Механізм проходження процесу.

Стадія 1 – пробій міжелектродного проміжку, в процесі якого в діелек-тричному середовищі утворюється канал суцільної провідності (Рис. 5.).

На стадіях 2 і 3, формується канал розряду, що є зоною крізної провідності, який швидко розширюється, заповнюється плазмою з електронів і іонів з дуже високою температурою.

Рис. 4. Схема електроерозійної обробки.

Це приводить до часткового випаровування, а також розплавлення поверхонь анода і катода, а за рахунок стиснення практично нестискуваної діелектричної рідини. В каналі створюється високий тиск (десятки Мпа), а також газовий пузир, що розширюється з великою швидкістю.

Стадія 4. У газовому пузирі, тиск набагато перевершує атмосферний. Це приводить до перегріву розплавленого металу вище температури плавлення. Після закінчення розряду тиск в газовому пузирі падає нижче атмосферного і відбувається його захлопування. Тиск газу в порожнині падає нижче атмосферного. Це призводить до викиду розплавленого матеріалу який застигає у робочій рідині у вигляді крапель.

Рис. 5. Стадії проходження процесу електроерозійного руйнування.

Перегрітий струмопровідний матеріал вибухоподібно скипає, що приводить до його викиду з поверхонь електродів. Розряд утворює на поверхнях електродів лунки, які збільшують на локальній ділянці розмір міжелектродного проміжку. Велика кількість таких лунок, розміри яких визначаються енергією і тривалістю одиничних розрядів, формує геометрію міжелектродної порожнини.

Після розряду протягом деякого часу відбувається охолодження стовпа каналу і деіонізація речовини плазми в міжелектродному проміжку. Електрична міцність міжелектродного проміжку відновлюється. Час деіонізації рідкого діелектрика складає 10^-6.÷.10^-2 с. Він залежить від енергії попереднього розряду. Наступний розряд зазвичай виникає вже в новому місці, між двома іншими найближчими точками електродів. Тривалість інтервалів між імпульсами має бути достатньою для видалення із зони розряду продуктів ерозії, а також газової порожнини, яка являється головною перешкодою для виникнення і повторення наступних розрядів. У зв'язку з цим частота розрядів із зростанням їх енергії знижується.

Методи електроерозійної обробки матеріалів можна розділити на електроіскровий, електроімпульсний та високочастотний електроіскровий методи обробки (загальна характеристика).

Електроіскровий метод – характеризується короткою тривалістю імпульсів (10^-5÷10^-7с), відносно невеликою енергією імпульсів, прямою полярністю підключення (+ заготовка, – електрод).

Електоімпульсний метод – характеризується підвищеною тривалістю імпульсів (10^-4 ÷ 10^-1с), оберненою полярністю підключення (– заготовка, + електрод).

Високочастотний метод – характеризується застосуванням імпульсів спеціальної форми. Завдяки цьому він має ряд особливостей.

Мала енергія імпульсів → висока частота обробленої поверхні.

Велика частота слідування імпульсів → висока продуктивність процесу.

Мала тривалість імпульсів → відсутність мікротріщин на поверхні обробленого матеріалу.

Постійність амплітуди імпульсів → зростає точність обробки.

Уніполярність імпульсів → мале зношування електрод-інструменту.

Інтенсивність процесу електроерозії визначається в основному теплофізичними параметрами матеріалу (температура, теплота плавлення і випаровування, теплоємність, теплопровідність, теплоємкість) та електричними параметрами імпульсів (енергія, тривалість імпульсів, амплітуда, частота).

Приклади застосування.

1. Прошивка глухих і наскрізних отворів, як з прямолінійною так і з криволінійною віссю (електрод може бути суцільний).

Рис. 6. Прошивка глухих і наскрізних отворів електроерозійним методом.

1 – заготівка, 2 – електрод-інструмент.

2. Копіювання як пряме так і обернене.

3. Різання, розрізання деталей (диском, стрічкою, дротиною).

4. Шліфування, як диском так і стрічкою.

5. Точіння і розточування.

6. Відновлення матриць і штампів.

7. Видалення зламаного інструменту чи елементів кріплення.

 

Рис. 7. Приклади застосування ЕЕО

 

Електрод інструмент.

Матеріал електрод-інструменту повинен мати високу ерозійну стійкість, механічну міцність, мати малий електричний опір, добре оброблятися механічними методами.

Для обробки високовуглецевих інструментальних сталей і жароміцних сплавів на нікелевій основі рекомендується графіт, мідь, композиційні матеріали типу МНБ – 3(~10% Cu, ~3% BN

Для непрофільованого інструменту використовують мідні і латунні диски, тонкий дріт діаметром 0,2 0,13мм з міді, латуні, вольфраму, молібдену.

Зношуваність інструменту складає для міді і латуні 40÷60% від маси знятого матеріалу, а для мідно-графітових композицій 14÷22%.

Робочі рідини.

При електроерозійній обробці в якості робочої рідини використовуються низькомолекулярні вуглеводні різної в'язкості: гас, солярове масло, трансформаторне, індустріальне масло та їх суміші, вода, кремнійорганічні рідини, водні розчини двохатомних спиртів. Для зменшення корозії, при використанні води, добавляють ~4% кальцинованої соди Ca₂CO₃. Також в якості добавок можуть застосовуватись поверхнево активні речовини.

При однаковій продуктивності перевага надається веретенному маслу, порівняно з трансформаторним, бо його температура спалаху більша (165⁰ на відміну від 135⁰ у трансформаторного).