15.2.3. Искровая обработка
Метод искровой или эрозионной обработки был разработан [71, 128, 148, 144] для создания отверстий в твердых сталях, но он оказался пригодным для производства небольших отверстий сложной формы в сверхвысокочастотных конструкциях.
Рис. 15. 8. Устройство для искровой обработки, в котором производится изготовление многощелевого направленного ответвителя в волноводе
Операция наполовину закончена.
Общий вид установки показан на рис. 15.8; из него видно, что процесс в основном связан с электрическим искровым разрядом, происходящим между электродом и обрабатываемой деталью. Разряды происходят в быстрой последовательности и действие, вызывающее эрозию, становится более интенсивным, если обрабатывающее устройство и деталь поместить в подходящий диэлектрик, например парафин или жидкое масло. Если не учитывать охлаждение, то свойство несжимаемости жидкости ограничивает выделенную энергию в очень малом объеме, в результате чего резко возрастает плотность энергии.
Резание металла искрой начинается, когда расстояние между электродом и обрабатываемой деталью становится меньше зазора, пробиваемого напряжением. В точке наибольшей напряженности поля возникает искра, в результате чего на обрабатываемой детали и в меньшей степени на электроде образуются углубления. Последующий искровой разряд происходит в другой точке с наибольшей напряженностью поля; этот процесс повторяется многократно и искровой разряд всегда будет происходит в точках с наибольшей напряженностью поля высоковольтного источника питания постоянного тока; разряд наступает при оптимальном напряжении. В
виду необходимости деионизации зазора частота искрового разряда ограничивается
Общая емкость конденсаторов определяется интенсивностью искрового разряда. Она влияет на скорость резания и на чистоту поверхности: чем интенсивнее искра, тем выше скорость резания, но тем грубее поверхность и углубления в ней больше. В Англии выпускается следующее, специально сконструированное для этих целей оборудование: «Спаркатрон» фирмы Impregnated Diamond Products, «Эродоматик» фирмы Wickman и «G. К. N» фирмы Welsh Metal Industries. Такие устройства могут быть оснащены следящим приводом [114].
На практике зазор между электродом и обрабатываемой деталью составляет около
и поэтому возможно вырезать отверстия достаточно сложной формы. Материал электрода выбирается в зависимости от обрабатываемого металла, так как электроды довольно быстро изнашиваются. Обычно электрод сгорает приблизительно в шесть раз медленнее, так что в начале обработки отверстие имеет небольшую конусность, но эта конусность устраняется, когда электрод проходит через обрабатываемую деталь, и неиспользованная ранее часть электрода доводит отверстие до требуемого размера. Размеры обычно выдерживаются с точностью
а поверхности отделываются до чистоты
На рис. 15.8 показаны небольшие поперечные и продольные щели, прорезанные в направленном ответвителе с помощью искрового разряда; для уменьшения времени изготовления несколько щелей прорезается за одну операцию. Установлено, что искровая обработка является вполне пригодной для изготовления антенных решеток со щелями в широкой стенке, а также анодных блоков магнетронов миллиметрового диапазона [82].