Hur man löser det instabila urladdningsfenomenet av elektriska urladdningsmaskiner under bearbetning

Stabiliteten av urladdning i elektriska urladdningsmaskiner under bearbetning påverkar direkt kvaliteten och effektiviteten av bearbetning, och är en av de viktiga indikatorerna för att mäta effektiviteten av hela bearbetningsprocessen. Därför har det alltid varit ett problem för tekniker inom elektrisk urladdningsbearbetning, och hur man uppnår hög stabilitet för bearbetning av elektrisk urladdning är också ett hett forsknings- och utforskningsämne inom det aktuella området för bearbetning av elektrisk urladdning. Nedan, baserat på mina år av erfarenhet av elektrisk urladdningsbearbetning, kommer jag att förklara fenomenet instabil urladdning under bearbetning, analysera dess orsaker och föreslå några förbättringsåtgärder.
1. Översikt över urladdningsprocessens mekanism för elektriska urladdningsmaskiner vid bearbetning.
Elektrisk urladdningsbearbetning består av många mikroskopiska enpulsurladdningsprocesser. Den normala enpulsurladdningsprocessen inkluderar jonisering och nedbrytning av mediet mellan de två polerna, vilket bildar en urladdningskanal. Den momentana höga temperaturen i utloppskanalen gör att arbetsvätskan förgasas och spricker, metallmaterial smälter och förgasas och det momentana höga trycket gör att bearbetningsspånen kastas in i arbetsvätskan. Med korsningen av pulsurladdningen genomgår mediet mellan de två polerna avjonisering, återställande isolering och en komplex process. Grundtillståndet för varje pulsurladdning i urladdningsgapet under elektrisk urladdningsbearbetning kallas urladdningstillstånd. Det finns fem typer av urladdningstillstånd: öppen krets, gnisturladdning, övergångsbågarladdning, bågurladdning och kortslutning. Olika urladdningstillstånd förekommer växelvis och sannolikt vid faktisk bearbetning. För att uppnå stabil bearbetning av elektrisk urladdning är det nödvändigt att reducera onormala urladdningstillstånd vid pulsurladdning och säkerställa en god cykel av en pulsurladdningsprocess.
2. Utvärdering av stabiliteten hos elektrisk urladdningsbearbetning och dess påverkan.
Det finns en serie derivatfenomen vid elektrisk urladdningsbearbetning, och genom de yttre manifestationerna under bearbetningsprocessen kan bearbetningens stabilitet förstås och onormala urladdningstillstånd kan upptäckas. Vid normal bearbetning är den observerade gnistfärgen vanligtvis blåvit med en röd flamfärg, och gnistan är liten och enhetlig. Bearbetningsvätskeytan avger rökfria små bubblor och ljudet av gnistor som hörs är tydligt och kontinuerligt. Verktygsmaskinens ström och voltmeter svänger regelbundet, och servoindikatorn matar med konstant hastighet. Tömningstiden och verktygslyften under bearbetningen fortsätter regelbundet. Verktygsmaskinens djupdetekteringsvärde visar en stabil utveckling. Tvärtom, när urladdningen koncentreras på ett ställe under bearbetningen, är gnistfärgen klarröd, vätskenivån avger vit rök och stora bubblor, gnistexplosionsljudet är lågt och matt, ström- och voltmeterns pekare svänger kraftigt , och det instabila urladdningsfenomenet med servomekanismens skarpa hopp kan bedömas som möjligheten av bågarladdning, vilket ofta gör att elektroden och arbetsstycket bildar kol och brinner. Övergångsbågarladdningen är något sämre än det normala gnisturladdningstillståndet under bearbetning. Det visas att urladdningsljudet är ojämnt, bubblorna som genereras är större än vid normal urladdning, strömmen och voltmetern har uppenbara fluktuationer, urladdar under en kort tid under bearbetningen och lyfter verktyget ofta. Djupdetekteringsvärdet fluktuerar kraftigt fram och tillbaka, vilket visar ett bakåtriktat mönster för tur och retur. Övergångsbågsurladdning förekommer ofta vid precisionsbearbetning, och dess destruktiva kraft är relativt lätt, men den omvandlas lätt till ljusbågsurladdning. Enstaka urladdningar utan belastning (öppen krets) och kortslutning under bearbetning är tillåtna. Under tomgångsurladdning finns det en spänning större än 50V på gnistgapet, men ingen ström flyter genom den. Amperemetern visar ingen kortslutning och urladdningsgapet är direkt anslutet av en kortslutning. När gapet är kortslutet är strömmen hög, men spänningen i båda ändarna av gapet är liten. Kortslutning kan lätt skada elektroden, och frekventa kortslutningar kan orsaka defekter i arbetsstycket och elektroden lokalt. Både tomgångsurladdning och kortslutning har ingen effekt på erosionen och bearbetningen av arbetsstycket, vilket påverkar bearbetningshastigheten. Baserat på det stabila tillståndet under bearbetningen kan urladdningstillståndet för bearbetningen bestämmas. Som nämnts tidigare stör fenomenet instabil urladdning normal gnisturladdning och kan lätt övergå till ett onormalt urladdningstillstånd. Instabil urladdning minskar också bearbetningshastigheten avsevärt, vilket resulterar i ojämn ytjämnhet och till och med allvarliga problem med ytkvaliteten. Gör att ytdefekter uppstår på elektroden. Det oregelbundna gnistgapet i ett instabilt urladdningstillstånd gör det svårt att exakt kontrollera bearbetningsstorleken och påverkar bearbetningsnoggrannheten. Det kan ses att säkerställandet av en stabil urladdning under bearbetningen är av stor betydelse för bearbetningen.
3. Orsaker till instabila utsläpp och förbättringsåtgärder.
(1) Elektriska urladdningsmaskiner med dålig urladdningsprestanda upplever ofta instabil urladdning under bearbetning. Elektrisk urladdningsbearbetning bygger huvudsakligen på den goda bearbetningsprestandan hos verktygsmaskiner för att slutföra bearbetningen. Högklassiga elektriska urladdningsmaskiner är utrustade med olika pulsutgångskretsar, och spindeln har höghastighets- och högresponsservoegenskaper, vilket kan uppfylla kraven på hög stabilitet och högkvalitativ bearbetning under bearbetning. Om verktygsmaskinens bearbetningsprestanda är dålig, uppstår ofta okontrollerbar urladdningsinstabilitet under bearbetningen, vilket allvarligt påverkar bearbetningskvaliteten. Arbetsprestandan hos verktygsmaskinens pulsströmförsörjning och onormaliteten i verktygsmaskinens servomatningssystem är huvudorsakerna till den frekventa förekomsten av urladdningsinstabilitet vid bearbetning orsakad av de inneboende orsakerna till verktygsmaskinen för elektrisk urladdning. Om vågformen för verktygsmaskinens pulsströmförsörjning är onormal kan bearbetningen inte fortsätta stabilt. För att uppnå stabil urladdningsbearbetning är det nödvändigt att kräva att verktygsmaskinens pulsströmförsörjning matar ut en serie godartade pulser, fungerar stabilt och tillförlitligt och är fri från yttre störningar. Verktygsmaskinens servomatningssystem ska ha hög känslighet och kunna noggrant detektera gnistgapet i urladdningstillståndet, automatiskt justera för onormal urladdning och minimera justeringen och eftersläpningen så mycket som möjligt. På grund av komplexiteten i problem som är relaterade till onormala verktygsmaskiners prestanda, bör användare omedelbart kontakta verktygsmaskinens serviceavdelning efter att ha bekräftat att det är ett problem med verktygsmaskinen, och be professionell personal att reparera och felsöka.
(2) Felaktig justering av elektriska parametrar har en negativ inverkan på urladdningsstabiliteten. Felaktig användning av elektriska parametrar är huvudorsaken till instabil urladdning. Den elektriska standarden består huvudsakligen av tre stora elektriska parametrar: ström, pulsbredd och pulsgap. Användningen av överdriven ström, pulsbredd och pulsgap är huvudorsaken till det instabila urladdningsfenomenet som orsakas av orimlig justering av elektriska parametrar. De tre bör specifikt ställas in och väljas utifrån stabiliteten under bearbetningen och kraven på bearbetningsprocessindikatorer. I fallet med instabil urladdning är det första övervägandet att öka pulsgapet, vilket kan säkerställa avjonisering under bearbetning, förbättra spånavlägsningsförhållandena och ha liten inverkan på processindikatorer. För det andra, överväg att minska pulsbredden. Om pulsbredden är för stor blir det för många urladdningstider på kort sikt under bearbetningen, och det kommer inte att finnas tid att avjonisera under bearbetningen, vilket lätt kan leda till ljusbågsbränning. Andra parametrar är också viktiga under bearbetningen. Parametrar som lyfthastighet, urladdningstid och lyfthöjd som direkt påverkar spånavlägsnandet. Vid instabil urladdning bör knivlyfthastigheten accelereras, urladdningstiden bör minskas och knivlyfthöjden bör ökas. Vid hantering av elektriska parametrar bör särskild uppmärksamhet ägnas åt skillnaden i urladdningsstabilitet mellan grovbearbetning och precisionsbearbetning. Vid grov bearbetning, på grund av den höga urladdningsenergin, stora gnistgapet och god spånavlägsnande effekt, kan relativt stabil bearbetning ofta uppnås, medan vid precisionsbearbetning är motsatsen sant, som är benägen till instabil urladdning. Därför bör särskild övervakning utföras för precisionsbearbetning. Bearbetningens polaritet bör vara korrekt. Om den negativa polariteten (elektroden är negativ) av misstag används vid normal bearbetning, kan instabil urladdning inträffa och bearbetningen kan inte fortsätta. Därför bör bearbetningspolariteten ändras.
(3) Fenomenet med instabila utsläpp orsakade av felaktig vätskebehandling och kvalitetsproblem under bearbetningen. Elektrisk urladdningsbearbetning utförs i ett arbetsmedium. Arbetsvätskans isoleringsprestanda spelar en avjoniseringsroll i processen med pulsurladdning, accelererar kylningen av elektroden och arbetsstycket under bearbetning och suspenderar och släpper ut korrosionsprodukterna från urladdningsgapet. Vid elektrisk urladdningsbearbetning används ofta metoder för spolning och vätskeutvinning för att avlägsna spån för att undvika ljusbågsurladdning och säkerställa en stabil bearbetning. Men felaktiga vätskebehandlingsmetoder kan också påverka utsläppsstabiliteten. Överdrivet spolnings- och pumptryck kommer att göra det svårt att bilda utloppskanaler och ge instabila partiella utsläpp, särskilt vid efterbehandling. Spolnings- och pumptrycket kan styras inom ett kritiskt tryckområde nära stabil bearbetning. Felaktig oljespolningsriktning kan leda till ackumulering av bearbetningsspån och bildandet av instabila utsläpp, och det är lätt att bilda kolavlagringar. I allmänhet används spololja mot öppningsområdet, medan hällning av olja nedåt används för det blinda bottenområdet. Även om bearbetning av spolning och pumpning av olja effektivt kan tömma bearbetningsspån och förbättra tömningens stabilitet, kan ojämna flödesfält orsaka koncentrerad urladdning och sekundär urladdning, vilket i hög grad påverkar arbetsstyckets planhet och grovhet, vilket resulterar i ojämna urladdningsgap. Dessutom kan stark erosion orsaka onormal förlust av elektrodhörn. Så vid precisionsbearbetning används vanligtvis vätskebehandlingsmetoden för icke-spolning och nedsänkningsbearbetning, beroende på åtgärden att lyfta verktyget för att ta bort spån och uppnå stabil bearbetning. Detta ställer högre krav på konfiguration av verktygsmaskiner. När spindeln på en verktygsmaskin bearbetas med hög accelerationsmatning möjliggör den genererade sugeffekten en effektiv utmatning av bearbetningsspån, tjära och avgaser som finns mellan elektroden och arbetsstycket. Långvarig bearbetning kan orsaka för hög oljetemperatur, och om ytan på bearbetningsområdet inte kan kylas väl är det lätt att orsaka instabila utsläpp. Oljetemperaturen bör inte överstiga 35 grader, och vid behov bör en kylanordning installeras vid oljeinloppet till processvätskecirkulationssystemet för att kontrollera det. Kvaliteten på arbetsvätskan under bearbetning är också viktig för stabiliteten i bearbetningsutloppet. Den smutsiga bearbetningsvätskan som innehåller för mycket bearbetningsspån kan inte i tid lindra föroreningssituationen i utloppsgapet under bearbetning, vilket resulterar i att utsläppspunkterna inte sprids och att skadliga ljusbågar bildas. Bearbetningsvätskor av dålig kvalitet kan också orsaka instabila utsläpp under bearbetning på grund av deras dåliga prestanda. Den elektriska urladdningsbearbetningsvätskan som används kräver låg viskositet, hög isolering, förmåga att rensa urladdningskanaler, god fluiditet, permeabilitet och andra egenskaper. Det finns för närvarande många typer av speciella arbetsvätskor för elektrisk urladdningsbearbetning, och vissa framsteg har gjorts genom att lägga till relevanta tillsatser till arbetsvätskan, vilket kan förbättra urladdningsprestanda och stabilitet och kan användas.
(4) Inverkan av faktorer såsom typen och kvaliteten på elektrodmaterial som används, och sammankopplingen av processelektriska parametrar för olika elektrodmaterial på urladdningsstabiliteten. Elektrodmaterialet måste ha god ledningsförmåga och stabila urladdningsegenskaper. Elektroder av rena koppar har utmärkt bearbetningsprestanda, särskilt när det gäller bearbetningsstabilitet, och är inte benägna att bli bågarladdningar eller övergångsbågarladdningar. De kan urladdas stabilt i de flesta bearbetningsprocesser och används ofta. Stabiliteten för grafitelektrodbearbetning är god, vilket kännetecknas av att bibehålla stabil urladdning under grov bearbetning med hög ström och säkerställa låg elektrodförlust. Vid precisionsbearbetning är emellertid instabila urladdningsfenomen benägna att uppstå, vilket leder till bågbränning. Koppar-volframlegering och silver-volframlegering används sällan elektrodmaterial eftersom de är dyra. De kan fortfarande laddas ur stabilt i svårbearbetade delar som mikro- och djupa spår, med minimal elektrodförlust, och övervägs för användning vid precisionsbearbetning. Det valda elektrodmaterialet måste säkerställa kvalitet för att uppnå stabil urladdning under bearbetningen. Ren koppar måste vara elektrolytisk koppar fri från föroreningar och smidd. Det finns flera klassificeringar av grafitelektrodmaterial, såsom emi-kvalitet, ultrafin kvalitet, ultrafin kvalitet, finkvalitet, etc., som kan väljas baserat på noggrannhets- och effektivitetskraven för bearbetning. Kvaliteten på grafitmaterial bör vara jämnt organiserad, med god styrka och inte benägen att flagna under bearbetningen. När olika elektrodmaterial används för bearbetning är det nödvändigt att flexibelt hantera parningen av elektriska parametrar för att uppnå stabil urladdning under bearbetningen, bra bearbetningsresultat och värdet av det valda materialet. Nuförtiden kan många elektriska bearbetningsmaskiner automatiskt para ihop elektriska parametrar baserat på olika kombinationer av bearbetningsmaterial. Elektrisk parameterparning handlar huvudsakligen om storleken på ström, pulsbredd och pulsgap. Baserat på prestanda hos elektrodmaterialet, välj lämpliga elektriska parametrar för att utnyttja materialets bearbetningsfördelar och hantera defekterna i dess bearbetning. På grund av den olika användningen av verktygsmaskiner.
(5) Det orimliga valet av processmetoder resulterade i instabila utsläpp under bearbetningen. Huruvida processmetoden för elektrisk urladdningsbearbetning är rimlig och genomförbar är också nyckeln till att uppnå stabil bearbetning. De flesta bearbetning innebär att man använder grovbearbetningselektroder för att ta bort en stor mängd metall och sedan ersätta dem med halvprecisions- eller precisionsbearbetningselektroder för att slutföra övergångs- eller precisionsbearbetning. Nyckeln till denna processmetod är att använda elektrodskakning under bearbetningen för att förbättra spånavlägsnandet och uppnå stabil bearbetning. Genom att använda metoden för fri translation under flerstegs bearbetningsförhållanden, utför de andra två axlarna utökade rörelser samtidigt som bearbetningsdjupet ökar. Användningen av skakning vid bearbetning kan göra urladdningen mer stabil, minska sekundära urladdningsfenomen och få mer enhetlig ytjämnhet på sido- och bottenytor, vilket är allmänt antaget. Mängden skakkraft beror på formen och noggrannhetskraven för bearbetningsdelen och tas vanligtvis till cirka 0.03 mm vid precisionsbearbetning. På grund av den lilla skakkraften kommer det inte att påverka profileringsnoggrannheten för bearbetningen. Om skakmetoden inte används vid bearbetning är det svårt att uppnå stabil bearbetning under tömningsförhållanden med små gap. Det är lätt att hitta instabila bearbetningsfenomen orsakade av detta skäl vid precisionsbearbetning. Den sekundära urladdningen som bildas av instabil urladdning kan göra att bearbetningsstorleken blir för stor, och i fallet med bra spånavlägsnande förhållanden kan det också göra att bearbetningsstorleken blir för liten på grund av att det faktiska gnistgapet är mindre än elektrodskalningen mängd, vilket gör att storleken inte kan kontrolleras exakt. Användningen av skakningsprocessmetoden kan uppnå stabil bearbetning och effektivt lösa dessa problem.
(6) Svårbearbetade delar bidrar inte till stabil bearbetning. Vissa bearbetningsdelar är benägna att få instabil urladdning under bearbetningen på grund av deras bearbetningsbegränsningar. I början av ytbearbetning, vid bearbetning av skarpa och vassa delar, på grund av det lilla faktiska urladdningsområdet och hög strömtäthet, är koncentrationen av lokala korrosionsprodukter för hög, och urladdningspunkterna kan inte spridas och överföras. Resterande värme efter urladdning hinner inte diffundera och ackumuleras, vilket orsakar överhettning och skadar bearbetningens stabilitet. Det är nödvändigt att tillfälligt minska strömmen och gradvis öka den elektriska standarden efter att det faktiska bearbetningsområdet gradvis expanderar och bearbetningen gradvis stabiliseras. Vid bearbetning av djupa hål, lutande delar och djupa hålrumsdelar kan instabila urladdningar också uppstå under bearbetningen på grund av svårigheter att ta bort spån. Kräv lämpliga åtgärder för att förbättra prestanda för borttagning av spån. Bearbetningen av lutande elektroder måste ha en hög slaglutladdningshöjd. Delar med djupa hål och djupa kaviteter kan använda större skalning för elektroder för att förbättra spånavlägsnandet genom translation. Vid bearbetning av djupa cirkulära hål, med en C-axel installerad, en fixtur använd och koncentrisk, kan C-axeln rotera under bearbetningen, vilket ger en mycket stabil bearbetning. När bearbetning är möjlig använder hörnrengöringsdelen en 3-axellänkningsmetod, det vill säga snedbearbetning, för att undvika fenomenet med instabil urladdning på grund av den lilla ytan av bearbetningsdelen. Dessutom kan användning av lateral servobearbetning i vissa svårbearbetade delar också förbättra urladdningsstabiliteten. Användningen av att undvika tomrum och öppna avgas- och spånborttagningshål för elektroder kan också förbättra fenomenet med instabil urladdning i vissa svåra bearbetningssituationer.
(7) Det instabila urladdningsfenomenet som orsakas av bearbetningsproblem i bearbetningsprocessen. Instabila urladdningar kan också uppstå när vissa små steg i bearbetningsoperationerna inte hanteras korrekt. Små eller svåra att klämma fast arbetsstycken och elektroder kan lossna under bearbetningen på grund av bristen på tillförlitliga fastspänningsmetoder, vilket resulterar i instabil urladdning. Efter att ha bearbetats av en slipmaskin kommer arbetsstycket att generera magnetism, speciellt för små arbetsstycken. Om arbetsstycket bearbetas direkt av elektrisk urladdning utan avmagnetiseringsbehandling kommer det att göra att bearbetningsspånen adsorberas och blir svåra att ladda ur, vilket resulterar i instabil urladdning under bearbetningen. Därför är det nödvändigt att avmagnetisera arbetsstycket före bearbetning. Det finns skräp, rost och grader i bearbetningsområdet, vilket resulterar i mycket instabil urladdning i början av bearbetningen. Bearbetningen av delar med genomgående hål beaktar inte användningen av hål för borttagning av spån under fastspänning, vilket resulterar i blindbottenbearbetning, vilket kraftigt minskar bearbetningsstabiliteten. Fenomenet att "skjuta" under bearbetningen kan få arbetsstycket att lossna, och gasantändningsprocessen påverkar också bearbetningens stabilitet. Avvikelsen i elektrodkorrigeringen som gör att den lutar under bearbetningen kan också påverka urladdningens stabilitet något. Vid bearbetning av djupa hålrumsdelar, om det ackumulerade skräpet inte avlägsnas i tid med en borste, kan instabil urladdning uppstå under bearbetningen, vilket gör det svårt för bearbetningen att fortsätta smidigt. Baserat på orsakerna till instabila utsläpp under drift som nämnts ovan kan motsvarande åtgärder vidtas för att förbättra stabiliteten i behandlingen.
Baserat på analysen av orsakerna till instabil urladdning vid elektrisk urladdningsbearbetning i föregående text, kan det ses att urladdningen av bearbetningsspån spelar en avgörande roll för stabiliteten av elektrisk urladdningsbearbetning. De flesta åtgärder uppnås i princip genom att direkt eller indirekt förbättra bearbetningens urladdningsstatus, vilket uppnår stabil bearbetning under villkoret av jämn spånurladdning. Att förstå och eliminera olika störningsfaktorer vid elektrisk urladdningsbearbetning är en viktig garanti för att uppnå stabil urladdningsbearbetning. Genom att förbättra det instabila urladdningsfenomenet vid elektrisk urladdningsbearbetning kan onormal urladdning undvikas