6.5. Выбор структуры взаимных воздействий составляющих комбинированного процесса

Структура взаимных воздействий складывается с учетом сочетания различных факторов, наиболее полно удовлетворяющих требованиям заказчика КМО.

При поиске оптимального сочетания используют теорию делового конфликта (раздел 6.3.2) и общий подход к проектированию процесса (раздел 6.4). При этом считают:

• в качестве исходных условий при комбинации воздействий необходимо использовать вид выполняемой известными методами или требуемой (ранее неосуществимой) операции с ее технологическими показателями или желаемыми условиями выполнения;

• по табл. 6.2 производят выбор воздействий, отвечающих запросам заказчика;

• устанавливают пути усиления желаемых воздействий и подавления негативных явлений.

Предполагают:

• в проектируемом методе комбинированной обработки могут проявиться все свойства каждого вида воздействия, требуемого в новом процессе;

• каждый вид воздействия зависит от других, и их сочетание может дать любой результат, однако, имеется возможность усилить положительный эффект суммарного воздействия на технологические показатели;

• предельный положительный эффект от совместного воздействия может значительно превышать алгебраическую сумму, определяющую технологический показатель при последовательном применении нескольких технологических способов, входящих в комбинированный процесс.

Таким образом, проектирование КМО возможно в случае известных исходных условий (технологических показателей процесса) с ограничениями в форме предельных значений комбинированного процесса при оптимальном сочетании и количестве воздействий.

6.6. Проектирование кмо

6.6.1. Электроэрозионнохимический метод

6.6.1.1. Обоснование выбора метода

Рассмотрим некоторые примеры проектирования комбинированных технологических процессов. Одной из наиболее часто применяемых операций является формообразование отверстий. Применительно к каналам сложного сечения в труднообрабатываемых резанием сплавах чаще других методов используют электроэрозионное и электрохимическое прошивание. Оба метода обеспечивают достаточную для сборки точность, шероховатость, другие показатели, кроме производительности. Поэтому в техническом задании на прошивание должно быть указано требование получения наибольшей скорости подачи инструмента без выхода из допускаемых пределов других технологических показателей.

Из рис. 1.1 видно, что наибольшую производительность имеют электроконтактная, электрохимическая и электроимпульсная обработка, но, с учетом требования к качеству поверхности и точности, техническому заданию более полно соответствует электрохимическая размерная обработка, которую, очевидно, следует выбрать в качестве базовой при проектировании комбинированного процесса. Для достижения заданного в техническом задании показателя необходимо наметить пути интенсификации процесса. Из теории электрохимической размерной обработки известно, что для этого следует ускорить массовынос продуктов обработки. Увеличение скорости прокачки электролита возможно только до определенного предела, за которым наступает неконтролируемое возрастание погрешностей, сопровождаемое резким ростом энергопотребления. Депассивация поверхности позволяет достичь положительного результата. Для этого может быть использовано механическое постоянное и импульсное, а также тепловое воздействие. Механическую депассивацию поверхности при прошивании, особенно некруглых отверстий, практически осуществить сложно, поэтому этот вариант нами не рассматривается. Остаются электроискровая, электроимпульсная, ультразвуковая, светолучевая интенсификация. Электроимпульсная составляющая не обеспечивает требуемого качества поверхности, введение в зазор дополнительной энергии лучом лазера дает значительное возрастание производительности, но технически трудно осуществимо и возможно только для прозрачного электрода и электролита, что наблюдается лишь в начале обработки. Из-за этого светолучевая интенсификация процесса не нашла использования. В качестве средств интенсификации остаются электроэрозионная и ультразвуковая обработка. Использование электроэрозионного метода позволяет ускорить комбинированный процесс за счет удаления окисных пленок, продуктов обработки с поверхности электролизера микрообъемами жидкости, приобретающей большие ускорения в зоне разрядов. При этом такие пульсации малых объемов электролита не сказываются на точности. Однако, по мере углубления инструмента в деталь интенсификация процесса электроискровым методом быстро ослабевает и через несколько миллиметров практически прекращается, что действительно наблюдается при использовании электроэрозионнохимической обработки. Ультразвуковые колебания способствуют ускорению выноса продуктов обработки при любом углублении инструмента в деталь, но в начале обработки интенсивность съема существенно ниже, чем в предшествующем варианте из-за отсутствия концентрированных энергетических воздействий на поверхность в момент разряда. Возможно в дальнейшем удастся реализовать комбинированный процесс, включающий электроэрозионную и ультразвуковую обработку. Прототипом такого метода можно считать эрозионнохимическую прошивку с вибрацией инструмента. Существенным ограничением для использования ультразвуковых колебаний является отсутствие возможности перемещать инструмент значительных габаритов и массы, снижение жесткости подвижной системы и появление дополнительных погрешностей. В этом смысле низкочастотные колебания, хотя и менее эффективны, нашли большее применение из-за повышенного коэффициента использования энергии, простоты и надежности конструкции.