240-1958 (682968), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Третья группа, объединяющая диодно-механический и электроконтактный способы со всеми разновидностями, основана на применении комбинированного контактно-дугового подвода энергии.

Схема 2. Классификация электроэрозионных способов обработки металлов по методам подвода энергии.

На схеме 2 показана классификация способов электроэрозионной обработки металлов по методам подвода энергии и указаны известные в промышленности разновидности, отнесенные к тому или иному способу но принципу сходства наибольшего числа признаков. Наибольшее число разновидностей получается при совмещении ис­точников импульсного тока, необходимых при подводе энергии через канал разряда, с относительным движением электродов, применяемым при комбинированном подводе энергии. К этим разно­видностям относятся так называемая низковольтная электроискровая и электроимпульсная обработка тел вращения или обработка вращающимся электродом, анодно-механическая обработка с импульсным питанием и т. п. В зависимости от того, признаки какого из способов превалируют в данной комбинации, можно говорить, например, об электроконтактной обработке с импульсным питанием или об электроимпульсной обработке с вращающимся электродом. То же относится и к другим комбинациям четырех основных способов электроэрозионной обработки.

Рассмотрим принципиальные отличия разновидностей размерной электроэрозионной обработки внутри второй и третьей групп.

Электроискровой и электроимпульсный способы отличаются, как ниже будет показано подробнее, устройством для генерирования импульсов, параметрами и формой импульса, а также полярностью электродов.

Диодно-механический и электроконтактный способы отличаются по роду применяемого тока (в первом случае - постоянный, во вто­ром - переменный, и, реже - постоянный) и по виду рабочей среды (в первом случае - жидкое стекло, во втором - воздух, вода, масло и др.)

Следствием этих отличий является, в общем, ухудшение техниче­ских характеристик электроконтактного способа по сравнению с анодно-механическим (меньшая производительность при одинаковой чистоте поверхности, больший износ инструмента, ограниченная номенклатура обрабатываемых материалов), при более благоприят­ных условиях эксплуатации и большей простоте установки в целом. Это обусловливает и различные области их применения.

Как следует из изложенного, независимо от способа подвода энергии, известные электроэрозионные способы размерной обработки металлов имеют в основе единую физическую природу - металл удаляется в результате термического действия электрического тока.

Отличия заключаются в механизме удаления снятого металла и в технических средствах, обеспечивающих выполнение трех условий размерной электрообработки.

Сравнение удельных расходов энергии на съем металла различ­ными способами показывает, что наибольший расход энергии имеет место при электрохимическом растворении (3,85 квт-ч/кг), затем при плавлении (0,35 квт-ч/кг).

При механической обработке удельный расход энергии в значи­тельной степени зависит от вида обработки. Так, при шлифовании он составляет, в среднем, 2 квт-ч/кг, строгании, сверлении и фрезе­ровании 0,20-0,25 квт-ч/кг, точении 0,045 квт-ч/кг.

При сопоставлении этих данных следует иметь в виду, что удель­ный расход энергии для электрохимического растворения и плавле­ния практически не зависит от механических свойств обрабатываемых материалов, в то время, как при механической обработке увеличение, например, твердости обрабатываемого материала резко повышает удельный расход энергии. Необходимо, однако, отметить, что фак­тические удельные расходы в электроэрозионных и электрохимиче­ских установках значительно выше приведенных данных вследствие неизбежных потерь энергии при ее преобразовании и передаче.

Эти данные определяют с энергетической точки зрения целесооб­разность применения электрических методов для обработки токопроводящих материалов, трудно поддающихся механической обра­ботке.

С учетом свойства отображения (копирования), осуществляемого на электроэрозионных станках по предельно простой кинематической схеме и без силового привода, и возможности выполнения ряда спе­циальных операций, недоступных механической обработке, следует расширить целесообразную область применения электроэрозионных способов и на детали из обычных материалов, но обладающих слож­ной формой, затрудняющей их механическую обработку.

Рассмотрение методов подвода энергии электрического тока к инструменту и детали показывает, что для осуществления требуе­мого физического процесса съема металла необходимо специальное оборудование - станок или установка, включающие в себя следую­щие специфические элементы:

1) генератор импульсов;

2) автоматический регулятор;

3) систему снабжения рабочей жидкостью (ванна, устройство для работы с поливом, насосная станция и т. п., в зависимости от типа и назначения станка).

ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Электоротехнологические характеристики электроэрозион-ных способов обработки позволяют определить по заданным площади, конфигурации и материалу обрабатываемой детали, какие электрические режимы и в какой последовательности их необходимо применить для того, чтобы получить деталь с заданными размерами и чистотой поверхности и каково будет при этом машинное время обработки. Электротехнологические характеристики в электрической обработке аналогичны режимам резания в механической обработке металлов.

Мы остановимся здесь только на основных принципиальных электротехнологических характеристиках и методах их определения. Во избежание повторения известных из литературы сведении, изложим только новые направления в этом вопросе применительно к электроимпульсной обработке, хотя методика и качественная сторона являются справедливыми для других разновидностей электроэрозионной обработки. Методика подхода к решению технологической задачи обработки детали электрическим способом весьма важна, так как в промышленности еще не накоплен достаточный опыт в создании электротехнологии. Для того же, чтобы этот опыт мог быть широко использован, необходим единый методический подxод.

ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ

Рассмотрим основные технологические характеристики и области преимущественного применения разновидностей электроэрозионной обработки металлов.

Приводимые данные по производительности, чистоте поверхности и энергоемкости относятся к обработке различных по величине площадей на режимах, обусловливающих отсутствие участков оплавления и покрытия, т. е. при оптимальных плотностях токов.

Электроискровой способ. Скорость съема металла на максималь­ных режимах при обработке стали составляет в среднем 600 мм³/мин и близка к предельно возможной для этого способа обработки метал­лов. Удельный расход энергии на жестких режимах составляет 20-50 квт-ч/кг диспергированного металла. Износ инструмента по отношению к объему снятого металла достигает 25-120 и более про­центов. Чистота поверхности на мягких режимах достигает 4-го класса (Н_ср = 25-30 мк) при скорости съема 10-15 мм³/мин. Дальнейшее повышение чистоты поверхности сопровождается резким уменьшением скорости съема. Так, при получении 5-го класса чистоты поверхности (Н_ср = 16-19 мк), производительность электроискрового способа обработки меньше 5 мм³/мин. Удельный расход энер­гии на мягких режимах в десятки и сотни раз выше, чем на жестких.

При обработке твердого сплава производительность процесса на мягких режимах, примерно, в два-три раза меньше, чем при обработке стали, однако при этом получается несколько лучшая чистота поверхности. Применение более жестких режимов при обра­ботке твердых сплавов лимитируется образованием на них трещин.

Электроискровой способ преимущественно применяется в насто­ящее время для прошивочных работ, изготовления полостей сложной конфигурации и т. п. операций, а также для шлифования тел вра­щения.

Электроимпульсный способ. Ряд характеристик этого способа изложен выше. Электроимпульсная обработка имеет значительные преимущества по сравнению с электроискровой. Улучшение техно­логических характеристик нового способа обработки обусловлено применением специальных независимых генераторов импульсов. Сообщаемые ниже технологические характеристики способа отра­жают итоги первых работ и далеко не полностью характеризуют воз­можности электроимпульсного способа.

Производительность на жестких режимах электроимпульсного прошивочно-копировального станка КБ МСиИП с ламповым гене­ратором импульсов превышает 5000 мм³/ мин при получении чистоты поверхности вне класса. Указанная производи­тельность может быть повышена на соответствующей площади до нескольких десятков кубических сантиметров в минуту при увеличе­нии импульсной мощности. Энергоемкость на жестких режимах со­ставляет 8-12 квт-ч/кг диспергированного металла, относительный износ инструмента достигает 0,2 - 20%. Чистота поверхности, полу­чаемая на указанном станке на мягких режимах, соответствует 4-му классу (Н_ср = 25-30 мк) при производительности: по стали 6-8 мм³/мин, по твердому сплаву, примерно, в 2-3 раза меньше. Дальнейшее снижение режима обработки для получения большей чистоты поверхности приводит к еще большему падению производи­тельности и увеличивает энергоемкость. Приведенные технологи­ческие характеристики мягких режимов в настоящее время значи­тельно улучшены путем применения новых моделей машинных гене­раторов импульсов, разработанных Харьковским политехническим институтом имени Ленина, ЭНИМС и КБ МСиИП, но все же проблему резкого повышения производительности процесса обработки на мягких режимах нельзя считать еще решенной, хотя принципиальные пути решения этой задачи намечены.

Область преимущественного применения электроимпульсного спо­соба та же, что и электроискрового, но, учитывая более высокие технико-экономические показатели, возможно более широкое его применение.

ПРИМЕРЫ НЕКОТОРЫХ ОПЕРАЦИЙ

Накопившийся за последние годы опыт позволяет установить области, где применение электрических способов оказалось рен­табельным, и области, где имеются перспективы их внедрения при улучшении технико-экономических характеристик способа, усовер­шенствовании оборудования и разработке новых технологических приемов.

К числу операций, которые целесообразно в настоящее время выполнять на универсальных прошивочно-копировальных станках (электроискровых и электроимпульсных) относятся: изготовление (прошивание) отверстий, выборка внутренних полостей и получение наружных поверхностей деталей. Чем сложнее конфигурация детали и чем труднее осуществляется механическая обработка, тем выгод­ней применение этих операций на электроэрозионных прошивочно-копировальных станках.

На универсальных отрезных, преимущественно анодно-механических, станках целесообразно выполнение отрезных работ на заготовках большого и малого сечения, особенно из трудно обрабатываемого материала, фасонная вырезка из листового материала (ленточные станки и др.).

Имеются отдельные операции, выполнение которых оказалось целесообразным на специализированных электроэрозионных станках. К числу таких операций, в частности, относятся:

1. изготовление мелких отверстий в топливной аппаратуре (электроискровой способ);

2. профилирование твердосплавных пластин и заточка фасонных твердосплавных резцов (анодно-механический способ);

3. получение стружколомающих порожков на твердосплавных пластинах резцов (электроискровой способ);

4. извлечение сломанного инструмента и крепежных деталей (электроискровой или электроимпульсный способы);

5. изготовление сеток и большого количества щелей различной конфигурации в листовом материале (электроискровой или электроимпульсный способы);

6. обработка шаров для шарикоподшипников, притирка валиков, обработка сложных поверхностей, в том числе гребных винтов, обдирка чугунного литья (электроконтактный способ).

С внедрением электроимпульсного способа обработки, обладаю­щего значительно более высокой производительностью при меньшем износе инструмента, эффективность изготовления и ремонта штам­пов резко повышается. Изготовление фигуры ковочного штампа электроимпульсным способом осуществляется в 1,5-3 раза скорее, чем на копировально-фрезерных станках при, примерно, одинаковой чистоте поверхности. Окончательную обработку фигуры штампа целесообразней производить слесарно-механическим способом. Для этого необходимо снять припуск 0,2-0,3 мм без существенного изменения полученной электроэрозионным способом фигуры.

Следует учесть, что при изготовлении штампов электроэрозионным способом большое значение имеет их серийность, так как при этих способах обработки велики первоначальные затраты на изго­товление инструментов.

Изготовление стружколомающих порожков. Операция электроискрового изготовления стружколомающих порожков на резцах с твердосплавными пластинками получила широ­кое распространение в промышленности.

Эта операция достаточно производительна. Например, на серийно выпускаемом настольном электроискровом станке мод. 4382 в смену изготовляется от 206 до 400 порожков на резцах с твердосплавными пластинками размером от 30 X 40 до 10 X 10 мм.

Изготовление сеток и щелей. Эта операция является также перспективной. Имеются установки (КБ МСиИП и других организаций), на которых изготавливают тысячи мелких отверстий в час в листовой нержавеющей стали. В этом же материале изготавливаются в больших количествах щелевые прорези. Указанные операции, осуществляемые на многоконтурных, многоэлектродных электроискровых и электроимпульсных станках, в некоторых случаях вообще не могут быть заменены механической обработкой. Трудоемкость по сравнению с механическим сверлением или фрезе­рованием сокращается в 1,5-10 раз.

Характеристики

Список файлов реферата