Електрофізичні та електрохімічні методи обробки матеріалів

Размещено на http://allbest.ru

МІНІСТЕРСТВO OCВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГІЇ МАШИНОБУДУВАННЯ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВKИ

до виконання практичних робіт

з курсу: "Електрофізичні та електрохімічні методи обробки матеріалів"

для студентів спеціальностей 7090202 «Технологія машинобудування»

та 7090203 «Металорізальні верстати та системи»

Укладач: Н.І. Цивінда

Відповідальний за випуск: М.В. Кіяновський

Рецензент: А.Г.Дербас

Кривий Ріг, 2005



Методичні вказівки до виконання практичних робіт з курсу "Електрофізичні та електрохімічні методи обробки матеріалів" для студентів спеціальностей 7.090202 «Технологія машинобудування» та 7.090203 «Металорізальні верстати та системи» вміщують теоретичні матеріали, приклади виконання розрахунків необхідних для оволодіння курсом, а також для самостійної роботи.

Розглянуто на засіданні кафедри ТМ Протокол № 3 від 20 2005 р

Схвалено на вченій раді ММФ

Протокол № 2 від 16.11. 2005



ТЕМА 1. ЕЛЕКТРОЕРОЗІЙНА ОБРОБКА

До сучасних методів електроерозійної обробки відносять: електроіскрову,електроімпульсну та електроконтактну обробку. В основі цих методів лежить використання енергії електричного розряду , який збуджується між електродом - інструментом та оброблюємою заготовкою для видалення металу при формоутворенні деталі. Електроіскрова обробка широко використовується в промисловості при виготовленні деталей з важко оброблюємих струмопровідних матеріалів (обробка порожнин штампів, прес-форм, ливарних форм, одержання отворів різної конфігурації, виготовлення криволінійних щілей і пазів, контурне різання, клеймення, видалення зламаних інструментів та кріплення з деталі і т.п.)

1.1 РОБОЧЕ СЕРЕДОВИЩЕ

Більшість операцій при електроерозійній обробці проводять у рідині. Вона забезпечує умови , необхідні для видалення продуктів ерозії з міжелектродного проміжку, стабілізує процес, впливає на електричну міцність міжелектродного проміжку. Рідини придатні для електроіскровой обробки, повинні володіти відповідною в'язкістю, електроізоляційними властивостями, хімічною стійкістю до дій розрядів і бути безпечними в експлуатації.

Таблиця 1-Вибір робочої рідини

Вид робочої рідини	Температура спалаху, С	Характеристика робіт	Характеристика імпульсів
Гас освітлювальний	40	Точна обробка складнопрофільних поверхонь середніх розмірів, прошивання малих отворів	Мала тривалість, велика скважність при малій і середній потужності.
Гас освітлювальний важкий/ піронафт/	90	Теж, при більших оброблювальних поверхнях	Теж при трохи більшій потужності
Паливо дизельне С та ДС	90	Обробка поверхонь середньої складності	Теж при середній складності
Мастило індустріальне селективного очищення И- 12А, И-20А, И- 3ОА	165-190	Високопродуктивна обробка поверхонь великих розмірів невисокої точності,наступна їхня обробка на доводочних режимах	Велика тривалість, мала скважність висока частота при середньої потужності генератора імпульсів
Вода і водяні емульсії	*	Обробка заготівель., що не допускають забруднень , різання твердих сплавів дротовим інструментом, грубе різання і обдирання обертаючим ЕІ	Мала тривалість, середня скважність при малої потужності генератора імпульсів, обробка на перемінному струмі при великий потужності
мастило индустріальне. марок: трансформаторне, веретенне, машинне	*	Высокапродук-тивність обробка поверхонь великих розмірів невисокої точності, наступна їх обробка на доводочних режимах	Велика тривалість, мала скважність, висока чистота при середній потужності генератора імпульсів

1.2 ВИБІР МАТЕРІАЛУ ЕЛЕКТРОДА-ІНСТРУМЕНТА

Вибір матеріалу електрода-інструмента визначає величину його зносу, припустимий граничний електричний режим обробки , а, отже і швидкість знімання метала і технологічні особливості виготовлення електрода-інструмента.

Електроди-інструменти з червоної міді дають можливість робити електроімпульсну обробку на самих продуктивних режимах, забезпечують найбільш стабільний плин процесу і дозволяють застосовувати нежорсткі електроди малих перетинів. Недоліком цього матеріалу є його дефіцитність, висока вартість і порівняно низька електроерозійна стійкість.

Електроди з міді застосовують для прошивання отворів малого діаметру і вузьких щілин, для обробки трубчастими електродами з малою товщиною стінки, наприклад, при витягуванні зламаного інструмента, при обробці твердих сплавів і чистовій обробці на підвищених частотах.

Електроди-інструменти з алюмінію і його сплавів дають більш низькі показники з стабільності процесу й електроерозійної стійкості, ніж мідні. Однак, завдяки дешевизні алюмінію і порівняної легкості одержання литих, штампованих електродів складної форми , алюміній знаходить застосування при попередній електроімпульсній обробці на грубих режимах при обробці порожнин і отворів у деталях з жароміцних сплавів і сталі, наприклад, при попередній обробці кувальних штампів, прес-форм, кокілів.

Електроди-інструменти із сірого чавуну мають ерозійну стійкість, близької до міді, стабільний процес при їхньому застосуванні. спостерігається в порівняно обмеженій області при невеликій потужності, що підводиться до електролітів. Вони застосовуються, наприклад, при обробці твердих сплавів електродом-інструментом,що обертається.

Електроди-інструменти з графітизованого матеріалу знаходять саме широке застосування при електроімпульсній обробці завдяки їхній високій електроерозійній стійкості, гарній оброблюваності та низькій собівартості. По стабільності процесу електроди марки ЕЕГ трохи поступають мідним , особливо на чистових режимах обробки. Обмеження застосування графітизованого матеріалу диктується головним чином його порівняно низькою механічною міцністю. Він не придатний для прошивання отворів малого діаметра, вузьких щілин. Крім того, застосування матеріалу ЕЕГ накладає згадані вище обмеження на граничні режими електроерозійної обробки, але це обмеження може бути усунуте шляхом використання багатоконтурної обробки.

Електроди-інструменти з вольфраму використовуються для прошивання малих отворів і щілин, для вирізання дротовим електродом, що переміщується.

Електроди-інструменти з латуні використовуються для шліфування прецизійних деталей, одержання отворів малих розмірів, профілювання зовнішніх поверхонь, прошивання отворів у магнітних сплавах, вирізання дротовим електродом, що переміщається, нарізування різьб у металокерамічних твердих сплавах.

1.3 КОНСТРУКЦІЯ ЕЛЕКТРОДІВ-ІНСТРУМЕНТІВ

Конструкція електродів-інструментів залежить від їхньої форми, розмірів і обраного матеріалу. По конструкції електроди-інструменти бувають суцільні і збірні. Електроди з графітового матеріалу марки «ЕЕГ» виконуються з металевими хвостовиками, призначеними для кріплення збірного електрода-інструмента в патроні верстата. Окремі хвостовики роблять і для алюмінієвих і мідних електродів-інструментів з метою спрощення робочої частини, що швидко зношується і підлягає частій зміні. В електродів-інструментів простої форми при малій серійності деталей ( наприклад, в електродів-інструментів для витягування зламаного інструменту ) хвостова і робоча частина виконуються як одне ціле для багатоконтурної обробки робоча частина електроду-інструменту виконується з декількох ( по числу контурів), елементів закріплених на загальній підставі з ізолятора (наприклад, текстоліту). Підведення струму виконується окремо до кожного контуру.

Непрофілюємі електроди-інструменти виготовляють у вигляді стрижнів, трубок чи з прокату довільних перетинів.

У профілюємому електроді-інструменті для прокачування робочої рідини усередині його створюється порожнина чи отвір, що за допомогою штуцера з'єднується зі шлангом подачі робочої рідини. З цієї порожнини робоча рідина через ряд отворів малого діаметра / 1-2,5 мм/ подається в робочу зону. струмопровідний електроіскровий ультразвуковий

Профілювання робочої частини електроду-інструменту має рішуче значення для забезпечення необхідної точності обробки. Для чорнових електродів розміри робочої частини профілю зменшують з урахуванням величини міжелектродного зазору і припуску на наступну обробку, котра служить для видалення більшої частини дефектного шару., забезпечення точних розмірів оброблюваної порожнини й одержання необхідного класу чистоти оброблюваної поверхні. На остаточні розміри обробленої порожнини впливає зношення електроду-інструменту.

При прошиванні наскрізних отворів застосовується так назване калібрування. Після того як отвір отриманий, процес продовжується. Електрод-інструмент подається на значну глибину, і в оброблений отвір входить його частина доти поки отвір не матиме вірну циліндричну форму і розряди не припиняться.

1.4 РОЗРАХУНОК РОЗМІРІВ ЕЛЕКТРОДІВ- ІНСТРУМЕНТІВ

(При прошиванні отворів невеликої глибини, постійного, круглого перетину.)

Діаметр електроду-інструменту розраховують по формулі:

D_r=D_дЧ 2S₆^, (1.l)

де D_д- розмір отвору в деталі, мм

S_б - бічний зазор, що залежить від режимів обробки, мм

На чорнових режимах Sб-0, 15-0,5 мм, на чистових S_б=0,005-0,05 мм.

Довжина електрода-інструмента розраховується по формулі:

L=L1+ L2 +L3 +L4 (1.2)

де L1- глибина отвору, мм

L2- ділянка закріплена у электротримачі,



L2 >(2-3)d ,мм ; (1.3)

L3-ділянка для компенсації зношення електроду-інструменту, мм.

L3=L1Y /100 (1.4)

Y- питоме зношення, яке визначається по нормативних матеріалах, котрий залежить від матеріалу електрода-інструмента, оброблювального матеріалу і режимів обробки.

Lз- довжина ділянки, необхідна для калібрування отвору, мм.

L4=(1,2-1,8)L2 - якщо отвір наскрізь (1.5)

Якщо отвір глухий -L4 відсутнє.

Таблиця 1. 2- Питоме зношення у %, в залежності від марки оброблюваного матеріалу і марки електроду-інструменту

Матеріал деталі	Матеріал електрода-інструмента	Питоме зношення
Вуглецева, легована сталь, магнітний сплав	Мідь Алюміній Вольфрам латунь	10 15 10 10
Алюміній	Мідь Вольфрам латунь	5 5 5
Титановий сплав	Мідь ЕЕГ	5 15
Мідь	Мідь Латунь ЕЕГ	30 25 20
Твердий сплав	Мідь чавун	60 60



1.5 ВИГОТОВЛЕННЯ ЕЛЕКТРОДІВ-ІНСТРУМЕНТІВ

Виготовлення електродів-інструментів відбувається механічною і слюсарно-механічною обробкою, литтям у земляні опоки, по виплавляємим моделям, у кокіль, рідким штампуванням, ковкою в штампах, карбуванням і прокаткою на вальцах. Мідні електроди - інструменти можна виготовляти всіма зазначеними способами, але варто уникати методів лиття, тому що при цьому погіршуються властивості електродів (знижується стабільність процесу електроімпульсної обробки).

Алюмінієві електроди можуть виготовлятися кожним зі згаданих способів. Найбільш вигідні є методи лиття. Електроди з графітизованного матеріалу марки ЕЕГ виготовляються механічною обробкою на металорізальних верстатах: фрезерних, копіювально-фрезерних і токарних (при обробці електродів циліндричної і конічної форми). Остаточна обробка електродів складної форми відбувається слюсарно-механічним способом.

1.6 ПРОДУКТИВНІСТЬ ОБРОБКИ

Оцінюється відношенням чи обсягу маси вилученого метала до часу обробки.

Q=V/t, (1.6)

де V- обсяг знятого матеріалу

t- час обробки.

Однак, цей критерій не можна брати для процесу відрізання, тому що велика частина матеріалу віддаляється у вигляді цілого шматка. У цьому випадку продуктивність визначається згідно з формулою:



Q= S/t, (1.7)

де S- площа поперечного перерізу, мм

Якщо вести процес обробки при постійній енергії імпульсів, то продуктивність можна оцінювати як добуток імпульсів на їхню частоту.

У табличних додатках приводиться продуктивність визначеного виду електроерозійної обробки в залежності від використовуваного устаткування.

1.7 ОСНОВНИЙ ЧАС ОБРОБКИ

t=Z/Vи, хв (1.8)

де Z - розмір припуску на обробку, береться рівним поглибленню електрода-інструмента в напрямку подачі., мм

V_H - швидкість подачі електрода-інструмента, мм/хв, визначається по формулі;

VH=Q/S (1.9)

де Q - продуктивність верстата,мм/хв

S - площа проекції оброблювальної поверхні, що знаходиться перпендикулярно руху подачі.

Таблиця 1.3- Деякі технологічні дані електроерозійної обробки

Найменування оброблюваного матеріалу	Матеріал електроду інструменту	Генератор імпульсів	Область застосування	Технологічна характеристики результатів обробки
1	2	3	4	5
Вуглецева та легована інструментальна сталь	Латунь, мідь	RC, RCL RLCL,СС	Прошивання отворів і порожнин у штампах і пресформах фільтрах і ситах	Якісна завершальна обробка. Висота мікронерівностей 8-12 мкм. Точність обробки 0,03-0,05 мм Продуктивність обробки 10-15 мм3 /хв.
Вуглецева та легована сталь інструментальна сталь	Теж	RC,RCL	Калібрування отворів, чистова обробка порожнин чеканочних штампів, клеймення, прецизійні деталі	Якісна завершальна обробка. Висота мікронеровностей 2-5 мкм. Продуктивність обробки 0,2-1 мм3/хв. Точність обробки 0,01-0,02мм.
Вуглецева та легована інструментальна сталь	Мідь, графіт, ЕЕГ	МГИ-2, МГИ-3	Одержання порожнин ковальських штампів	Попередня обробка. Висота мікро нерівностей 150-250 мкм Продуктивність обробки. 2000-6000 мм3/хв
Вуглецева та легована інструментальна сталь	Мідь	ВГ-3В ГІТ 1М	Прошивання отворів і порожнин невеликого обсягу дрібних вирубних штампів	Завершальна якісна обробка. Висота микронерівностей 7- 15мкм. Продуктивність обробки 20-50 мм3/хв. Точність обробки 0,02-0,05 мм
Вуглецева та легована конструкційна сталь	Латунь, вольфрам	RC	Прошивання малих отворів і щілин	Завершальна якісна обробка. Висота нерівностей 7-15 мкм. Продуктивність обробки 0,03- 0,05 мм3/хв. Точність обробки 0,01-0,03 мм
Вуглецева та легована конструкційна сталь, неіржавію та сталь жароміцні сплави	Латунь	RC	Шліфування	Попередня і завершальна обробка Висота мікронерівностей 15- 35 мкм. Продуктивність обробки 0,3-1,5 мм3/хв. Точність обробки 0,02-0,005мм
Вуглецева та легована конструкційна та інструментальна сталь	Сталь.	Вентильний (одно напів періодний випрямляч)	Розрізування заготівок	Попередня обробка Висота мікронерівностей до 0,5 мм. Продуктивність 30 г/ хв Точність обробки 1-2 мм. Закалювання поверхні на глибину 1-2 мм.
Вуглецева - конструкційна сталь	Латунь	RC	Вирізання методом трепанації панелів пристроїв	Завершальна обробка Висота мікронеровностей 45- 75 мкм. Продуктивність обробки 300 мм3/хв. Точність 0, 3 мм
Вуглецева- інструментальна та легована- конструкційна сталь	латунь вольфрам	RC	Вирізання проволковим електродом, який переміщується, шаблонів, кулачків,деталей складної форми	Попередня і завершальна обробка Висота мікронеровностей 12- 20 мкм. Продуктивність обробки 4-8 мм3/ хв. Точність обробки 0,01-0,02мм.
Жароміцні сплави	Мідь, ЕЕГ	МГИ-2, МГИ-3	Одержання порожнин, обробка зовнішніх поверхонь при поступальному русі ЕІ лопаток газових та ін. турбін	Попередня обробка Висота микронеровностей 50- 20 мкм. Продуктивність обробки 2000- З000мм3/хв . Точність обробки 0,5-1мм. Спостер. сітка мікротріщин глибиною 0,3-0,5 мм
Жароміцні сплави, неіржавіючі сталі	Мідь, латунь , вольфрам	RC	Одержання Отворів діаметром 0,15- 2 мм у розпилювачів,форсуно, діафрагм, сит	Завершальна обробка Висота нерівностей 80-120 мкм Точність обробки 0,02-0,05 мм. Продуктивність обробки 0,05- 0,2 мм3/хв
Металокерамічні тверді сплави Металокерамічні тверді сплави	Латунь, чавун	RC , високочастотні ГІТ-1м, ГІТ-2	Обробка отворів, профілювання зовнішніх поверхонь, елементів вирубних штампів, філ'єр, профільних різців	Попередня обробка з послідуючим доведенням робочих поверхонь абразивними і алмазними порошками. Висота мікронерівностей 3-5 мкм. Точність обробки 0,01-0,02мм. Продуктивність обробки 10-30 мм3/хв. Дефектний шар 0,03-0,2 мм.
Металокерамічні тверді сплави	Чавун, мідь	RC, ГІТ-1м, ГІТ-2	Обробка плоских поверхонь шліфуванням,штампів, різців. обробка тіл обертання	Попередня обробка з послідуючим доведенням робочих поверхонь абразивними і алмазними порошками. Висота мікронерівностей 3-5 мкм. Точність обробки 0,01-0,02мм. Продуктивність обробки 10-30 мм3/хв. Дефектний шар 0,03-0,2 мм.
Металокерамічні тверді сплави	Латунь, чавун	RC	Нарізання різьб в матрицях штампів	Кріпильні різьби невисокої точності (завершальна обробка). Попередня обробка з послідуючим алмазним шліфуванням та доведенням.
Металокерамічні тверді сплави	Латунний дріт	RC	Вирізання проволковим електродом інструмент ом,який переміщується матриці вирубних філєри	Продуктивність обробки 4-7 мм3/хв. Висота мікронеровностей 5- 8мкм. Точність обробки 0,01
Магнітні сплави	Латунь	RC	Прошивання отворів в деталях приборів та апаратів	Продуктивність Обробки 100 мм3/хв. Висота мікронерів- ностей 45- 50 мкм. Точність обробки 0,1 мм. Використовується для кріпильних отворв
Магнітні сплави	Чавун	RC МГИ-2, МГИ-3	Шліфування площин в деталях приборів та апаратів	Попередня обробка по зняттю ливарного припуску Продуктивність обробки до 10 г/хв Завершальна обробка, абразивне шліфування для зняття дефектного шару і зглажування поверхонь
Магнітні сплави	Чавун	Генератор з сковзаючою дугою	Шліфування тіл обертання в роторах генераторів, магніти для приборі в і апаратів	Попередня обробка по зняттю ливарного припуску Продуктивність обробки до 30 см3 /хв. Висота мікронерівностей 0,2 0,4 мм.
Магнітні сплави	Латунь	RC	Прошивання малих творів в деталях вимірювальних приборів	Продуктивність обробки 0,5-2 мм3 /хв. Точність 0,01-0,02 мм.
Магнітопроводи з листової електротехнічної сталі, персмалоя, ХВП	Чавун	RC	Шліфування площин та тіл обертання стрічкових трансформаторів, роторів, статорів ел. машин	Завершальна обробка з метою усунення замикань між пластинами магнітопроводів. Продуктивність обробки 10-30 мм3/хв Точність 0,005-0,1 мм
Вольфрам	Латунь, мідь	ГКИ	Вирізання методом трепанації	Попередня обробка. Продуктивність обробки до 100 мм3 /хв. Висота мікронерівностей 10 20 мкм.
Вольфрам	Трубка латунна	ГКИ	Прошивання глибоких отворів	Теж, нагнітаня робочої рідини через електрод-інструмент

ЗАВДАННЯ 1. Для заданої обробки вибрати робоче середовище.

Спроектувати електрод-інструмент для електро-ерозійного прошивання отвору згідно з вихідними даними:

- вибрати матеріал електрода-інструмента;

- визначити конструкцію електроду-інструменту: цільний чи збірний, суцільний чи порожній;

- визначити розміри електроду-інструменту: діаметр і довжину;

- вибрати спосіб виготовлення; зобразити ескіз.

- визначити продуктивність обробки, визначити основний час обробки.

Приклад: Необхідно в заготовці з твердого сплаву виконати отвір діаметром 6 мм, довжиною 10 мм електроерозійним методом

1. Вибираємо робоче середовище: обробку робимо в рідині.

По таблиці 1.1 вибираємо рідину - гас освітлювальний

2.Отвір будемо прошивати непрофільованим електродом-інструментом. Матеріал електрода-інструмента, відповідно до рекомендацій вибираємо латунь.

3. Розраховуємо розміри електрода-інструмента: Діаметр визначаємо по формулі (1.1), для цього бічний зазор Sб приймаємо рівним 0,01 мм,

Отже, dе=6-2 0,01=5,98 мм

Довжину електрода-інструмента розраховуємо по формулі (1.2);

Де глибина отвору L1=10 мм;

Ділянка, закріплена в электродержці, L2 визначаємо по формулі (1.3):

L2=3dе=3 5,98 =17,94мм;

Ділянка для компенсації зношення електрода-інструмента визначаємо по формулі (1.4), для чого вибираємо питоме зношення по таблиці 2 ; Y=5%;

Отже L3=17,94 5/100=0,897мм

Тому що отвір наскрізний , розраховуємо довжину ділянки для його калібрування по формулі (1.5): L4=l,5 17,94=26,91 мм

Отже, довжина L електрода-інструмента буде дорівнює

L=10+17,94+0,897+26,91=55,747 56 мм.

Виготовити даний електрод можна прокаткою на вальцях.

4.По таблиці 3 вибираємо генератор імпульсів: для одержання отворів у твердих сплавах підходить генератор імпульсів ГИТ-1М.

По цій же таблиці визначаємо продуктивність обробки :Q= 10 мм3/хв.

5.Визначаємо основний час обробки по формулі (1.8). Розмір припуску на обробку беремо рівним 10 мм. Швидкість подачі електроду-інструменту визначимо по формулі (9), де площа проекції оброблювальної поверхні S=пd2/4=3,14 6/4=28,26 мм2, тоді швидкість подачі електрода-інструмента Vи=10/28,26=0,354мм/хв

Отже основний час обробки to=10/0,354=28,26 хв.



Варіанти:

№ варіанту	Матеріал заготовки	Діаметр отвору мм	Довжина отвору мм
1	2	3	4
1	загартована сталь	3	5
2	загартована сталь	2	10
3	твердий сплав	1,5	8
4	твердий сплав	5	7
5	магнітний сплав	2,5	10
6	високолегована сталь	2	8
7	високолегована сталь	4	15
8	магнітний сплав	3	10
9	вуглецева інструментальна сталь	0,1	6
10	вуглецева інструментальна сталь	5	15
11	титановий сплав	2	5
12	титановий сплав	5	5
13	марганцева сталь	3	6
14	жароміцний сплав	2	8
15	жароміцний сплав	1,5	5
16	легована інструментальна сталь	3	5
17	легована інструментальна сталь	5	10
18	легована інструментальна сталь	2	10

ЗАВДАННЯ 2. Для заданої обробки необхідно вибрати робоче середовище,. генератор імпульсів, тип електроду-інструменту і його матеріал, верстат, призначити режими різання.

1.Розрізати заготовку зі сплаву Т5К10.

2.Виготовити порожнину складного профілю в заготовці з сплаву ВК8.

3.Вирізати заготовку з листового матеріалу (з магнітного сплаву).

4.Виконати шліфування штампів з Т15К6.

5.Виконати шліфування робочої частини різців з матеріалу ВК8.

6.Нарізати різьбу в заготовці з Т5К10.

7.Виконати електроконтактне наплавлення.

8.Виконати електроерозійне шліфування плоскої заготовки з магнітного сплаву.

9.Прошити вузьку щілину в заготовці з магнітного сплаву.

10.Зробити дрібну сітку в заготовці з твердого сплаву.

11.Обробити робочі отвори у твердосплавних фільєрах.

12.Виконати електроіскрове зміцнення.

13.Нарізати внутрішню різьбу в деталі з твердого сплаву.

14.Виконати плоске шліфування поверхонь деталей з матеріалу ВК8.

15.Виготовити фасонний різець із твердого сплаву.

16.Нарізати зовнішнє різьблення в заготовках з неіржавіючого матеріалу.

17.Розрізати твердосплавну цангу.

18.Вирізувати дротом матрицю вирубних штампів із твердого сплаву.

19.Прорізати дрібні пази в заготовці з нержавіючої сталі.

20.Обробити робочу порожнину штампу зі сталі ХВГ.

ЗАВДАННЯ 3. Вибрати і зобразити технологічну схему ЕЕО.

1.виготовлення кувального штампу невеликого габариту зі сталі ХВГ із шорсткістю робочої порожнини Rа 1,6.

2.прошивання отвору з криволінійною віссю в деталі з загартованої сталі.

3.виготовлення кувального штампу великого габариту із шорсткістю робочої порожнини Rа3,2 зі сталі ХВГ.

4.виготовлення отвору квадратного перетину в матеріалі ВК6.

5.виготовлення вирубного штампу великого габариту з матеріалу ХВГ

6.обробка прецизійного отвору в матеріалі ВК6.

7.заточка інструменту із Т5К10.

8.підвищення точності різьби в матеріалі Т5К10.

9.видалення поверхневих дефектів з виливків.

10.розрізання труби з жароміцного сплаву.

11 . прорізання вузьких пазів в деталі з твердого сплаву.

12.відновлення зношених частин деталей машин.

13.виготовлення робочих порожнин штампа невеликого габариту зі сплаву ВК8 із шорсткістю Rа 0,8

14.прошивання отвору квадратного перетину, із криволінійною віссю у сплаві ВК8.

15.заточення різця зі швидкорізальної сталі.

16.виконання обдирання кувань.

17.виконання прецизійної обробки отворів у заготівлі з жароміцного сплаву.

18.виконання прорізки вузьких пазів у деталі з твердого сплаву.

19.прошивання отвору трикутного перетину в заготовки з жароміцного сплаву.

20.витягання зламаного інструменту з отвору.



ТЕМА 2. ЕЛЕКТРОХІМІЧНА ОБРОБКА (ЕХО)

Електрохімічна розмірна обробка основана на локальному анодному розчиненні матеріалу заготовки в розчині при інтенсивному русі електроліту між електродами. Оброблюваність металів та сплавів ЕХО залежить від їх хімічного складу і не залежить від їх механічних якостей і структурного стану. До переваг методу відносять високу якість поверхні при збільшенні продуктивності обробки ,відсутність теплової взаємодії на деталь, а також зношення електроду -інструменту.

Використання ЕХО високоефективне і економічно доцільне:

- для обробки деталей з особливо твердих , крихких і в'язких матеріалів (жароміцні,тверді і титанові сплави, нержавіючі і закалені сталі);

- для обробки конструктивно складних вузлів і деталей (лопатки газових турбін, штампи, пресформи, литформи, внутрішні канали і порожнини і т. п.) навіть з матеріалів , які піддаються різанню;

- для заміни особливо працеємних операцій (видалення заусенців, скруглення кромок і т.п.);

- для одержання високоякісної, в тому числі полірованої поверхні без дефектів в поверхневому шарі.

По механізму процесу руйнування металу та способу видалення з робочої зони продуктів реакції ЕХО ділиться на - анодно-гідравлічну, анодно-механічну та анодно-абразивну обробку.

2.1 ПІДБІР ЕЛЕКТРОЛІТУ

Від складу електроліту залежить його електропровідність і швидкість розчинення металу. Якщо необхідно збільшити швидкість розчинення, беруть електроліти з більшою питомою провідністю, а для підвищення точності краще брати електроліти зі зниженої провідністю.

Для більшості сталей як електроліт використовують розчини хлориду-натрію/8-18 % чи нітрату натрію/15-20 %/. Для низьколегованих сталей у якості антикорозійного добавки використовують 0,02-0,03 % нітриту натрію. Титанові сплави обробляють у розчинах хлориду натрію /5-15 % /з добавкою 3-10 % броміду калію при нормальній чи підвищеної температурі. У випадку обробки алюмінієвих сплавів використовують розчини нітрату натрію /10-15 % /з добавкою 1-3 % лимонної кислоти.

2.2 КОНСТРУКЦІЇ ЦИЛІНДРИЧНИХ ОДНОМІСНИХ ЕЛЕКТРОДІВ-ІНСТРУМЕНТІВ

Існують наступні конструкції електродів -інструментів.

1. Електрод-інструмент цільної конструкції з робочою частиною і хвостовиком для базування і кріплення в цанговому затискачі верстата (рис. 2.1). Використовується для ЕХО попередньо оброблених отворів діаметром до 5 мм, електроліт подають у робочу зону через отвір у чи заготівлі сопло паливом.

2. Електрод-інструмент порожньої конструкції з хвостовиком для базування і кріплення в цанговому затиску верстата (рис. 2.2 ) Служить для електрохімічної обробки отворів діаметром від 5 до 15 мм; електроліт подають чи відводять через центральний отвір.

3. Електрод-інструмент порожньої конструкції з різьбовим закінченням для кріплення у верстаті (рис 2.4) Застосовується для електрохімічної обробки отворів діаметром до 20-30 мм.

4- Електрод-інструмент із фланцем для базування і кріплення на верстаті ( рис 2. 5 )Використовується для ЕХО отворів діаметром більш 30 мм, електроліт подають чи відводять через центральний отвір.



Рис2.1	Рис2.2
Рис2.3	Рис2.4
Рис2.5	Рис 2.6

При прошиванні вузьких отворів великі труднощі викликає виготовлення центрального отвору, в електроді-інструменті в цьому випадку використовують суцільні електроди-інструменти 1 (рис 2.3). Зазор між електродом-інструментом, 1 і заготівлею 2 ущільнюють по всій глибині отвору прокладками 3. Електроліт подають з однієї сторони отвору. Він проходить під торцем інструмента і виходить з іншої сторони прошивання порожнин застосовують для виготовлення штампів, ливарних форм, лопаток енергетичних машин (газотурбінних двигунів, гідроагрегатів) і ін.

2.3 РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРОДУ-ІНСТРУМЕНТУ ДЛЯ ЕЛЕКТРОХІМІЧНОЇ ОБРОБКИ

Електрод-інструмент проектують і виготовляють, як правило, для кожного типорозміру деталі. Точність форми і розмірів його профілю повинна бути на один квалитет вище, ніж оброблюваної поверхні (6-8квалітет). Шорсткість поверхні робочої частини не впливає на якість оброблюваної поверхні, але визначає характер плину електроліту, інтенсивність забруднення зазору продуктами обробки. Шорсткість робочої поверхні Rz 2,5. Електроди-інструменти проектують за результатами розрахунку профілю робочої частини.

2.3.1 ЕЛЕКТРОДИ -ІНСТРУМЕНТИ ДЛЯ СХЕМИ ПРОШИВАННЯ

Отвори при прошиванні можуть бути циліндричними, конічними наскрізними чи глухими. В більшості випадків електрод виконують вигляді трубки з ізольованої зовні покриттям 2. З боку робочого торця роблять бурт 3.

2.3.2 РОЗРАХУНОК ДІАМЕТРУ ЕЛЕКТРОДУ

При розрахунку електроду-інструменту необхідно знайти діаметр, d-3 забезпечуючий одержання отвору діаметром D .

d3=D-2y, (2.1)

Де у-знімання металу з бічних поверхонь. Він дорівнює зміні бічного зазору за час проходження кожного перетину отвору буртом:

у = Sк.б. - Sн.б (2.2)

Де SНб - початковий бічний зазор ; який можна прирівняти до сталого зазору S. Тоді

(2.3)



Швидкість анодного розчинення тим вище, чим менше зазор. Однак зі зменшенням зазору ускладнюється процес його регулювання. Варто вибирати такий розмір зазору, при якому досягаються оптимальні швидкості знімання металу і точність формоутворення. Для ЕХО отворів і невеликих порожнин, лопаток газотурбінних двигунів, а так само при розрізуванні заготовки встановлюють і підтримують зазор S-0,1-0,3 мм;

Для великих порожнин, лопаток енергетичних машин, для схем протягання і точіння задають зазор S=0,3-0,5 мм. При струйному методі обробки відстань між електродами вибирають у діапазоні 1-15 мм;

В випадку нерухомих електродів на початку процесу встановлюють зазор S=0,1 -0,3 мм.

Для одержання прецизійних отворів висота бурту має бути якнайменше, однак по можливостях технології Н>0,2-0,3мм.

е - електрохімічний еквівалент , залежить від марки оброблюваного матеріалу;

Для сталі 45 він дорівнює 0,223мг/(Ас);

Для сталі 12Х18Н9Т--0,165;

Для жароміцного сплаву-0,26-0,29;

Для титанових сплавів0,158-0,162;

Для алюмінієвих сплавів0,092-0,093.

X - вихід по струму, що є відношенням дійсного і теоретично очікуваної кількості розчиненої речовини і характеризує частку корисного використання струму.

При використанні електролітів на базі розчинів хлориду натрію вихід по струму для конструкційних низьколегованих сталей х = 0,8-0,83;

Для жароміцних сплавів х =0,85-0,93;

Для титанових сплавів х =0,83-0,85.

Якщо процес ЕХО виконується в середовищі нітрату натрію , то для більшості сталей вихід по струму знижується Х =0,6-0,7. Для алюмінієвих сплавів ,що обробляють переважно в розчинах нітрату натрію, вихід по струму складає 1,1-1,35.

Питома провідність з (див/м) для розчинів хлориду натрію і нітрату натрію різної концентрації (г/л) має наступні значення:

Концентрація	50	100	150	200
Хлорид натрію	6,7	12.1	16,4	19,6
Нітрат натрію	4,36	7,82	11	13

U напруга.

Для більшості схем обробки використовують діапазон напруг 9-18В.

Для обробки титанових сплавів U=25-30В.

Різання матеріалів виконують при напрузі U 25-30B

При шліфуванні напругу знижують до 6-8 В.

При отруйному методі обробки напруга вибирається в межах 100-800 В.

VH-швидкість подачі електрода-інструмента, що залежить від виду оброблюваної поверхні і від схеми обробки: Для обробки суцільнотягнених труб VH=1,5-6, мм/з; При прошиванні каналів перемінного перетину швидкість подачі електрода-інструмента досягає 0,1 мм/с.

При виконань каналів для змащення в корпусних деталях, колінчатих валах ЭХО дозволяє з'єднати будь-як ділянки деталі отвором довільного перетину з криволінійною віссю. Швидкість прошивання таких отворів рівна 0,03 мм/с.

При ЕХО за схемою розрізування швидкість поглиблення інструмента дорівнює 0,2-0,3 мм/с. р- щільність продуктів обробки.

Згідно експериментальних даних р може бути прийнято 2500-3000 кг/м3



2.3.3 РОЗРАХУНОК ДОВЖИНИ ЕЛЕКТРОДУ

L=k (L1+L2+L3) (2.4)

Де L I- глибина отвору мм;

L2- довжина ділянки для закріплення електрода в электродержці

L2=2d,MM. (2.5)

Lз - довжина виходу інструменту при прошиванні наскрізних отворів

Lз=1,5 L1,мм (2.6)

k - коефіцієнт , що враховує скорочення довжини електродів при ремонті, k=1,2-2.

Якщо Li>(10-12)D, то інструмент варто розраховувати на жорсткість, при цьому підвищені вимоги пред'являють до технологічній системі в цілому.

2.3.4 МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЕЛЕКТРОДІВ-ІНСТРУМЕНТІВ

Для електродів-інструментів необхідно вибирати сплави, що мають корозійну стійкість, високу електропровідність, гарний опір місцевому руйнуванню при коротких замиканнях, високу адгезію до діелектричних покрить, достатньою механічною міцністю й оброблюваністю. Цим вимогам задовольняють мідь, мідні сплави, які не ржавіють ; у меншій мірі титанові сплави. Мідь і її сплави мають високу електропровідність, зварюваність , задовільну адгезію до покрить, достатню механічну міцність. Їх недоліком є висока чутливість до коротких замикань, при яких виплавляються великі ділянки робочої поверхні. Якщо заготовку електрода інструмента одержують литтям, то як матеріал використовують латунь чи бронзу.

Електроди-інструменти підвищеної міцності виготовляють з нержавіючої сталі, наприклад 12Х18Н9Т, що не руйнуються при коротких замиканнях, мають границю міцності в 2-3 рази вище чим мідь, мають високу адгезію до покрить. При цьому варто враховувати її низьку питому електричну провідність/ у 30-50 разів менше, ніж у міді/. Тому контактні ділянки в таких інструментів повинні бути великими.

При проектуванні електродів-інструментів діелектричні матеріали використовуються:

а) у вигляді покрить товщиною 0,05-0,5 мм;

б) у вигляді механічно оброблених конструктивних елементів / стрижнів, брусків , аркушів , плит/ , що або закріплюються на оброблювальній поверхні, або складають частину електроду-інструменту. Покриття повинні мати високу адгезію до металів, механічну міцність, гарну зносостійкість в умовах тертя, стабільні діелектричні властивості. Як покриття використовують епоксидні смоли, лаки ,керамічні емалі, капрон у порошку, поліетилен. Ефективне використання як ізоляційне покриття оксидної плівки металу електрода-інструмента, отриманої безпосередньо на електроді шляхом його спеціальної термообробки.

Якщо покриття наносять на не робочі поверхні електроду-інструмента, то звичайно використовують спеціальну гуму з підвищеною адгезією до металів, пластмасу типу АСТ-Т, стил акрил. В електродів-інструментів з товстими стінками замість ізоляції бічної поверхні можна діаметр інструмента зменшити на 1,5-2 мм у порівнянні з діаметром бурту.

ЗАВДАННЯ 1. Для заданого виду обробки підібрати електроліт і схему обробки. Зобразити схему обробки. Вибрати матеріал для виготовлення електроду-інструменту,обладнання, режими обробки

1. Нанести шифр на деталі зі сталі ХН70Ю.

2. Прошити фасонні отвори в деталі зі сталі ХН78Т.

3. Обробити зовнішню циліндричну поверхню деталі зі сталі 40Х9С2.

4. Підвищити точність отвору в деталі зі сталі 95Х18.

5. Нанести порядковий номер на деталі зі сталі 34ХН1М.

6. Прошити ступінчатий отвір в рушничному стволі .

7. Обробити перо лопатки турбіни.

8. Підвищити точність отвору в деталі зі сталі 14ХГС.

9. Обробити лист з неіржавіючої сталі .

10. Виготовити порожнину штампу.

11. Нарізати різьбу.

12. Розрізати деталь з важкооброблюваного матеріалу.

13. Обробити зовнішню циліндричну поверхню деталі зі сталі 08Х18Т до Rа 0,04

14. Обробити циліндричний отвір до Rа 0,08-0,025.

15. Заточити ріжучий інструмент.

16.Підвищити якість поверхні деталі зі сталі 18ХГТ до шорсткості Rа 0,4-0,2.

17. Прорізати паз у деталі зі сталі 25М2С.

18. Видалити зламаний інструмент.

19. Підвищити точність отвору в деталі зі сплаву Т5К10.

20. Прорізати щілини в деталі зі сплаву Т5К10.

ЗАВДАННЯ 2. Для заданого виду обробки підібрати електроліт, матеріал електроду-інструменту, визначити до якого виду ЕХО відноситься дана обробка.

1. Зробити остаточну обробку штампа зі сталі ХВГ.

2. Заточити інструмент із твердого сплаву Т5К10.

3.Зробити профілювання ливарної порожнини з низьколегованої сталі.

4. Зробити остаточну обробку попередньо просвердленого отвору зі сталі ХВГ.

5. Зробити остаточну обробку прес форми з низьколегованої сталі.

6. Розрізати трубу з жароміцного сплаву.

7. Попередньо обробити складно профільну порожнину штампу зі сталі ХВГ.

8. Прошити отвір у заготовці з твердого сплаву Т5К10.

9. Остаточно обробити робочу порожнину ливарної форми з низьколегованої сталі.

10. Підвищити точність отвору в деталі зі сталі 14ХВГ.

11. Підвищити якість зовнішньої поверхні в деталі з твердого сплаву Т5К10 до шорсткості Rа 0,2.

12. Розрізати смугу зі сталі ХВГ.

13. Зробити остаточну обробку прес форми зі сталі В12А.

14.Зробити протягання отвору в деталі зі сталі В8.

15. Заточити інструмент зі сталі ХВГ.

16.Зробити остаточну обробку зовнішньої поверхні деталі зі сплаву Т5К10.

17. Розрізати трубу зі сталі В8А.

18. Прошити отвір у заготівлі зі сталі В8А.

19. Прошити отвір у заготівлі зі сталі ХВСГ.

20. Підвищити точність отвору в заготівлі зі сталі ХВСГ до шорсткості Rа 0,2.

ЗАВДАННЯ 3 Вибрати схему електрохімічної обробки .

1. Підібрати електроліт.

2. Вибрати конструкцію електроду-інструменту.

3. Розрахувати розміри електроду-інструменту.

4. Вибрати матеріал для виготовлення електроду-інструмента.

Зобразити ескіз

Варіанти

№ п/п	Оброблюваний матеріал	Діаметр	Довжина
1	2	3	4
1	закалена легована сталь	5	1000
2	вуглецева сталь	10	10
3	вуглецева сталь	25	15
4	вуглецева сталь	35	15
5	нержавіюча сталь	5	10
6	нержавіюча сталь	12	10
7	нержавіюча сталь	24	16
8	нержавіюча сталь	32	19
9	жароміцний сплав	4	8
10	жароміцний сплав	8	10
11	жароміцний сплав	22	15
12	жароміцний сплав	35	30
13	титановий сплав	9	5
14	титановий сплав	14	10
15	титановий сплав	26	10
16	титановий сплав	38	20
17	твердий сплав	5	10
18	твердий сплав	11	10
19	твердий сплав	27	20
20	вольфрам	1,25	300

Приклад: Необхідно в заготівлі з титанового сплаву виконати отвіріаметром 30 мм і довжиною 15 мм.

Рішення:

1. Вибір схеми обробки. Заданий отвір одержуємо за схемою прошивання в проточному електроліті.

2. Вибір робочого середовища. Відповідно до рекомендацій 2.2.1 обробку роблять у розчині хлориду натрію (10%) з добавкою 5% броміду калію, при нормальній температурі.

3. Вибір конструкції електроду-інструменту. Відповідно до рекомендацій 2.2 для прошивання отвору діаметром 30 мм вибираємо електрод-інструмент порожньої конструкції з різьбовим закінченням для кріплення у верстаті, як показано на рисунку.

4. Розрахунок розмірів. По формулі (2.2) визначаємо діаметр електроду-інструменту, що забезпечує одержання отвору заданого діаметра. Для цього визначають, у залежності від виду обробки, сталий бічний зазор S=1 мм. Інші значення приймаємо по рекомендаціях приведених у 2.3.

Електрохімічний еквівалент є-0,16 мг/Ас

Вихід по струму х=0,85

Питома провідність =16,4 см/м

Напруга U=25 В

Швидкість подачі електрода-інструмента Vі=2 мм/с

Щільність продуктів обробки р=3000 кг/м3.

Отже:

d=30-2+1²+21+25,996 мм

Розраховуємо довжину електрода-інструмента.

Для чого визначаємо по формулі (2.4) довжину ділянки для закріплення електроду в електродержці L2=2 30=60 мм

Довжину виходу інструмента при прошиванні наскрізних отворів визначаємо по формулі (2.5) Lз=1,5 15=23мм.

Коеффіціент, що враховує скорочення довжини електрода при ремонті приймаємо рівним k=l,5

Загальну довжину електрода-інструмента визначаємо по формулі (3):

L=l, 5(15+60+23)= 147мм.

Електрод є жорстким так, як L /D >147/30=4,9

Призначаємо матеріал для виготовлення електрода-інструмента Відповідно до рекомендацій 2.2.4 для виготовлення даного електрода-інструмента можна використовувати неіржавіючу сталь 12Х18Н9Т, з якої виготовляють електроди-інструменти підвищеної міцності, вона не руйнується при коротких замиканнях. Як діелектричні покриття використовують пластмасу АСТ-Т.

ЗАВДАННЯ 4. Для заданої електрохімічної обробки підібрати верстат та інструмент.

1. Виготовити порожнину штампу зі сталі У12А.

2. Виготовити ливарну порожнину зі сталі ХВСГ.

3. Підвищити точність отвору в заготівлі зі сталі ХВГ.

4. Прошити отвір у деталі зі сталі ХВГ.

5. Заточити твердосплавний ріжучий інструмент.

6. Підвищити точність поверхні деталі зі сталі В12А.

7. Виготовити порожнину штампу зі сталі ХВГ.

8. Виконати маркірування деталі зі сталі У12А.

9. Підвищити точність отвору в заготівлі зі сплаву Т5К10.

10. Прошити отвір у деталі зі сплаву Т5К10.

11. Виконати маркірування деталі зі сплаву Т5К10.

12. Виготовити робочу порожнину прес-форми зі сталі ХВГ.

13. Розрізати трубу з жароміцного сплаву.

14. Прорізати пази в деталі з жароміцного сплаву.

15. Підвищити точність поверхні заготівлі з алюмінієвого сплаву.

16. Обробити циліндричну поверхню деталі з магнітного сплаву.

17. Прошити отвір у деталі з магнітного сплаву.

18. Обробити перо лопатки турбінного колеса.

19. Виконати кільцеві канавки.

20. Нарізати різьбу.



ТЕМА 3. УЛЬТРАЗВУКОВА ОБРОБКА КІНЕМАТИКА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРОБКИ

Для будь-якого процесу різання, у тому числі й ультразвукового, що супроводжується сколюванням дрібної стружки, необхідно розрізняти два рухи: головне - рух різання і допоміжне - рух подачі. При розмірній ультразвуковій обробці головним рухом треба вважати поздовжні коливання інструмента з ультразвуковою частотою, що є джерелом абразивних зерен. Робочий хід відбувається при переміщенні інструмента вниз, холостий хід при переміщенні інструмента нагору.

Допоміжні рухи при ультразвуковій обробці можуть бути різними: поздовжня подача - Snp, поперечна подача - Snon, і кругова подача - SKp, у за-лежності від виду руху чи заготівлі інструмента. У залежності від виду чи подачі комбінації подач, а так само профілю в поздовжньому і поперечному перерізі інструмента можна здійснювати різні операції ультразвукової обробки.

Існують схеми ультразвукової обробки:

рис 3.1 - обробка отворів, рис 3.2-обробка пазів, рис 3.3 - обробка направляючих, рис 3.4 - обробка внутрішнього різьблення рис 3.5 - обробка зовнішнього різьблення, рис 3.6 - обробка отворів із криволінійною віссю, рис 3.7 - обробки криволінійних кільцевих пазів,



3.1 МАТЕРІАЛ ЗАГОТОВКИ

Оброблюваний матеріал у значній мірі визначає характер його руйнування. Усі матеріали по характері деформації і руйнування при ультразвуковій обробці розділені на три групи.

В основу цього розподілу покладений критерій крихкості tx, що визначають як відношення опору зрушенню до опору на відрив.

Матеріали першої групи: скло, кварц, кераміка, германій, кремній, ферріти й інші мають tx>2.

При ультразвуковій обробці вони практично не піддаються пластичної деформації й основну частину всієї роботи диспергування займає робота пружних деформацій.

До другої групи відносяться матеріали, у яких l<tx<2. Це тверді сплави, загартовані, цементовані й азотовані стали, титанові сплави, вольфрам. При їхній обробці під дією абразивних зерен поряд із пружними деформаціями відбуваються мікропластичні деформації.

Чим більшу роль грають пластичні деформації, тим гірше оброблюваність матеріалу ультра звуковим методом. Найкращі характеристики по оброблюваності з цієї групи матеріалів мають тверді сплави.

У цих випадках ультразвукову обробку застосовують для виготовлення вирубних штампів і висадочних матриць, профілюванні і заточуванні твердосплавного ріжучого інструмента..

При обробці матеріалів третьої групи, до якої відносяться свинець, м'які сталі й інші, що мають tx<l, майже вся робота абразивних зерен витрачається на мікропластичну деформацію поверхневих шарів; руйнування матеріалу майже не спостерігається. Тому матеріали третьої групи недоцільно піддавати ультразвуковій обробці.



ЗАВДАННЯ 1. Вибрати схему ультразвукової обробки. Визначити головний і допоміжний рух. Зобразити схему обробки. Оцінити доцільність ультразвукової обробки матеріалу за критерієм крихкості.

Операція	Оброблюваний матеріал
1. Обробка циліндричного отвору	Скло
2. Обробка внутрішнього різьблення	Твердий сплав
3. Обробка пазу	Цементована сталь
4. Обробка напрямних	Титановий сплав
5. Обробка криволінійного кільцевого пазу	Кераміка
6. Обробка отвору з криволінійною віссю	Кварц
7. Обробка отвору з криволінійною віссю	Твердий сплав
8, Обробка зовнішнього різьблення	Кварц
9. Обробка пазу	Вольфрам
10. Обробка напрямних	Стекло
11. Обробка криволінійного кільцевого паза	Твердий сплав
12. Обробка зовнішнього різьблення	Стекло
13. Обробка циліндричного отвору	Кераміка
14. Обробка внутрішнього різьблення	Кераміка
15. Обробка пазу	Кераміка
16. Обробка напрямних	Кераміка
17. Обробка отвору з криволінійною віссю	Вольфрам
18. Обробка отвору трикутного перетину	Титановий сплав
19. Обробка отвору з криволінійною віссю	Титановий сплав
20. Обробка кільцевого пазу	Азотована сталь

3.2 РОЗРАХУНОК ПОЗДОВЖНЬО КОЛИВНОГО ІНСТРУМЕНТУ

Концентратор служить для збільшення амплітуди коливань перетворювача і для узгодження параметрів перетворювача і навантаження.

Для низькочастотних коливань (f= 18 44 кгц) найчастіше використовуються концентратори у виді резонансних стрижнів перемінного перетину.

Стрижневий концентратор являє собою твердий стрижень перемінного чи перетину перемінної щільності. Його принцип дії заснований на явищі збільшенні амплітуди зсуву часток стержня при зменшенні його поперечного чи перерізу щільності відповідно до закону збереження кількості руху. Збільшення амплітуди буде тим більше, чим більше різниця площ поперечного перерізу чи щільностей протилежних кінців стрижня.

Відношення амплітуд зсувів на виході і вході інструмента називається коефіцієнтом трансформації. Значення коефіцієнта трансформації вибирають у залежності від необхідних значень амплітуди зсувів на робочому торці інструмента. Загальне збільшення амплітуди необхідно розподілити між концентратором і інструментом.

Для того, щоб амплітуда коливань була максимальна - коливальна система повинна бути резонансної.

Загальна умова резонансу механічних коливальних систем полягає в тому, щоб уздовж одного з лінійних розмірів системи уклалося ціле число напівхвиль. Для подовжніх коливань відстань між сусідніми вузлами і пучністю стоячої хвилі дорівнює половині довжини хвилі, що біжить, тому можна визначити довжину хвилі поздовжніх коливань стрижня :

л =1/f = спр/ f (3.1)

де с_пр - швидкість поширення звукової хвилі уздовж стрижня,

Швидкість звуку спр (м/с) при поширенні подовжніх хвиль у деяких матеріалах має наступне значення:

Стали - 5100; сплав АМГ - 5200; титан - 5072.

При резонансі

l=n л/2 (3.2)



де l - довжина стрижня, n - ціле число.

Ці розрахунки придатні тільки для циліндричного інструмента, у якого коефіцієнт трансформації М=1. Якщо ж М не дорівнює нулю, то для розрахунків використовують графічні методи.

Вони дозволяють знайти довжину інструмента l , місце розташування вузла зсувів x1, коефіцієнт трансформації М.

Для визначення цих величин необхідно знати вхідний і вихідний приведені радіуси інструмента.

Якщо задані розміри поперечних перетинів, то по кривій 1 (рис 3.8) визначаємо коефіцієнт трансформації М якщо ж заданий коефіцієнт трансформації М, то по кривій1 визначають відповідно значення відносин вхідного і вихідного приведених радіусів RL/RQ.

По кривій 2 знаходимо відношення К1 = l / пр. Щоб обчислити довжину інструмента l, визначаємо по формулі (3.2) довжину хвилі поздовжніх коливань. Знаючи довжину хвилі поздовжніх коливань , визначаємо довжину стрижня l зі співвідношення l = К1 пр. По кривій 3 визначимо точку розташування вузла швидкостей.

Рисунок 3.8 - Дані до визначення коефіцієнту трансформації



ЗАВДАННЯ 2. Визначити розміри конічного інструменту.

Варіанти

№ п/п	Частота коливань кГц	Матеріал інструмента	Вихідний радіус мм	Коефіцієнт трансформації М
1	2	3	4	5
1	19	45Х	10	2,5
2	20	Сталь 20	9	3
3	20,5	Сталь 25	11	2
4	21	Сталь 45	12	2
5	21,5	20ХГТ	8	2
6	22	Сталь 45	10	3
7	23	Сталь 35	15	2,5
8	22,5	40ХГТ	15	2,5
9	24	18ХГТ	20	2
10	25-	Сталь 20	22	2
11	25	Сталь 35	15	2
12	26	У8	8	2,5
1	2	3	4	5
13	27	Сталь 45	24	2,5
14	28	У9	10	2
1	2	3	4	5
15	29	Сталь 25	25	2,5
16	30	У12	12	3
17	30	40ХГТ	25	2,5
1	2	3	4	5
18	31	У40	10	2,5
19	32	Сталь 20	26	3
20	33	Сталь 35	20	3



ЛІТЕРАТУРА

1. А.И. Андрианов Прогрессивные методы технологии машиностроения. М. Машиностроение . 1975, 238 с

2. В.Н. Подураев Обработка резанием жаропрочных и нержавеющих материалов. М. 1965 Высшая школа, 518 с.

3. В.П. Подураев, В.С. Камалов Физико-химические методы обработки. М.: Машиностроение., 1973, 343 с.

4. Е.М. Левинсон и Е.И. Владимиров Электроискровые установки М., Машиностроение 1951, - 246 с.

5. Е.М. Левинсон, В.С. Лев Элекроэрозионное оборудование. М.: Машиностроение., 1965, - 292 с

6. Н.Н. Рыкалин, И.В. Зуев, А.А. Углов Основы электронно-лучевой обработки материалов. М.: Машиностроение 1978, - 238 с

7. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов. Справочник М.: Машиностроение, 1985, 494 с.

8. А.Л. Вишницкий, И.З. Леногородский, И.П. Григорчук. Т. 3 Электрохимическая и электромеханическая обработка металлов. Л., Машиностроение., 1971, 211 с.

9. Библиотечка электротехнолога Е.М. Левинсон, В.С. Лев, Б.Г. Гут-кин, И.А. Юткин, А.Л. Лившиц Т.2 электроразрядная обработка материалов. Под редакцией Л.Я. Попилова., Лен. Машиностроение 1971 253 с.

10. Е.И. Левинсон, В.С. Лев Справочное пособие по электротехнологии электроэрозионной обработки металлов. Лениздат, 1972, 327 с.

11. И.А. Байсупов Электрохимическая обработка металлов. М. Высшая школа - 1988г

12. Т.Н. Пендрина Электрохимическая обработка металлов. Библиотечка электротехнолога и ультразвуковика. М - Л. - Машиностроение, 1961.

13. Технология конструкционных материалов учебное пособие (А.М. Дальский; Л.Н. Арутюнова; Т.М. Барсукова; Л.Н. Бухаркин и др.)Под ред. А.М. Дальского; М.: Машиностроение., 1985, - 448 с

14. Электрофизические и электромеханические методы обработки материалов Б.А. Артамонов, Ю.С. Волков, В.И. Дрожалова и др. Под ред В.П. Соломенцева Т1. Обработка материалов с использованием инструмента. Т2. Обработка материалов с использованием высококонцентрированных источников энергии. - М.: Высшая школа, 1983

15. Электрофизические и электрохимические станки: каталог справочник (В.Ю. Астахов, М.Ы. Брискман, Л.Б. Вильсон и др.) Под общей ред. И. А. Хавхало М: Министерство станкостроительной и индустриальной промышленности; 1969г. - 223с.

16. Пуховский Е.С., Гавриш А.П., Грищенко Е.Ю. Обработка сверхпрочных материалов. Н-К Техника, 1983 - 133с.

17. Обработка резанием жаропрочных, сверхпрочных и титановых сплавов. (Н.И. Резников, В.Е. Бурмистров , И.Г. Жарков) Под ред Н.И. Рез-никова М.: Машиностроение., 1972, - 199 с

18. Справочник по электрофизическим и электрохимическим методам обработки (Г.Л. Амитан, И.А. Байсупов, Ю.М. Барон и др. Под общ. ред. В.А. Волосатова - Л: Машиностроение,1988, - 719 с.

19. Аренков А.Б. Основы электрофизических методов обработки материалов. - Л: Машиностроение, 1967, - 200с.

20. Бирюков Б.Н. Электрофизические и электрофизические методы обработки.-М: Машиностроение, 1981, - 127с.

21. Головачов Ю.В. Прогрессивные методы малоотходной технологии в судовой промышленности. -Л: ЧПК, 1984.-150с.

22. Коваленко В.С. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов.-К: Вища школа. 1975.-233с.

23. Справочник по электрофизической и электрохимической обработке материалов. Л.Л. Попилов - М: Машиностроение, 1982. -200с.

24. Румянцев Е.М., Давыдов А.В. Технология электрохимической обработки материалов: Учебное пособие - М: Высшая школа, 1984. -159с.

25. Левинсон Е.М. Отверстия малых диаметров (методы получения) - Л.: Машиностроение, 1977, -150с.

26. Лурье Г.Б. Прогрессивные методы коллективного наружного шлифования. - Л.: Машиностроение, 1984. - 100с. -(библиотека шлифовщика).

27. Отделочные операции в машиностроении: Справочник/П.А. Руденко, М.Н. Шуба, В.А. Огнивец, и др. Под общ. ред. П.А. Руденко -2-е изд, доп. и пер. -К.: Техніка,1990,-150

28.Вишницкий А.Л. Размерная электрохимическая обработка. Библиотека Эл. технолога ,М.1971

Размещено на Allbest.ru