Разработка технологического процесса обработки детали

            3.1.4 Технологическое оснащение

Электроэрозионные станки по технологическому оснащению классифицируют на универсальные, специализированные и специальные. Наибольшее распространение получили универсальные копировально – прошивочные и вырезные станки. Копировально-прошивочные станки изготовляют как в обычном исполнении, так и повышенной точности. Вырезные станки выпускают прецизионными. Компоновка копировально-прошивочных станков преимущественно вертикальная. Они могут быть с неподвижным столом и подъёмной ванной или с координатным столом и подъёмной ванной.

Размерный ряд электроэрозионных  копировально-прошивочных станков  состоит из пяти типоразмеров с габаритными  размерами столов: 125х200, 200х360, 400х360, 800х1120 и 1600х2000 мм.

Вырезные станки с размерами  вырезаемого контура от 200х125 до 950х550мм оснащены системами программного управления типа 15 ИПЧ.3.001 или 2М-43. В качестве программоносителя используется магнитная или перфорированная бумажная лента. Станки комплектуются генераторами типа ГКИ 300-200 А с устройством для адаптивного управления. Генератор позволяет применять на станках биметаллическую проволоку, что повышает производительность обработки на 60-70%. Станки оснащены устройствами для обработки конических поверхностей, автоматической заправки проволочного ЭИ, что обеспечивает непрерывную работу станка в течение 2-3 смен при многостаночном обслуживании.

При ЭЭО используются импульсные потоки мощности, достигающие значений 10⁷-10^-2 Вт/м², на ограниченном участке поверхности. Форма импульса, его параметры и полярность определяют эрозию обоих электродов и стабильность процесса.

Электроэрозионные копировально-прошивочные  станки позволяют обрабатывать фасонные отверстия и полости, внутренние и наружные поверхности тел вращения, производить шлифование, разрезание и т.д. На вырезных станках изготавливают  детали вырубных штампов, копиры, шаблоны, фасонные резцы, лекала и другую инструментальную оснастку.

3.1.5 Общая характеристика процесса, получение заготовок и виды

обработки

Типовой технологический процесс  ЭЭО заключается в следующем. Заготовку фиксируют и жёстко закрепляют на столе станка или в  приспособлении. Тяжёлые заготовки (свыше 100 кг) устанавливают без  крепления. Устанавливают и закрепляют в  электрододержателе ЭИ. Положение ЭИ относительно обрабатываемой заготовки выверяют по установочным рискам, микроскопом или по базовым штифтам. Затем ванну станка поднимают и заполняют РЖ на 70-80 мм выше поверхности обрабатываемой заготовки. Включают ГИ, устанавливают требуемый режим обработки, настраивают глубиномер и регулятор подачи. В случае необходимости включают вибратор и прокачку РЖ.

Для повышения производительности и уменьшения шероховатости поверхности  обработку производят за два перехода: предварительный (черновым ЭИ) и окончательный (чистовым ЭИ). Профиль заготовки предварительно обрабатывают на высокопроизводительных режимах.

В начале операции или после замены ЭИ на чистовых режимах работать с  полным использованием мощности нельзя, так как перегрузка вступающих  в работу участков ЭИ вызывает нарушение  стабильности процесса, повышенный износ  ЭИ и наростообразование. Работа осуществляется последовательным переходом через ряд ступеней режимов. По окончании черновой обработки ЭИ заменяют чистовым и снимают оставшуюся часть припуска.

Для получение заготовок из молибдена, вольфрама, никеля и их сплавов, а также сплавов на основе титана целесообразно применять ЭЭО. На копировально-прошивочных станках выполняют ЭЭВ круглых и профильных заготовок из труднообрабатываемых материалов; на литых заготовках из магнитных сплавов отрезают припуски-литники (ЭЭОт). Вырезку круглых и профильных заготовок на копировально-прошивочных станках производят с нагнетанием РЖ через полый ЭИ. Для этой цели могут быть использованы ЭИ из графита, меди и алюминия.

Разрезание заготовок из металлокерамики, нитинола, вольфрама, молибдена и других материалов и сплавов, особенно малогабаритных и точных заготовок, имеющих минимальный припуск на последующие операции, выполняют на электроэрозионных станках вырезных станках различных моделей.

 

3.1.6 Виды ЭЭО:

1.ЭЭПр отверстий. ЭЭО прошивают отверстия на глубину до 20 диаметров при при использовании стержневого ЭИ и до 40 диаметров - трубчатого ЭИ. Глубина прошиваемого отверстия может быть значительно увеличена, если вращать ЭИ, обрабатываемую заготовку или то и другое с одновременной прокачкой РЖ через ЭИ или отсосом её из зоны обработки (рис. 3.3)

Отверстия диаметром менее 0,5 мм выполняют  на специальных станках, рабочие  головки которых имеют роликовую  подачу проволочного ЭИ с устройствами, предотвращающими проскальзывание  и безлюфтовую передачу.

 Станки оснащают устройством,  обеспечивающим вибрацию рабочей  головки и ЭИ для удаления  шлама из зоны обработки. Амплитуда  вибрации в пределах 0,005 до 0,05 мм.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.3 - ЭЭПр отверстий:

а)ЭИ-сплошной

б)ЭИ-трубчатый

в)трубчатый ЭИ с пластинками  внутри для удаления остаточного  стержня

г)ЭИ трубчатый с вращением и  прокачкой РЖ.

2.ЭЭОК рабочих полостей  ковочных штампов и пресс-форм. Технологический процесс их формообразования состоит из следующих операций: фрезерование-съём основной массы металла; термическая обработка; электроэрозионная обработка полости; слесарная обработка (обработка радиусов и снижение шероховатости; слесарная обработка отдельных участков ручьев штампа для спаривания верхней и нижней половин штампа.

Штампы после ЭЭО имеют повышенную износостойкость по сравнению со штампами, изготовленными обработкой резанием.

После ЭЭО не прибегают к слесарной  доработке ручьев, чтобы не снижалась  микротвёрдость поверхностного слоя.

При  обработке фасонных поверхностей площадь контактирования рабочей части ЭИ и заготовки меняется;  вследствие этого необходимо производить изменение среднего значения силы тока с тем, чтобы обеспечить максимальную производительность и устойчивость процесса. При оптимальном соотношении силы тока – площадь обработки – скорость углубления (подача) ЭИ в заготовку находится в пределах v_п=0,3-0,6 мм/мин. После черновой ЭЭО высота микронеровностей достигает 0,3-0,4 мм и более. Снизив среднее значение силы тока на низких частотах до 20-30 А, удаётся значительно снизить микронеровности, а затем ЭЭО ведут на трёх-четырёх токовых ступенях, постепенно уменьшая силу тока и тем самым снижая микронеровности поверхности; значения l_ср составляют 80-50; 30-20; 15-10 и 7-5 А.

3.Электроэрозионное вырезание  (ЭЭВ) ЭЭВ применяется в основном производстве – при изготовлении деталей электровакуумной и электронной техники, ювелирных изделий и т.д.; в инструментальном производстве – при изготовлении – при изготовлении матриц, пуансонов, пуансонодержателей и других деталей вырубных штампов, копиров, шаблонов, цанг, лекал, фасонных резцов и т.д.

4.Электроэрозионное шлифование (ЭЭШ) Применяют для чистовой обработки труднообрабатываемых материалов, магнитных и твёрдых сплавов и т.п. Отклонение размеров профиля после электроэрозионного шлифования в пределах 0,01-0,1 мм; параметр шероховатости обработанной поверхности Ra=0,32 мкм. Зона термического влияния может достигать на черновых высокопроизводительных режимах до 0,2 мм; на чистовых и доводочных режимах – менее 0,003 мм.

При высокопроизводительном обдирочном  ЭЭШ используются источники постоянного тока. Чтобы получить оптимальное значение производительности и минимальную шероховатость, рекомендуется скорость вращения ЭИ 25-30 м/с, обеспечивая прижатие ЭИ к заготовке с давлением (6-8) 10^-5 Па.

5.Электронноэрозионная  обкатка зубчатых колец. Технологический процесс носит избирательный характер и заключается в удалении металла с поверхностей профиля зубьев импульсами электрического тока, проходящими между сопрягаемыми их поверхностями. При электроэрозионной обкатке повышается точность эвольвенты и в 5-6 раз снижается трудоёмкость операции обкатки по сравнению с механической. Электроэрозионную обкатку целесообразно с исходной степенью точности обработки зубчатых колёс (не ниже 8-й по СТ СЭВ 641-77).

Электроэрозионная обкатка снижает  отклонение по шагу зацепления на 40-50% и погрешность профиля зуба на 30-50%. Суммарное пятно контакта зацепления может быть доведено до 100%. Глубина  изменённого поверхностного слоя 0,005-0,02 мм и зависит от режима обработки и стабильности процесса.

Электроэрозионную обработку также  применяют:

При извлечении сломанных свёрл, метчиков, и крепёжных деталей (операцию выполняют  на копировально-прошивочных или  специальных станках с использованием Генератора импульсов типа ТГ или  другого ГИ с f=100-400 Гц, I-до 200А и  длительностью импульса1800-3000 мкс).

При клеймении и гравировании(применяют в целях нанесения различных знаков, надписей и рисунков, электроэрозионное клеймение может выполняться проволочным ЭИ и профилированным ЭИ).

ЭЭО соединительных каналов(эту операцию выполняют преимущественно в алюминиевых сплавах деталей пневмо- и гидроаппаратуры и корпусных деталях).

В изготовлении сеток решёток  и  пазов(операцию производят, как правило, групповыми ЭИ; одновременно обрабатывают до 800 и более отверстий диаметром 0,2-2 мм, глубиной до 2 мм, с высокой точностью размеров (±0,002 мм) и малой шероховатостью обработанных поверхностей (до Ra=0,32-0,16 мкм)).

При обработке межлопаточных каналов  в рабочих колёсах газовых  турбин(ЭЭО используют для прошивания каналов аэродинамического профиля монолитных колёс газовых турбин на специальных копировально-прошивочных станках за два перехода:1) при радиальной подаче ЭИ образуется предварительный канал; 2) при тангенциальной подаче заготовки колеса получается требуемый профиль канала).

Обработка сопрягаемых элементов  рабочих деталей вырубных штампов(применение ЭЭО при изготовлении матриц и пуансонов вырубных штампов значительно упрощает технологию их изготовления и исключает слесарную доводку).

Параметры электрической схемы, которую  коммутируют электроды (обрабатываемая деталь и обрабатывающий электрод), легко изменяются в очень широком  диапазоне. Это наиболее частый путь получения различных режимов  обработки; поэтому успех развития электроэрозионной обработки металлов существенно зависит от совершенства способов генерирования электрических  импульсов. Проблема эта сложна, так  как приходится создавать высокочастотные  генераторы, способные длительное время  работать на нагрузку, которая в  течение одного цикла изменяется практически от нуля до короткого  замыкания.

В основе электродинамической теории искровой электрической эрозии материалов лежат выводы, полученные механиками и астрофизиками при рассмотрении явлений, возникающих при высокоскоростном (свыше 5000 м/с) ударе о твёрдую  металлическую поверхность твёрдого тела или отрезка жидкой газовой  струи. Во всех случаях происходит плавление  мишени, воспринявшей удар, за счёт тепла  торможения материальных частиц ударившего тела и последующий выброс ударной  волной расплавленного и размягчённого  материала в направлении, встречном  ударившему телу. Характерно, что всегда диаметр образовавшегося при  этом кратера превышает диаметр  ударившего тела.

Распространение этих выводов на электрический  процесс (искровую электрическую эрозию материалов) вполне правомерно, так  как пакет летящих электронов следует рассматривать как инерционное  тело, имеющее массу и скорость.

Современные методы создания механизмов достигли столь высокого уровня развития, что конструктор, создающий новую  машину, аппарат или прибор, всё  чаще бывает не удовлетворён свойствами обычных материалов и заказывает металлургу разработать для него специальный материал, обладающий необходимыми физико- механическими свойствами. Сейчас многие детали механизмов начинают перепроектировать для использования преимуществ, предоставляемых рассмотренными способами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

 

В данном курсовом проекте был проанализирован  технологический процесс изготовления детали «Корона УГ9326.0000.02», и  с учетом недостатков и достоинств базового проекта был спроектирован новый техпроцесс на изготовление данной детали. Описание произведенных изменений и их обоснование приведено ниже.

В базовом техпроцессе операции 080, 130 производились на станках. Данные операции в проектируемом техпроцессе были вынесены в слесарную и объединены с предыдущей операцией, соответственно. Также 180 и 210 операция были объединены, что привело к сокращению количества станков для обработки деталей.

Это конечно вызывало некоторое увеличение времени обработки, но некоторое оборудование было удалено из технологического процесса, что позволяет получить некоторый экономический эффект.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

1. Горбацевич А.Ф, Шкред В.А “Курсовое проектирование по технологии машиностроения“: [Учебное пособие для машиностроит. спец. вузов].- 4-е изд., перераб. и доп.- Мн. : Выш. школа 1983.- 256с., ил.

2. Справочник технолога - машиностроителя.  В 2-х томах Т. 2 /Под ред. А.Г.  Косиловой и Р.К.Мещерякова.  - 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1986. 496 с., ил.

3. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т./ Пред. совет: Б. Н. Вардашкин (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1984.