- •1. Проектирование технологического процесса электроэрозионной обработки[1].
- •1.1 Исходная информация для проектирования
- •1.2 Выбор области технологического использования электроэрозионной обработки короткими импульсами
- •1.3. Порядок проектирования
- •1.4. Качество поверхностного слоя
- •1.5. Сила тока
- •1.6. Производительность
- •1.7. Точность обработки
- •1.8. Рабочая среда
- •Сравнительные характеристики сред приведены в таблице 1.2
- •1.9. Скорость подачи эи
- •1.10. Основное время обработки детали на станке
- •1.12. Обоснование выбора метода обработки
- •1.13. Разработка операционных карт
- •1.14. Базирование заготовок
- •1.15. Выбор и проектирование эи
- •1.16. Проектирование специальных приспособлений
- •2. Проектирование технологического процесса электрохимической размерной обработки [1]
- •2.1. Технологические возможности
- •2.2. Исходная информация для проектирования
- •2.3 Технологичность деталей при размерной электрохимической обработке
- •2.4. План проектирования технологического процесса
- •2.5. Основные этапы построения технологического процесса
- •2.7 Оборудование для эх протягивания
- •2.8. Расчет припуска на обработку
- •2.9 Последовательность расчета технологических параметров электрохимического протягивания
- •3. Технология ультразвуковой обработки
- •3.1.Общие сведения
- •3.2. Порядок проектирования технологических процессов при ультразвуковой обработке [1]
- •3.3. Обоснование целесообразности применения размерной ультразвуковой обработки
- •3.4. Производительность процесса
- •3.5. Рабочие среды, применяемые для узо.
- •Продолжение таблицы 3.3
- •3.7 Шероховатость
- •3.7. Проектирование инструмента
- •4. Проектирование технологического процесса комбинированной обработки [9]
- •4.1. Исходная информация
- •4.2. Схема эаш
- •4.3. Порядок проектирования технологического процесса эаш.
1.15. Выбор и проектирование эи
Выбирают из числа имеющегося, или, в противном случае, проектируют и изготовляют инструмент.
Профильный инструмент имеет форму, обратную обрабатываемому контуру на детали, его размеры берутся с учетом межэлектродных зазоров.
Для проектирования непрофилированных электродов требуется определить диаметр и материал проволоки или стержня. В этом случае рассчитывают натяжение проволоки, а для стержня — устойчивость при условиях обработки. Все виды электродов-инструментов изнашиваются, и это следует учитывать при определении их начальных размеров.
При проектировании ЭИ необходимо учесть возможность создания электродов-инструментов для черновой и чистовой обработки, их количество, оценить целесообразность использования на черновых операциях инструмента, ранее примененного для чистовой обработки. Если предусматривается доводка, ЭИ корректируют на размер припуска последующей операции.
При проектировании следует учитывать требования к материалам, из которых изготовлен электрод-инструмент, их стоимость и дефицитность. Если площадь обрабатываемой поверхности S> 5105 мм2, то для снижения массы электрод-инструмент выполняют пустотелым (для так называемой схемы обработки-трепанации).
В случае принудительной прокачки рабочей жидкости в электроде должны быть предусмотрены каналы, выходящие в зону обработки.
При выборе .материала принимают во внимание его эрозионную стойкость, удельную проводимость, возможность изготовления инструмента требуемой формы с минимальными затратами, стоимость, прочность, коррозионную стойкость, отсутствие вредных для здоровья обслуживающего персонала выделений под действием высоких температур при разряде.
Для чистовой обработки, осуществляемой обычно на электроискровом режиме, наиболее часто используют инструменты из обычной и пористой меди, латуни. Медь должна быть без примесей, так как даже минимальные включения других элементов резко снижают электроэрозионные свойства, повышают износ. Графитовые материалы стремятся выбирать мелкозернистой структуры — они обладают повышенной механической прочностью. Из таких материалов можно создать инструменты с острыми углами и тонкими перемычками, эффективные на чистовых операциях. К недостаткам следует отнести повышенную стоимость по сравнению с материалами с более крупными зернами и более низкую производительность процесса. Для черновых операций чаще применяют дешевые и стойкие графитовые материалы с укрупненным зерном.
Для изготовления мелких отверстий используют инструменты из вольфрама, молибдена, латуни. Вольфрам и молибден обладают высокой эрозионной стойкостью в широком диапазоне режимов. Но это дорогие, дефицитные, трудно поддающиеся обработке материалы. Непрофилированные электроды-инструменты обычно изготовляют из вольфрамовой или латунной проволоки. Вольфрамовая проволока имеет большую прочность, но низкую удельную проводимость и применяется для электродов диаметром dпр 0,08 мм. В зависимости от назначения и материала электроды-инструменты могут быть цельными или сборными.
При схеме прошивания применяют электроды-инструменты в виде стержней и трубок (рис. 1.5) из проката различных сечений.
Рис.1.5 Сечения ЭИ для прошивки отверстий
На рис. 1.5 рабочая и технологическая части ЭИ объединены. Отверстия в трубках могут быть круглыми, прямоугольными, винтовыми и др. Медные стержни и трубки выпускают серийно, их минимальный наружный размер 0,2 мм; допустимая погрешность ±0,01 мм. Аналогичные электроды-инструменты могут быть выполнены из латуни, алюминия и его сплавов.
Для прошивания отверстий используют проволоку диаметром dnp = 0,025 … 1,5 мм, с погрешностью не более ±1,5% от номинального размера. При выполнении прецизионных отверстий (рис. 1.6) после вскрытия их рабочей частью 2 производят калибровку (доводку).
Для этого калибрующую часть 1 выполняют с большим диаметром и подключают ее к генератору с более мягким калибрующим режимом. Известно выполнение электродов с несколькими ступенями и подключением каждой из них на отдельный электрический режим.
Рис 1.6 Ступенчатый ЭИ
При прошивании отверстий постоянного сечения размеры электрода-инструмента определяют, исходя из размеров отверстия. Для круглых сечений
dэ=dД-2Sб, (1.12)
где dэ — диаметр электрода-инструмента; dД — диаметр отверстия в детали; Sб — боковой зазор, т. е. расстояние между противолежащими участками поверхностей электрода и заготовки, параллельных направлению их движения.
Боковой зазор зависит от энергии импульсов, материалов электродов, состава и направления движения рабочей среды, размеров отверстия. На черновых режимах Sб = 0,15…0,5 мм, на чистовых Sб =0,005…0,05 мм. Если после электроэрозионной обработки предусмотрена дополнительная операция, то формула (1.12) примет вид
dэ=dД-2(Sб + z), (1.13)
где z — припуск на последующую обработку.
Припуск z должен быть не менее суммы значений шероховатости поверхности, глубины измененного слоя, погрешности в результате электроэрозионной обработки и погрешностей установки и базирования на последующей операции. Если электрод-инструмент ступенчатый, то расчет проводят только для калибрующей части.
Длина электрода-инструмента
L=L1+L2+L3+L4 (1.14)
где L1—длина участка закрепления в электрододержателе; L2 — глубина отверстия; L3 — сокращение длины ЭИ за счет износа; L4 — длина участка, необходимого для калибровки отверстия, если оно сквозное. Для расчета берут L1. (2…3)dД; L4=(l,2…l,8)L2; сокращение длины L3 можно оценить как износ в процентах от длины отверстия L2, т. е. L3=L2/100.
Если отверстие глухое, то потребуются электроды-инструменты длиной L’ для черновой и длиной L” для чистовой обработки:
L’= (2…3)dД+ L2+ L2/100;
L”=(2…3)dД+ L2
В тех случаях, когда одного электрода-инструмента для калибровки глухого отверстия повышенной точности недостаточно, применяют несколько калибрующих электродов-инструментов с рабочей частью, имеющей длину L’>L”. При смене электрода-инструмента следует сохранять единые установочные базы; это позволяет устранить погрешности базирования.
Для прорезания узких пазов (менее 0,1 … 0,15 мм) используют проволочный электрод-инструмент, который рассчитывают, исходя из ширины паза bп. При этом следует учесть уменьшение диаметра проволоки за счет эрозии. Начальный диаметр
dи = kbn –2S, (1.15)
где k = 2…5— коэффициент, учитывающий эрозию проволоки; S = 5…20 мкм — межэлектродный зазор.
Следует учитывать, что стандартные диаметры вольфрамовой и латунной проволоки не могут во всех случаях отвечать расчетным значениям. Поэтому приходится либо протягивать проволоку на требуемый диаметр, либо так подбирать скорость ее перемотки, чтобы мог быть получен коэффициент k, обеспечивающий получение заданной ширины паза. Для латунной проволоки диаметром dл = 0,1 мм скорость перемотки должна быть не менее 5 мм/с (k = 2,5), для dи=0,2 мм — не менее 1,5 мм/с (k=2…2,3), для dи=0,3 — не менее 0,8 мм/с (k=3…3,5). Если скорость проволоки диаметром 0,3 мм удвоить, то коэффициент k примет значение 1,8…2. Таким образом, изменяя скорость перемотки, можно в несколько раз изменить расчетный диаметр проволоки и подобрать ближайший стандартный ее размер. Для обработки заготовок с толщиной свыше 15…20 мм рекомендуется использовать проволоку диаметром не менее 0,2 мм.
Если ширина паза в детали не ограничена, то скорость перемотки проволоки берут близкой к минимальному значению, а расчет ширины паза не делают.