Диссертация (1173087), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Касаниеострия алмаза поверхности образца регистрируется по началу возрастанияусилия в устройстве измерения усилия.164Процессор приостанавливает скорость подачи, подводя фактическуювеличину контрольного усилия с заранее выбранной скоростью к предварительноопределенной величине усилия, и затем удерживает это контрольное усилиена период всего процесса производства отпечатка. Острие алмаза подается кповерхности образца с различной скоростью. Скорость подачи определяетсяпультом управления, который находится на внешней панели прибора, наоснове заданного контрольного усилия и выбранного диапазона измерения.По истечению этого выбранного времени удержания алмаз возвращается внерабочее состояние.
Полученный отпечаток, (см. рисунок 3.12) остается наобразце, а твердость фиксируется на пульте управления.Рисунок 3.12 – Расположение отпечатков на исследуемом образцеДанный прибор позволяет получить субмикронную точность наповерхностиобразца.Компактные размерыотпечатковиотличныединамические показатели датчика-преобразователя позволяют добиватьсянепревзойденной термостабильности и быстроту установления их в заданноеположение, что крайне необходимо для высокопроизводительных измерений.Выводы по главе:1. Разработана методика исследования структуры и состава дискретногопокрытия.1652.Разработана методика определения режущих свойств.
Оборудование,инструмент, обрабатываемый материал.3. Разработана методика исследования физико-механических свойствлокального диффузионного покрытия. Оборудование и обрабатываемыйматериал.166ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯДИСКРЕТНОГО ДИФФУЗИОННОГО ПОКРЫТИЯРазработка технологии формирования локального диффузионногопокрытия базируется на совместном обеспечении условий диффузионногопроникновения покрытия на подложку и наличия покрытия на некоторойупорядоченной совокупности разделенных между собой локальных участкахповерхностиосновы.технологииобработкиСледуяперспективнымповерхности,тенденциямсоблюдениеупрощенияпервогоусловияреализовывалось использованием в качестве материала покрытия компонентнаправленного воздушного потока, активированного его пропусканием черезобласть униполярного коронного разряда при атмосферном давлении иположительной полярности коронирующего электрода [60].
Реализациявторого условия осуществлялась осевым размещением коронирующегоэлектрода внутри сопла, выходное отверстие которого выполняло функциюограничения поперечного сечения активированного воздушного потока доразмеров площади единичной локальной области покрытия, а механическиеперемещения сопла формировали упорядоченную совокупность локальныхплощадей покрытия.Выборка базовых составляющих процесса нанесения локальногодиффузионного покрытия является основополагающим предварительнымэтапом по отношению к разработке технологии его нанесения на конкретномоборудовании, согласованном с произведенной выборкой. Последующаяразработка технологии состоит в определении оптимальных режимовнанесенияпокрытия,обеспечивающихмаксимальновозможное,дляиспользуемого в этих целях оборудования, повышение работоспособностиинструмента,обусловленноеналичиемпокрытия.Длярежущегоинструмента критерием эффективности покрытия является повышение егоизносостойкости, в сравнении со случаем отсутствия покрытия.Установочные параметры, определяющие режим нанесения и свойствапокрытия:- ток, проходящий через коронирующий электрод и зависящий от167напряжения на разрядном промежутке;- давление сжатого воздуха на ходе в сопло;- расстояние от выходного отверстия сопла до обрабатываемойповерхности;- угол наклона к ней оси сопла; время, затрачиваемое на обработкуединичной локальной области покрытия.4.1 Оборудование и особенности технологии дискретногодиффузионного покрытияНа основе устройства для создания ионизированного воздушного потока«УИВ-1»(патент№2279962)иэлектромеханическогоблокаэлектроэрозионного станка «Эльфа» была разработана установка длянанесения локального диффузионного покрытия на режущий инструмент,экологически безопасная для окружающей среды и здоровья человека.Устройство «УИВ-1» [73] обеспечивало формирование на поверхностиобразцалокальнойэлектромеханическийобластиблокдиффузионногопозволялреализоватьпокрытия,аупорядоченнуюсовокупность локальных областей с покрытием, разделенных промежуткамис его практическим отсутствием, именуемую в работе локальным (ячеистым)покрытием.
Внешний вид разработанной установки представлен на рисунке 4.1.Рисунок 4.1 – Установка для нанесения локального диффузионногопокрытияУстройство «УИВ-1» это сопло ионизатор, совмещающее в себе168организациюнаправленногоположительнымиионами,воздушногоподключенноепотокакиегоисточникуактивациюпостоянногонапряжения (в диапазоне 0 – 16 кВ). Корпус сопла состоит из центральноговоздуховода и двух съемных насадок на входе и выходе, (см. рисунок 4.
2).Входная насадка снабжена штуцером для подвода сжатого воздуха изстационарной магистрали с наличием влагомаслоотделителя и фильтра длязадержки фракций из крупных частиц. Давление воздуха на входе в соплорегулируется винтом редуктора воздушной магистрали и измеряетсярасположенным за ним манометром. Формирование активированноговоздушного потока на выходе из сопла осуществляется выходной насадкой.Рисунок 4.2 – Конструкция сопла-ионизатора1 – корпус; 2 – центральный воздуховод; 3 – вольфрамовый электрод; 4 –штуцер; 5 –насадка, регулирующая выходящий поток.Металлический корпус сопла и расположенный на его центральной осистержень из жесткой проволоки диаметром 0,7мм образуют систему из двухэлектродов.Стержневойэлектродиграетрольанода(нейтрализуетприходящие на него отрицательно заряженные частицы – электроны иотрицательные ионы) и электрически изолирован от корпуса сопладиэлектрическими элементами его центровки и крепежа.
Подключение169электродов к источнику напряжения происходит высоковольтным кабелемчерез входную насадку с подачей положительного потенциала на анод изаземлением корпуса сопла через землю источника. Сильная неоднородностьэлектрического поля вблизи «острия» анода, расположенного в областивыходнойнасадки,обеспечиваетусловияобразованияуниполярнойпозволяетосуществлятьположительной короны.Винтовойкрепежвыходнойнасадкирегулировку расстояния от острия анода до среза ее выходного отверстия.Небольшоезаглублениеострияввыходноеотверстиеприводитквозникновению разрядной короны внутри сопла непосредственно передвыходом.
Этим, с одной стороны, достигается максимальный охват коронойразряда поперечного сечения подводимого к ней воздушного потока вусловиях его ограничения сечением выходного канала насадки, а, с другойстороны, близостью от выхода из сопла минимизируется оседаниеувлекаемых потоком положительных ионов на внутреннюю поверхностьнасадки. Также заглубление уменьшает влияние особенностей краевого поляэлектродов сопла, на расхождение выходящего из него активированноговоздушного потока.В состав электромеханического блока входят: установочный стол,механическая система крепежа и перемещений сопла и образца – линейныхтрехкоординатных (х, у, z) для сопла и вращательных для образца, системаЧПУ с приводом для реализации пошаговых перемещений – как линейных,так и вращательных, оптическая система отсчета координат с цифровойиндикацией. Линейные перемещения сопла осуществляют: установленная настоле подвижная П – образная станина (по горизонтальной координате х),установленнаянаперекладинестаниныподвижнаякаретка(погоризонтальной координате у) и подвижной упор на каретке (повертикальной координате z), к которому параллельно вертикальнойплоскости хz крепится сопло под некоторым углом к горизонтали.
Дляосуществления вращательных (угловых) перемещений образец закрепляется170в установленный на столе шпиндель (ось вращения которого параллельнакоординатной оси х). Система ЧПУ отслеживает процесс пошаговыхперемещений согласно программе «Тикси 300М», разработанной для станка«Эльфа». Обеспечение ячеистости покрытия предполагает, что линейныйразмер шага должен превышать размер диаметра выходного отверстия сопла.При диаметре выходного отверстия 2мм станок обеспечивает размер шага 2,5– 3 мм.Согласно требованиям электробезопасности конструкция разработаннойустановки и ее электрическая схема предусматривают наличие надежногозаземленияувсехееметаллическихэлементов,доступныхдлясоприкосновения с оператором.
Корпус сопла, эквипотенциальный собрабатываемым образцом, привносит существенные изменения в ранеерассмотренную идеализированную системуэлектродов типа «игла-плоскость», использованную в качестве естественной основы для исходныхоценочных суждений. Заглубление острия коронирующего электрода в соплоприводит к тому, что значительная часть пролетного промежутка за сопломстановится почти эквипотенциальной в осевом направлении и скоростьприходящихна образецположительныхионов,будетопределятьсяманометрическим давлением на входе в сопло.Особое внимание при проведении экспериментов уделяли озону,образуемому коронным разрядом и выделяемому в процессе нанесениялокального диффузионного покрытия, (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
