МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Воронежский государственный технический университет

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИКОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ

Утверждено Редакционно-издательским Советом

университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2003

УДК 621.9.047

С.Ю.Жачкин, А.И.Болдырев, В.П.Кузовкин, В.А.Сай. Оборудование специальных методов обработки: Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2003. 199 с.

В учебном пособии рассматриваются вопросы компоновки и назначения различного технологического оборудования применительно к специальным методам обработки. В пособии широко приведены справочные материалы, помогающие студентам ориентироваться при выборе того или иного оборудования под конкретные технологические процессы.

Издание предназначено для использования в учебном процессе по направлению 651400 «Машиностроительные технологии и оборудование» студентам специальности 120100 «Технология машиностроения» всех форм обучения. Учебное пособие может быть полезно аспирантам и специалистам, занимающимся разработкой электрохимикофизических методов обработки.

Учебное пособие подготовлено на магнитном носителе в текстовом редакторе Microsoft Word и содержится в файле мет11.

Табл. 58. Ил. 7, Библиогр.: 5назв.

Рецензенты

Кафедра «Производство и ремонт

и эксплуатация автомобилей» ВГЛТА

Зав.каф.,д.т.н.,проф. В.И.Посметьев

канд. техн. наук В.Ю. Склокин

Жачкин С.Ю., Болдырев А.И, Кузовкин В.П., Сай В.А.., 2003.

Оформление. Воронежский государственный технический университет, 2003.

Введение

Одним из важнейших направлений технического прогресса в машиностроении являются электро-химико-физические методы обработки, в частности ЭХРО, ЭЭрО, ультразвуковая обработка и другие.

ЭХРО основана на принципе локального анодного растворения при высокой плотности тока в проточном электролите.

Промышленное использование ЭХРО зависит от совершенства применяемого оборудования, выполняющего различные технологические операции: копировально-прошивочные, формообразующие, обработка глубоких отверстий, удаление заусенцев, маркирование и др. Оборудование выпускается применительно к конкретным технологическим задачам, серийно (копировально-прошивочные станки, шлифовальные, заточные, удаления заусенцев, маркирования и т.д.) и по спецзаказам для спецоборудования.

Предприятия в России, выпускающее технологическое оснащение: ЭНИМС, Троицкий станкостроительный завод, различные НИИ и многие предприятия для своих изделий. А также: Фирмы Anocut, Gincinati, Exello - США; Mitsubishi, Hitachi - Япония; Bosch, Wendt - ФРГ и другие.

1.Направляющие, настроечные вспомогательные и базовые элементы (корпусы) приспособлений

1.1 Детали приспособлений для направления рабочего инструмента

При выполнении отдельных операций обработки жесткость режущего инструмента бывает недостаточной. Для устранения придания инструменту определенного положения в процессе обработки относительно заготовки применяют направляющие детали, К ним относятся кондукторные втулки и копиры. Они должны быть точными, износостойкими и сменными.

Кондукторные втулки. Конструкция и размеры кондукторных втулок для сверлильных приспособлений стандартизованы. Постоянные втулки применяют в кондукторах для мелкосерийного производства при обработке отверстий одним инструментом (рис. 1.1, а);

их делают гладкими (тип 1) и с буртами (тип 2); сменные втулки (ГОСТ 15362—73 и 18431—73) применяют в приспособлениях для массового и крупносерийного производства; быстросменные втулки (ГОСТ 18432—73) с замком — при обработке отверстия несколькими последовательно сменяемыми инструментами. Сменные и быстросменные втулки (рис. 1.1, б и а) вставляют в постоянные, которые запрессовывают в корпус приспособления. Применение кондукторных втулок позволяет устранять разметку, уменьшает увод оси и разбивку обрабатываемого отверстия. Точность диаметра отверстий повышается в среднем на 50 % по сравнению с точностью при обработке без кондукторных втулок.

Для изготовления втулок при обработке отверстий диаметром до 25 мм используют сталь У10А, У12А или 9ХС (закалка до твердости НRС 62—65); при обработке отверстий диаметром более 25 мм — сталь 20 или 20Х с цементацией на глубину 0,8—1,2 мм и закалкой до той же твердости.

Средняя интенсивность изнашивания кондукторных втулок при изготовлении отверстий диаметром 10—20 мм на 10м пути составляет: при обработке серого чугуна средней твердости 3—5 мкм; стали 40 4—6 мкм, алюминиевых сплавов 1—2 мкм. По этим данным можно более точно определить стойкость втулки, задаваясь допустимой величиной ее износа. Значительное увеличение износостойкости втулок (в 5—8 раз) достигается изготовлением их из твердого сплава или запрессовкой в их нижнюю часть, где наблюдается наибольший износ, твердосплавных вставок.

При этом необходимо предупреждать чрезмерное нагревание инструмента в работе во избежание его заедания во втулке. Для повышения точности направления инструмента используют высокие втулки. Такие втулки применяют также для комбинированных инструментов сверло-развертка (см. рис.1.1, д), используемых для обработки отверстий в тонкостенных деталях.

Для определения предельных размеров отверстия втулок допуски на диаметр инструмента берут по соответствующим стандартам. Допуски на износ кондукторных втулок не разработаны. Пределом износа считают нижнее отклонение допуска на диаметр просверливаемого отверстия. При сверлении отверстий под болты и заклепки допустимая величина износа может быть расширена без влияния на точность сопряжения соединяемых деталей. На некоторых заводах допуски на износ для этих случаев установлены 0,2—0,3 мм.

Типы специальных кондукторных втулок показаны на рис. 1.2. Втулка, показанная на рис. 1.2, а, применяется при обработке отверстий в наклонных площадках (а << 20°); удлиненная быстросменная втулка, показанная на рис. 1.2, б, используется в тех случаях, когда отверстие обрабатывают в углублении заготовки или когда установка и съем последней затруднены. При малом расстоянии между осями отверстий применяют срезанные втулки (рис. 1.2, в) или одну общую (рис. 1.2, г).

Накладные кондукторы, ориентируемые по базовому отверстию и контуру обрабатываемой заготовки, показаны на рисунке 1.3, а и б. Во всех случаях необходимо надежное крепление накладного кондуктора на заготовке.

Для направления борштанг используют неподвижные и вращающиеся втулки. На рис. 1.4, а показана конструкция вращающейся втулки, поверхность скольжения которой защищена от попадания посторонних частиц. На рис. 1.4, б показана втулка, смонтированная на роликоподшипниках (ее недостаток — большой диаметр). В обеих конструкциях на внутренней поверхности втулки имеется шпоночный паз для принудительного вращения втулки. Для облегчения попадания шпонки в паз втулки ее выполняют со скошенными краями или плавающей.

Получают распространение кондукторные втулки, смонтированные на игольчатых подшипниках. Они имеют небольшой размер в радиальном направлении, точны (радиальный зазор не более 15 мкм), допускают обработку на высоких скоростях резания и износоустойчивы. На внутренней поверхности втулки часто предусматривают пазы для борштанги.

На рис. 1.4, в показан пример приспособления с двумя кондукторными втулками.

Копиры применяют при обработке фасонных и сложнопрофилированных поверхностей. Роль копиров — направлять инструмент для получения заданной траектории его движения относительно заготовки.

Наиболее общим случаем обработки по копиру является обработка замкнутого контура методом круговой подачи. Скрепленные заготовка и копир вращаются вокруг общей оси. Расстояние между нею и осью инструмента в соответствии с профилем копира изменяется, и получается нужный профиль детали. На рис. 1.5 показаны три схемы обработки замкнутого контура. При обработке по схеме, представленной на рис. 1.5, а, диаметры ролика 1 и инструмента 2 равны, поэтому профиль копира 3 идентичен профилю обработанной детали 4. На схеме, приведенной на рис. 1.5, б, диаметр ролика не равен диаметру инструмента; в этом случае профиль копира представляет собой эквидистанту профиля детали.

На схеме, приведенной на рис. 1.5, в, профиль копира отличается от профиля детали ввиду того, что оси ролика и инструмента не лежат на одной прямой.

В рассмотренных случаях оси ролика и инструмента неподвижны. Заготовка и копир установлены на шпиндель приспособления и вращаются с постоянной угловой скоростью. Стол вертикально-фрезерного станка, на котором производится обработка, не соединен с винтом продольной подачи и отжимается в одну сторону грузом, пружиной или пневмоцилиндром. Сила отжима должна быть достаточной для обеспечения контакта копира и ролика. За один оборот заготовки стол станка совершает одно возвратно-поступательное движение. В этом процессе копир выполняет роль кулачка.

Построение копира для наиболее общего случая (см. рис. 1.5, в) состоит из следующих этапов.

1. Вычерчивают профиль детали в натуральную величину или в увеличенном масштабе.

2. Выбирают центр вращения заготовки, так чтобы угол давления был минимальным. На рис. 1.6, а и б показаны два варианта выбора центра вращения О. Для случая, представленного на рис. 1.6, а, угол давления, образуемый между радиальным лучом и. нормалью к профилю в данной точке, достигает значения 0. При перемещении центра вращения вправо (рис. 1.6, б) угол давления снижается до значения ₁.

Для симметричных профилей наивыгоднейшее положение центра вращения О совпадает с центром тяжести контура. Для профилей, имеющих ось симметрии, ось вращения лежит, на этой оси, для более сложных профилей центр вращения находят по условию минимального значения угла давления.

3. Из выбранного центра вращения проводят радиальные лучи (рис. 1.7, а), на которых строят окружности касательно профили. детали. Их радиус равен радиусу инструмента не должен быть больше радиуса вогнутого участка профиля.

4. От центров проведенных окружностей откладывают отрезки а, равные расстоянию между осями ролика и инструмента.

5. Из полученных точек на радиальных лучах проводят окружности, соответствующие окружностям ролика.

6. По положениям окружностей ролика проводят плавную огибающую, которая и представляет собой искомый профиль копира.'

Если построение производилось в увеличенном масштабе, то последующим фотографированием можно получить профиль копира в натуральную величину.

При обработке незамкнутых профилей прямолинейной подачей методика строения копира несколько упрощается. Вместо радиальных лучей перпендикулярно к направлению подачи проводят ряд параллельных линий. Положение профиля детали относительно их должно быть таким, чтобы угол давления был минимальным. Это достигается пробным поворотом профиля детали относительно линий. Выполняя перечисленные этапы, профиль получают как огибающую окружностей ролика.

Для компенсации изменения диаметра инструмента при его износе ролик целесообразно делать конической формы (см. рис. 1.7, б), а на копире выполнять соответствующий скос. Угол между образующей и осью ролика 10—15°. После износа инструмента ролик перемещают вдоль оси, и размер детали остается постоянным.

Копир и ролик изготовляют из высокоуглеродистой или цементируемой стали, обработанной до твердости НКС 58—62.