Проектирование автоматизированнь1х станков и комплексов (862475), страница 54

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

Текст из файла (страница 54)

Сравнительно холодная внешняя5.оболочка струи газа, соприкасающаяся со стенками сопла и канала, изолиру­ет сопло от теплового воздействия. Опусканием электрода4регулируютнапряжение дуги и мощность плазменной струи. При создании плазменнойструи по схеме с совмещенными каналом и соплом (см.

рис.7.19,б) длинуэлектрической дуги не регулируют.Плазменную струю, выделенную из токоведущего столба дуги, исполь­зуют как независимый источник теплоты, электрически не связанный с изде­лием, что позволяет обрабатывать неэлектропроводные материаль1. При об­работке электропроводных изделий для увеличения эффективной тепловоймощности их подключают к источнику питания (см. рис.7.19, в).Наиболее широко плазменную струю применяют для резки металлов.

Еецелесообразно использовать для материалов, не поддающихся другим спосо­бам резки (кислородная, газофлюсовая), например керамики, алюминия, медии их сплавов, коррозионно-стойких сталей толщиной свышеПри резке применяют аргон и его смесь с водородом100 мм.(до 35 %(об.) Н2).Скорость резки находится в обратной зависимости от толщины металла и впрямой-от мощности электрической дуги.Для резки тонколистовых материалов используют микроплазменную рез­ку со сравнительно малой силой токание металлов толщиной до( 5 ...

100 А), обеспечивающей разделе­6 ... 8 мм при ширине реза не более 0,8 . .. 1 мм.Плазменный раскрой листового материала, в том числе фигурная вырезка,как правило, существенно производительнее механических способов разреза­ния. Например, плазменную резку фигурных заготовок из листа алюминиево-7. 6.Оборудование для плазменной и .магнитоимпульсной обработокго сплава толщиной30 раз быстее40 ... 80мм ведут со скоростью0,4 ... 2281м/мин, т. е. в10-механических способов разрезания.Плазменная установка содержит плазмотрон, предназначенный для со­здания плазменного потока с высокой концентрацией энергии; источник пи­тания плазмотрона с системами регулировки режима, контроля и управленияработой установки; систему подачи газа в плазмотрон и различных материа­лов в рабочую зону; систему охлаждения плазмотрона.При магнитоимпульс1-юй обработке использование электромагнитныхполей основано на взаимодействии электромагнитного поля, наводимого взаготовке, с элементарными электромагнитными полями, создаваемыми эле­ментами микроструктуры материала.Магнитоимпульсное формообразование материалов основано на дефор­мирующем воздействии на заготовку силой, получаемой в результате взаи­модействия наводимых электромагнитных полей и обеспечивающей в мате­риале заготовки напряжения, значения которых превышают предел упруго­сти.

Кроме того, на деформацию заготовки сильно влияет и нагрев (в рядеслучаев до1 ООО ... 3 ОООК) при прохождении через нее импульсного магнит­ного поля.Пластические деформации в материале возникают при кратковременномвоздействии на него сильного магнитного поля. Алюминиевые сплавы де­формируются при напряженности магнитного поля Н1при Н1> 300 кА/м,стальные и вольфрамовые-> 200 кА/м, медные > 600 кА!м.при Н1Магнитоимпульсным формообразованием получают детали из тонких (до3мм) листовых заготовок из стали, латуни, алюминия, меди, а также выпол­няют ряд операций, не обеспечиваемых другими способами, например раз­вальцовку металлических трубок внутри изолятора или запрессовку изолято­ра в трубку.

Время действия процесса измеряется десятками микросекунд,при этом благодаря высокой скорости деформации и одновременному тепло­вому воздействию на заготовку возможна обработка непластичных приобычной температуре материалов.Известны два способа магнитоимпульсного формообразования:1)индукционный, который основан на взаимодействии создаваемого ин­дуктором импульсного магнитного поля с электрическим током, наведеннымв заготовке самим же полем; при этом заготовку не включают в электриче­скую цепь;2)электродинамический, при котором силовое деформирующее воздей­ствие возникает вследствие взаимодействия токов, пропускаемых через ин­дуктор и включенную в электрическую цепь заготовку.Электродинамический способ основан на электромеханическом взаимо­действии проводников, по которым проходят электрические токи. Как из­вестно, параллельные провода с одинаково направленными токами притяги­ваются, а с противоположно направленными-отталкиваются.

СилаFпри-7. Оборудование, применяемое при специШLьных методах обработки282тяжениядлине(илиотталкивания)l проводников ипропорциональнаIi/2произведениютоков,обратно пропорциональна расстоянию а между ними:F = kl112 lla,гдеk - коэффициент пропорциональности.7.20,Схема способа представлена на рис.ная заготовкаками31ииндуктор2электрически соединены между собой перемыч­и подключены к разрядникущая оправка5а. Цилиндрическая тонкостен­4.В центре расположена формообразую­для опрессовки ее поверхности деформированными стенкамизаготовки. При пропускании импульса токаIв индукторе2создается маг­нитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем, наведенным про­текающим по заготовке в противоположном направлении токомIразряда.Возникающая электродинамическая сила отталкивания между стенками ин­дуктора и заготовки деформирует последнюю, напрессовывая ее на оправку5, темсамым формообразуя деталь6.15баРис.а-7.20.

Способымагнитоимпульсного формообразования:электродинамический;6-индукционныйНедостатком способа является необходимость включения в цепь дефор­мируемой заготовки, что можно обеспечить далеко не всегда.При индукционном способе (рис.7 .20, 6)заготовка1не подключена кэлектрической цепи. Формообразующая электродинамическая силаFобразу­ется благодаря разнице напряженностей магнитного поля на внешней и внут­ренней поверхностях заготовки; при этом на внешней поверхности, располо­женной ближе к индуктору, напряженность поля больше, чем на внутренней.Разность давлений в магнитном поле на поверхности заготовки обусловлива­ет результирующую силуF,деформирующую заготовку в направлении фор­мообразующей оправки (матрицы).

Чем меньше длительность разряда тока,тем выше скорость его изменения, а следовательно, выше магнитная индук­ция и деформирующая сила F.В состав магнитоимпульсной установки входят энергетический блок,блоки питания и управления, индуктор. Время формообразования составляетоколо100 мкс.7.

7.Станки с циклоидШLьной схемой обработки283Для защиты оператора от воздействия электромагнитного излученияустановки снабжены специальными кожухами, снижающими магнитную ин­дукцию до безопасного уровня В =0,001Тл.7.7. СТАНКИ С ЦИКЛОИДАЛЬНОЙ СХЕМОЙ ОБРАБОТКИЦиклоидальная схема обработки (ЦСО) бьша предложена А.Я. Загород­никовым как способ протягивания тел вращения с переходом к попутномуточению.Дальнейшиеисследования,выполненныеподруководствомП.М. Чернянского с участием И.Д. Краснова и В.М. Скибы, завершилисьвнедрением новых станков и автоматических линий с ЦСО.Термин «циклоидальная схема обработки» связан с циклоидальным ха­рактером движения режущей кромки инструмента относительно заготовки.Циклоида представляет собой траекторию движения точки одного круга илисвязанной с ним точки вне этого круга, при качении по наружной или внут­ренней поверхности другого круга или по прямой. ЦСО характеризуется ми­нимально возможным числом движений, например двумя вращательнымиили сочетанием вращательного и поступательного движений инструмента изаготовки.

Если оба движения совершает заготовка, то инструмент неподви­жен. Малое число движений обеспечивает потенциально высокую жесткостьконструкции и точность обработки. Повышенная жесткость позволяет интен­сифицировать режим резания, а следовательно, повысить производитель­ность станка.На рис.7.21представлены схемы рабочей зоны станков с ЦСО.По схеме а работают одношпиндельные станки-автоматы и полуавтоматыЕТ-50 с двумя вращающимися суппортами и раздельными инструменталь­ными блоками черновой и чистовой обработки.21а//~1100~6Рис.1-2гв7.21.

Схемы рабочей зоны2 - инструментзаготовка;станков с ЦСО:2847. Оборудование, применяемое при специШLьных методах обработкиПо схеме б модернизирован карусельный станок1512для обработки ка­натоведущих шкивов. Заготовка 1 обрабатывается прямолинейно перемеща­ющимися инструментальными блоками2.По схеме в функционируют одно- и двухшпиндельные станки-автоматы,встраиваемые в автоматические линии. Инструментальные блоки2установ­лены в них на наклонном столе, который перемещается гидроцилиндром.Станки-автоматы с ЦСО существенно повысили производительность обра­ботки. Кроме того, использование групповых инструментальных наладокпозволило поднять стойкость инструмента до двух и более смен при двух­сменной работе.В МГТУ им.

Н.Э. Баумана под руководством Г.А. Шаумяна разработанэскизный проект 12-шпиндельного станка-автомата с ЦСО (схема г). Ин­струментальные блокишпинделям1,2закреплены неподвижно. Главное движение заданообъединенным в шпиндельный блок, которому задается мед­ленное вращение круговой подачи. Станок предназначен для получения дета­лей типа колец, в том числе подшипниковых.Во всех приведенных схемах использовано попутное точение, при которомскорость резания и подача на линии центров однонаправлены.

Такие схемыимеют существенное преимущество при больших припусках обработки.Станки с ЦСО отличаются более высокой производительностью, точно­стью обработки и жесткостью по сравнению со станками аналогичногоназначения и имеют малую массу (табл.Скоростьq7.4).съема металла на один резец у станка с ЦСО в4----6 раз(в рас­чете на один резец) выше, чем у одношпиндельных токарных полуавтоматов1Б732 и на один-два порядка выше, чем у многошпиндельных токарных ав­томатов. Если даже принять, что в станках ЕТ-50 работает только один резец,а у других станков число одновременно работающих резцов больше, то и вэтом случае суммарная мощность резания у станка с ЦСО выше. Согласноактам испытаний, одношпиндельный станок ЕТ-50 по производительностипримерно равен восьмишпиндельному станку 1К282.Точность станка с ЦСО оценивали по точности обработанных заготовок.В таблице она представлена в виде допуска, определяемого как разностьмежду наибольшим и наименьшим диаметральными размерами.

Допуск наобработку для станка с ЦСО равентам точностиIT8 .. .IT10.0,05 ... 0,10мм, что соответствует квалите­Для токарных автоматов и полуавтоматов эти значе­ния соответственно составляют0,10 ...0,50мм и IТ10...IТ13, т. е. более чем надва квалитета выше.Шероховатость поверхности заготовок, обработанных на станке с ЦСО,ниже, чем на станках-аналогах.Относительные показатели также выгодно характеризуют станок с ЦСО:у него самая маленькая масса; врезания; в4-55- 100 раз вышеотносительная мощность Ерраз выше относительная жесткость Ek несущей системы дажеТаблица7.4Сравнительная характеристика станка с ЦСО и станков аналогичного назначенияМодель станкаq· 10-3, мм3/си,м!с4,1M[F],Допуск,нмкм425050-100ЕТ-50(z = 1)9,341Б732(z = 4)1,5- 2,01,0-1,7 2800- 100-25038001К282(z = 13)0,50,6-1,4 600- 150-5008001Б290(z = 8)1265М(z = 8)1Б290П(z = 8)1265ПМ(z = 8)Ek = kн.clm.F,м 2d,аг, мм402,52,270-1001,1- 1,59- 710,5- 12,51050-3002,5-200,7319,0950-200Ер, кВт/т0,63- 5,07,6-Н/(мм·кг)0,07-0,17 0,6-1,0300150-4502,5- 200,06-0,14-20,910-20 50-1000,07-0,17 0,6-1,0300150-4502,5- 200,08-0,20-13,510-20 50-1000,11-0,33 0,6-1,3400150-4502,5- 200,10-0,34-16,88- 1050-2000,11-0,33 0,6-1,3400150-4502,5-200,14-0,40-13,58-1050-200Примечание.

Характеристики

Список файлов книги