Способ электроэрозионной обработкиматериалов

Союз Соаетскик СоциалистичЕских РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУГосударственный комитет СССР во дедам изобретеиий и открытий(53) УДК .621. 9.048. 4 06 (088 8) Дата опубликования описания 3003,81 А.К.Байкалов, В,В.Коломиец и С.Л,Сироткин,(72) Авторы изобретения:1 лйсО :.У.1Ордена Трудового Красного Знамени институт сВерхтвердых -материалов АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОИ СБРАРОТКИМАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к электроэрозионной обработке и может бытьприменено как для обработки однолезвийного режущего инструмента из алмаза, кубического нитрида бора и др., 5так и для обработки абразивных инструментов из этих материалов на металлической связке, например алмаз. ных профильных кругов,Известный способ электроэрозионной обработки материалов, осуществляемый в углеродсодержащей жидкой сре-.де, например в керосине, в условияхподведения униполярных импульсов напряжения к электроду-инструменту, которсму сообщают формообразующее перемещение, позволяет обрабатывать свысокой степенью точности сложнофасонные поверхности инструмента изтокопроводных металлических материалов.Недостаток способа - невозможность размерной обработки материалов, электропроводность которыхотлична на несколько порядков от электропровод ности металлов. К таким материалам относятся алмазы, кубический нитрид бора и другие сверхтвердые материалы в виде монокристаллов, а также композиционные материалы супримеиеиием их на токопроводной основе, например алмазоносные слои алмазных шлифовальных кругов на металлической связкеЦель изобретения - обеспечениевозможности электроэрозионной обработки материалов, удельная электропроводность которых на несколько порядков меньше удельной электропровод- ности металлов и которые могут быть отнесены к классу твердых неорганических диэлектриков,труднообрабатываемых механическими способами, разработка способа электроэрозионйой обработки с высокой степенью точности этих материалов, входящих композиционно в состав рабочего слоя абразивных инструментов на металлической связке.Укаэанная цель достигается тем, что монокристаллы твердых неоргани" ческих диэлектриков приводят в соприкосновение с токопроводным материалом, соединенным с одним из полюсов источника технологического тока, затем,возбуждаютразряд между токо- проводным материалом и электродом- инструментом, после чего последйему сообщают перемещение со скоростью, достаточйой для образования угле-родсодержащей пленки на поверхнос-. ти обрабатываемых монокристаллов.При этом скорость относительного перемещения вращающегося электрода- инструмента выбирают в диапазоне, нижний предел которого 1-2 м/с, а верхний предел ограничивают появлением процесса кавитации в зоне обработки.Кроме того, для упрощения технологического процесса на поверхность обрабатываемого диэлектрика, наносят слой токопроводящего материала.На чертеже показана схема обработки монокристаллов диэлектриков.Способ осуществляется следующим образом. 15Монокристаллы 1 твердых неоргани" ческих диэлектриков, например алмазов, закрепляют на корпусе 2 из токопроводного материала, вращающемся с окружной скоростью Ч, . Электроду- щ инструменту 3, выполненному, например, в виде вращающегося с окружной скоростью Ч ролика, сообщают формообразующее перемещение.При возбуждении разрядов между токопроводным материалом корпуса 2 и электродом-инструментом 3 в непосредственной близости от монокристаллов 1 неорганического твердого диэлектрика на последнем образуется в йрисутствии углеродсодержащей жидкой 30 диэлектрической среды токопроводный слой. Этот слой поддерживает прохождение электрических .разрядов между электродом"инструментом 3 и поверхностью монокристаллов 1. Разряды 35 пробивают токопроводный слой и производят эрозию непосредственно моно- кристаллов 1.При скорости относительного перемещения поверхностей электрода-инструмента 3 и корпуса 2 (Ч=Ч +Я меньшей 1 м/с обработки монокристаллов 1 не происходит несмотря на то, что их поверхность покрывается токопроводЙйм слоем.45При повышении указанной скорости до 1-2 м/с начинается обработка моно- кристаллов 1. Процесс носит устойчивый характер и при дальнейшем увеличении скорости. Предел увеличения 5 р скорости ограничивается появлением кавитации жидкой среды в зоне обработки, которая резко снижает производительность обработки.В том случае, когда до обработки монокристаллы 1 выступают над поверхностью корпуса 2 на величину, превышающую максимальный рабочий промежутой, оказывается невозможным инициировать разряды. В этом случае элект" роду-инструменту 3 сообщают переме щение до возникновения разрядов, после чего его возвращают в исходноеположение.Для упрощения процесса перед началом обработки на поверхность моно-, 65 кристаллов 1 наносят слой токопроводного материала, например олова.При использовании предлагаемой схемы осуществления способа моно- кристаллы природных алмазов размером 1,5"2,0 мм закрепляются с помощью металлической связки на периферии стального цилиндрического корпу" са диаметром 100 мм и шириной 10 мм,вращающегося на валу гидродвигателя с частотой 1800 об/мин. Обработка монокристаллов совместно с соприкасающимся с ним токопроводным материалом (металлической связкой) осуществляется вращающимся с частотой 800 об/мин электродом-инстру- . ментом диаметром 100 мм из электроэрозионного графита в среде осветительного керосина, При попутном вращении относительная скорость их перемещения составляет 5,8 м/с. На поверхности электрода-инструмента выполнены кольцевые канавки, в осевом сечении имеющие профиль метрической резьбы с шагом 0,5 мм и глубиной 0,433 мм. От специального генератора к электроду-инструменту и корпусу подводятся униполярные импульсы напряжения частотой 100 кГц.В результате обработки на поверхности монокристалла алмаза и на связке выполненпрофиль обратный профилю электрода-инструмента.Предлагаемый способ обработки монокрнсталлов таких диэлектриков, как алмаз, кубический нитрид бора,и др. без механического воздействияна них позволяет изготавливать из них фасонные однолезвийные инструменты, обеспечивает повышение точности профилирования фасонных алмаз"ных кругов на металлических связках.Возможность обрабатывать кристаллысовместно со связкой позволяет при"менять алмазы крупной зернистости,что резко повышает стойкость круговбез снижения точности их профиля.формула изобретения1, Способ электроэрозионной обработки материалов, осуществляемый в углеродсодержащей жидкой диэлек трической среде в условиях подведения .униполярных импульсов напряжения к электроду-инструменту, которому сообщают формообразующее перемещение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения воз" можности обработки монокристалловтвердых неорганических диэлектриков, последние приводят в соприкосновениес токопроводным материалом, соединенным с одним из полюсов источника технологического тока,.затем возбуждают разряд меЖду токопроводным материалом и электродом-инструментом, после чего последнему сообщают пеВ81 б 733 Составитель М.Климовскаяедактор В.Петраш Техред М.ЛояКорректор Н.Бабин 24/17 Тираж 1 ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, 48венного комиетений и отЖ, Раушс Подписноеета СССРытийя наб., д.4/5 каз атент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 филиал ПП ремещение со скоростью, достаточной для образования углерод-содержащей пленки на поверхности обрабатываемых монокристаллов.2. Способ по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью. по-. вышения устойчивости процесса при использовании вращающегося электрода-инструмента, скорость относительного перемещения последнего относительно обрабатываемой детали выбирают в диапазоненижний предел которого 1-2 м/с, верхний предел ограничивают появлением процесса кавитации взоне обработки. 3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и,й с я тем, что, с целью упрощения технологического процесса, на поверхность обрабатываемого диэлектрика наносят слой токопроводного материала.