Вплив фізико-технологічних характеристик процесу розмірної обробки металів електричною дугою на якість обробки

Abstract

Електророзрядна обробка металів, як високоефективний процес з унікальними технологічними можливостями, має все більш широке практичне застосування. Це супроводжується в подальшому вдосконаленнями процесів електророзрядної обробки і, зокрема, способу розмірної обробки металів електричною дугою. Проте, порівняно з зазначеними традиційними процесами електророзрядної (електроіскрової) обробки, в умовах процесу розмірної обробки електричною дугою якість обробленої поверхні, власне шорсткість, залишається все ще недостатньо визначеною і, звичайно обмежується значеннями Ra ≥ 6,3 мкм, що обмежує область раціонального застосування способу. В результаті аналізу процесу обробки виявлено, що для забезпечення високої якості обробленої поверхні, необхідно в зоні обробки забезпечити оптимальні умови протікання процесу розмірної обробки електричною дугою. З цією метою запропоновано технологічні прийоми, що дозволять покращити умови протікання процесу розмірної обробки електричною дугою в зоні обробки, та оптимальну конструкцію електрода-інструмента. За зазначених умов виконано математичне моделювання процесу розмірної обробки електричною дугою та отримано математичну модель шорсткості обробленої поверхні. Наведено графіки залежності шорсткості обробленої поверхні в залежності від сили технологічного струму та статичного тиску робочої рідини з різною величиною припуску на обробку. Наведено конструкцію електрода-інструмента з двома робочими кромками, застосування якого дозволить отримувати за один перехід необхідну якість обробленої поверхні. Описано вплив фізико-технологічних характеристик процесу розмірної обробки електричною дугою на якість обробленої поверхні. Показано, що якість обробленої поверхні визначається, перш за все, динамічний тиск робочої рідини та характером її течії (ламінарний або турбулентний) і, в меншій мірі, силою технологічного струму, та не поступається порівняно з відомими процесами. Описано технологічний прийоми та технічні рішення за умов реалізації процесу розмірної обробки електричною дугою, що забезпечують якість обробленої поверхні, власне шорсткості, до Ra ≤ 0,63 мкм і менше.

Electro-discharge metal processing, as a highly efficient process with unique technological capabilities, is increasingly widespread in practice. This is accompanied by further improvements in the processes of electric-discharge processing, and in particular, the method of dimensional machining of metals by an electric arc. However, in comparison with the said conventional processes of electric discharge (electro-spark) processing, under the conditions of the process of dimensional machining by electric arc, the quality of the processed surface, in fact, the roughn ess, is still not sufficiently defined and is usually limited to values of Ra ≥ 6.3 μm, which limits the rational use of the method. As a result of the analysis of the machining process, it has been found that in order to ensure a high quality of the treated surface, it is necessary to provide optimal conditions for the process of dimensional machining by an electric arc in the processing zone. For this purpose, technological methods have been proposed that will improve the conditions for the process of dimensional machining by an electric arc in the processing zone, and the optimal construction of the electrod-tool. Under these conditions mathematical modeling of the process of dimensional machining by an electric arc is performed and a mathematical model of roughness of the processed surface is obtained. The graphs of the surface roughness dependence on the technological current and the static pressure of the working fluid with varying amounts of allowance for processing are given. The construction of an electrod-tool with two working edges is presented, the application of which will allow to receive the required quality of the processed surface in one transition. The influence of physical-technological characteristics of the process of dimensional machining by electric arc on the quality of the proces sed surface is described. It is shown that the quality of the treated surface is determined, first of all, by the dynamic pressure of the working fluid and the nature of its flow (laminar or turbulent) and, to a lesser extent, by the force of the technological current, and is not inferior to the known processes. Are described technological techniques and technical solutions in the conditions of implementation of the process of dimensional machining by an electric arc ensuring the quality of the treated surface, in fact, the roughness, to Ra ≦ 0.63 μm and less.