книги из ГПНТБ / Технология металлов и других конструкционных материалов учеб. пособие

до 9, причем количество вертикальных дорожек равно количеству знаков в числе. Например, для записи трехзначного числа необхо­ димы три вертикальные дорожки (рис. 271, а), пятизначного — пять вертикальных дорожек и т. д. Единицы записываются в первой

в десятичной системе требуются три строчки и ЗХ 10= 30 точек для пробивки отверстий.

как сумму чисел, каждое из которых является степенью числа 2.

ветственно в двоичной системе число 345 запишется в виде 101011001, а на перфоленте изобразится в форме, представленной на рис. 271, 6. Для записи трехзначного числа в двоичной системе требуется лишь одна строчка и 9 точек для пробивки отверстий. В двоичной системе все числа изображаются при помощи двух цифр 1 и 0. Единица соответствует наличию сигнала, т. е. отверстие пробито, нуль — отсутствию сигнала, т. е. отверстия нет. При двоич­ ной системе величина программоносителя может быть уменьшена, а система управления станка упрощена.

Находит также применение двоично-десятичный код. Здесь со­ храняются десятичные разряды (разряды единиц, десятков, сотен и т. д.), но цифры в каждом из разрядов записываются двоичным кодом.

Ниже приведена методика разработки программы для обработ­ ки валика ступенчатой формы (рис. 272).

1. Выбирают на заготовке точку О, которая занимает опред ленное положение относительно абсолютного начала координат О0 и служит относительным началом координат. Абсолютное начало координат является одной из неподвижных точек станка. Коорди­ наты А'о и уо должны быть точно выдержаны при установке и за­ креплении детали.

430

2.Намечают траекторию движения вершины инструмента от­ носительно детали.

3.Разбивают контур детали или траекторию относительного перемещения инструмента на отдельные участки. Точки перехода

от одного участка к другому называют опорными точками (1, 2, 3

ит. д.). В процессе обработки детали, изображенной на рис. 272, перемещается одновременно только один суппорт: на участке 1—2

и3—4 продольный суппорт, на участках 2—3 и 4—5 — поперечный.

4.Вычисляют координаты всех опорных точек. За начало координат принимают точку 0.

5.Все полученные данные заносят в специальную операцион­ ную карту (табл. 16).

При применении в системе программного управления шагового двигателя,, обеспечивающего дозированное перемещение суппорта при подаче импульса, в таблицу вводят величину хода суппорта. Зная цену импульса, находят их количество, которое необходимо за­ давать для получения требуемого перемещения. Скорость переме­ щения задается частотой импульсов.

Процесс автоматического программирования состоит из. описа­ ния технологом-программистом геометрии и технологии обработки детали языком, понятным для ЭВМ, нанесения этой информации на промежуточную перфоленту, разработки и записи с помощью ЭВМ программы на перфоленту или магнитную ленту.

Магнитная лента изготовляется из ацетилцеллюлозы толщиной 0,03 мм, на которую наносится слой ферромагнитной эмульсии. Для записи программы применяются электромагнитные головки (рис. 271, в). Сердечник головки состоит из двух полуколец / —3, между концами которых имеется зазор 2 шириной 0,01—0,02 мм. На

сердечнике установлены катушки 4. При пропускании через катуш­ ки переменного тока требуемой частоты на равномерно движущей­ ся ленте 5 образуются поперечные магнитные штрихи. Если теперь ленту перемещать мимо магнитной головки, то в ее сердечнике возникнет переменный магнитный ток, возбуждающий электродви­ жущую, силу в обмотках катушки. Каждому штриху соответствует

431

один импульс тока. Импульсы усиливаются усилителями, после чего становятся командными импульсами, непосредственно управ­ ляющими исполнительными механизмами.

6. По разработанной программе производится обработка д тали.

Токарный станок модели 1К62М с цикловым программным управлением. Назначение станка — обработка деталей в центрах и в патроне по полуавтоматическому циклу. Станок имеет упро­ щенную коробку скоростей, построенную на базе коробки 1К62, что позволяет получить 12 различных чисел оборотов от 200 до 2000 об/мин при числе оборотов электродвигателя «=1450 об/мин. Двигатель имеет два числа оборотов в минуту — 720 и 1450. При п = 720 об/мин можно получить еще 12 оборотов шпинделя в пре­ делах от 100 до 1000 об/мин.

Для быстрых перемещений суппорта в четырех направлениях в станке предусмотрен электродвигатель, который передает движе­ ние ходовому валу через ременную передачу.

Наличие электромагнитных муфт и тормозов обеспечивает бы­ строе включение и торможение поперечного хода при одновремен­ ном выключении продольного хода и наоборот.

В станке имеется ряд устройств, позволяющих вести обработ­ ку детали по заданной программе с достаточной точностью: командоаппарат, копировальное устройство, пневматическое устрой­ ство.

Командоаппарат (рис. 273, а) предназначен для сообщения следующих команд: начало и конец цикла, быстрый подвод к оси шпинделя, быстрый ход направо для начала второго прохода, бы­ стрый подвод суппорта на прорезание канавок, рабочая подача на прорезание канавок, быстрый отвод каретки в исходное положение, большая и меньшая подача первого и второго прохода.

Командоаппарат установлен на правом торце станины. На его валу закреплены четыре текстолитовых барабана /, на внешней по­ верхности которых установлены латунные втулки. Вал получает вращение от шкива 3, связанного тросом 2 с суппортом станка. На­ тягивается трос грузом. На барабанах прижимными планками кре­ пятся перфокарты с записанной (в виде пробитых отверстий) про­ граммой обработки для четырех деталей. Перфокарты, представ­ ляющие собой листы ватмана размером 84X310 мм и толщиной 0,25 мм, имеют десять строчек, по которым в требуемых местах пробиваются отверстия диаметром 5 мм.

Подвижная каретка 5 имеет подпружиненные контакты 4 и устанавливается против той карты, на которой запрограммирован технологический процесс заданной детали, после чего она закреп­ ляется. При вращении барабанов с перфокартами контакты 4 скользят по ним и, попадая в отверстия, замыкают электрические цепи. При этом подаются команды для перемещения узлов станка в соответствии с запрограммированным циклом работы.

Копировальное устройство (рис. 273, б) состоит из шаблонодер­ жателя 2 с копирами-шаблонами 3, бабок 1 и 6 и электрощупа 4,

432

Оно расположено с задней стороны станка параллельно оси шпин­ деля. Программоносителем копировального устройства являются плоские копиры-шаблоны 3, расположенные в шаблонодержателе.

Рис<-'273. Командоаппарат (а) и копировальное устройство (б)

Последний представляет собой оправку с пазами, в которых закреп­ лены клиньями 5 восемь шаблонов 3 — четыре для черновой об­ работки и четыре для чистовой. Шаблонодержатель устанавлива­ ется в центрах левой и правой бабок. Левая бабка 6 имеет пневмоцилиндр 7 для автоматического поворота шаблонодержателя при

433

переходе с черновой на чистовую обработку. При переходе к обра­ ботке другой детали шаблоподержатель поворачивается вручную.

Бабки установлены на брусе, прикрепленном к станине станка. На суппорте установлен кронштейн электрощупа 4, который имеет ручное наладочное перемещение. Электрощуп имеет три рабочих и один аварийный контакт, с помощью которых он управляет элек­ тромагнитными муфтами подачи. При продольном перемещении суппорта с электрощупом, контактирующим с поверхностью копи­ ра, возможны пять позиций контактов, обеспечивающих все необ­ ходимые включения муфт.

Пневматическое устройство (рис. 274) выполняет следующие функции: подводит и отводит пиноль с помощью пневматического цилиндра, установленного на задней бабке; включает черновую и чистовую подачу с помощью пневмоцилиндра с рейкой, которые переключают блоки шестерен коробки подач; поворачивает с по­ мощью пневмоцилиндра шаблонодержатель для замены чернового шаблона чистовым.

Воздух из заводской сети через проходной кран 1 и обратный клапан 2 поступает в ресивер 3, представляющий собой сосуд для скапливания воздуха и сглаживания колебаний давления. Из реси­

434

вера 3 через проходной кран 14, фильтр-влагоотделитель 15, регу­ лятор давления 16 и маслораспылитель 17 воздух попадает в па­ нель распределения 6, где расположены три воздухораспредели­ тельные коробки 9. Назначение маслораспылителя — подавать рас­ пыленное масло для смазки аппаратов пневмопривода.

Реле давления 4 и 5 контролируют давление в системе. Каждая золотниковая коробка снабжена двумя электромагни­

тами 7 и 10, 8 и 11, 12 и 13. Соответствующим включением этих электромагнитов обеспечивается подача воздуха в три пневмо­ цилиндра, один из которых обеспечивает поворот шаблонодержа­ теля, второй — отвод и подвод пиноли, третий — включение черно­ вой и чистовой подачи.

В исходном положении соответствующим включением трех электромагнитов включается черновая подача, черновой шаблон устанавливается в горизонтальное положение, подводится пиноль и поджимается деталь. Начинается черновой проход. По окончании чернового прохода включаются другие электромагниты. В резуль­ тате шаблон для чистовой обработки устанавливается в рабочее положение, включается чистовая подача. Начинается чистовой про­ ход. По окончании обработки переключаются электромагниты, и золотники устанавливаются в исходное положение. После установки новой детали цикл повторяется.

Токарный станок модели 1К62П4 с числовым программным управлением. Назначение станка — обработка тел вращения слож­ ного профиля в один или несколько проходов по автоматическому циклу. Программируются траектория движения инструмента и ве­ личина рабочих подач. Числа оборотов шпинделя устанавливаются вручную.

В станке применена двухкоординатная непрерывная (контур­ ная) система управления с шаговым приводом. Датчики обратной связи отсутствуют. Программоносителем является магнитная лента с десятью дорожками шириной 35 мм. Точность обработанных на этом станке деталей — 3-го и 2-го а класса. Чистота обработки не ниже 6-го класса. Производительность труда по сравнению со станком модели 1К.62 в 2—3 раза выше.

§ 11. Техника безопасности при обработке металлов резанием

Для обеспечения безопасного труда рабочих в конструкциях станков, вспомогательных устройств и приспособлений должны быть предусмотрены все необходимые элементы безопасности. Все приводные и передаточные звенья, а также токоведущие элементы оборудования не должны быть доступны для случайного прикоснО' вения во время работы.

Станки снабжаются различными предохранительными устрой’ ствами, позволяющими предотвратить поломки и перегрузки меха’ низмов и отдельных деталей. Необходимо предусмотреть огражде­ ние приводных механизмов станка. Все быстровращающиеся части станков должны быть тщательно отбалансированы.

435

Устройства, закрепляющие и поддерживающие изделия на станках токарной группы (хомутики, планшайбы, патроны и др.), должны иметь гладкие наружные поверхности. Выступы должны быть ограждены.

Патроны и планшайбы должны иметь устройства против самоотвинчивания при реверсировании вращения шпинделя.

Любой станок имеет опасную зону, создаваемую движущими­ ся частями. Чтобы сделать опасные зоны недоступными, необходи­ мо применить оградительные устройства. Ограждение для зубча­ той передачи (рис. 275, а) выполнено из металлической сетки и устанавливается на корпусе приводного механизма. Для огражде-

Рис. 275. Ограждения и предохранительные устройства

ния вращающихся механизмов станка применяется переносный щит (рис. 275, б).

Для защиты рабочих от отлетающих частей обрабатываемых материалов или режущего инструмента применяются различные защитные устройства. На токарных станках они имеют вид откид­ ного прозрачного экрана из пластмассы, прикрепленного к суппор­ ту станка. На фрезерных станках применяются защитные кожухи с прозрачной дверцей, закрывающие фрезу; на шлифовальных — кожухи к шлифовальным кругам на случай возможного разрыва последних. Защитные кожухи к кругам изготовляются из листовой стали толщиной 2—3 мм. Чтобы убедиться в нормальном монтаже круга и безопасности его работы, кругу дают проработать вхоло­ стую 5—10 мин.

В приспособлениях для обработки тяжелых деталей необходи­ мо предусмотреть возможность свободной закладки и съема дета­ лей и устройства для перемещения деталей с помощью подъемно­ транспортных механизмов.

Глава IX. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКАЯ

И эл ек тро х и м и ч е с к а я о бра бо т к а

МЕТАЛЛОВ

§ 1. Электроискровая обработка

Электроискровой метод обработки металлов, разработанный в 1943 г. советскими учеными Б. Р. Лазаренко и Н. И. Лазаренко, основан на явлении разрушения (эрозии) поверхностей контактов под действием импульсного электрического тока, протекающего между ними.

Сущность метода заключается в следующем. Два металличе­ ских электрода — инструмент и заготовка — подключаются к источ­ нику тока и сближаются. По достижении пробивного зазора (5—- 100 мк) под действием электрического поля от катода к аноду про­ скакивают электроны, которые ионизируют молекулы воздуха и тем самым создают узкий канал, проводящий ток.

В процессе ионизации возрастающая плотность тока в кана­ ле достигает некоторого предела, при котором пробивается меж­ электродный промежуток и возникает искровой разряд. Искровой разряд продолжается всего ІО-4—10“й сек, мгновенная температу­ ра в канале проводимости поднимается до 6000—50 000°, а плот­ ность тока превышает 10 000 а/мм2. При таких высоких температу­ рах вблизи источника разряда происходит плавление и частичное испарение металла. Расплавленный металл под действием ударной волны выбрасывается в межэлектродное пространство и застывает.

Процесс ведется в жидкой среде (керосине, маловязком масле), удаляющей (смывающей) разрушаемый металл с обрабатываемой поверхности детали (деталь является анодом). Жидкость также препятствует расширению зоны действия разряда и способствует концентрации тепловой энергии последнего на малом участке по­ верхности. При электроискровой обработке в зависимости от вы­ бранного режима применяется напряжение тока 25^—200 в, а сила тока 0,1—80 а.

Станок для электроискровой обработки (рис. 276) имеет ме­ таллическую ванну 3 с жидкостью, в которую погружается обраба­ тываемая деталь 2, соединяемая с положительным зажимом 8 ис­ точника постоянного тока. Инструмент 4 соединен с отрицательным зажимом 7 и выполняет функцию катода. Он закреплен в ползуне 5, совершающем вертикальные перемещения вверх и вниз в напра­

438

вляющих 6, и изолирован от ползуна 5. Металлическая ванна изо­ лирована от стола станка прокладками из изоляционного материала (асбеста, гетинакса, резины и т. п.). Электрический ток идет от от­ рицательного зажима 7 по проводам к электроду 4, от него через заполненный жидкостью (керосином) промежуток (зазор) к дета­ ли 2, расположенной на подставках 1, а от нее по проводам — к по­ ложительному зажиму 8. При опускании электрода 4 и приближе­ нии его к поверхности детали (без касания) между ними возникает электрический разряд, проскакивает искра. Сила тока регулирует-

Рис. 276. Станок для электроискровой обработки

ся сопротивлением 9. Для получения мощных импульсных разря­ дов, непрерывно следующих друг за другом, в электрическую цепь параллельно детали 2 и электроду-инструменту 4 включена кон­ денсаторная батарея 10.

При разведенных электродах станка и замкнутом выключателе электрической цепи происходит зарядка конденсатора. Как только инструмент приблизится к детали (при соответствующем пробивном зазоре), происходит электрический разряд, и вся энергия, накоплен­ ная в конденсаторах, разрядится в промежутке между инструмен­ том и деталью. После разряда ток прекращается и-снова начинает­ ся зарядка конденсаторной батареи. Таким образом, инструмент должен совершать колебания. Это осуществляется при помощи раз­ личных устройств, например соленоидного регулятора Р, представ­ ляющего собой электромагнит. Он обеспечивает включение и вы­ ключение электрической-цепи и автоматическое постепенное опуска­ ние инструмента по мере увеличения глубины отверстия.

Точность и чистота обрабатываемой поверхности зависят от следующих факторов: а) зазора; б) режима обработки; в) глубины обрабатываемого отверстия; г) рода материала и точности инстру­ мента; д) энергии импульсов и длительности (частоты) разрядов.

439