Обработке от частоты и скважности импульсов тока

Цель работы: определить зависимость скорости съема металла торцевого износа электрода-инструмента и диаметра отверстия от час­тоты и скважности импульсов тока.

Теоретическая часть

Аналитически рассчитать съем металла при электроэрозионной об­ работке(ЭЭО) практически невозможно из-за большого числа неизвест­ных и непостоянных факторов. В общем виде съем металла оценивают по формуле V=60·ψ·V_и·f, (5.1)

где V - объем снятого металла в единицу времени, мм³/мин; ψ- коэффициент, учитывающий количество рабочих импульсов (вызывающих эрозию); V_и - объем металла, удаляемый за 1 импульс, мм³; f-час­тота следования импульсов, Гц.

Объем металла, удаляемого за один импульс V_и, определяется экспериментально и, зависит от мощности и длительности импульсов тока, материалов электрода-заготовки (Э3) и электрода-инструмен­та (ЭИ), рабочей среды, скорости ее прокачки.

Коэффициент ψ также определяется экспериментально. При оп­тимальных режимах ЭЭО ψ=0,75...0,85.

Важными факторами, влияющими на съем металла при ЭЭО, являют­ся временные параметры импульсов тока: длительность импульса τ_И, частота f, период Т, скважность q=Т/τ_И.

При ЭЭО применяются униполярные (одной полярности) импульсы тока (см.рис.4.1) длительностью τ_И = 10^-7...10^-1 с, следующие с частотой f = 400...880·10³ Гц при скважности q=1,1...20.

Увеличение длительности импульса τ_И при постоянных значениях Т, U, J приводит к увеличению энергии импульса, а следова­тельно, к увеличению съёма металла с электродов.

Увеличение частоты следования импульсов f, как следует из формулы (5.1),должно приводить к увеличению съема металла с элект­родов. Однако превышение оптимальных для данных условий значений частоты импульсов f уменьшает число рабочих импульсов, т.е. коэф­фициент ψ. Это происходит из-за того, что диэлектрическая проч­ность межэлектродной среди не успевает восстанавливаться после очередных разрядов. Кроме того, увеличение частоты следования им­пульсов f приводит к уменьшению длительности τ_И, а следователь­но, и к уменьшению съема металла.

При ЭЭО съем металла происходит с обоих электродов. Поэтому при проведении исследований оценивают съем металла как с обрабаты­ваемой заготовки, так и с электрода-инструмента (износ ЭИ).

В данной лабораторной ра­боте исследования проводятся на электроэрозионном станке модели 4Г721М при прошивке отверстий в листовой заготовке (рис.5.1), Электрод-инструмент представля­ет собой металлический цилинд­рический стержень диаметром d. Прошивается отверстие диаметром d_ОТВ в листовой заготовке толщи­ной h. При прошивке ЭИ проходит расстояние s, Вследствие эрозии длина ЭИ уменьшается на величину износа

l^*=l₀-l_К, (5.2)

а торец его приобретает закругленную форму»

 

С целью получения цилиндрического отверстия в процессе ЭЭО перемещение ЭИ s превышает толщину ЭЗ h. Однако скорость про­шивки отверстия будем определять как

υ=h/t, (5.3)

где t - общее время прошивки, т.е. время перемещения ЭИ на ход s.

Порядок проведения работы

Задание 1. Экспериментальное определение зависимостей съема металла с электродов от частоты следования импульсов

Содержание эксперимента

1.Определить зависимости скорости υ съема металла, торцево­го износа электрода-инструмента l* и диаметра отверстая d_ОТВ от частоты следования импульсов при постоянстве остальных параметров ре­жима ЭЭО. При каждом значении f провести не менее трех опытов.

2. Построить графики υ =f(f), l* =f(f), d_ОТВ =f(f).

3. Оценить погрешности измерений t, l*, d_ОТВ.

 

 

Подготовка к эксперименту

1. Изучить электроэрозионный станок модели 4Г721М.

2. Изучить правила техники безопасности (приложение 1).

3. Измерить толщину заготовки h. Результат измерений занес­ти в отчет,

4. Установить обрабатываемую заготовку в приспособление на столе станка.

5. Установить на панели генератора импульсов переключатели режима ЭЭО в заданные положения (по указанию преподавателя), запи­сать их в табл.5.1 отчета.

6. Измерить начальную длину l₀ электрода-инструмента (табл.5.2 отчета), установить ЭИв державку головки станка.

7. Установить частоту следования импульсов напряжения 8 кГц.

Проведение эксперимента

1. Провести прошивку отверстия, регистрируя время t, напря­жение U, силу тока I (табл.5.2).

2. Снять электрод-инструмент, измерить его длину l_к (табл.5.2).

3. Повторить прошивку отверстий тем же ЭИ при той же часто­те импульсов еще 2 раза (см.п.6 разд. "Подготовка к эксперименту" и пп.1-2 разд."Проведение эксперимента").

4. Провести прошивку отверстий еще при двух частотах из ряда f = 22, 44, 66, 88, 200 кГц (по три опыта для каждого значения f). Результаты измерения занести в табл.5.2 отчета.

5. Снять заготовку, измерить и занести в табл.5.3 значения диаметров полученных отверстий d_ОТВ

Обработка результатов эксперимент

1. Вычислить торцевой износ l* (табл.5.3).

2. Вычислить средние арифметические значения t, l*, d _ОТВ для всех частот (приложение 2).

3. По формуле (5.3) определить скорость прошивки отверстия υ (табл.5.3).

4. Для одного значения f вычислить случайные ε_t, ε _l*, ε_d сис­тематические θ_t, θ _l*, θ_d погрешности иполуширину доверительного интервалов Δt, Δ l *, Δd_ОТВ для t, l*, d_ОТВ, а также относитель­ные погрешности (приложение 2). Результаты вычислений занести в табл.5.4 отчета.

5. Построить графики υ = f(f), l * = f(f), d_ОТВ = f(f).

6. Сделать выводы о влиянии частоты импульсов f на скорость прошивки отверстий, торцевой износ ЭИ и диаметр обработанного отверстия.

 

 

Контрольные вопросы

1. От каких факторов зависит съем металла с электродов при ЭЭО?

2. Нарисуйте форму импульсов тока и назовите их параметры. Напишите формулы, связывающие f, Т, q, τ_и.

3. Объясните влияние частоты следования импульсов f на ско­рость прошивки отверстия υ, торцевой износ ЭИ l * и диаметр от­верстия d_OTВ.

4. Поясните методику расчета погрешностей измерения физичес­ких величин.

 

ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 4 (ЭЭО-2) (задание I)

 

студентов (Ф.И.О., № группы) ________________________________________

__________________________________________________________________

 

Характеристики ЭИ и ЭЗ:

материал ЭИ __________________; d = __________________ мм;

материал ЭЗ __________________; h = __________________ мм.

Рабочая среда _____________________________________________

Полярность _______________________________________________

Таблица 4.1 Режим ЭЭО

Назначение переключателя на лицевой панели генератора импульсов	Номер позиции в схеме описания установки)	Положение переключа­теля	Значение параметра режима
Переключатель числа силовых импульсов			8; 22; 44; 66; 88; 200 кГц
Переключатель числа выход­ных каскадов силовых блоков
Переключатель скважности силовых импульсов
Переключатель напряжения поджигающих импульсов
Переключатель скважности полшЕрайищх импульсов
Переключатель частоты силовых импульсов
Переключатель силовых я защитных импульсов
Переключатель паузы между защитными импульсами
Переключатель длительности защитных импульсов

 

Таблица 4.2 Результаты эксперимента

Частота, кГц	Номер опыта	Текущие значения t, c; U, В; J, А	l 0, мм	l к, мм
		t
U
J
	T
U
J
	T
U
J
		t
U
J
	T
U
J
	T
U
J
		t
U
J
	T
U
J
	T
U
J

Таблица 4.3

Расчет средних значений времени и скорости прошивки, износа ЭИ и диаметра обработанного отверстия

f, кГц

t, с

, c

υ=h/ , мм/мин

l *, мм

, мм

dOTВ, мм

, мм

Номер опыта

Номер опыта

Номер опыта

I

 

Таблица 4.4

Среднеквадратическое δ, случайные ε, систематические θ погрешности, полуширина доверительных интервалов иокончательные результаты для d_ОТВ, l *, t и υ.

f, кГц	Вели­чина	Погрешности	Полуширина доверительного ин­тервала	Окончатель­ный резуль­тат	Относи­тельная погреш­ность
квадра­тичес­кая	случай­ная	систе­мати­ческая
	dотв, мм
l *, мм
t, мин
υ, мм/мин

 

Графики зависимостей

υ = f(f), l * = f(f), d_ОТВ = f(f).

 

Выводы:_________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________