Электрода инструмента

Устройство механизма с изменением активной площади электродов схематически показано на 5.27. Неподвижная часть состоит из симметрично расположенных и электрически соединенных электродов /. Секторо-образная пластина 2 вместе с указателем .?, укрепленная на оси, образуют подвижную часть. Под действием подведенного к электродам напряжения V создается электрическое поле. Силы электрического поля стремятся повернуть подвижную часть так, чтобы энергия электрического поля W3=1/2^/2C1 была наибольшей, т. е.

газовой средой, находятся два электрода, к которым подводится напряжение. Газовая среда ионизируется под действием ядерного излучения, цепь между электродами замыкается и появляется ток. Зависимость ионизационного тока / от приложенного к электродам напряжения V при постоянном составе и плотности газовой среды выражается кривыми, изображенными на 10-2 для разной степени ионизации. На участке / наблюдается линейная зависимость ионизационного тока от напряжения, затем возрастание тока замедляется, и на участке II ток достигает насыщения, являясь

Производительность фильтра и его КПД сильно зависят от приложенного к электродам напряжения, так как скорость дрейфа частиц к осадительным электродам и И ТОК короны /к связаны с напряжением на фильтре U соотношениями

Особенностью пробоя газов является немедленное (после пробоя) восстановление электрической прочности искрового промежутка (расстояния между электродами) после снятия приложенного к электродам напряжения.

Если камеру, содержащую газ, подвергнуть облучению, например, р-лучами, то между электродами, включенными в электричес-•кую цепь ( 8.16), потечет ток. Этот ток зависит от приложений^ к электродам напряжения, от плотности и состава газовой среды,

Ионизационные процессы сосредотачиваются в большом числе миниатюрных каналов. Плотность тока в канале, а следовательно, и температура газа ограничиваются плотностью тока смещения в диэлектрическом барьере, т. е. величиной произведения (uCsU°m, где Cg — удельная емкость барьера, U°m — амплитуда приложенного к электродам напряжения. Таким образом, при увеличении частоты источника увеличивается величина энергии, передаваемой через диэлектрический барьер. На IV. 14 представлена зависимость мощности разряда от частоты для системы металлических электродов, один из которых заключен в кварцевую трубку с толщиной стенки 1 мм и длиной 450 мм. Воздушный зазор между электродами 1 мм; мощность разряда растет с увеличением частоты и напряжения. Таким образом, применение повышенной частоты дает возможность увеличить производительность установок.

Важное значение имеют характеристики разрядных напряжений в масле по поверхности твердых диэлектриков. Здесь следует различать два основных типа устройств. В первом ( 29, а)' силовые линии электрического поля направлены вдоль поверхности раздела диэлектриков. Здесь при некотором значении приложенного к электродам напряжения происходит разряд по поверхности, причем разрядное напряжение мало отличается от величины разрядного напряжения чисто масляного промежутка при той же форме электродов. Приближенно можно принять, что при разряде по электрокартону, бумаге и лакоткани разрядное напряжение составляет 67% разрядного напряжения чисто масляного промежутка. Во втором типе ( 29, б) силовые линии электрического поля пересекают поверхность раздела и поверхностная емкость конструкции значительна. В этом типе конструкций при некотором напряжении наблюдается коронный разряд у электродов, который при повышении напряжения переходит в скользящий, завершающийся полным поверхностным перекрытием. Напряжение возникновения скользящих разрядов (амплитудное значение) может быть определено по формуле

Если камеру, содержащую газ, подвергнуть облучению, например, Р-лучами, то между электродами, включенными в электрическую цепь ( 246), потечет электрический ток. Этот ток зависит от приложенного к электродам напряжения, от плотности и состава газовой среды, размера камеры и электродов, свойств и интенсивности ионизирующего облучения и т. д. Эти зависимости используются для измерения различных неэлектрических величин (плотности и состава газовой среды, геометрических размеров и т. д.).

Выключение симисторов за счет изменения полярности приложенного к главным электродам напряжения также связано с процессом рассасывания избыточных носителей и протеканием через выключающуюся часть структуры обратного тока, в связи с чем встречно-параллельно включенная тиристорная структура из-за большой скорости нарастания на ней прямого напряжения может быть самопроизвольно включена. Поэтому и для симисторов необходима защитная 7?С-цепочка.

По указанным причинам зависимость силы тока через электролит от приложенного к электродам напряжения имеет вид, изображенный на 421, и выражается формулой:

Типовая схема включения фотоосветительных ламп ( 102). При включении источника питания к электродам импульсной лампы прикладывается напряжение зажигания. Одновременно заряжаются конденсатор Ct большой емкости (порядка сотен и тысяч микрофарад) через резистор Rlt и конденсатор С2 малой емкости через резистор Яг. Если наполняющий лампу газ каким-либо способом ионизировать, то в ней произойдет мощный искровой разряд. Для ионизации газа к поджигающему электроду подается электрический потенциал порядка 10 кв. При замыкании ключа К конденсатор С2 разряжается через обмотку / высоковольтного трансформатора и резистор /?3. Во время разряда в обмотке // индуктируется высоковольтный импульс поджигающего напряжения. В момент ионизации газа внутреннее сопротивление лампы резко па- 102. Типовая схема дает и под воздействием приложенного включения фотоосвети-к электродам напряжения зажигания от тельных ламп, конденсатора Сх начинается разряд. Искровой разряд прекращается, когда напряжение на конденсаторе Сх не упадет до нескольких десятков вольт.

Как уже упоминалось, эрозии подвергаются оба электрода. Эрозия электрода-инструмента крайне нежелательна как из экономических соображений, так и ввиду того, что форме инструмента придают обычно обратный характер по сравнению с желаемой формой изделия. Чем меньше изменяется в процессе обработки форма электрода-инструмента, тем больше соответствует форма изделия заданной.

Для уменьшения эрозии электрода-инструмента электрическим импульсам, возбуждающим разряды в меж-электродном промежутке, придают униполярный харзк-тер, так как обычно при таком характере импульсов эрозия одного из электродов оказывается меньшей. Как правило, меньше изнашивается катод, поэтому чаще всего электрод-инструмент подключают к отрицательному полюсу генератора импульсов.

Эрозий электродов в широкой степени зависит от теплофизических свойств материалов — от его теплопроводности и температуры плавления. Нагрев поверхности более теплопроводного материала при той же энергии импульса меньше, так как теплота быстрее уходит в глубь материала. Поэтому электроды-инструменты выполняются обычно из латуни, меди, алюминия; их эрозия оказывается намного меньшей, чем эрозия сталей или твердых сплавов. С другой стороны, выброс материала при прочих равных условиях тем меньше, чем выше температура плавления материала. Поэтому иногда применяют для изготовления электрода-инструмента тугоплавкие материалы, например графит, вольфрам, композиции меди и вольфрама. Эти материалы, однако, очень дороги и хуже обрабатываются, тогда как медные и латунные электроды дешевы и могут быть выполнены любой формы.

пульса теплота скорее рассеивается в толще электрода с большей теплопроводностью, тогда как при очень кратковременных импульсах (микросекунды и десятки микросекунд) разница в эрозии более и менее теплопроводных материалов уменьшается. Таким образе м, применяя униполярные импульсы, подбирая мате-риал для электрода-инструмента и регулируя электрический режим обработки, можно добиться малой эрозии инструмента, а в ряде случаев практически свести ее к нулю.

В отличие от электрохимической, при электроэрозионной обработке структура поверхностного слоя обрабатываемого изделия меняется, так как она подвергается действию высокой температуры; кроме того, не весь расплавленный металл удаляется из межэлектродного пространства, часть его остается и застывает по окончании импульса в образовавшейся лунке. Одновременно происходит насыщение поверхности изделия продуктами испарения рабочей жидкости и электрода-инструмента, например углеродом. Этим можно воспользоваться для внесения в поверхностный слой и полезных легирующих добавок, например вольфрама, кобальта, титана.

Одним из факторов, позволяющих ПОВЫСИТЬ ПрОИЗВО-дительность процесса, является принудительное удаление продуктов эрозии из межэлектродного пространства, что особенно важно, если поверхности электрода-инструмента и изделия велики. Этого можно достигнуть усиленным нагнетанием рабочей жидкости в межэлектродный зазор, сообщением вибрации одному из элек-тэодов или быстрым перемещением электродов относительно друг друга, например быстрым вращением одного или обоих электродов.

Технология и области применения электроэрозион-ной обработки. Электроэрозионную обработку применяют главным образом для изменения формы изделий из твердых сплавов или закаленной стали, которые с трудом обрабатываются на механических станках. Кроме того, существует ряд таких операций, которые вообще невозможно осуществить механическим способом, например прошивание мелких или криволинейных отверс-ТРИ в сплошном металле, изготовление фасонных плоскостей, вырезание деталей сложного профиля. Эти опе-рг.ции можно проводить путем взаимного перемещения электрода-инструмента по определенному закону так же, как в механических станках, но без силового взаимодействия инструмента и заготовки, так как съем металла с последней осуществляется не за счет механических усилий, а за счет электроэрозии. Второй способ—

копирование формы электрода-инструмента, представляющего собой обратное отображение формы детали. При этом инструмент, имеющий меньшие размеры, чем заготовка, внедряется в нее по мере удаления металла элгктроэрозией, опять-таки без механического воздейст-

Точность формы получаемых деталей при этом методе обработки зависит в основном от точности изготовления электрода-инструмента и его износа во время обработки.

На 9.3 приведены примеры некоторых характерных технологических операций, осуществляемых с помощью электроэрозионной обработки. На 9.3, а и б показано прошивание круглых или сложного профиля отверстий с помощью сплошного электрода-инструмента, а на 9.3, в — одновременное прошивание нескольких отверстий сложного профиля сборным многоэлектродным инструментом. Такого рода операции осуществляются при изготовлении матриц штампов, обработке полостей пресс-форм, изготовлении трафаретов.

В качестве материала электрода-инструмента чаще всего используют латунь, медь и бронзу, а для наиболее прецизионных работ — вольфрам, например в виде вольфрамовой проволоки. При обработке твердых сплавов для изготовления инструмента применяют также чугун, а при разрезных операциях — сталь.