Технологические процессы. Электроэрозионная обработка. Часть 2

Порядок проектирования.

Разработка технологического процесса электроэрозионной обработки типовой детали включает ряд шагов. Обобщенно порядок проектирования выглядит так.

Анализ детали и выбор поверхности для ЭЭО.

Технолог решает, какие элементы детали будут получены с помощью электроэрозии, а какие – другими методами. Иногда вся деталь выполняется на ЭЭО, иногда – только финальная доводка сложных мест. Например, если нужно отверстие Ø10 мм в твердой стали, можно рассверлить Ø9 мм, а оставшийся миллиметр выжечь для высокой точности и отсутствия напряжений.

Выбор типа электроэрозионной операции.

В зависимости от геометрии выбирают, будет ли это прошивка объемным электродом, резка проволокой, электроискровое шлифование или что-то еще. Если требуется, скажем, профильный вырез сквозной – очевидно, лучше применить проволоку. Если полость внутри – прошивка электродом. Иногда операции комбинируют: сложную форму делят на несколько этапов (сначала прорезают проволокой отверстие, затем через него вводят электрод и выжигают полость и т.д.).

Проектирование электрода-инструмента.

На этом этапе определяется форма, размеры и материал электрода. Размеры берутся с учетом межэлектродного зазора и ожидаемого износа. Например, если нужно выжечь квадратную полость 20×20 мм, электрод делают чуть меньшего размера (на величину бокового зазора). Если планируется черновая и чистовая обработка, может потребоваться два электрода: черновой побольше (чтобы компенсировать свой износ) и чистовой точного размера. Материал электрода выбирают по требуемому режиму: графит – для быстрого съема больших объемов, медь – для чистовых контуров, медь-вольфрам – для особо точных и ответственных операций (минимальный износ). Конструируют и способ крепления электрода к держателю. Иногда электрод сложной формы делают сборным, из нескольких частей.

Назначение параметров режима.

Для каждой стадии обработки (черновая, получистовая, чистовая) подбираются электроимпульсные параметры: энергия импульса (напряжение, емкость конденсаторов или ток, если генератор транзисторный), длительность импульсов, пауза, полярность, частота. Эти параметры либо берутся из паспортных данных станка для данного материала/электрода (как правило, у станков есть таблицы режимов), либо рассчитываются по опыту. Например, известно, что для стали Х обычно применяют 100 В, 25 А, 50 мкс импульсы на черновом режиме. На чистовом – 80 В, 5 А, 10 мкс и т.п. Также задается подача (скорость сервопривода) – чаще она автоматическая, но могут быть ограничения, например, максимальная скорость опускания.

Разработка последовательности операций.

Полный технологический маршрут описывает шаги: установить заготовку, выставить электрод в начальное положение (например, центр будущего отверстия), выполнить черновое прожигание до определенной глубины или до сквозного выхода, заменить электрод на чистовой, пройти чистовым режимом для уточнения размеров, промыть и т.д. Если несколько различных поверхностей обрабатываются на одной детали, расписывают их порядок очередность обработки), чтобы, например, не мешали креплениям. Также сюда входит планировка замены электродов (если один электрод износился больше допуска – нужно остановиться и поменять/переточить его).

Расчет времени и технико-экономических показателей.

По известным скоростям съема и длине траектории (или глубине) оценивается длительность операции. Добавляются время на установку, выверку, смену инструмента, промывку. Рассчитывается расход расходников: сколько диэлектрика испарится, сколько электродов потребуется (может, на каждое отверстие понадобится свой, если они сильно будут изнашиваться). Эти данные важны для планирования производства и стоимости. Электроды из дорогого материала (вольфрам) тоже влияют на цену, это учитывается.

Подготовка управляющей программы (для ЧПУ).

Если станок с ЧПУ, то по траектории обработки составляется программа: переместись в точку (X,Y), опусти электрод до касания (обычно есть цикл поиска поверхности), затем включи разряды и веди подачу на глубину H, совершай орбитальные движения радиусом r (если нужны), остановись и т.д. Для проволочных – контурная программа движения по координатам. В современных условиях чаще делают CAM-модель: на 3D-модели детали программно отмечают поверхности ЭЭО и генерируют G-код для станка с нужными параметрами импульсов.

Изготовление и отладка.

Практическое выполнение пробной детали, контроль размеров и качества. Если какие-то параметры оказались неидеальны (например, шероховатость выше требуемой) – корректируют режим (увеличивают длительность чистовой обработки, добавляют еще одну стадию с еще меньшей энергией импульса). После получения удовлетворительного результата технологический процесс утверждается.

Этот порядок может различаться в деталях в зависимости от организации производства, но основной принцип – учесть особенности электроэрозионного процесса еще на этапе планирования. Так, технолог заранее закладывает дополнительные припуски под ЭЭО (например, не обрабатывает механически там, где будет прожигать искрой), выбирает места для контакта электрода, думает, как будет сливаться отработанная жидкость, и т.д. Хорошо спроектированный процесс обеспечивает достижение нужной формы с первого раза, без многократных доработок, что экономит и время, и ресурс оборудования.