» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
» Все публикации автора
Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Июль, 2019 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №7 (28) 2019
Автор: Трусов Иван Николаевич, аспирант
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Обзор электродов применяемых в процессе электроискровой обработки металлических поверхностей
Дата публикации: 6.07.2019
УДК
621.9
ОБЗОР
ЭЛЕКТРОДОВ ПРИМЕНЯЕМЫХ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОИСКРОВОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ
ПОВЕРХНОСТЕЙ
Трусов
Иван Николаевич
аспирант
ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина», г. Орел
Аннотация. В
данной статье рассмотрены электрод- инструменты
применяемые при электроискровой обработке поверхностей деталей, приведены
сведения о конструктивных особенностях
электрод- инструментов, а так же их технические характеристики и примеры
использования.
Ключевые
слова: электроискровая обработка, электрод, поверхность,
установка.
В настоящие
время ремонт и восстановление деталей машин и оборудования является технически
обоснованным и экономически выгодным мероприятием. Так как позволяет ремонто-
обслуживающим предприятиям хозяйств максимально сократить время простоя
неисправных машин и оборудования.
Одним
из наиболее перспективных методов восстановления и повышения противоизносных свойств деталей машин и оборудования
является электроискровая обработка (ЭИО) в газовой среде.
В силу
своей универсальности ЭИО эффективно применяется для упрочнения поверхностей
трения деталей машин и оборудования, для нанесения восстанавливающих покрытий
на поверхности терния, а так же создания на поверхности восстанавливаемой
детали покрытий со специальными свойствами. Нанесение электроискровых покрытий
(ЭИП) возможно двумя способами: ручным и механизированным. Процесс ручного
нанесения ЭИП имеет множество недостатков связанных с нестабильностью
характеристик наносимого ЭИП, так как нанесение ЭИП производит оператор,
качество покрытия зависит от его квалификации и усердия в работе, что не
допустимо при восстановлении ответственных деталей. [1,2]
Для
обеспечения стабильности и качества наносимого ЭИП, а так же для
повышение производительности работы созданы различные
механизированные установки специального и универсального назначения.
Механизированные
установки для нанесения ЭИП состоят из трех основных элементов: генератора технологического тока, электрод- инструмента и станка для закрепления обрабатываемой
детали. Генератор технологического тока предназначен для формирования
электрических импульсов с необходимыми параметрами, электрод- инструмент
необходим для закрепления рабочего электрода и передачи ему необходимого
движения, станок для закрепления обрабатываемой детали предназначен для
фиксации и взаимного перемещения детали
и электрод- инструмента. [4]
Таблица
1.
Характеристики электрод- инструментов для
электроискровой обработки металлических поверхностей.
Характеристики |
Электрод- инструменты |
|||
Тип электрода |
Проволочный |
Стержневой |
Дисковый |
|
По
числу электродов |
Многоэлектродный |
Одноэлектродный |
Многоэлектродный |
Одноэлектродный |
Вид
движения |
Вращение |
1.
Без движения 2.
Вибрация 3.
Вращение 4.
Вибрация вращением |
Вращение |
1.
Вращение 2.
Вибрация 3.
Вибрация с вращением |
Характер
контакта с поверхностью обработки |
Скользящий |
1.
Скользящий 2.
Ударный 3.
А)скользящий Б) бесконтактный 4. ударно- скользящий |
Ударно- скользящий |
1.
Ударный 2.
Скользящий 3.
Ударно скользящий |
Примеры
применения |
ЭФИ-54 |
Элитрон 440 Элитрон 504 КПМ
20 БИГ
3 ЭЛФА
541 |
КПМ
50 ЭФИ
66 Элитрон 347 |
КПМ
50 Элитрон 347 ЭФИ
54 |
В
таблице 1 приведены основные характеристики применяемых для ЭИО электрод- инструментов. Для нанесения электроискровых покрытий на
поверхность металла применяются электроды различного вида: проволочные
электроды малого диаметра, стержни различного сечения, а так же электроды в
форме диска.
Рисунок
1.
Кинематические схемы электрод- инструментов для ЭИО с
проволочными, стержневыми и дисковыми электродами.
На
рисунке 1 представлены схемы различных видов электродов с разными видами
движения: а) многоэлектродный щеточный, б)
одноэлектродный без движения, в) одноэлектродный вибрирующий, г) одноэлектродный вращающейся, д)
одноэлектродный с вибрацией и вращением, е) многоэлектродный вращающейся, ж)
дисковый вибрирующий, з) дисковый вращающейся, и) дисковый с вибрацией и
вращением.
1.
Проволочный электрод. Проволочные электроды не имеют широкого
применения на практике, они применяются в многоэлектродных щеточных электрод- инструментах. Данный
вид электрод- инструментов представляет собой два смежных металлических диска между которых
в радиальном направлении закрепляется отрезки проволоки одинаковой длины. Принцип работы такого электрод- инструмента заключается во вращении диска с большим количеством
оборотов, характер контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью –
скользящий. Такой вид электрод- инструментов нашел
свое применение в электронной промышленности, для нанесения благородных
металлов на контакты с целью понижения сопротивления. Использование данного
вида инструмента возможно на установках «ЭФИ- 54А» [9].
2.
Стержневой электрод. В процессе электроискровой обработки возможно
два варианта применения стержневых электродов, первый в составе
одноэлектродного электрод- инструмента, второе
многоэлектродного.
2.1
Одноэлектродные электрод- инструменты.
Применение одноэлектродных электрод- инструментов
возможно с несколькими видами характера движения: без движения, вибрация, вращение, вибрация с вращением.
Одноэлектродные
электрод- инструменты с первым типом движения являются
наиболее простыми, но для их работы необходим специальный генератор
независимого типа. Характер контакта данного электрода с поверхностью
восстанавливаемой детали близок к скользящему
безударному в силу продольной подачи электрода. Данный вид электрод- инструментов реализован в установках «Элитрон
440».
Принцип
работы электрод- инструмента с характером движения
вибрация, заключается в контакте электрода с обрабатываемой поверхностью детали
с определенной частотой. Электрод- инструменты с
вибрирующем типом стержневого электрода получили широкое применение в ручных
установка ЭИО. Один из примеров применения инструмента с вибрирующим типом
электрода является установка «Элитрон 504».
К
электрод- инструментам с вращающемся электродом
относятся инструменты работающие в бесконтактном или скользящем режимах
контактов. Бесконтактный процесс ЭИО реализуется за счет малых зазоров между
электродом и обрабатываемой поверхностью с постоянным контролем зазора между
ними. Вращающиеся электроды получили применение в установках типа «ЭЛФА», «БИГ
3», «КПМ 20».
Тип
движения электрода вибрация с вращением является наименее реализованным в силу
сложного ударно- скользящего характера контакта электрода с поверхностью
детали.
2.2
Многоэлектродные электрод- инструменты. К
многоэлектродным электрод- инструментам относятся
инструменты в работе которых используется более одного рабочего электрода. Как
показано на рисунке 1, на диск инструмента крепятся электроды одинаковой длины
в радиальном направлении из одного электродного
материала, каждый электрод подключен к отдельному разрядному контуру. В
основании электрода устанавливается упругий элемент (пружина) за счет чего
электроды имеют возможность движения вокруг оси крепления, а так же упругий
элемент обеспечивает необходимую силу прижатия электрода к поверхности
обрабатываемой детали. В процессе работы электроды с ударом входят в контакт с
деталью, после чего скользят по поверхности и выходят из контакта.
Многоэлектродные электрод- инструменты используются в
таких установках для ЭИО как, «ЭФИ 66», «Элитрон
347», «Алиер Металл».
3. Дисковый электрод. На практике возможно
применение нескольких схем электроискровой обработки с использованием дисковых
электродов: с вибрацией, с вращением, с вибрацией и вращением электрода. В
процессе нанесения покрытий на поверхность детали происходит равномерное
расходование электродного материала за счет его вращения, а так же за счет силы
трения возникающей при продольном перемещении относительно детали. Дисковые
электроды используются в установках «ЭФИ 54», «Элитрон
345», «Алиер Металл», которые применяются для
нанесения покрытий толщиной 10-30 мкм.
Рассмотренные
в данной статье электрод- инструменты имеют различия
по назначению, конструкции, а так же обладают различными технологическими
особенностями применения в производстве. В таблице 2 представлены основные технологические параметры применения
рассмотренных электрод- инструментов, которые могут
быть рекомендованы при их использовании
на практике.
Таблица
2.
Технологические особенности применения электрод-
инструментов для электроискровой обработки.
Тип электрод-
инструмента |
Энергия импульсов, Дж |
Частота вибрации, Гц |
Частота вращения, об/мин. |
Многоэлектродный щеточный |
1,0 |
Нет |
1000 |
Одноэлектродный без движения |
1,0 |
Нет |
Нет |
Одноэлектродный вибрирующий |
10 |
1000 |
Нет |
Одноэлектродный вращающейся |
3 |
Нет |
3000 |
Одноэлектродный с вращением и
вибрацией |
3 |
1000 |
3000 |
Многоэлектродный вращающейся |
20 |
Нет |
300 |
Дисковый вибрирующий |
5 |
300 |
Нет |
Дисковый вращающейся |
3 |
Нет |
100 |
Дисковый с вибрацией и
вращением |
5 |
300 |
100 |
На
основании выше сказанного можно сделать вывод, что при электроискровой
обработке металлических поверхностей деталей, используются электрод- инструменты различных кинематических схем и конструкций,
все они могут применяться при ручной и механизированной ЭИО различных деталей
машин.
Список литературы:
- Иванов В. И., Верхотуров А. Д., Коневцов Л. А. Критерии оценки эффективности формирования поверхностного слоя и его свойств при электроискровом легировании / Технология машиностроения. - 2016. - № 12. - С. 5-14. - Библиогр.: с. 14.
- Верхотуров А. Д. Становление метода электроискрового легирования и перспективы его развития на Дальнем Востоке // Вестник Амурского государственного университета. - 2016. - Вып. 75: Сер. Естеств. и экон. науки. - С. 140-150 : рис. - Библиогр.: с. 150.
- Черноиванов В.И. Состояние и перспективы применения электроискровых технологий в ремонтном производстве. // Труды ГОСНИТИ.2010.Т.106. С. 19-24 Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика) / МГУ им. Н.П.Огарева и др.; Ф.Х. Бурумкулов, П.П.
- Лезин, П.В. Сенин, В.И. Иванов, С.А. Величко, П.А. Ионов. – Саранск: тип. «Красный Октябрь» – 2003. – 504 с.
- Верхотуров А.Д., Муха И.М. Технология электроискрового легирования металлических поверхностей. - Киев: Техника, 1982.
- Гитлевич А.Е., Михайлов В.В., Парканский Н.Я., Ревуцкий В.М. Электроискровое легирование металлических поверхностей. – Кишинев: Штиинца, 1985. – 196 с.
- Сафронов И.И., Цуркан И.В., Фатеев В.В., Семенчук А.В. Электроэрозионные процессы на электродах и микроструктурно-фазовый состав легированного слоя. – Кишинев: Штиинца, 1999. – 591 с.
- Елисеев Ю.С., Саушкин Б.П. Электроэрозионная обработка изделий авиационно-космической техники / Под ред. Б.П. Саушкина. – М.: Изд-во МВТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. – 437 с.
- Рябов В.П., Сильянова С.А., Базылько А.Г. Установка для электроискрового серебрения «ЭФИ-54А» / Информ. листок межотр. №56. Кишинев: МолдНИИНТИ. – 1974. – 4 с.
- Коваль Н.П., Зайцев Е.А., Верхотуров А.Д., Матраницкий А.П., Говберг М.Г. Установка электроискрового механизированного легирования «ЭФИ-66». / Электронная обработка материалов. – 1974, №1. С. 82-84.
Комментарии: