Воронежский государственный
технический университет
УДК 681.3
А.А. Дорофеев
ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
ЧЕРЕЗ МЕХАНИЧЕСКИЕ СЛЕДЯЩИЕ УСТРОЙСТВА
В станочных системах используются копиры, шаблоны, кулачки, профиль которых определяет форму, размеры и точность обработки деталей.
Копиры, применяемые в электрозионных станках с непрофилированным электродом, токарном оборудовании, обычно обеспечивают безотрывное перемещение инструмента, т.к. скорость их перемещения незначительна и инерционные силы не велики.
В фрезерно-копировальных, граверных, профи станках, токарных автоматах копиры или кулачки могут перемещаться с высокой скоростью, поэтому в местах изменения кривизны профиля возникает отрыв роликов и искажение заданного закона движения. Для большинства оборудования механические следящие устройства заменены блоками ЧПУ, гидрокопировальными системами управления, однако в специальных станках и автоматах токарного типа механические передачи движения от копира или кулачка к исполнительному механизму применяются достаточно широко.
При замене объекта производства приходится заменять или перенастраивать копиры и кулачки и любая ошибка в их расчете приводит к погрешностям деталей. Разработанная методика расчета профиля колачков и копиров позволяет обеспечить постоянный контакт между профилем и исполнительным механизмом при высоких скоростях вращения механизмов. В расчетах учтены характеристики упругого элемента, обеспечивающего компенсацию инерционных сил и ликвидацию ударов, вызывающих автоколебательные явления в системе, что приводит к ее быстрому износу и потере точности передачи заданной информации.
Начало автоколебательного движения низкой частоты (случай соответствует условиям работы кулачков) оценивается по амплитуде Ак
,
где е – основание натурального логарифма; q – показатель возбуждения системы; μ- коэффициент трения в месте контакта кулачков; τ- текущее время.
По амплитуде начала автоколебаний можно найти суммарную жесткость системы.
Воронежский государственный
технический университет
УДК 621.9.047
О.Н. Кириллов, А.В. Писарев
ЭЛЕКТРОД-ЩЕТКА ДЛЯ МАЛОГАБАРИТНОЙ УСТАНОВКИ
В Воронежском государственном техническом университете проводятся работы по созданию малогабаритной установки для комбинированной обработки электродом–щеткой.
Интересна конструкция электрода – инструмента, выполненная в виде торцовой щетки. Корпус щетки цельный, изготовленный на токарно-винторезном станке из стали 40Х с наибольшем внешним диаметром 38 мм. Полная масса щетки 100 грамм. В верхней части корпуса, машинным метчиком, нарезана метрическая резьба М4. В отверстия вставлены шпильки имеющие на конце иглы, с помощью которых происходит закрепление проволок, вставляемых в 12 отверстий диаметром 2,5 мм., просверленных в нижней части корпуса щетки. Окончательно проволока поджимается торцевой поверхностью шпилек. Диаметр проволок, используемых для щетки
0,2 мм., материал – медь М1, длина 10 мм. и может варьироваться исходя из требований обработки. Щетка крепится в шпинделе установки с помощью посадочного отверстия диаметром 12 –0,02 мм. Верхняя торцевая поверхность корпуса щетки задает ее перпендикулярность относительно оси вращения шпинделя станка.
Применение малогабаритной установки и описанного электрода – щетки в комбинации с подобранными технологическими режимами (прижимом, напряжением, скоростью, рабочей средой и т.д.) позволяет осуществлять высококачественную чистовую обработку заготовок, механизировать трудоемкие доводочные операции.
Воронежский государственный
технический университет
УДК 621.9.047
В.Ю. Склокин
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОДА-ЩЕТКИ
Электрод-щетка для комбинированной обработки деталей отличается от стандартных круглых и плоских щеток для зачистки поверхностей. В электроде-щетке ворс можно выполнять из проволоки с различной упругостью, а плотность ее набивки должна быть не более 0,5.
Расчет конструкции инструмента включает:
1. Выбор вида электрода-щетки: периферийный, торцевой, кисточка, комбинированный с размещением ворсы на 2 или 3 поверхностях втулки.
2. Выбор начальных размеров инструмента (наружный диаметр, ширина). Зависит от вида выполняемых операций, формы и размеров заготовки.
3. Выбор диаметра, длины ворсы и материала проволоки. В зависимости от вида обработки ( зачистка, полировка), размера, материала, формы заготовки выбирают длину ворсы, материал (медь, латунь - для чистовых операций, сталь - для зачистки), диаметр проволоки (чем выше чистота поверхности, тем тоньше должна быть проволока), сечение пучков.
4. Расчет шага между пучками. При заданном прижиме находят на периферии диска минимальное расстояние между пучками, при котором не возникает постоянного замыкания цепи через соседние проволоки. Затем определяют средний показатель плотности набивки, шаг между соседними пучками на втулке.
5. Проверяют обоснованность выбора диаметра проволоки для дисков. Для этого при известной окружной скорости рассчитывают для периферии дисков центробежные силы и оценивают возможность выпрямления проволоки при работе. Если это не достижимо, то изменяют вылет пучков, величину прижима проволоки к заготовке, материалы.
6. Рассчитывают предельный вылет пучков, при котором возможно подвести к зоне обработки рабочий ток. Если принять плотность размещения в пучке проволоки равной 0,7 от площади сплошного стержня того же диаметра, плотность тока, пропускаемого через единичный пучок с охлаждением рабочей средой, для стали 2-3, для меди 7-8 А/мм2, то можно уточнить как выбор материала инструмента, так и диаметр пучков.
7. Для чистовой обработки можно предусмотреть включение в каждый пучок эластичных стержней и трубочек, которые при увеличении окружной скорости вытягиваются и активно депассивируют поверхность заготовки, снижая неровности.
8. Оценивают стойкость инструмента: по величине припуска, снимаемого в единицу времени, проценту относительного износа пучков (как правило 20‑40 % от объема снятого материала) находят динамику уменьшения длины проволоки по времени и общий период работы инструмента.