжину траси евакуації продуктів ерозії із торцевого міжелектродного зазору, тобто там, де збуджуються електричні дуги, внаслідок чого зменшується частка продуктів ерозії, що підлягає вторинному диспергуванню. Останнє сприяє підвищенню продуктивності обробки, зменшенню питомої витрати електроенергії та суттєво розширює технологічні можливості процесу в плані підвищення габаритних розмірів торцевих поверхонь складного рельєфу, що обробляються. Слід відмітити, що, для запобігання утворення технологічного виступ у, ширину m щілини 21 на електроді-інструменті 19 виконують із наступної умови: m £ 2dб , де dб - бічний міжелектродний зазор. Звичайно dб =0,10...0,20мм. Використання пропонуємого способу розмірної обробки електричною дугою торцевих поверхонь складного рельєфу, порівняно з відомим, розширює його технологічні можливості та дозволяє: суттєво підвищити складність рельєфу, якість обробки та габаритні розміри торцевих поверхонь, що обробляються; підвищити продуктивність обробки великогабаритних торцевих поверхонь на 40...50% при зменшенні питомої витрати електроенергії на 20...30%. 7 Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 19947 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601