- •Методов обработки
- •Isbn 5-94275-159-5
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Технологические возможности электрических методов обработки
- •2. Технология электроэрозионной обработки
- •2.1. Технологические показатели электроэрозионной обработки (ээо)
- •2.1.2. Точность электроискровой обработки
- •2.1.3. Качество поверхности после ээо
- •2.2. Проектирование технологического процесса
- •2.2.1. Исходная информация:
- •2.2.2. Обоснование области использования ээо
- •2.2.3. Процедура проектирования технологического процесса
- •2.2.4. Проектирование инструмента для ээо
- •2.2.5. Технология изготовления эи
- •2.2.6. Расчет рабочей части эи
- •2.3. Автоматизированный расчет и выбор электродов-инструментов [27]
- •2.4. Оборудование для ээо
- •2.5. Типовые технологические процессы электроэрозионной обработки профильным эи [131]
- •2.5.1. Удаление обломков осевого инструмента
- •2.5.2. Прошивание отверстий профильным эи
- •2.5.3. Проектирование технологического процесса электроискровой обработки непрофилированным проволочным электродом (нэ) [106]
- •3. Электрохимическая размерная
- •3.1. Методы и технологические процессы электрохимической обработки
- •3.1.1. Прошивание углублений
- •3.1.2. Точение наружных и внутренних поверхностей (рис. 3.1)
- •3.1.3. Протягивание наружных и внутренних поверхностей (рис. 3.2)
- •3.1.4. Разрезание заготовок
- •3.1.5. Шлифование (рис. 3.4) [131]
- •3.1.6. Гравирование
- •3.2. Технологические параметры процесса
- •3.3. Технологические показатели
- •3.4. Проектирование технологических процессов [131]
- •3.4.1. Исходная информация
- •3.4.2. Отработка технологичности детали
- •3.4.3. Порядок построения тп
- •3.5. Проектирование и расчет электродов-инструментов [131]
- •3.5.1. Особенности проектирования
- •3.5.2. Трудоемкость изготовления и стойкость эи
- •3.5.3. Материалы для эи
- •3.5.4. Диэлектрические покрытия для эи [131]
- •3.5.5. Расчет и изготовление электрода-инструмента [131]
- •Ширину упоров (в) рассчитывают по формуле
- •3.5.6. Автоматизация расчетов и выбора эи
- •3.6. Оборудование [131]
- •3.6.2. Характеристики оборудования.
- •3.6.4. Выбор токоподводов.
- •3.6.5. Системы подачи электролита.
- •3.6.6. Ванны.
- •3.6.7. Агрегаты очистки электролита от продуктов обработки
- •3.7. Системы автоматического регулирования режимов эхо
- •3.8. Виды и компоновка станков.
- •3.8.1. Прошивочные станки.
- •3.8.2. Станки для эхо по схеме точения.
- •3.8.3. Электрохимические протяжные станки.
- •3.8.4. Станки для разрезания заготовок.
- •3.8.5. Станки для шлифования деталей.
- •3.9. Размещение оборудования.
- •4. Технология ультразвуковой обработки
- •4.1. Область использования
- •4.2. Технологические среды
- •4.3. Технологические режимы узо
- •4.3.1. Амплитуда (а) и частота колебаний (f)
- •4.3.2. Статическая нагрузка
- •4.4. Технологические показатели узо
- •4.4.1. Точность
- •4.4.2. Качество поверхности
- •4.4.3. Производительность
- •4.5. Проектирование технологического процесса
- •4.5.1. Построение технологического процесса (тп)
- •4.5.2. Порядок проектирования тп
- •4.6. Типовые технологические процессы
- •4.7. Оборудование для размерной ультразвуковой обработки
- •4.8. Примеры применения типовых технологических процессов
- •4.8.1. Размерная ультразвуковая обработка
- •4.8.2. Примеры интенсификации механической обработки
- •5. Лучевые методы обработки
- •5.1. Технология электронно-лучевой обработки
- •5.2. Обработка ионным лучом
- •5.3. Технология лазерной обработки
- •Область эффективного использования лазерной обработки.
- •6. Комбинированные методы обработки
- •6.3.1. Анализ путей повышения технологических показателей известных комбинированных процессов
- •6.4. Методика проектирования кмо
- •6.5. Выбор структуры взаимных воздействий составляющих комбинированного процесса
- •6.6. Проектирование кмо
- •6.6.1. Электроэрозионнохимический метод
- •6.6.1.1. Обоснование выбора метода
- •6.6.1.2. Технологические показатели метода
- •6.6.3. Электромеханическое упрочнение
- •6.6.4. Электрохимикомеханический кмо
- •6.6.5. Электроконтактнохимический метод
- •6.6.5.1. Процессы в зоне контакта сопряженных деталей
- •6.6.7. Электроконтактная обработка непрофилированным инструментом [52]
- •6.6.8. Электрохимикофотонный метод
- •6.6.9. Электрохимикоимпульсномеханический метод
- •6.6.10. Электрохимикоимпульсный метод
- •6.6.11. Электрохимикохимический метод
- •6.6.13. Электроэрозионновибрационный метод
- •6.6.14. Электрохимикоультрозвуковой метод
- •Зазор между заготовкой и инструментом, мм – 0,1–0,3.
- •6.6.15. Электрохимиковибрационный метод
- •6.6.19. Электрохимикотермический метод
- •6.6.22. Электроэрозионное легирование
- •6.6.23. Криогенноэрозионное упрочнение и легирование
- •6.6.24. Электроэрозионное восстановление деталей с термическим упрочнением
- •6.6.25. Гальваномеханическое восстановление металлических деталей
- •6.6.26. Нанесение контрастных знаков на покрытие
- •6.6.27. Электроимпульсный контактный метод
- •6.6.28. Магнитоабразивный метод
- •6.6.29. Электроабразивный метод (с полем переменной полярности)
- •6.6.30. Термомеханический метод
- •6.6.31. Электроконтактнохимический метод
- •6.6.32. Электроядерный метод
- •6.7.1. Опыт использования кмо
- •6.7.2. Электроэрозионнохимический метод
- •6.7.3. Электроабразивный метод
- •6.7.4. Электромеханическое упрочнение
- •6.7.5. Электрохимикомеханический метод обработки
- •6.7.6. Электроконтактнохимический метод
- •6.7.7. Безабразивная полировка
- •6.7.8. Электроконтактная обработка непрофилированным инструментом
- •Техническая характеристика установки
- •6.7.9. Электрохимикофотонный метод
- •6.7.10. Электрохимикоимпульсномеханический метод
- •6.7.11. Электрохимикоимпульсный метод
- •6.7.12. Электрохимикохимический метод
- •6.7.13. Механикоультразвуковой метод
- •6.7.14. Электроэрозионновибрационный метод
- •6.7.15. Электрохимикоультразвуковой метод
- •6.7.16. Обработка несвязанными токопроводящими гранулами
- •6.7.17. Обработка несвязанными диэлектрическими гранулами
- •6.7.18. Электрохимическая обработка в управляемом магнитном поле
- •6.7.19. Электрохимикотермический метод
- •6.7.20. Эхо с управляемым вектором действия электромагнитного поля
- •6.7.21. Электроэрозионное легирование
- •6.7.22. Криогенноэрозионное упрочнение
- •6.7.23. Электроэрозионное восстановление деталей с термическим упрочнением
- •6.7.24. Гальваномеханическое восстановление металлических деталей
- •6.7.25. Термомеханический метод
- •7. Повышение качества поверхностного слоя и перспективы применения электрических и комбинированных методов обработки
- •Заключение
- •Литература
- •107076 Г. Москва, Стромынский пер., 4.
- •394000 Г. Воронеж, ул. Пушкинская, 3
3.4.2. Отработка технологичности детали
Для более полного использования преимуществ ЭХО необходимо провести анализ технологичности детали (табл. 3.16).
Таблица 3.16. Технологичность детали
Анализируемый параметр |
Требования для ЭХО |
Способы выполнения требований |
Способ контроля |
1 |
2 |
3 |
4 |
Качество подготовки обрабатываемой поверхности |
Отсутствие окалины, масел, загрязнений.
Отсутствие местных выступов (например, облоя) более высоты межэлектродного зазора.
Отсутствие местных зачисток (например, для контроля твердости материала)
Равномерность структуры материала по зернистости
Предварительная термическая обработка (перед операцией ЭХО) |
Очистка, травление.
Удаление выступов
Выполнение местной обработки вне зоны ЭХО Не допускать местных углублений Термообработка или стабилизация структуры
При наличии в техпроцессе |
Визуально по эталонам
Визуально, измерением выступов
Визуально, по чертежу детали
Металлографический анализ
Анализ технологической документации |
1 |
2 |
3 |
4 |
Припуск |
Обеспечение гарантированного припуска Минимальная неравномерность припуска |
Ограничения в чертеже заготовки Ограничение неравномерности припуска |
Выборочный контроль припуска Выборочный контроль припуска |
Особенности построения техпроцесса (ТП) |
Совмещать черновые и чистовые операции. Выполнять ЭХО после термообработки. Не предусматривать удаления заусенцев и скругления кромок |
-
-
- |
Корректировка техпроцесса То же
То же |
Особенности проектирования деталей |
Исключить операции скругления кромок, переходных участков или предусмотреть дополнительный припуск на этих элементах (при недопустимости скруглений). |
Включение технических требований в чертежи детали
|
Анализ чертежей детали и заготовки
|
|
Уклоны по глубине (1-50).
При схеме протягивания предусматривать на концах детали повышенный съем металла |
Изменения в чертеже детали Внесение изменений в чертеж детали |
Анализ чертежа детали
То же |
3.4.3. Порядок построения тп
После выполнения подготовительных работ и получения документации проектируют основные этапы ТП, которые включают:
1. Выбор схемы обработки (неподвижным, подвижным, профильным, непрофилированным, сплошным ЭИ, гранулами и др.).
2. Под выбранную схему проводят отработку технологичности детали.
3. Проводят технико-экономические расчеты для обоснования целесообразности применения ЭХО.
4. Обосновывают целесообразность введения в ТП последующих операций для достижения заданных технологических показателей.
5. Рассчитывают и назначают технологические режимы обработки.
6. Оформляют технологическую документацию.
7. Передают документацию в производство и на хранение.
При проектировании следует отразить основные этапы ТП [130].
ЭХО обычно включается как составная часть в процесс механической обработки деталей. При выполнении операций ЭХО следует предусматривать этапы, которые могут быть самостоятельными операциями или переходами: подготовительный, обработки на станке, промывки и консервации детали, ее контроля [130].
Подготовительный этап включает очистку заготовок от консервирующих смазок, создание базовых поверхностей для установки заготовки и подвода тока, удаление неэлектропроводных участков и покрытий, проверку размеров.
Если на детали не предусмотрены базовые поверхности, то их изготавливают на операциях, предшествующих ЭХО. Шероховатость таких поверхностей не ниже Ra=5 мкм, точность 8…10-й квалитет СЭВ. Размеры участков для подвода напряжения рассчитывают в зависимости от силы тока, применяемого при обработке. Для этого вычисляют площадь участка как отношение силы тока к его плотности в местах контакта деталей. Плотность тока (А/мм2) выбирают в зависимости от материала токопроводящего элемента станка:
Медь……………………. |
3 |
Алюминиевые сплавы… |
1,5…2 |
Бронза, латунь…………. |
0,8 |
Нержавеющие стали…... |
0,3 |
Заготовки очищают от загрязнений и окалины пескоструйной обработкой, химическим травлением в ванных, зачисткой металлическими щетками, абразивным инструментом. Места подвода тока протирают ветошью, смоченной бензином или другим органическим растворителем.
В процессе подготовительного этапа необходимо предусмотреть входной контроль заготовки. Выборочно на одном-двух экземплярах из партии контролер обязан проверить соответствие марки материала, указанной в чертеже. На нескольких заготовках из партии в начале изготовления деталей и периодически в дальнейшем следует измерять размеры припусков по сечениям и наименьшее значение припуска. Для деталей. имеющих незначительный припуск, например для лопаток турбин и компрессоров, в процессе входного контроля приходится перераспределять припуск на обе стороны для каждой заготовки. Такую операцию выполняют на специальных оптических приборах с автоматической установкой положения детали.
Выборочно контролируют наличие неэлектропроводных участков. Если они будут обнаружены, то необходимо подвергнуть контролю всю партию заготовок.
Перед обработкой партии заготовок следует проверить состояние электрода-инструмента, соответствие его цехового номера и размеров чертежу, отсутствие следов коротких замыканий, состояние диэлектрических покрытий. Эту работу выполняет оператор при установке инструмента на станок.
Если используется специальное приспособление, то следует проверить соответствие цехового номера оснастки чертежу, правильность закрепления приспособления на станке, правильность подключения полюсов источника питания, места подвода электролита, отсутствие коротких замыканий между деталями. Этот контроль обязан выполнять оператор.
Перед началом смены оператор должен проверить состояние станка: измерить объем, плотность, температуру электролита в ванне, проконтролировать начальное и конечное положение электродов, герметичность гидравлических узлов.
Обработка на станке включает установку заготовки, крепление токоведущих проводов к зачищенным участкам, установку электрода-инструмента в исходное положение, обработку в расчетном режиме, снятие и контроль детали. Механизмы станка приводят в действие в такой последовательности: 1) вентиляцию; 2) вспомогательные движения детали или электрода-инструмента (вращение, подвод и др.); 3) подачу электролита; 4) рабочее напряжение; 5) подачу электрода-инструмента.
Режим ЭХО контролируют по приборам, установленным на станке. Оператор обязан проверить соответствие напряжения требованиям операционной карты, следить за силой тока, давлением электролита, температурой и расходом электролита.
Первую деталь из партии контролирует настройщик и контролер или мастер. Это необходимо для настройки станка и корректировки режима. При контроле первой детали следует также иметь в виду, что из-за неудачного расположения мест подвода электролита и нерасчетной скорости его протекания может возникнуть волнистость поверхности, вызывающая дополнительные погрешности.
Выключение подачи инструмента и напряжения обычно осуществляется концевыми выключателями. Подачу электролита и привод вращения заготовки или инструмента включает оператор с пульта управления станком. Электрод-инструмент следует периодически очищать от загрязнений, оседающих на нем из потока электролита.
Промывка и пассивация. После обработки на станке детали из конструкционных сталей промывают и подвергают пассивации, чтобы избежать коррозии. Промывку выполняют проточной водой в течение 3-5 мин, при этом желательно удалить загрязнения с помощью щетки. Затем деталь промывают в течение 5-8 мин в горячей воде при Т=330…350 К. Изделия пассивируют в слабом растворе каустической соды при температуре не ниже 330 К в течение 0,5…1 мин. Для пассивации можно применять также растворы мыла, кальцинированной соды, промывочные жидкости. После этого деталь сушат и смазывают маслом. Если деталь поступает на склад, то применяют более густые смазки.
В случае ЭХО нержавеющих сталей, меди, латуни применяют только промывку проточной водой для удаления остатков солей и загрязнений.
Приемочный контроль включает оценку соответствия линейных и угловых размеров детали чертежу, сравнение обработанных поверхностей с эталоном шероховатости, визуальный осмотр на отсутствие прижогов от коротких замыканий, коррозии, проверку качества консервации.
При контроле может обнаруживаться местное проявление структуры материала и рисунок перемещений инструмента на предшествующих операциях. Это не является дефектом, и в чертежах следует указывать допустимость таких явлений.
Кроме того, при освоении в производстве новых изделий может потребоваться специальный контроль эксплуатационных характеристик деталей после ЭХО. Это могут быть металлографические исследования материала, позволяющие выявить микрорастравливание и изменение химического состава поверхностного слоя, механические испытания при различных видах нагрузок, усталостные испытания стандартных образцов и натурных деталей. Эти виды контроля выполняют на специальном оборудовании в лабораториях завода.