Способ электроэрозионного прошивания глубоких отверстий

(2 остей за счет увеличения глубиныбработки, процесс ведут электродомнструментом, оболочка которого вы(46)(71)им е 9 25оники ческого материалнена и элект ь име сть осеходеину межвозможи этом ни)тельство СССР1/12, 1979. анавливают везазора а величину вки- 10,0 - 2 г),е Внаружный рад В. - внутренний р "г - радиус стержн с оболочки;иус оболочки; ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 3723251/25-0823,048407.07.88, Бюл,Институт элект(54) ( ПРОШИВ элект ня з ку и чаю расши 7) СПОСОБ ЭАНИЯ ГЛУБОКодом-инструмключенногоыступающегощ и й с яения технол ЛЕКТРОЭРОЗИОННОГОХ ОТВЕРСТИЙентом в виде стезазором в оболоиз нее, о т л ием, что, с цельюгических возможла, а стерже вого перемещ обработки ус электродного11= 1,5,8 (й - г),ета стержня из оболоч 1407711Ь = 1,5 - 1 ь 8 (В. - г); Ь = 10,0 - 2,7 (К( - г);где К - наружный радиус оболочки;К - внутренний радиус оболочки;г - радиус стержня. 30 Использование диэлектрической оболочки позволяет осуществлять интен" сивное нагнетание рабочей жидкости в зазор между стержнем и оболочкой и выводить ее вместе с продуктами эрозии через промежуток между диэлектрической оболочкой и деталью без прохождения их через разрядную область, что полностью исключает возможность возникновения короткого замыкания между электродами, создает наружные условия для бесперебойной работы устройства,и позволяет вести обработку детали строго определенным участком электрода-инструмента. Энергия еди-. ничного разряда выделяется,лишь только на одном ограниченном участке электрода-инструмента, который выступает из диэлектрической оболочки. Это поз 50 воляет концентрировать и выделять энергию необходимой плотности с определенной торцовой части электрода-ин. струмента, предотвращать утечку энер гии через боковую поверхность элект-, рода-инструмента, а следовательно, позволяет сохранить форму импульса разряда при прошивании отверстия по Изобретение относится к электрообработке, а именно к способам электроэрозионной обработки деталей, и предназначено для прошивания как сквоз 5 ных, так и глухих отверстий большой глубины в различных электропроводящих материалах.Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет увеличения глубины обработки при одновременном повышении производительности, точности и чистоты обработки.Процесс обеспечивается использованием электрода-инструмента, выполнен ного в виде стержня, заключенного с зазором в оболочку и выступающим из нее. При этом оболочка выполнена из диэлектрического материала, а стержень имеет возможность осевого пере мещения.В ходе обработки устанавливают величину межэлектродного зазора Ь и величину вылета стержня из оболочки Ь в пределах 25 всей глубине, т.е. осуществлять строго контролируемую обработку детали по установленному режиму или по заданной программе, что положительно сказывается на КПД, производительности, точности и чистоте обработки.На фиг,1 изображена схема реализации предлагаемого способа; на фиг.2 электрод и обрабатываемое отверстие.На фиг.1 показаны обрабатываемая деталь 1, держатель 2 детали, центральный стержень 3 электрода-инструмента, втулка 4, уплотнитель 5, насадка 6, штуцер 7, диэлектрическая оболочка 8 электрода-инструмента, держатель 9 электрода-инструмента с системой крепления и юстировки, система 10 подачи электрода-инструмента, величина и межэлектродного зазора, величина Ь вылета стержня из оболочки, наружный радиус К оболочки, внутренний радиус К оболочки, радиус г стержня.На фиг.2 показаны соотношения размеров, где СП = (К - г). - зазор между стержнем и диэлектрической оболочкой; ВС - толщина диэлектрической оболочки; АВ = Ь - межэлектродный зазор (МЭЗ); АВ - зазор между диэлектрической оболочкой и деталью; ЭК = Ь - величина вылета стержня из оболочки,Нижние пределы толщины диэлектрической оболочки, зазора между оболочкой и стержнем, зазора между оболочкой и деталью выбирают на основании физических возможностей обеспечения упругой жесткости оболочки при интенсивном нагнетании рабочей жидкости сквозь зазор С 0, вывода рабочей жидкости вместе с продуктами эрозии сквозь зазор АВ, а также продвижения электрода-инструмента вглубь высверливаемого отверстия.Верхние пределы выбирают из практической возможности и необходимости. реализации способа. На основании экспериментальных данных толщина диэлектрической оболочки ВС выбрана в пределах 0,10-1,10 мм, зазор между оболочкой и стержнем С 0 = (К, - г) " в пределах 0,10-0,25 мм, а зазор АВ между оболочкой и деталью - в пределах 0,13 - 0;22.Вылет стержня Ь из оболочки на величину 10,0-27 (К - г) обеспечивает максимальную скорость прошивки отверстий за счет возможности концентрировать и выделять энергию большой плотности с относительно небольшого(практически торцового) участкаэлектрода-инструмента. При вылетеболее 1 О мм ограничиваются возможности для эффективного нагнетания рабо-5чей жидкости непосредственно в зонуобработки и выделения энергии доста"точной плотности с выступающей части электрода-инструмента. Утечкаэнергии с боковой поверхности электрода-инструмента приводит к нестабильности процесса эрозии, уменьшенияпроизводительности, точности и качества обработки,При вылете менее 27 (К - г) = 15= 27 ф С 0 = 2,7 не образуется отверстие с величиной межэлектродного зазо-,ра Ь, достаточной для интенсивноговывода диспергированных частиц сквозьпромежуток оболочка - деталь и беспрепятственного продвижения электрода-инструмента вглубь высверливаемого отверстия. Процесс эрозии прекращается.В ходе обработки величину МЭЗ устанавливают в пределахЬ = 1,5 - 1,8 (В. - г).Данное выражение определяет практическую возможность реализации изоб ретения.Величину МЭЗ можно выразить через значения толщины оболочки ВС, зазора между оболочкой и стержнем СР и зазора между оболочкой и деталью АВ(фиг.2), т.е,Ь = АВ + ВС + СП.Нижний предел МЭЗ ограничен предельными значениями величин АВ, ВС и СВ. При предельно допустимых значениях данных величин, установленных экспериментально, величина МЭЗ составляет 0,33 мм. Таким образом, при величине .Ь менее 1,8 (К - г) = 0,33 мм 45 не обеспечиваются условия для вывода продуктов эрозии через промежуток оболочка - деталь АВ и продвижение электрода-инструмента вглубь высверливаемого отверстия. Процесс эрозии прекращается. Верхний предел величины МЭЗ ограничивает величина вылета стержня из оболочки. Величина МЭЗ в определенной степени зависит от величины выступающей части стержня, т.е. рабочей части электрода-инструмента, с которого происходит выделение энергии, приводящее к эрозии. Экспериментально установ."лено, что при максимальном предельномвылете стержня из оболочки на величину 10 мм величина МЭЗ не превышает1,5 мм,Как показали данные металлографического анализа, наиболее крупные отдельно взятые диспергированные частицы имеют размеры менее 0,10 мм, т,е.меньше промежутка между деталью идиэлектрической оболочкой АВ. Следовательно, все диспергированные частицы беспрепятственно удаляются черезданный промежуток. Во всех случаяхтолщина оболочки ВС вместе с зазоромСП меньше межэлектродного зазора Ь,что обеспечивает возможность продвижения электрода-инструмента вместе соболочкой вглубь высверливаемого отверстия.Сущность способа заключается вследующем.Деталь 1 крепят в держателе 2. Наметаллический стержень 3 при помощивтулки 4 и уплотнителя 5, герметичнонадевают насадку 6 со штуцером 7 длянагнетания рабочей жидкости. На насадку надевают диэлектрическую оболочку 8 так, чтобы она облегла стержень 3 с зазором, достаточным длянагнетания рабочей жидкости. При этомдопускается касание каких-либо сторон боковой поверхности стержня стенками оболочки. Насадку при помощидержателя 9 соединяют с системой 10подачи, обеспечивающей возвратно-поступательное движение электрода-инструмента, который соединяют с отрицательным выводом источника (не показан) импульсов тока, а деталь - с положительным выводом. Деталь заставляют совершать выбрационное движение спомощью вибратора и вращательное движение с помощью электродвигателя (непоказано).еС помощью системы 10 подачи центральный стержень 3 электрода-инструмента подводят к детали 1 на расстояние, достаточное для возникновения между ними искры. В результате искры происходит эрозия детали в области выступающей части электрода инстру-. мента. Для отвода диспергированных частиц диэлектрическая жидкость пода" ется через штуцер 7 и нагнетается сквозь зазор между стержнем 3 и оботлочкой 8 непосредственно в зону обработки и выводится с продуктами эро 1 чО 711зии через промежуток между деталью 1и диэлектрической оболочкой 8,По мере износа выступающей частистержня происходит нарушение необхо-.5димого для работы соотношения междувеличиной МЭЗ и размерами наружного,радиуса оболочки и радиуса стержня,а также величиной вылета стержня изоболочки и размерами внутреннего радиуса оболочки и радиуса стержня.Для приведения в соответствие данного соотношения центральный стержень,закрепленный в держателе 9, перемещают на необходимую величину с по-"мощью системы 1 О подачи. Это исключа-.ет необходимость замены всего элект"рода"инструмента, а следовательно,позволяет осуществлять непрерывностьпроцесса сверления. Таким образом, 2 Оимеется возможность автоматизироватьпроцесс обработки и применить числовое программное управление.При использовании предлагаемогоспособа возрастает производительность, т.ескорость прошивки, засчет концентрации и выделения энергиибольшой плотности с относительно небольшого участка электрода-инструмента, а именно с торца, 30Способ позволяет существенно увеличить глубину прошиваемых отверстийблагодаря тому, что рабочая жидкостьинтенсивно нагнетается непосредственно в зону обработки и вместе с диспергированными частицами свободнойвыносится через промежуток между деталью и диэлектрической оболочкой. При этом эрозированная фракция легкоудаляется вследствие того, что используемый в качестве защитной оболочки тонкостенный диэлектрик поэво"ляет осуществлять беспрепятственныйвывод рабочей жидкости с продуктамиэрозии беэ прохождения их через разрядную область, что полностью исключает возможность возникновения короткого замыкания между электродами.При использовании способа возрастает точность прошивания глубоких отверстий засчет предотвращения возможности утечки энергии через боковуюповерхность электрода-инструмента,которую облегает диэлектрическая обо"лочка, Это исключает возможность разрушения стенок прошиваемого отверстиябоковой поверхностью электрода-инструмента в процессе сверления.Способ обеспечивает повышение чис"тоты и точности обработки эа счетдостижения высокой стабильности электроэрозионного процесса, а также возможности регулирования в ходе обработки межэлектродного зазора и вылетастержня из оболочки. В качестве диэлектрической оболочки может быть использована тонкостенная полихлорвиниловая трубка. Процесс, обработки прекращается после отключения электродовот источника импульсов тока.С помощью предлагаемого способаизготовлены бесконусные отверстиябольшой глубины и малого диаметра всверхтвердом материале - вольфраме,и в вязком - меди,140771 хред Л.Сердюкова Корректор Н ол Редактор А. Козоре Заказ 3252/15 ПодписноеСР тве обре