Исследование и отработка технологического процесса электроэрозионного перфорирования деталей из титановых сплавов многоэлементными электродами

• Автор: Злыгостев, Алексей Михайлович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 117 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ОСОБЕННОСТЕЙ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ
1.1. Физико-химические процессы при электроэрозионной обработке
1.2. Роль параметров электрического импульса
1.3. Влияние электродных материалов и состава рабочей жидкости на технологические характеристики процесса
1.4. Точность и качество электроэрозионной обработки .
1.5. Обработка титановых сплавов
1.6. Особенности многоэлектродной обработки
1.7. Выводы и постановка задач исследований
Глава 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты и методы исследований
2.2. Оборудование для проведения исследований
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ЭЛЕК ГРОЭРОЗИОННОГО ПЕРФОРИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ
3.1. Исследование режимов по методике планирования многофакторных экспериментов
3.2. Исследование параметров электрического режима
3.3. Исследование условий устойчивости процесса на различных стадиях обработки
3.4. Исследование физико-механических свойств обработанной поверхности
3.5. Выводы
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ОБРАБОТКИ, РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ И РАБОЧЕГО ИНСТРУМЕНТА
4.1. Конструктивные особенности панели защитного устройства

4.2. Модернизация универсального копировально-прошивочного станка 4Е
4.3. Отработка схемы многоконтурной обработки и создание станка мод. МЭ-
4.4. Отработка схемы с вертикальным расположением заготовки и создание станка СЭП-
4.5. Рабочий инструмент для перфорирования панели
4.5.1. Разработка конструкции и отработка технологии изготовления электродов
4.5.2. Исследование влияния структуры электродного материала на технико-экономические показатели процесса обработки
4.5.3. Разработка методики расчета рабочего профиля элементарного электрода
4.6. Выводы
Глава 5. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕТКТРОЭРОЗИОННОГО ПЕРФОРИРОВАНИЯ
5.1. Разработка технологических рекмендаций по внедрению процесса электроэрозионного перфорирования панели защитного устройства
5.1.1. Разработка технологической оснастки и обоснование выбора рабочей жидкости
5.1.2. Разработка способа регулирования тока импульсного генератора
5.1.3. Разработка и внедрение типового технологического процесса
5.2. Отработка и внедрение технологического процесса перфорирования контровочных отверстий
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Для современного уровня развития техники характерно использование в конструкциях машин и аппаратов материалов с улучшенным комплексом механических свойств. Титановые сплавы являются перспективным материалом для многих областей машиностроения благодаря их высокой удельной прочности, сопротивлению усталости, вязкости разрушения и коррозионной стойкости, относительно низкому удельному весу.
Благодаря этим свойствам титановые сплавы находят все более широкое применение в авиационно-космической промышленности. В условиях жесткой конкуренции повышение летных характеристик летательных аппаратов является актуальной задачей, решение которой обеспечивается, в том числе, и применением современных материалов. Применение традиционных операций механической обработки для изготовления деталей из титановых сплавов связано со значительным расходом режущего инструмента, высокой трудоемкостью, а, в некоторых случаях, и с невозможностью получить необходимую конфигурацию или качество обработанной поверхности.
Эффективное изготовление деталей из титановых сплавов базируется на применении новейших технологий их обработки, что, в свою очередь, приводит к необходимости проведения научных исследований непосредственно в производственных условиях с целью оптимизации технологических процессов, созданию средств оснащения и инструмента. На практике все большее применение находят методы электротехнологии, которые ввиду своей универсальности позволяют обрабатывать материалы с различными физико-механическими свойствами. Данная работа посвящена одному из наиболее перспективных методов обработки титановых сплавов - электро-эрозионной обработке, и, в частности, способу электроэрозионного перфорирования отверстий. Использование этого способа обеспечивает возможность одновременной обработки большого количества отверстий независимо от их геометрии и пространственного расположения посредством сборных многоэлементных электродов. Внедрение методов электроэрозионной обработки позволяет в 2... 10 раз повысить производительность труда, улучшить качество деталей, сократить брак, экономить дорогостоящий режущий инструмент, уменьшить число операций, сократить долю ручного труда, широко использовать многостаночное обслуживание.
Таким образом, дальнейшее расширение объемов внедрения электроэрозионного метода обработки за счет исследования и разработки новых технологических процессов и соответствующих устройств для их реализации, является важной народнохозяйственной задачей для решения проблем произ-

ли сквозную прошивку образцов из титанового сплава ВТ20 толщиной 2 мм. Время обработки фиксировалось по секундомеру, амплитуду рабочего тока снимали по осциллографу. Данные приведены в табл. 3.3.
Таблица 3.
Рабо- Эквивалентная площадь обработки, мм
чий ток, А 1050 2100 4200 8400 12600 1050 2100 4200 8400 12
Время обработки, мин Удельный съем , мм3/мин
4 140 - - - -
8 53 100 - - - 40
11 116 87 117 197 - 18 48 72
13 - 65 105 178 273 - 65 80 94
16 - 176 80 140 233 - 24 105 120
19 - - 124 122 212 - - 68 138
22 - - - 204 283 - - - 82
24 - - Разрушение элек- - - - -
тродов
Обработку вели на обратной полярности электродов, частота импульсов тока / =22 кГц, скважность д=2,2. Отсюда, согласно зависимости: Т~ 1// д , имеем величину длительности импульса 20 мкс. Изменение величины рабочего тока осуществлялось за счет подключения различных по величине групп силовых транзисторов в силовой цепи генератора.
Графически полученные зависимости представлены на рис. 3.1. Здесь каждой фиксированной точке на графике соответствует среднеарифметическое значение параметра из трех параллельных опытов.
Анализ полученных зависимостей позволяет говорить о наличии зоны оптимума производительности для каждой из исследуемых площадей обработки. Для первой группы электродов это амплитуда тока 8... 10 А, для второй - 14...16 А, для третьей - 16 18 А, для четвертой — 19...22 А. В ходе
эксперимента отмечено, что ток в 24 А является предельным для единичного электрода такого сечения. Дальнейшее увеличение амплитуды тока выше этого значения приводит к термическому разрушению отдельных электродов, искажению целостной картины перфорирования на образце.