книги из ГПНТБ / Зубков Б.В. Луч, искра, взрыв обрабатывают металл рассказы о новом и необыч. в обраб. металла

Б. ЗУБКОВ

ЛУЧ, ИСКРА,

ВЗРЫВ

ОБРАБАТЫВАЮТ МЕТАЛЛ

Рассказы о новом-и необычном в обработке металла

ТАМБОВСКОЕ К Н И Ж Н О Е ИЗДАТЕЛЬСТВО

1 9 6 3

Диалектика ка кончике резца

ОЖНО ли сделать оригинальный металлообрабаты­ Мвающий станок из обыкновенного напильника?

Можно. И даже очень несложно. Этот немудреный инструмент, бархатистые опилки из-под которого мы разминали между пальцев еще в школьной мастерской, следует просто-напросто... согнуть в кольцо. Нехитрая

•операция! А между тем она равносильна небольшому техническому перевороту.

Действительно, напильник, согнутый в кольцо, легко надеть на вал электродвигателя, и у нас получится нечто вроде точильного камня, только металлического, с на­ сечкой. После этого можно зажать обрабатываемую де­ таль в тисочках и при помощи винта-червяка то прибли­ жать тисочки с деталью к круглому напильнику, то уда­ лять. Инструмент одним скачком превратится в станок с механической подачей и электродвигателем. Самое главное здесь то, что мы освободили руки рабочего от инструмента.

Однако далеко не всегда так просто создать новое в технике. Fe законы так же объективны,, как законы при­ роды. Они не созданы прихотью инженера, они открыты человеком в процессе труда. Порою старые технические принципы, основанные на этих законах, не сулят боль­ ших перспектив для использования на новом уровне производства. Инженеры и ученые стремятся обойти их

3

с тыла, взять в плен хитростью. Это особенно ярко видно на примере «классических» методов металлообработки.

Есть два принципа, на которых держится резание металла.

Первый принцип: материал инструмента всегда дол­ жен быть более тверд, чем обрабатываемое изделие. Значит, если металлурги, облегченно вздохнув, скажут: «Мы создали, наконец, сверхтвердый сплав», то не спе­ шите ликовать. Попробуйте сначала создать сверхсверх­ твердый инструмент. Иначе металлургическая новинка останется всего лишь бесформенной глыбой необрабо­ танного металла. .

Второй принцип: к инструменту должны быть прило­ жены значительные механические усилия. Чтобы эти усилия передать в зону резания, инструмент делают массивным, надежно зажимают, подпружинивают. Та­ ким инструментом не всюду подлезешь, не сделаешь, например, отверстие с криволинейной осью или изменяю­ щимся по длине диаметром.

Рассмотрели мы эти принципы не для удовлетворе­ ния простой любознательности. Из них следуют весьма неприятные выводы. Конструктор, создавая новую ма­ шину, не волен в выборе материала. Он все время огля­ дывается на технолога: «А может ли тот обработать выбранный конструктором особо прочный материал?» И, получая отрицательный ответ, отказывается от изящных конструктивных решений, создает машины громоздкие, тяжеловесные, с малым сроком службы. А всю серию твердых сплавов, всю гамму металлокерамических ма­ териалов использует лишь в небольшом объеме — ведь их не обработаешь!

Создался разрыв между возможностями металлур­ гии и металлообработки. Резание металла стало «узким местом» в технике сегодняшнего дня. ,

4

Но вот изобретатели Б. Р. Лазаренко и Н. И. Лаза­ ренко 3 апреля 1943 года получили авторское свиде­ тельство 70010 на электроискровой способ обработки

металла.

Будущие изобретатели работали тогда в материаловедческой лаборатории Всесоюзного электротехническо­ го института. Их интересовала весьма далекая от реза­ ния металлов проблема — эрозия контактов электриче­ ских аппаратов. Обгоревшая штепсельная вилка, изгры­ зенный электрической искрой нож рубильника, оплав­

двух электрических контактов.

Явление это было прочно зачислено в разряд «вред­ ных», десятки лабораторий бились над изысканием самых жестких мер для пресечения эрозии.

Вот и супруги Лазаренко несколько лет скрупулезно и настойчиво исследовали этот процесс. Казалось, что возможность победы над пожирающей металл электри­ ческой искрой кроется где-то в материале самих кон~актов. Пробовали двойные, тройные сплавы — сотни компо­ зиций, тысячи опытов. Результаты экспериментов изде­ вались над экспериментаторами. Крохотная искорка упорно глодала любые сплавы. Тогда контакты помести­ ли в жидкость. Начали с трансформаторного масла, пе­ решли на эфиры, кетоны, альдегиды, добрались до мети­ лового спирта и дистиллированной воды. Можно было прийти в отчаяние хотя бы оттого, что любая жидкость, в которой «искрили» контакты, мгновенно мутнела и вся­ кое наблюдение становилось невозможным. Лишь одно установили твердо: в жидкой среде контакты разруша­ лись еще интенсивнее. Нечего сказать, блестящий вывод из многолетней работы!

Сделали анализ помутневшей жидкости. Оказалось, что муть — это порошок, микроскопические шарики ме-

’ Ж

талла. Что же,' промышленности нужны металлические порошки. Такой результат исследований уже представ­ лял большой практический интерес. Решили отработать электроэрозионный способ измельчения токопповодящих материалов. Изменяли площадь соприкосновения элек­ тродов-контактов, плотность тока.

В одном из опытов электрод-катод был изготовлен в виде прямоугольного прутка, площадь сечения которого была значительно меньше, чем у другого, цилиндриче­ ского электрода. Опыт закончился несколько неожидан­ но: катод быстро ш-рошел сквозь анод.

КАВИТАЦИЯ И Ш ЛИФ О ВАЛЬНЫ Й к р у г При этом образо­

вавшееся в аноде от­ верстие очень точно повторило профиль катода. Отверстие имело правильные геометрические фор­ мы, четкие грани и полное отсутствие на поверхности металла даже цветов побе­ жалости.

Так, впервые в ис­ тории техники, была доказана возмож­ ность точной обра­ ботки токопроводя­ щих материалов ис­ кровыми импульса­ ми электрического тока.

Доселе «вредное»

6

явление было мобилизовано на службу человеку. Был сделан шаг от стихийно необузданного, разрушитель­ ного процесса к разумно полезному его использованию. Электрическая энергия из источника силы — двигателя станка превратилась в самую силу, вошла непосредствен­ но в зону резания Такова была диалектика научного поиска, диалектика замечательного открытия.

С тех пор прошло два десятка лет. Значительно усо­ вершенствованы электрические схемы электроискровых станков, эти станки серийно выпускаются. На улучшение

круги.

7

пуансон вырубного штампа. Искровым методом можно готовить чеканочные п кузнечные штампы из предвари­ тельно закаленного металла и даже из карбидных спла­ вов, притом автоматически. Известна, например, уста­ новка, которая, будучи однажды отрегулирована, через восемь суток непрерывной работы выдает готовый кар­ бидный штамп с точностью обработки пять микрон. Самый квалифицированный инструментальщик затратил бы на это несколько месяцев работы.

По методу Лазаренко можно: шлифовать без абрази­ ва и даже с одновременным упрочнением, легированием обрабатываемой поверхности; затачивать твердосплав­ ные резцы и получать при одном электроде-катоде всю гамму режимов от обдирочного до доводочного включи­ тельно; восстанавливать вагонные колеса и шейки валов; извлекать обломки инструмента, застрявшие в ценных

Искра делает отверстия с криволинейными осями и даже спиралеобразные, сверлит глубокие глухие о.тверстиягнезда, да еще с диаметром, переменным по длине.

Примером того, как электроискровой метод помогает в самых разнообразных и повседневных нуждах произ­ водства, может служить изобретение С. П. Моржакова— устройство для балансировки вращающихся деталей электроискровым способом. Здесь электрический датчик воспринимает «не баланс» детали, а система электродов осуществляет бесконтактное снятие или нанесение ме­ талла на балансируемую деталь. Таким образом,автома­ тизируется весьма кропотливая и трудоемкая операция.

Электроискровой метод — это не рядовое изобрете­ ние, дающее некоторый экономический эффект, это, в числе прочих преимуществ, еще и путь к автоматизации производства. Действительно, создать автоматическую

8