Расчет и определение рациональных режимов для вырезной электроэрозионной обработки

И.Б. Ставицкий

Расчет и определение рациональных режимов  
для вырезной электроэрозионной обработки 

Учебно-методическое пособие

Федеральное государственное бюджетное  
образовательное учреждение высшего образования  
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана  
(национальный исследовательский университет)»

УДК 621.9.048.4
ББК 34.55
 
С76

Издание доступно в электронном виде по адресу 
ebooks.bmstu.press/catalog/52/book1983.html

Факультет «Машиностроительные технологии»

Кафедра «Инструментальная техника и технологии»

Рекомендовано Научно-методическим советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебно-методического пособия

Ставицкий, И. Б.
С76  
Расчет и определение рациональных режимов для вы-

резной электроэрозионной обработки : учебно-методическое 
пособие / И. Б. Ставицкий. — Москва : Издательство 
МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2019. — 32, [4] с. : ил. 

ISBN 978-5-7038-5114-2
Издание содержит варианты домашнего задания, предусмотренного 

учебным планом МГТУ им. Н.Э. Баумана. Показана методика расчета и 
определения рациональных режимов для вырезной электроэрозионной 
обработки материалов при изготовлении заданных сквозных полостей в 
заготовках, траектории движения проволочного электрода-инструмента 
с учетом назначенных режимов. Представлены формулы и справочные 
данные, необходимые для выполнения домашнего задания. 

Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по специаль-

ности 15.05.01 «Проектирование технологических машин и комплексов», 
специализация «Проектирование механообрабатывающих и инструментальных 
комплексов в машиностроении».

УДК 621.9.048.4
ББК 34.55

 
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019

 
© Оформление. Издательство 

ISBN 978-5-7038-5114-2 
 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019

Предисловие

Эффективность применения электроэрозионной обработки 
(ЭЭО) во многом определяется правильностью назначения режимов 
обработки. Выполнение вырезных операций с использованием 
нерациональных режимов приводит к существенному снижению 
производительности вырезки, обрывам проволочного электрода-
инструмента (ЭИ) и, как следствие, значительному увеличению 
времени обработки. 
Цель выполнения домашнего задания: ознакомление и освоение 
студентами методики расчета и определения рациональных 
режимов вырезной ЭЭО, а также определение траектории движения 
ЭИ относительно заданного профиля вырезаемой заготовки 
с учетом назначенных режимов.
Домашнее задание включает в себя расчет и определение рациональных 
режимов электроэрозионного изготовления сквозных 
полостей в заготовках на вырезных станках серии А207 отечественного 
производства с тиратронными генераторами импульсов, траектории 
перемещения проволочного ЭИ при вырезке полости, 
времени, необходимого для вырезания заданной полости на назначенных 
режимах. Пособие содержит все формулы и справочные 
данные, которые потребуются для выполнения домашнего задания.
Издание подготовлено в помощь студентам для самостоятельной 
работы по освоению методики и получению практических 
навыков расчета и определения рациональных режимов ЭЭО при 
изучении раздела «Электроэрозионная обработка» дисциплины 
«Теория физико-химических методов обработки». Пособие соответствует 
учебной программе Федерального государственного 
образовательного стандарта по специальности 15.05.01 «Проектирование 
технологических машин и комплексов» факультета «Машиностроительные 
технологии» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Условные обозначения

 B 
— ширина прорезаемого паза

C  
— емкость конденсатора

 F 
— сила натяжения проволочного ЭИ 

f  
— частота импульсов напряжения

 H 
— толщина обрабатываемой заготовки

Iср  — средний ток
Iср.и  — средний ток в импульсе
M  — скорость съема материала (мм3/мин)
 P 
— периметр вырезаемой полости

 T 
— период следования импульсов

Tст  — время, необходимое для вырезки заданной полости
tи  
— длительность импульса

tос  
— время технологического останова ЭИ в углах вырезаемой 

  
 
полости

tп  
— длительность паузы между импульсами

 U 
— среднее напряжение на электродах в импульсе

U т — напряжение на тиратроне
U x.x  — максимальное напряжение импульса холостого хода
V  
— производительность обработки (мм2/мин) 

Vл  
— линейная скорость обработки (скорость прорезания паза) 

 VЭИ — скорость перемотки проволочного ЭИ 
W  — энергия импульса 

Введение

Сквозные полости в деталях наиболее технологично выполнять 
вырезной ЭЭО. В настоящее время этот вид обработки широко 
применяют в инструментальном производстве при изготовлении 
матриц, пуансонов, съемников разделительных штампов, шаблонов, 
фасонных резцов, ЭИ, а также сложнопрофильных деталей 
для радиоэлектронной, приборной, авиационной и других отраслей 
промышленности [1].
Проектирование вырезных операций ЭЭО включает в себя 
назначение режимов. На практике рациональные режимы ЭЭО 
обычно устанавливают по эмпирическим зависимостям. На многих 
современных вырезных станках выбор режимов осуществляют посредством 
специального программного обеспечения, установленного 
в систему ЧПУ станка. Однако далеко не все станки оснащены 
таким программным обеспечением, что заставляет операторов 
или технологов при назначении рациональных режимов пользоваться 
многочисленными справочными данными, представленными 
в литературных источниках или паспорте станка, и владеть 
методикой назначения рациональных режимов. Кроме того, при 
выполнении вырезных электроэрозионных операций необходимо 
определять ширину реза, что требуется для коррекции траектории 
движения ЭИ относительно заданного профиля вырезаемой заготовки 
и обеспечения заданной точности получаемой полости или 
профиля детали. При этом ширина реза и, следовательно, значение 
эквидистанты для коррекции траектории ЭИ также зависят от 
применяемых режимов обработки. 

Содержание домашнего задания

В домашнем задании необходимо определить режимы и построить 
траекторию движения проволочного электрода-инструмента 
для электроэрозионной вырезки сквозной полости в детали.
Исходными данными для проектирования технологического 
процесса вырезной ЭЭО являются: геометрические характеристики 
обрабатываемой полости (толщина заготовки, периметр и 
количество углов полости), габаритные размеры и масса заготовки, 
требуемая шероховатость поверхности, точность обработки, 
материал заготовки.
Все необходимые исходные данные приведены в табл. 1, эскизы 
обрабатываемых деталей — в табл. 2. 

Таблица 1
Исходные данные 

Номер варианта

Номер детали

A
B
C
D
E
F
H
G
K
L
R

Материал

HRC

Ra, мкм

мм

1
1
90 100
50 40 10 10
5 10 25 25
–
Х12М
58 2,5
2
2
90
90
40 40
–
–
5
– 25 25
–
Х12М
58 2,5
3
3
70
70
20 20 10 10
10
– 25 25
–
ВК6
–
1,25
4
4
80
80
30 30
–
–
20
– 25 25 30
Х12М
58 2,5
5
5
80
70
20 30 20
–
20
– 25 25
–
Х12М
58 2,5
6
6
90
70
20 40 10 10
10 10 25 25
–
Х12М
58 2,5
7
7 100
90
40 50 10 10
15
– 25 25
–
Х12М
58 2,5
8
8 100
80
30 50 15
5
15 20 25 25
–
Х12М
58 2,5
9
9
70
60
20 30 10 10
20 10 20 20
–
Х12М
58 2,5
10
10
60
70
20 20 10 20
5
5 20 30
–
Х12М
58 1,25
11
1
90
90
40 40 20
5
15
5 25 25
–
Х12М
58 2,5
12
2
80
80
30 30
–
–
20
– 25 25
–
Медь М1
–
2,5
13
3
90
80
30 40 20 15
10
– 25 25
–
Х12М
58 2,5
14
4 100
70
20 50
–
–
10
– 25 25 15
Х12М
58 2,5
15
5
90
70
20 40 20
–
10
– 25 25
–
Х12М
58 1,25

Номер варианта

Номер детали

A
B
C
D
E
F
H
G
K
L
R

Материал

HRC

Ra, мкм

мм

16
6
60
55
15 20
5
5
5
5 20 20
–
ВК6
–
1,25
17
7
90
80
30 40 20 20
10
– 25 25
–
Х12М
58 2,5
18
8
90
90
40 40 15 10
10 20 25 25
–
Медь М1
–
2,5
19
9
90
80
30 40 10 20
15 10 25 25
–
Х12М
58 2,5
20
10
70
65
15 30
5 15
20 10 20 30
–
Х12М
58 2,5
21
1
80
80
30 30 15
5
15
5 25 25
–
Х12М
58 2,5
22
2
70
70
20 20
–
–
10
– 25 25
–
ВК6
–
1,25
23
3
80
80
30 30 15 15
20
– 25 25
–
Х12М
58 2,5
24
4
90
90
40 40
–
–
5
– 25 25 50
Х12М
58 2,5
25
5 100
80
30 50 20
–
5
– 25 25
–
Медь М1
–
2,5
26
6
90
90
40 40 15 20
10 15 25 25
–
Х12М
58 2,5
27
7
65
60
25 16
8 15
10
– 20 20
–
Х12М
58 2,5
28
8 110
80
30 60 20 15
20 15 25 25
–
Х12М
58 2,5
29
9
60
90
40 20
5 15
20
5 20 25
–
Х12М
58 2,5
30
10
90
75
20 40 15 20
15 10 25 25
–
Медь М1
–
2,5
31
1
70
70
20 30 10
4
25
4
20 25
–
Х12М
58 2,5
32
2
60
60
14 14
–
–
10
– 23 23
–
Х12М
58 1,25
33
3
90
90
40 40 10 10
5
– 25 25
–
Х12М
58 2,5
34
4
90
80
30 40
–
–
15
– 25 25 20 
Х12М
58 2,5
35
5
60
40
10 20
–
–
15
– 20 15
–
ВК6
–
1,25
36
6
80
80
30 30 10 10
25 10 25 25
–
Х12М
58 2,5
37
7
70
80
30 20 10 10
20
– 25 25
–
Х12М
58 2,5
38
8
70
60
20 30 10
5
15 10 20 20
–
Х12М
58 1,25
39
9
75 100
50 25 10 35
15 10 25 25
–
Х12М
58 2,5

40
10 100
70
20 50 10 20
10 10 25 30
–
Х12М
58 2,5

Примечание. Точность выполнения профиля полости детали для всех вариантов 
составляет 0,03 мм.

Окончание табл. 1

Таблица 2
Эскизы обрабатываемых деталей 

При выполнении домашнего задания следует:
 •определить и назначить рациональные режимы для электроэрозионной 
вырезки сквозной полости в детали согласно заданному 
эскизу; 

 •определить траекторию движения проволочного ЭИ по заданным 
координатам вырезаемой полости с учетом межэлектродного 
промежутка и диаметра применяемого ЭИ.

Окончание табл. 2

Порядок выполнения домашнего задания

1. Выбрать согласно варианту домашнего задания: чертеж изготавливаемой 
полости; марку обрабатываемого материала; технические 
требования, предъявляемые к полости. 
2. Выбрать модель электроэрозионного станка. 
3. Определить материал и диаметр используемого проволочного 
ЭИ. 
4. Назначить число проходов при вырезке заданной полости.
5. Определить для каждого прохода следующие характери-

стики.
5.1. Параметры импульсов:
 •максимальное напряжение U x.x  (В) импульсов холостого 

хода;

 •напряжение U т  (кВ) на тиратроне; 
 •емкость C (пФ) конденсатора;
 •энергию W (мкДж) импульсов; 
 •длительность tи  (мкс) импульсов;
 •частоту f (кГц) следования импульсов напряжения;
 •длительность tп  (мкс) паузы между импульсами;
 •средний ток Iср  (А);
 •средний ток Iср.и  (А) в импульсе.
5.2. Скорость перемотки VЭИ (мм/с) проволочного ЭИ и 
силу его натяжения F ( Н). 
5.3. Ширину B (мкм) прорезаемого паза.
5.4. Время tос  (с) технологического останова в углах прорезаемой 
полости.
5.5. Линейную скорость Vл  (мм/мин) обработки, производительность 
V (мм2/мин) обработки и скорость M (мм3/мин) 
съема материала.
5.6. Время Tст  (мин), необходимое для вырезки заданной 
полости.
6. Для каждого прохода построить траекторию перемещения 
проволочного ЭИ при вырезке заданной полости.