Резание с наложением вибраций
Наложение вибраций на процесс резания позволяет изменить кинематику процесса резания, углы резания, обеспечить снижение потребного усилия на резание (30% и более), улучшить условия работы режущей кромки, что в комплексе дает возможность на обычном оборудовании обработать высокопрочные материалы и сплавы.
Вибрации можно накладывать невысокой частоты (до 1000 колебаний/мин), но для повышения эффективности процесса резания наложение вибраций как правило носит ударный импульсный характер. Разработаны типовые конструкции специальных оправок для преобразования непрерывного вращательного движения в ударно-импульсные колебания, которые используют для сверления отверстий малых размеров (Æ0,5-3 мм) в высокопрочных материалах, а также нарезания мелких резьб М2-М3.
При обработке нержавеющей стали на токарных станках проблемой является удаление сливной стружки, а также невысокая стойкость режущего инструмента.
В мелкосерийном производстве при обработке на станках с ЧПУ предусматривается через несколько оборотов детали технологический останов (S=0). Для того, чтобы прервать процесс резания и отделить кусочек стружки.
В крупносерийном и массовом производстве при обработке на станках автоматических и полуавтоматических на резец накладывается дополнительная вибрация от кулачка или эксцентрика.
Высокочастотные вибрации накладывают на режущий инструмент, реже на деталь или на станок, иногда нс СОТС. Источником высокочастотных ультразвуковых колебаний является магнитострикционный вибратор (мощность от десятков Вт до десятков кВт и более).
|
|
|
Процесс ультразвуковой обработки может быть размерным и безразмерным. Последний применяется для обезжиривания детали и снятия заусенцев на мелких деталях приборов, часов. Детали загружаются в емкость с жидкостью, которой сообщаются ультразвуковые колебания. Работа совершается только за счет явления кавитации (холодное вскипание жидкости).
Размерная ультразвуковая обработка применяется в основном с наложением колебаний на инструмент при выполнении токарных операций, сверления отверстий, нарезания резьбы, пластического деформирования поверхности, в том числе ультразвуковое полирование.
Ультразвуковая обработка хрупких материалов (керамика, фарфор) производится при наложении ультразвуковых колебаний на инструмент, который воздействует на абразивные зерна и производит разрушение материала.
Резание с нагревом
Основано на экспоненциальной зависимости работы пластической деформации от температуры нагрева. Нагрев может производиться токами высокой частоты, пламенем газовой или плазменной горелки. Критерием температуры нагрева является температура низкого отпуска, которая для высоколегированных сталей достаточно высокая (Р6М5 - 550°C).
|
|
|
Нагрев заготовки позволяет снизить работу, потребную на резание, а следовательно, обрабатывать традиционными способами на обычном оборудовании высокопрочные материалы.
Электроэрозионная обработка
Основана на электроэрозионном разрушении материала детали при прохождении между инструментом и деталью импульса тока большой силы. Источником энергии являются батареи конденсаторов или машинные генераторы. Выделение энергии происходит в среде диэлектрика. При этом 90% энергии выделяется в первом полупериоде.
В зависимости от величины выделяемой энергии и частоты следования импульса процесс электроэрозионной обработки можно разделить на 2 самостоятельных процесса:
1) Электроимпульсная обработка;
2) Электроискровая обработка.
Электроимпульсная обработка характеризуется большой величиной выделяемой энергии (10-100 Дж), напряжением 70-380 В, частота следования импульсов 10-100Гц. В качестве диэлектрика используется минеральное масло + керосин.
Процесс применяется для объемной обработки полостей штампов, пресс-форм. Инструментом для объемной электроимпульсной обработки являются специальные высокоэрозионные сплавы, вольфрам, молибден, графит, чугун, иногда медь марки М1.
|
|
|
Электроискровая обработка характеризуется малым количеством выделяемой энергии (доли Дж), но высокой частотой импульсов (кГц).
Производительность процесса
.
Так как величина выделяемой энергии мала, то используется невысокое напряжение (5-10 В) и в качестве диэлектрика используется дистиллированная вода, что значительно упрощает эксплуатацию станков на производстве.
Процесс применяется для вырезки деталей, разрезки, изготовления элементов вырубных штампов. В качестве инструмента чаще всего используется проволока (вольфрамовая - Æ0,2…0,3 мм, латунная - Æ0,4 мм). Точность обработки зависит от системы ЧПУ и находится в пределах ±0,01…0,05 мм. Шероховатость зависит от режимов резания – 5-8 класс.
Электрохимическая обработка
Основана на электрохимическом растворении материала детали при прохождении электрического тока большой плотности (1000 А), но безопасного напряжения (до 36 В) через малые зазоры между инструментом и деталью (0,5 мм и менее) в среде электролита.
|
|
|
В результате химической реакции происходит химическое взаимодействие железа с ионами водорода, хлора, кислорода. В результате чего происходит растворение железа и перевод его в нерастворимое химическое соединение Fe(OH)3, которое отфильтровывается, а электролит снова подается в обращение.
Электрохимическая обработка позволяет обеспечить точность размера и формы до ±0,01 мм, шероховатость поверхности – 9-10 класс. Чем меньше зазор D между инструментом и деталью, тем активнее притекает процесс растворения и выше точность и качество обработки. Однако при малых зазорах увеличивается вероятность эрозионного загорания, что приводит к выходу из строя инструмента.
Чтобы исключить возможность эрозии, необходимо иметь большие зазоры, а для повышения производительности – малые. Поэтому процесс обработки в крупносерийном и массовом производстве ведут с переменной величиной зазора. При малых величинах зазора (0,05…0,1 мм) происходит активный процесс растворения (длительность – доли секунды), затем зазор увеличивается и происходит активная прокачка электролита и растворение продуктов растворения (шлама). Затем снова зазор уменьшается и т.д. сближение электродов происходит от кулачка, вращаемого ЭД.
Процесс электрохимической обработки можно наложить на любой классический процесс и, таким образом, получать электрохимическое точение, фрезерование, шлифование, хонингование и т.д.
Отечественная промышленность выпускает различные типы станков для электрохимической обработки (универсальные – для инструментального производства, шлифовальные, станки для электрохимического клеймения, заточки режущего инструмента, снятия заусенцев и т.д.).
Однако для размерной электрохимической обработки поверхность электродов должна быть обработана по 10-11 классу шероховатости. Для обработки объемных криволинейных фасонных поверхностей применяется безразмерная электрохимическая обработка сыпучим электродом.
Например, для обработки внутренней полости турбин центробежных насосов внутрь корпуса засыпается электрод (куски токопроводящего абразива), наливается электролит и к инструменту и к детали подводится постоянный электрический ток. Детали сообщается дополнительное движение (чем сложнее, тем лучше). В результате происходит обработка внутренней полости поверхности детали до 9 класса шероховатости.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 84; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!