Способ электроэрозионной обработки

 

Изобретение относится к области электрофизических и электрохимических методов обработки, а именно, к способам электроэрозионной обработки. Цель изобретения - повышение производительности обработки за счет исключения электролиза воды, используемой в качестве рабочей среды. Предварительно определяют по экспериментальной зависимости минимального импульсного напряжения разложения воды от длительности импульса постоянную времени &Tgr;<SB POS="POST">В</SB>, характеризующую данную воду. Импульсы напряжения формируют в соответствии с выражением U(T) = U<SB POS="POST">эл.</SB>F(T)L<SP POS="POST">-(т:</SP>&tgr;<SB POS="POST">В</SB><SP POS="POST">)</SP>, где U<SB POS="POST">эл.</SB> - амплитуда напряжения, используемого в электроэрозионной обработке

F(T) - функция, характеризующая изменение амплитуды напряжения на электродах

&Tgr;<SB POS="POST">В</SB> - постоянная времени, выбираемая из условия &Tgr;<SB POS="POST">В</SB>≤&Tgr;<SB POS="POST">В</SB>. 2 ил. 1 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (51)5 В 23 Н 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4725980/08 (22) 18.08.89 (46) 23.07.91. Бюл. %27 (71) Н ауч но-иссл еда вател ьс кий институт

"Платан" (72) В.Л.Кравченко (53) 621.9.048 (088,8) (56) Нейман Л,Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. Л.: Энергия, 1967, т.1, с.324.

Авторское свидетельство СССР

N 442288990000, кл. В 23 Н 1/02, 1972. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, а именно к способам электроэрозион ной обработки. Цель изобретения — повышение

Изобретение относится к области электрофизических и электрохимических методов обработки, а именно к способам электроэрозионной обработки, Целью изобретения является повышение производительности обработки за счет исключения электролиза воды.

На фиг.1 приведена экспериментальная зависимость напряжения на электродах от длительности импульса при отсутствии электролиза (кривая 1), а также холостые биполярные импульсы различной формы, соответствующие функциям 11() — кривая 2, fz(t) — кривая 3, fg(t) — кривая 4; на фиг.2— схема устройства, реализующего способ.

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно определяют по экспериментальной зависимости напряжения на электродах от длительности импульса по» Ы, 1664483 А1 производительности обработки за счет исключения электролиза воды, используемой в качестве рабочей среды. Предварительно определяют по экспериментальной зависимости минимального импульсного напряжения разложения воды от длительности импульса постоянную времени хе, характеризующую данную воду. Импульсы напряжения формируют, в соответствии с выражением U(t) = U»,f(t)e (), где 0э»л— амплитуда напряжения, используемого в электрозрозионной обработке; 1() — функция, характеризующая изменение амплиту.ды напряжения на электродах; постоянная времени, выбираемая из условия г т,, 1 табл., 2 ил. стоянную времени т, характеризующую данную рабочую среду (воду).

gc

Определение т, осуществляется по следующей методике, К металлическим электродам, погруженным в исследуемую рабочую жидкость (воду) на расстоянии 3 — 5 мм друг от друга, подводят импульсы напряжения прямоугольной формы от маломощного генератора импульсов, например, Г5 — 15 с фиксированной частотой следования импульсов, например, 10 кГц и минимальной амплитудой, например, 150 В. Затем для различных значений длительностей импульсов определяют минимальное значение амплитуд импульсов напряжения, при которых прекращается электролиз воды, о котором судят по прекращению газовыделений при визуальном контроле с помощью, напри1664483 мер, микроскопа МБС-9 в процессе сбли>кения электродов с помощью микрометрического перемещения вплоть до их механического контакта. Затем строят кривую зависимости минимального импульсного напряжения разложения воды в зависимости от длительности импульсов (кривая 1, фиг.1), которая, как установлено экспериментами, описывается функцией вида U(t) = U»iex p(-t/ т,*), где U» — амплитуда напряжения.

Отсюда постоянную времени r> опрек деляятт ло формуле тя

t (WUt )

Затем с помощью цепи, состоящей из последовательно включенной емкости С1, индуктивности L, первичной обмотки импульсного трансформатора 2, к вторичной обмотке которого подключены электроды, образующие межэлектродный зазор, приведенное сопротивление 3 которого равно R, и ключевого элемента 4, формируют биполярные импульсы напряжения по закону с

U(t)=U» f(t) e где

ra =rLC. причем

7s(TB

Вид функции f(t) определяется соотношением величин R и гкр = 2 —.

1С

П ри R = гкр f(t) = f t(t) = (1 - а t ), R 1 где а= -= —, 1

При R >rp f(t) = 12(т) = ()) 1 R где m= /(.„)2 . ()) = —; а =—

/3 = arctg -,)гп

При 0,2 гкр < R< гкр f (1 =- f3(l) = SII1

П о)

1 R

)г-аг С а 2

)> = arctg —,", Для всех трех случаев обеспечивается равенство площадей прямой и обратной полуволн с точностью не хуже 10 — 20%.

Пример . По описанной методике определяли зависимость минимального импульсного напряжения воды от длительности импульса при частоте следования импульсов 10 кГц, максимальном амплитудном напряжении на электродах U3 = 150 В и температуре воды 12 С.

Результаты приведены в таблице .

5 Постоянная времени для приведенных э данных составила т =3,3 мкс. Параметры разрядного контура выбраны так, что т =

=3 мкс, т,е, т, (т,";

Приведенное к первичной обмотке импульсного трансформатора сопротивление межэлектродного зазора связано с сопротивлением самого зазора соотношением R = г

=r,n, где n — коэффициент трансформации.

Эксперименты показали, что величина r3 ле>кит в диапазоне r, = (1,5 --3,5) Ом.

Приняв гз =- 2,5 Ом и и = 20 из условия гкр = R и г р =- 2, получим

2г, 2310 . — з

С= 2 25 400 6 10 мкф; гз и (— — — 1500 мк Гк, тв 9

С 6 — ()) гкр =2 =10 Ом. з

При указанных значениях; L, С и R формируются импульсы, описываемые функцией 11(1), Если сопротивление зазора снижается до гз = 1-,5 Ом, то R = 600 Ом и

R< гкр и формируются импульсы, описываемые функцией 4(t).

При повышении сопротивления промежутка до r3 = 3,5 Ом приведенное сопротивление R повышается до R = 1400 Ом и формируются импульсы, описываемые функцией f2(t), Во всех случаях обеспечивается безэлектролизная обработка, Можно увеличить запас для безэлектро40 лизной обработки, изменив коэффициент трансформации импульсного трансформатора и. При уменьшении и до 15 для емкости

С = 6 10" мкф r,,ð = 8660 м, à R изменяется в диапазоне от 337,5 до 787.5 Ом, т,е, имеет

45 место безэлектролизная обработка пои

R< г,р, Постоянная времени t> =чLC =

2,6 мкс. Однако амплитуда импульсов тока при этом снижается, уменьшая производительность обработки; Тем не менее данный режим оказался эффективным при обработке мелкоструктурныx деталей типа замедляющих систем СВЧ-приборов, Производительностьобработки меди на максимальных режимах при напряжении источника питания постоянного тока U—

=1500 В составила 60 мм / минг ри обработке электродом-проволокой,в 0.3 м образца толщиной Н = 40 мм. Шероховатость обработанной поверхности Rz = 10мкм. Электролиз отсутствовал.

1664483

44 5 . 33

60! г

Однако формирование импульсов по закону функции fa(t) требует введения следующего ограничения. Так, если R < 0,2 r«>, то режим формирования импульсов становится более колебательным с увеличеннцми 5 значениями амплитуды обратной полуволны импульса напряжения и ее площади.

Вследствие этого резко снижается производительность обработки и увеличивается износ электрода-инструмента, так как 10 обработка происходит одинаковыми разнополярными импульсами. Процесс обработки сопровождал электролизом воды, обусловленным действием третьей положительной полуволны импульса напря>кения, 15 амплитуда и постоянная времени которой превышают аналогичные характеристики рабочей среды — воды, Попытка изготовить такими импульсами управляющие тонкопленочные хромовые электроды у дефлект- 20 ранов передающих ЭЛП-видиконов не увенчалась успехом. При подаче таких импульсов на дефлектрон, представляющий собой стеклянный цилиндр с нанесенной на его внутреннюю поверхность микронной 25 хромовой пленкой, происходило мгновенное травление пленки по всей поверхности цилиндра;

Формирование импульсов напряжения по экспоненциально спадающим законам с 30 ф постоянной времени 7> < т, например г, =

4 — 5 мкс, всегда сопровождается возникновением электролиза воды, препятствующего формированию искровых импульсных

25 разрядов и проведению электроэрозионной обработки, По предлагаемому способу при изменении элеKTðоправодимости воды, имаloùåì место в реальных производственных условиях, режим электроэрозионной обработки практически не нарушается.

Формула изобретения

Способ электроэрозионной обработки токопроводящих материалов в воде биполярными импульсами напряжения, включающий формирование импульсов напряжения с равными площадями прямой и обратной полуволн, отл и ча ю щи йс 9 тем, что, с целью повышения производительности обработки за счет исключения электролиза воды, предварительно определяют по экспериментальной зависимости минимального импульсного напряжения разложения воды от длительности импульса постоянную времени z, характеризующую данную воду, и формируют импульсы напряжения в соответствии с выражением

U(t) =- U»f(t) е т В где О» - амплитуда напряжения, используемого в электроэрозионной обработке;

f(t) - функция, характеризующая изменение амплитуды напряжения на электродах; г - постоянная времени, причем постоянную времени т выбирают не более постоянной времени

1664483

Фиа 7

Составитель С.Никифоров

Техред М,Моргентал Корректор И.Муска

Редактор Л.Гратилло

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2348 Тираж 447 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5