Резание конструкционных материалов и металлорежущие станки (стр. 21 из 22)
Существуют многооперационные специализированные станки, предназначенные для обработки заготовок типичных по конфигурации и размерам деталей в авиастроении, турбостроении и других отраслях производства.
16. ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫЕ СТАНКИ
Основные схемы формообразования, применяемые при электроэрозионной обработке, показаны на рис.16.1.
Рис.16.1. Схемы формообразования
Наиболее распространенной схемой обработки является схема с поступательным движением электрода-инструмента или заготовки (рис.16.1,а). Эту схему называют прошиванием с объемным копированием. Она охватывает около 40% всех операций электроэрозионной обработки. Таким образом изготавливаются сквозные и глухие отверстия различной формы, фасонные полости штампов и пресс-форм. Для изготовления отверстий малого диаметра используют калиброванную проволочку (рис.16.1,п), направление которой задается кондуктором.
Другой столь же распространенной схемой является вырезка проволочным электродом-инструментом (рис.16.1,б). Для компенсации износа проволоку перематывают, вводя в работу новые неизношенные участки. Если обеспечить относительные перемещения проволочки и детали последовательно по двум координатам, то можно получать узкие (менее 0,15мм) прямолинейные резы. Криволинейные сложные резы получаются, если относительные перемещения задаются по копиру или системой программного управления. Этим способом изготавливают детали сложной конфигурации: кулачки, вырубные штампы, шаблоны.
Операции типа расточки внутренних поверхностей могут выполняться проволочным электродом-инструментом (рис.16.1,в) и вращающимся или неподвижным стержневым электродом (рис.16.1,г) при обязательном вращении заготовки. Фасонные отверстия могут быть получены по методу расточки и плоским неподвижным электродом соответствующего профиля (рис.16.1,д).
Для операций типа шлифования плоскостей при возвратнопоступательном движении заготовки применяют дисковый вращающийся электрод (рис.16.1,е). Если дисковому электроду придать соответствующий профиль, то по этой схеме можно выполнять профильное шлифование. Шлифовать плоскости можно также вращающимся или неподвижным стержневым (рис.16.1,ж) и проволочным (рис.16.1,з) электродами.
Операции типа круглого шлифования тел вращения выполняют дисковым вращающимся электродом-инструментом (рис.16.1,и), стержневым (рис.16.1,к) или проволочным (рис.16.1,л). Если дисковому или стержневому электродам придать соответствующую форму, то можно получить, таким образом, фасонные поверхности тел вращения.
Способ обкатки заготовки фасонным электродом-инструментом (рис.16.1,м) используется для изготовления ручьев в валках для проката как периодического профиля, так и профиля переменного сечения. В этом случае электрод-инструмент представляет собой гребенку с фасонными элементами, образующими требуемый профиль.
Особенности электроэрозионной обработки позволяют выполнять операции, недоступные механической обработке. Например, обработка в труднодоступных местах может выполняться по схеме, приведенной на рис.16.1,н. По схеме рис.16.1,о изготавливаются криволинейные отверстия. Эти способы применяются для изготовления соединительных каналов в деталях гидроаппаратуры.
Для интенсификации процесса обработки и повышения качества обработанной поверхности используются следующие приемы. Производят прошивку одновременно несколькими электродами (рис.16.1,р). Создают вибрацию или вращение электрода-инструмента, которые способствуют лучшему выносу продуктов эрозии из зоны обработки, что применяется при обработке больших поверхностей, при обработке глубоких отверстий и отверстий малого диаметра. Для улучшения выноса продуктов эрозии применяют также прокачку рабочей жидкости через отверстия в электроде-инструменте (рис.16.1,с). Плоскопараллельное (орбитальное) перемещение электрода-инструмента вводят при обработке по методу копирования (рис.16.1,т). Орбитальное перемещение осуществляется в плоскости, перпендикулярной рабочей подаче, так, чтобы все грани электрода при движении оставались параллельны самим себе. Изменяя радиус орбитального перемещения, можно одним электродом-инструментом вести обработку на нескольких последовательно изменяющихся режимах и компенсировать износ электрода-инструмента.
Универсальные копировально-прошивочныеэлектроэрозионные станки имеют вертикальную компоновку. Упрощенная схема станка представлена на рис.16.2.
Рис.16.2. Копировально-прошивочный станок
Обрабатываемая деталь 3 устанавливается на столе 2. Во время обработки ванна 1 с диэлектрической жидкостью должна быть поднята, чтобы зона обработки была под слоем диэлектрической жидкости. Электрод-инструмент 4 закрепляется на ползуне 5. Ползун с электродом-инструментом получает рабочее движение от двигателя 7 регулятора межэлектродного зазора через передачу винт-гайка. Механизмы универсальных станков дают возможность получить ручные или механические установочные перемещения инструментальной головки 6 в трех взаимно перпендикулярных направлениях. На станке могут быть также установочное вращательное движение электрода-инструмента и его вибрация. В комплект станка входят генератор импульсов, имеющий ступенчатое или ступенчато-плавное регулирование электрических режимов, и система снабжения и фильтрации рабочей жидкости.
Универсальные станки, снабженные соответствующими приспособлениями: вращающейся и осциллирующей головками, вращающимся столом и др., позволяют выполнить все известные операции электроэрозионной обработки.
Станок для вырезки проволочным электродом-инструментом (рис.16.3) имеет две каретки: каретку продольных перемещении 8 и каретку поперечных перемещении 3.
Рис.16.3. Станок спроволочным электродоминструментом
На каретке поперечных перемещений закреплена скоба 5 и размещено устройство для перемотки и натяжения проволоки. Проволока 6 под действием тянущих роликов 4 проходит систему направляющих роликов и перематывается с одной катушки 1на другую 2, причем изношенная при обработке проволока наматывается на приемную катушку 2. К катушке 1 приложен тормозной момент MT, обеспечивающий требуемое натяжение проволоки. Величину натяжения можно регулировать изменением тормозного момента. Скорость перемотки проволоки регулируется изменением угловой скорости
тянущего ролика. Для вырезки чаще всего применяют проволоку из меди, латуни или вольфрама диаметрам от 0,1 до 0,3мм.Каретка продольных перемещений имеет кронштейн 7, на котором закрепляется обрабатываемая деталь 10. Для погружения детали при обработке в диэлектрическую жидкость станок имеет поднимающуюся ванну 9.
В комплект станка входят генератор импульсов, позволяющий регулировать электрические режимы обработки, и система очистки и подачи диэлектрической жидкости.
Прямолинейная резка осуществляется при движении одной из кареток, последовательность включения кареток определяется контуром реза.
Для получения криволинейных резов на деталь через изолятор устанавливают металлический копир, который определяет вырезаемый контур, при этом используется одновременное движение обеих кареток. В этом случае привод одной из кареток подключается к регулятору, обеспечивающему поддержание межэлектродного зазора между проволочкой и деталью. Привод другой каретки подключается к регулятору копировальной подачи, обеспечивающему контакт проволочки с копиром.
Вырезка криволинейного профиля осуществляется благодаря тому, что одна из кареток при своем движении обеспечивает контакт проволочки с копиром, а другая – обеспечивает резание детали, поддерживая при своем движении необходимый межэлектродный зазор между проволочкой и деталью. В результате сложения этих двух движений проволочка вырезает контур, определяемый формой копира.
Криволинейные резы сложной формы получают также на электроэрозионных вырезных станках с фотокопировальной системой. В этом случае роль копира выполняет чертеж детали, выполненный в увеличенном масштабе, а считывающим устройством является фотоэлемент. Станки с фотокопировальной системой позволяют получать более сложные контуры, чем станки с металлическим копиром. Наиболее эффективными при вырезке проволочным электродом деталей любой сложной формы являются станки с ЧПУ, в настоящее время налажен серийный выпуск таких станков.
Электроды-инструменты для электроэрозионной обработки изготавливают из меди, алюминиевых сплавов, чугуна, вольфрама и специального углеграфитированного материала.
17. Заключение
Пособие предназначено для студентов машиностроительных специальностей, включая автомобилестроение, а так же студентов экономических специальностей связанных с машиностроительной отраслью.
Данное пособие необходимо для общего ознакомления с металлорежущими станками, и принципами их работы, применяемыми не только в единичном и мелкосерийном производствах, но и в массовом и крупносерийном.