2.1.Копирование электрода — инструмента на заготовке
Точность копирования электрода — инструмента на заготовке зависит от скорости растворения участков заготовки, отстоящих на различных расстояниях от электрода — инструмента.
Рисунок 3.9 — Схема получения углубления при ЭХО
1 — электрод — инструмент; 2 — заготовка.
В начале процесса граница заготовки занимает положение I — I. На расстоянии S1 от нее расположен выступ ab электрода — инструмента, который перемещается к заготовке с такой скоростью , чтобы сохранялся постоянный зазор S1.
Через межэлектродный промежуток прокачивают электролит со скоростью .
Если приближенно принять выход по току, удельную проводимость электролита и напряжение одинаковыми по всей длине зазора, то скорость анодного растворения материала под участками ав и сд согласно зависимости (3.10):
,
Введем обозначение , тогда скорость анодного растворения на участках ab и cd будет зависеть только от размеров межэлектродных зазоров между начальной границей заготовки и соответствующей поверхностью электрода — инструмента:
(3.16)
Как видно из рисунка 3.9 в начальный момент обработки зазор , следовательно, скорость растворения на участке ав будет больше, чем на участке cd в раз
(3.17)
По мере растворения металла заготовки и перемещения электрода — инструмента зазор уменьшается, но остается справедливым условие , т.е. съем металла под выступом идет быстрее.
Через некоторое время в плоской заготовке будет получено углубление с границей II —II. Форма электрода-нструмента отобразилась на аноде, и достигнута размерная обработка.
То есть формообразование поверхности происходит по методу отражения (копирования).
2.2 Межэлектродный зазор
Как следует из уравнения (3.16) скорость анодного растворения и точность обработки тем выше, чем меньше межэлектродный зазор. Однако с уменьшением зазора усложняется процесс его регулирования, возрастает сопротивление прокачке электролита, может произойти пробой. Из-за увеличения газонаполнения при малых зазорах снижается скорость анодного растворения.
Следует выбирать такую величину зазора, при котором достигаются оптимальные скорость съема металла и точность формообразования.
Для ЭХО отверстий и небольших полостей, лопаток газотурбинных двигателей, а также при разрезании заготовок устанавливают и поддерживают зазор 0,1…0,3 мм; для крупных полостей, лопаток энергетических машин, для схем протягивания и точения задают зазор –0,3…0,5 мм; при струйном методе обработки расстояние между электродами выбирают в диапазоне 1…15 мм.
При ЭХО используется три способа регулирования зазоров.
1) При работе с неподвижными электродами зазор постоянно возрастает, скорость анодного растворения снижается. Режим является нестационарным.
2) При постоянной скорости подачи инструмента режим обработки с течением времени становится близким к стационарному.
3) При периодическом перемещении электрода — инструмента относительно заготовки через определенные промежутки времени отключают рабочий ток, подводят электрод — инструмент до контакта с заготовкой, затем отводят его на расчетное расстояние и вновь включают рабочий ток.
Время между циклами замеряется секундомером, поэтому изменение зазора во времени незначительно и в расчетах его можно принимать равным расчетному, а режим считать стационарным.
2.3 Припуск на обработку
Чтобы получить деталь заданной формы, необходимо знать толщину слоя металла, удаляемого с заготовки, то есть припуск Z.
Рисунок 3.10 — Схема к расчету припуска на обработку
1 – электрод — инструмент; 2 – заготовка.
Припуск на заготовке 2 может изменяться в пределах допуска (). При этом зазор также будет менять свой размер от до . Минимальный припуск рассчитывают в зависимости от допуска [] на деталь и глубины анодного растворения металла: (3.18)
где – съем металла на участке с минимальным зазором.
Минимальный припуск при обработке неподвижными электродами и протягивании составляет 0,1…0,3 мм в зависимости от его неравномерности (отношения его наименьшего значения к наибольшему). Допустимая неравномерность припуска по такой схеме – 0,4.
По схеме прошивания и разрезания минимальный припуск и его неравномерность не ограничиваются.
При точении и шлифовании с постоянной подачей минимальный припуск при зазоре до 0,5 мм изменяется в пределах 0,1…0,5 мм, а его неравномерность может быть не более 0,5.