2.3. Специализированные станки

Электрохимические станки этого типа предназначены для обработки деталей определенной формы и размеров, как правило, в условиях серийного и массового производства. Наиболее распространены специализированные станки для электрохимического формообразования профильной (рабочей) и хвостовой частей турбинных лопаток глубоких прямолинейных и криволинейных отверстий небольшого диаметра, электрохимического шлифования, снятия заусенцев и притупления острых кромок.

Специализированный станок модели МЭ-77 (рис. 2.12) предназначен для электрохимического формообразования рабочей части турбинных лопаток и других аналогичных профильных элементов деталей длиной до 250 мм, изготовляемых из труднообрабатываемых металлов. Станок выполнен по схеме с двумя горизонтально перемещающимися электродами-инструментами, т. е. обеспечивает обработку одновременно двух противоположных поверхностей заготовки. Перемещения электродов-инструментов независимые и осуществляются гидравлической системой. Последняя обеспечивает также закрепление в приспособлении обрабатываемой заготовки и одновременное крепление токопроводов.

В средней части станины 5 расположена рабочая камера 4 с открывающейся крышкой 3. Для предупреждения разбрызги-

вания электролита крышка камеры закрывается клиновыми зажимами, которые приводятся в действие также от гидравлической системы станка.

Часть гидравлической аппаратуры смонтирована в станине, а часть — на верхней ее плите, т. е. справа и слева от рабочей камеры. Нижняя часть станины является резервуаром для масла, обеспечивающего работу гидросистем. Для доступа к механизмам станка при необходимости их ремонта или наладки имеются справа и слева от рабочей камеры откидывающиеся дверцы; верхние крышки также откидные.

На дне рабочей камеры имеются базовые опоры, на которых расположены два цилиндрических фиксатора. На эти опоры и фиксаторы установлено приспособление для крепления обрабатываемых заготовок. Само приспособление закреплено на опорах винтами. Через дно камеры осуществляется подвод масла к гидроцилиндрам приспособления и подача электролита в зону обработки. Электролит сливается через отверстия в верхней плите станины. Токоподвод к заготовке выполнен в виде двух гибких шин; токоподвод к электродам-инструментам аналогичный. Все шины выведены к задней стенке камеры и через отверстия в ней подсоединены к источнику питания. Шины к электродам-инструментам прикреплены стационарно. К заготовке токоподводы крепятся с помощью гидравлики. Токоподводы заготовки охлаждаются водой, циркулирующей в их полостях.

Крышка камеры открывается и закрывается вручную ручкой 2. В станке предусмотрена блокировка, предотвращающая включение станка при открытой крышке камеры. На лицевой части рабочей камеры расположен пульт 1 управления механизмами станка.

К одной из базовых опор приспособления, на которые устанавливают заготовку, подводится провод для съема электрического сигнала, свидетельствующего о касании электродов-инструментов обрабатываемых поверхностей заготовки в любой точке. При установке заготовки в приспособление необходимо следить за исправностью этого провода и обеспечить его контакт с заготовкой.

Для настройки исходного положения электродов-инструментов на гидроцилиндрах, осуществляющих их перемещение, смонтированы специальные механизмы с индикаторами; по их показаниям следят также за перемещением электродов-инструментов. Система автоматики станка позволяет управлять рабочей подачей электродов-инструментов посредством датчиков и следящей системы. Датчики автоматически корректируют межэлектродный промежуток.

На станке обрабатывают турбинные лопатки с погрешностью размеров 0,15 мм и производительностью 4—10 лопаток в час в зависимости от припуска на обрабатываемые поверхности.

Специализированный полуавтомат модели ЛШ-138 (рис. 2.13) предназначен для электрохимического шлифования профиля замка и плоскостей хвостовой части заготовок турбинных лопаток, изготовляемых из жаропрочных сплавов. Операцию выполняют токопроводящими абразивными кругами на металлической связке, рабочая часть (периферия) которых копирует профиль обрабатываемых поверхностей заготовки. На панели 2 станины 1 станка расположены органы управления вертикальной автоматической подачей шлифовального круга 3 при правке и установкой жесткого упора, лимб вертикальной подачи круга, рукоятка ручного перемещения и рукоятка толчковой вертикальной подачи круга. В верхней части станины находится наладочный пульт 4 с кнопками управления работой соответствующих механизмов и рабочий пульт 6. На последнем имеются кнопки управления работой всех механизмов станка в автоматическом цикле, а также приборы контроля установленных режимов обработки. На панели 5 размещены маховик ручной поперечной подачи шлифовальной бабки, лимб этой подачи, рукоятка реверса этого движения и соответствующие упоры.

Компоновка станка аналогична компоновке серийных плоскошлифовальных станков. Особенностью его является наличие токоподводов к шпинделю шлифовальной бабки и приспособлениям для крепления обрабатываемых заготовок, которые установлены на столе, имеющем продольное возвратно-поступательное перемещение.

Стол имеет кожух, предотвращающий разбрызгивание охлаждающей жидкости — электролита. За станиной станка расположены два электрошкафа управления работой электрооборудования, источник питания (тип ВАКХ-1600- 12У4), оборудование для сбора, очистки и подачи электролита и другое вспомогательное оборудование.

На станине станка расположен стол, который перемещается по направляющим качения. Сзади на тумбе станины укреплена колонна с вертикально расположенными направляющими, в которых перемещается каретка, несущая шлифовальную бабку. Каретка имеет вертикальное и горизонтальное перемещение.

На столе станка кроме приспособлений для крепления заготовок устанавливается механизм для правки шлифовального круга. Вращение правящего алмазного ролика осуществляется от самостоятельного электродвигателя, смонтированного в этом механизме. Здесь же расположено приспособление для очистки режущей поверхности шлифовального круга от засаливания, что производят после правки его алмазным роликом с помощью специальной пластины. Последняя крепится в самостоятельном приспособлении, расположенном на столе станка. При очистке от засаливания шлифовального круга производят шлифование этой пластины в режиме обратной полярности, когда положительный полюс источника питания подключают к шлифовальному кругу, а отрицательный — к шлифуемой пластине. Под воздействием технологического тока и электролита при шлифовании пластины происходит размягчение и растворение связки шлифовального круга на его рабочей поверхности; зерна на последней оголяются и он приобретает присущую ему режущую способность.

Шлифовальная бабка имеет поперечное перемещение по направляющим каретки. Она снабжена автономным электродвигателем и токоподводом от источника питания.

Станок обеспечивает производительность до 1500 мм³/мин при наибольшей длине обрабатываемых заготовок 630 мм и окружной скорости вращения шлифовального круга 34 м/с (диаметр круга 450 мм).

Специализированный станок модели ЛЭ-228 создан на базе серийного круглошлифовального станка и предназначен для электрохимического шлифования наружных цилиндрических и конических поверхностей деталей типа тел вращения. Конструкция модернизированного электрохимического станка (рис. 2.14) отличается от базового дополнительными деталями и узлами, осуществляющими подвод к токопроводящему шлифовальному кругу и шлифуемой заготовке электрического тока. Станок укомплектован источником питания, специальными насосно-фильтрующей и вентиляционной установками.

На станине 1 расположены нижний 2 и верхний 3 столы. Первый перемещается при работе в продольном направлении по направляющим станины, а второй может устанавливаться под нужным углом в плане посредством резьбовой пары, что необходимо при обработке конических поверхностей. Верхний стол к нижнему после такой настройки крепится прижимами. Один из прижимов имеет шкалу и индикаторное устройство для контроля угла поворота верхнего стола. Кроме гидравлического механизма продольной (рабочей) подачи нижний стол снабжен механизмом ручного наладочного перемещения. На этом столе расположены упоры для установки его рабочего хода. Столы соединены деталями из диэлектрических материалов.

В средней части станины расположена шлифовальная бабка 5, несущая шлифовальный круг 6. Последний вращается от самостоятельного электродвигателя, смонтированного в корпусе бабки 5, посредством ременной передачи. Выступающая из корпуса бабки 5 часть шпинделя имеет конус с резьбовым окончанием и шпонкой для установки и крепления оправки с заранее смонтированным и выверенным на ней шлифовальным кругом; шпонка передает крутящий момент кругу. Для подвода электрического тока к шлифовальному кругу на нем имеется токосъемное устройство, закрытое кожухом. Шпиндель электрически изолирован от остальных деталей шлифовальной бабки. К кожуху шлифовального круга, смонтированному на этой бабке, крепят при необходимости державку дополнительного катода, который подводят к шлифуемой поверхности заготовки. Бабка 5 вместе со шлифовальным кругом может перемещаться

специальным механизмом перпендикулярно оси шлифуемой заготовки на глубину врезания.

Передняя бабка 4 служит для закрепления и вращения заготовки с одновременной подачей на нее электрического тока от источника питания. В корпусе передней бабки жестко укреплен шпиндель с центром для установки заготовки; на левом торце шпинделя смонтирован токоподвод. Вращается заготовка поводком, соединенным с вращающимся от самостоятельного электродвигателя фланцем. В этом устройстве применен электродвигатель с бесступенчатым регулированием частоты вращения. Аппаратура регулирования расположена на лицевой стороне корпуса бабки 4. Частота вращения заготовки может изменяться от 63 до 400 об/мин.

Задняя бабка 7 также смонтирована на верхнем столе и предназначена для закрепления заготовки в заднем центре. Она имеет механизм отвода пиноли (вручную или с помощью гидравлики) и может перемещаться в продольном направлении на нужное расстояние к передней бабке. Поджимается задний центр к заготовке пружиной.

Все большее распространение получают электрохимические станки для отделочных операций, в том числе электрохимического суперфиниширования и хонингования.

Станок модели 3871БЭ предназначен для обработки наружных цилиндрических поверхностей. Электрохимическое суперфиниширование производится абразивными брусками на металлической связке в полуавтоматическом или наладочном режимах.

Наибольший диаметр обрабатываемых на этом станке заготовок 280 мм, а длина — 710 мм. Частота вращения шпинделя передней бабки 30—960 об/мин. Усилие прижима бруска к обрабатываемой поверхности до 87 Н. Рабочее напряжение составляет 2—24 В, а сила тока — 630 А. Достижимая шероховатость обрабатываемых поверхностей Ra=0,04 мкм при исходной их шероховатости Ra=2,5 мкм. Отклонение от круглости этих поверхностей не превышает 1,6 мкм.

Современным для электрохимического хонингования является станок модели 3822Э. На нем обрабатываются отверстия круглой формы диаметром от 20 до 80 мм и длиной до 130 мм в полуавтоматическом режиме. Достижимая шероховатость и конусность до 0,01 мм. Напряжение технологического тока источника питания этого станка 24 В; сила тока — 1500 А.

Специализированный станок модели ЛЭ-142 (рис. 2.15) предназначен для электрохимического удаления заусенцев с мелких токопроводящих, как правило, штампованных деталей типа пластин, лепестков, шайб, колпачков и т. п. В станине 9 смонтирован источник питания; на ней расположен корпус 8. В переднем отсеке корпуса находится рабочая зона.

Низ этого отсека имеет сетку, через которую отработанный электролит сливается в бак. При работе станка рабочая зона закрыта щитком. Через донную часть рабочей зоны проходит наклонный лоток 5, по которому обработанные детали из барабана-катода 6 поступают в разделительное устройство 1. Над рабочей зоной имеется фланец для подключения станка к вентиляционной системе.

Справа от рабочей зоны корпуса расположен отсек для электрооборудования с пультом 7 управления. На последнем смонтирована пусковая и сигнальная аппаратура, а также контрольный амперметр. В заднем отсеке корпуса размещены привод вращения барабана-катода, электронасос для подачи электролита и выпрямитель. Шпиндель привода, вращающийся в опорах скольжения, несет на себе барабан-катод, в котором обрабатываются детали. Через шпиндель с помощью щеточного устройства электролитический ток подается на корпус барабана-катода. В центре последнего размещен стальной стержень, подключенный к положительному полюсу источника питания.

Станок комплектуют барабанами нескольких типов; применение каждого из них обусловлено конструкцией обрабатываемых деталей и спецификой выполняемых операций. Так, для скругления острых кромок используют барабан-катод шестигранной формы, а для удаления заусенцев — цилиндрический. Для одновременной обработки деталей различной формы и размеров

применяют специальный барабан-катод с кассетами из листового винипласта.

В качестве абразивного материала используют фарфоровые шары, которые вместе с обрабатываемыми деталями загружают в барабан-катод станка. Закрывают щиток рабочей зоны, включают привод вращения барабана-катода, насос и источник питания и обрабатывают детали в течение заданного времени. Затем выключают источник питания станка, подачу электролита и привод барабана-катода, открывают крышку последнего и, вращая его, ссыпают детали и шары на наклонный лоток. Стальные детали отделяют от шаров приспособлением с магнитными кольцами. Детали из немагнитных материалов и шары пропускают через разделительное устройство. Оно имеет электродвигатель, вращающий два валика. Между валиками установлен барабан 2 с отверстиями, в который по наклонному лотку попадают обработанные детали и шары. При вращении этого барабана шары через отверстия в его стенках высыпаются в поддон 10 устройства, а детали остаются в барабане. Для промывки деталей в барабан подают воду через специальное устройство 3 с краном. Вращение и остановку валиков и барабана производят кнопкой, расположенной на пульте управления 4. При необходимости детали после промывки пассивируют, для чего в разделительном устройстве имеется ванна с соответствующим раствором.

Система подачи в барабан-катод электролита включает кроме бака электронасос и теплообменник для охлаждения. При необходимости приготовления электролита компоненты его растворяют в специально установленном над баком сите, через которое прокачивают воду. При этом происходит растворение химикатов и заполнение бака до указанного на нем уровня.

При замене барабана-катода необходимо следить за тем, чтобы корпус его с вращающимися при работе деталями привода был соединен надежно.

Специализированный электрохимический автомат модели Э3-93 предназначен для удаления заусенцев и притупления острых кромок деталей (на шлицевых и шпоночных пазах, радиальных и осевых отверстиях, зубчатых колес, дисков и т. п.). Автомат может встраиваться в автоматические линии и работать с загрузкой заготовок от манипулятора или с ручной загрузкой. Станок комплектуется источником питания (ВАКГ-3200-6/12), электрошкафом, центрифугой, баком для электролита, баком для гидропривода и моечной машиной. Последняя обеспечивает промывку, пассивацию и сушку обработанных деталей.

Диаметры обрабатываемых деталей от 50 до 200 мм; высота — от 10 до 100 мм. Время обработки — от 15 до 60 с.