Разработка технологического процесса обработки детали

         D₂ – погрешность установки, мм      

        

D₂=

=

 

         e_Б – погрешность базирования, мм; e_Б=0,0525мм, так как деталь базируется в приспособлении по поверхности Ø206мм, допуск 0,105мм;

         e_З – погрешность закрепления, мм, e_З=0,003 мм;

         e_И – погрешность износа, мм

e_И=U₀×К₁×К₂×К₃×К₄×N/N₀=0,025×0,97×1×1×2,8×5000/10⁵=0,0033мм,

 

    U₀ – значение среднего износа, мм;

    К₁ – коэффициент, учитывающий материал детали; для стали К₁=0,97;

    К₂ – коэффициент, учитывающий тип оборудования; К₂=1 для универсального оборудования;

    К₃ – коэффициент, учитывающий условия обработки; для измерений К₃=1;

    К₄ – коэффициент, учитывающий число установок; для N=5000 К₄=2,8;

         N₀ – базовое число установок, шт.; N₀=10⁵;

    N – число установок, шт.; N=5000;

    D₃ – погрешность настройки приспособления, мм

 

 

    d - допуск измеряемого параметра, мм; допуск d=0,3мм.

Точность контрольного приспособления D, мм

 

 

Принимаем отклонение найденного значения в размере 20 % допуска радиального  биения, что составляет 0,2×0,3=0,06 мм.

   0,055мм<0,06мм, следовательно, приспособление обеспечивает заданную точность измерения.

 

 

 

 

 

3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ

3.1 Электроискровая  обработка металлов

3.1.1 Сущность, классификация  и кинематика процесса

 

Электрические способы обработки  основаны на том, что в этом случае материал снимается с обрабатываемой заготовки в результате воздействия  на обрабатываемую поверхность потока электронов или ионов, т.е. формообразование поверхности происходит в результате прямого воздействия электрических  сил на материалы без предварительной  трансформации электрической энергии  в какие-либо другие виды энергии.

Электроэрозионная обработка (ЭЭО) заключается  в изменении формы, размеров, шероховатости  и свойств поверхности заготовки  под воздействием электрических  разрядов в результате электрической  эрозии (Гост 25331-82)

Электрический разряд - высококонцентрированный  в пространстве и во времени импульс  электрической энергии, преобразуемой  между электродом-инструментом (ЭИ) и электродом заготовкой в тепловую. При этом в канале разряда протекает нагрев, расплавление и испарение материала с локальных поверхностей электродов, ионизация и распад рабочей жидкости (РЖ).

При обработке заготовки (из определённого  материала в качестве катода можно  подбирать самые различные материалы. Наиболее употребительные – медь, латунь, чугун, вольфрам, графит.

Применяемые жидкие среды очень  разнообразны, выбор их зависит от конкретных условий обработки и  характеристик генераторов, питающих электроды, обычно это диэлектрические  жидкости, электролиты, промышленная вода, реже суспензии, эмульсии, аэрозоли.

В основу электроэрозионного способа  размерной обработки материалов положены закономерности, полученные электротехниками, изучавшими явления  электроэрозии в электрических контактах:

1.любая самостоятельная форма  электрического разряда в газах  сопровождается эрозией действующих  электродов;

2.каждой форме самостоятельного  электрического разряда соответствует  присущая ей полярность эрозии  действующих электродов;

3.искровая форма электрического  разряда сопровождается преобладающим  расходом анода;

4.переход искровой формы электрического  разряда в дуговую (и обратно)  сопровождается инверсией(т.е. направления переноса материала) электрической эрозии;

5.электрическя эрозия - неотъемлемое  свойство любых токопроводящих  материалов, другими словами не  может быть антиэрозионных токопроводящих материалов.

При протекании искрового импульса сопротивление межэлектродного  пространства изменяется по весьма сложному закону: в начале разряда оно очень  велико, затем резко уменьшается, наконец достигает очень малого значения. Если при этом учесть, что время образования искрового канала определяется миллиардными долями секунды, и скорость нарастания тока в цепи определяется десятками тысяч ампер в секунду, то следовательно, и развиваемые при этом мощности определяются тысячами киловатт.

Сказанное позволяет сделать два  обобщения:

1.Искровой заряд является типичным  электронным процессом, показывающим, что и при атмосферном давлении  могут возникать электронно-оптические  явления; место приложения искрового  импульса всегда строго локализовано.

2.Искровой заряд-это электрический  импульс, длительность которого  не превышает 10^-3 с.

В соответствии с технологическими признаками (ГОСТ 25331-82) установлены  следующие виды ЭЭО: отрезка (ЭЭОт); объёмное копирование (ЭЭОК), вырезание (ЭЭВ), прошивание (ЭЭПр); шлифование (ЭЭШ); доводка (ЭЭД); маркирование (ЭЭМ) и электроэрозионное упрочнение (ЭЭУ). Определены разновидности комбинированной ЭЭО, например электроэрозионно-химическая (ЭЭХО), электроэрозионно-абразивная и анодно-механическая обработка.

ЭЭО можно выполнять при прямой или обратной полярности, многоэлектродным или многоконтурным способом (ГОСТ 25331-82). Режимы ЭЭО даны табл. 3.1

Таблица 3.1 – Режимы ЭЭО

Режим	Р, кВт	tи, мкс	f, Гц	Q, мм3/мин	Rz, мкм
Черновой   Чистовой   Доводочный	3-30   0,3-5   1	10-10000   20-500   >20	50-3000   1000-10000   <3000	100-30000   30-200   30	80-320   20-40   0,63-2,5

Если с помощью каких-либо приёмов  возникший электрический импульс  сделать длительностью более 10^-3 с, то положительные ионы, фокусировавшие поток электронов, уже успевают приобрести достаточную скорость чтобы, бомбардируя катод, вызвать, разогревание его. Процесс стабилизируется, возникает дуговой электрический разряд, при этом резко уменьшится фокусировка пучка электронов, на поверхности анода появятся следы обжига и плавления.

Специально поставленными измерениями  было установлено, что при коммутации электрических цепей, прежде чем  наступит непосредственное соприкосновение  металлических поверхностей электродов, всегда наблюдается электрический  пробой межэлектродного пространства. В большинстве случаев расстояние между электродами для напряжений не более 200 В определяется единицами и долями микрометра.

3.1.2 Рабочие жидкости

Рабочие жидкости (РЖ) должны обеспечивать высокие технологические показатели ЭЭО, термическую стабильность физико-химических свойств при воздействии электрических  разрядов с параметрами, соответствующими применяемым при ЭЭО, низкую коррозионную активность к материалам ЭИ и обрабатываемой заготовки; высокую температуру вспышки и низкую испаряемость; хорошую фильтруемость; низкую  коррозионную активность к материалам ЭИ и обрабатываемой заготовки; высокую температуру вспышки и низкую испаряемость; хорошую фильтруемость; низкую токсичность; экологичность; не иметь запаха.

При ЭЭО получили применение низкомолекулярные  углеводородные жидкости различной  вязкости, вода, кремнийорганические  жидкости и водные растворы двухатомных  спиртов. Температура вспышки паров  РЖ согласно строительным нормам СниП II-М2-72 для производств категории В должна быть выше 61°С. В таблице 3.2 даны сведения о РЖ.

Таблица 3.2 – Рабочие  жидкости

РЖ	ГОСТ, ТУ	Темпе-ратура вспышки, °С	Кинемати-ческая вязкость при 20°С, м/с	Содержание аромати-ческих веществ, %	Темпе-ратура кипения	Область применения
Керосин		50-90	1,8	18-20	150	Для вырезных станков
Индустриальное масло  И12А, ИС20А	ГОСТ 20799-75*	100	12	30	-	Для станков типов 4Е723, 4Е724
Смесь керосин-масло индустриальное И12А	-	61-63	6,0	22-25	-
Сырьё углеводородное	ТУ 38.101845-80 С изм.№1	64-71	3,0	3,5-6,5	185	4Г721, 4Д722, АФ1
Смесь сырьё углеводородное-транспортное масло	-	83	6,6	17	-	Для вырезных станков
Основа для РЖ ЛЗ-МГ-2	ТУ 38.3012-77	87	3,8	2,5	230	4Е723, 4Е724
Трансформаторное масло	ГОСТ 10121-76*	54	2,2	30	-	-
РЖ-3	ТУ 38.101664-83	80	3,0	5,5	200	Для вырезных станков
РЖ-8	ТУ 38.101883-83	120	6-8,5	-	265	Для копировально-прошивочных  станков
Вода	ГОСТ 2874-82	-	-	-	100	Для вырезных станков

 

В целях  получения необходимой электропроводности и уменьшения коррозии станка и обрабатываемых заготовок в воду добавляют 0,02-0,06% NaNO₂ и 0,02-0,06% N(C₂OH). Уменьшение коррозии и шероховатости обрабатываемых поверхностей обеспечивается введением в воду до 4% Ca₃CO₃ ; для уменьшения коррозии используется также уротропин(ГОСТ 1381-73).

3.1.3 Инструменты

Электроды инструменты (ЭИ) должны обеспечивать стабильную работу во всём диапазоне  рабочих режимов ЭЭО, максимальную производительность, малый износ.

ЭИ должны быть достаточно жёсткими и противостоять различным условиям деформаций (усилиям прокачки РЖ и  температурным) Суммарная деформация не должна превышать 0,3% допуска на основные размеры чертежа детали. Конструкция  ЭИ должна быть технологичной и не оказывать влияния на быстродействие следящего привода, а стоимость  изготовления – ниже стоимости основного  изделия не менее чем в 3 раза. При обработке углеродистых, инструментальных сталей и жаропрочных сплавов  на никелевой основе используют графитовые и медные ЭИ. Для черновой ЭЭО заготовок из этих материалов применяют ЭИ из алюминиевых сплавов и чугуна, а при обработке отверстий – из латуни. При обработке твёрдого сплава и тугоплавких материалов на основе вольфрама, молибдена и ряда других материалов широко применяют ЭИ из композиционных материалов, содержащих медь, вольфрам и другие компоненты, так как использование графитовых ЭИ не обеспечивает высокой производительности из-за низкой стабильности электроэрозионного процесса, а ЭИ из меди имеют большой износ, достигающий десятков процентов, и высокую стоимость.

Профиль и геометрические размеры  рабочей части ЭИ являются зеркальным отображением профиля полости детали с размерами, уменьшенными на размер межэлектродного зазора и припуска на последующую обработку.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.1- Виды МЭЗ при  ЭЭПр отверстий.

  А-начало вертикальной трассы  удаления шлама; 

s_бо-начальный боковой зазор;

          s_т-торцевой зазор; l-длина вертикальной трассы удаления шлама;

          s_б-боковой зазор.

На рисунках 3.1 и 3.2 показаны виды межэлектродного  зазора, их зависимости от трассы удаления шлама и расположение отверстий  для прокачки РЖ через ЭИ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.2 - Зависимость  бокового зазора s_б от длины вертикальной трассы эвакуации шлама

1-Wи=1,54 Дж;

2-Wи=0,02 Дж;

3-Wи=0,006 Дж.

 

 

Приём электроискровой обработки, когда обрабатывающим электродом является тончайшая медленно перемещающаяся в одном направлении проволока, для большинства случаев обработки  позволил вообще снять проблему износа катода. Это существенно расширило  области применения электроэрозионной  обработки металлов.