Материал: Инновационные технологии и оборудование. Межвузовский сборник научных трудов. Пачевский В.М

УДК 621.9.047

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОДА-ИНСТРУМЕНТА НЕЖЕСТКОЙ КОНСТРУКЦИИ

М.Г. Поташников, С.В. Синегубова

Разработана методика проектирования электрода-инструмента (ЭИ) нежесткой конструкции, с учетом влияния геометрических характеристик рабочей поверхности ЭИ и детали на технологические параметры процесса электрохимической обработки (ЭХО)

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований была разработана новая конструкция ЭИ нежесткой конструкции с изменяющейся по длине толщиной эластичной оболочки. Данная конструкция позволяет обеспечивать расчетный межэлектродный зазор (МЭЗ), при изменяющейся форме и площади поперечного сечения канала, на протяжении всего процесса обработки при значительном снижении избыточного давления внутри камеры, что повышает точность процесса обработки и позволяет увеличить ресурс работы инструмента.

Проектирование ЭИ и расчет технологических параметров процесса ЭХО каналов, произвольного контура с переменными по длине сечениями, катодами нежесткой конструкции предлагается проводить в следующей последовательности:

На основании выбранного способа обработки и исходных данных (материал заготовки, диаметр обрабатываемого канала, шероховатость поверхности до и после ЭХО, состав электролита) определяют МЭЗ. Поскольку в рассматриваемой схеме обработки МЭЗ в процессе анодного растворения не регулируется, следует выбирать такой размер зазора, при котором возможно достигнуть оптимальную скорость съема металла и точность формообразования /1/. Рекомендуемая величена МЭЗ:

so 0,3...1,0 мм.

1. Находят предельный ток, который может быть подан в рабочую зону:

I1 iF,

43

где i – удельный ток, зависит от материала и метода охлаждения катода;

F – площадь сечения токоподводов, через которые можно пропускать ток.

2. Находят длину рабочей части катода, которая зависит от предельной величины тока, подаваемого в рабочую зону:

где Ja пред – предельная плотность тока.

Предельная величина плотности тока Ja пред в приведенной

выше формуле должна обеспечивать требуемое качество поверхности, точность. Для большинства сплавов с увеличением плотности тока шероховатость поверхности снижается. По рассчитанной силе тока назначают источник питания и уточняют длину рабочей части катода. Длина рабочей части катода должна находиться в диапазоне 80...150 мм. Если расчетная длина катодных пластин находится вне указанного диапазона необходимо изменить материал катодных пластин и повторить расчет с пункта 2.

3. Рассчитывают скорость анодного растворения

U , s0

где — выход по току; — электрохимический эквивалент;

— удельная проводимость электролита; U — напряжение используемое на анодное растворение металла заготовки; — плотность обрабатываемого материала.

4. Рассчитывают время ЭХО

Lуч.об ,

прод .

где L у ч.об. — длина участка обработки; прод . — скорость

продольной подачи инструмента.

Скорость продольной подачи инструмента определяется как

где дет — погрешность детали.

44

5. Рассчитать припуск на операцию, минимальный припуск рассчитывают в зависимости от допуска на деталь и глубины анодного растворения:

Если рассчитанная величина находится за пределами допуска на деталь необходимо изменить МЭЗ или минимальный припуск и провести расчет точности повторно /2/.

7. Рассчитать шероховатость процесса, если R a

необходимо изменить время обработки или МЭЗ и провести повторный расчет шероховатости.

8. Рассчитать ширину катодных пластин и их количество, согласно следующей последовательности:

1.Назначить ширину катодной пластины В0=3 — 6 мм; 2.Рассчитать количество катодных пластин

В связи с тем, что процесс ведется без вращения инструмента или заготовки, пластины располагаются таким образом, чтобы отсутствовали участки с повторной обработкой за один проход катода.

На основании данной методики, был разработан алгоритм проектирования технологического процесса ЭХО каналов переменного сечения катодами нежесткой конструкции. Алгоритм позволяет составить оптимальную структуру технологического

45

процесса и спроектировать ЭИ оптимальной конструкции и геометрии на этапе конструкторско-технологической подготовки производства.

Литература:

1.Смоленцев В.П. Метод определения точности электрохимической обработки каналов переменного сечения катодами нежесткой конструкции / В.П. Смоленцев, М.Г. Поташников // Динамика технологических систем: Сб. тр. VI Междунар. науч.-техн. конф.: В 3 т. Ростов н/Д: ДГТУ, 2001. Т 1. С.

260-263.

2.Поташников М.Г. Моделирование процесса электрохимической обработки каналов произвольного контура с переменными по длине сечениями // Нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении. Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. Вып. 4. С. 102-107.

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА МИКРОРЕЗАНИЯ НА ИМПУЛЬС СИЛЫ МИКРОРЕЗАНИЯ

Ерѐмин М.Ю.

Динамические показатели в зоне контактирования абразивного инструмента с обрабатываемой поверхностью оказывают важное влияние на качество обработки неметаллических материалов. Поэтому для решения проблемы повышения качества шлифованных поверхностей хрупких высокопрочных материалов актуальным является исследование процессов, происходящих при алмазном дискретном микрорезании связанным зерном.

Для установления влияния параметров процесса микрорезания на динамические показатели в зоне контактирования абразивного зерна с обрабатываемой поверхностью проведены эксперименты по микрорезанию поликристаллических и аморфных материалов. Исследовали влияние режимов резания и геометрии микрорезца на

46

динамику процесса микрорезания. В экспериментах использовались алмазные инденторы с различными углами при вершине.

Микрорезание неметаллических хрупких материалов алмазным индентором показало, что увеличению скорости резания с 30 до 50 м /с вызывает снижение импульса силы микрорезания. При этом величина снижения импульса силы микрорезания во многом зависит от структуры и физико-механических свойств материала детали. Так, для поликора с ростом скорости резания импульс силы микрорезания снижается на 16,9 %, для керамики - на 12 %. Для поликристаллических ферритов 1000НТ1 и 2000МТ1 снижения величин импульса силы микрорезания соответственно составили 13,9 и 18,5 %, а для аморфного стекла - 41,5 %.

Глубину микрорезания t изменяли в диапазоне 5-100 мкм. Определено, что изменение глубины внедрения алмазного индентора в обрабатываемый материал вызывает значительное возрастание импульса силы микрорезания. Определено, что наибольшие значения импульса силы возникают при микрорезании поликора. Анализ следов микрореза показал, что значительные силовые нагрузки в зоне контакта резца и поликора способствуют возникновению большого градиента контактной температуры.

Статистическая обработка экспериментальных данных позволила получить степенные зависимости, отражающие влияние скорости резания VP, глубины микрорезания t, угла при вершине алмазного индентора и радиуса округления вершины на показатель импульса силы микрорезания JC.

Для поликора, стела, керамики, ферритов 1000 НТ и 2000 МТ соответственно получены следующие результаты:

Анализ экспериментальных данных показывает, что структура материала оказывает существенное влияниена показатель импульса силы микрорезания, но в рамках близких структур (ферриты 1000 НТ1

47