Способ электроконтактной обработки

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ щ 878478 Сова Советских Сопиалистических Республик(088.8) и открыт вания описания 07.11.81(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ОБРАБОТКИ сделатьпоскольый износ, чивание стороны а в прароходе - пояска и меняются. Изобретение относится к области электроэрозионной обработки металлов и может быть использовано при электроконтактной обработке изделий типа валов дисковым электродом-,инструментом.Известен способ электроконтактной обработки слитков, при котором обработку изделия осуществляют дисковым электродом-инструментом при сообщении им относительного вращения и поступательного перемещения и подключении электродов к источнику переменного или выпрямленного тока ЦЭлектрод имеет заборную фаску с одной стороны,и обработка производится только при прямых проходах. Обратные проходы являются холостыми, Такая схема обработки является непроизводительной. Крометого, происходит быстрое искажение профиля заборной фаски, что вызывает,необходимость переточекИзвестен также аналогичный способ электроконтактной обработки дисковым электродом, содержащим заборные фаски с обеих сторон и разделяющий их калибровочный поясок 21.Этому способу присущи аналогичные недостатки, поскольку обработка происходит также только при прямых проходах.По мере износа одной фаски электродпереворачивают и точат второй фаской, что в два раза увеличивает стойкость электрода, однако не исключает в дальнейшем необходимости переточек, поскольку угол фасок 5 является неоптимальным.Целью изобретения является устранение указанных недостатков.Цель достигается тем, что в известномспособе электроконтактной обработки де талей типа вал вращающимся дисковымэлектродом-инструментом, содержащим две заборные фаски и разделяющий их калибрующий поясок и совершающим рабочие перемещения вдоль оси вала и вспомогательные перемещения на врезание поперек оси вала, обработку детали ведут попеременно левой и правой заборными фасками, углы которых выбирают равными усредненному значению величины пх эрозионно го износа за каждый проход. Указанные отличия позволяют электрод самозатачивающимся,ку при каждом проходе эрозионн 5 например, левой фаски и подта калибрующего пояска с левой сопровождаются удлинением пояс вую сторону, а при следующем п наоборот, благодаря чему длина 0 его,положение практически не изНа фиг. 1 показаны инструмент и деталь в момент начала первого рабочего, прохода направо; на фиг. 2 - инструмент в момент завершения первого прохода (схематически изображено перемещение калибрующего пояска на его рабочей кромке)на фиг. 3 - то же, что и на фиг. 1, в момент начала второго рабочего прохода налево; на фиг.4 - инструмент в момент завершения второго прохода; на фиг. 5 - то же, что и на фиг, 1, в момент начала третьего прохода.Выполненный из эрозионностойкого материала, например чугуна, дисковый электрод-инструмент 1, обладающий свободой вращения и поступательного перемещения от приводов (не показаны), соединен с помощью скользящего контакта с источником,питания (не показаны) выпрямленного или переменного тока, низкого напряжения, снабжен левой 2 правой 3 заборными фасками и разделяющим их калибрующим пояском 4, в совокупности образующими ограниченную правой 5 и левой б торцовыми поверхностями рабочую кромку, находящуюся в контакте с наружной поверхностью обладающего свободой вращения и рабочего, параллельного оси вращения, возвратно-поступательного перемещения обрабатываемого изделия 7 подключенного посредством скользящего контакта к тому же источнику питания. На фиг. 2 и 4 соответственно в геометрию рабочей кромки включены левый 8 и .правый 9 цилиндрические пояски, полученные в результате ее эрозионного износа за первый и второй проходы.Способ осуществляется следующим образомИнструмент 1 заранее снабжают заборными фасками 2 и 3 диаметром обычно в 2-100 раз больше, чем диаметр изделия 7 и шириной, выбранной из соотношения л Л В - +1+ЗЯ,1 да"э да эгде В - ширина инструмента, мм;1, - толщина слоя материала изделия, снимаемого за один проходлевой заборной фаской, мм;1 - толщина слоя материала изделия, снимаемого за один проход правой заборной фаской, мм;5 - шаг подачи изделия, мм за одиноборот;а , - угол эрозионного износа левойзаборной фаски инструмента,который определен наклономее образующей к оси вращенияизделия;а"з - угол эрозионного износа правойзаборной фаски инструмента,который определен наклоном ееобразующей к оси вращения,изделия. 5 1 О 15 2 О 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 Электрод устанавливают, например, справа вне длины изделия 7 на глубину, равную толщине припуска, снимаемого с него за проход.Образующая каждой заборной фаски 2 и 3, сформированная в,результате эрозион. ного износа инструмента 1 - есть выпуклая монотонная кривая, которая близка к прямой линии при толщине снимаемого слоя материала изделия 7 за проход не более 1 - 2% диаметра инструмента. Угол наклона хорды, стягивающей по концам эту кривую, к оси вращения изделия 7 - есть угол эрозионного износа заборных фасок 2 и 3 Этот угол обычно выбирают в диапазоне 3 - 14, где нижний предел, равный 3, ограничен тем, что при меньшем угле требуется высокая установочная мощность источника питания,и токоподводов низкого напряжения, так как обеспечения эффективного процесса обработки в межэлектродном зазоре необходимо поддерживать высокую плотность энергии. Кроме того, повышаются требования к прочности и жесткости устройства для осуществления способа, Верхний предел, равный 14, ограничен тем, что,при большем угле снижается точность изготовления изделия 7 и увеличивается износ инструмента 1 в связи с ухудшением условий эвакуации продуктов эрозии из межэлектродного зазора.Далее, инструменту 1, ширина которого принята равной оптимальной, изделию 7 сообщают вращение, например, по часовой стрелке, причем линейная скорость инструмента 1 обычно в 7 - 100 раз больше, чем ,изделия 7, и одновременно включением источника питания подают напряжение порядка 18 в 1 В на инструмент 1 и изделие 7, После этого изделию 7 сообщают движение на инструмент 1 при заданной рабочей подаче, По достижении (см. фиг.1) между левой заборной фаской 2 и,изделием 7 межэлектродного зазора менее 0,1 мм между ними возникают электрические разряды, которые расплавляют, диспергируют,и удаляют из межэлектродного зазора припуск с изделия 7 и материал инструмента 1. По мере внедрения,инструмента 1 в изделие 7 в контакт с ним вступают последовательно левая заборная фаска 2 и калибрующий поясок 4, по которым и происходит износ нструмента 1. Износ заборной фаски 2 происходит в виде непрерывного параллельного эрозионного разрушения ее образующей в направлении подачи изделия 7, так как угол наклона ее образующей выполнен заранее равным оптимальному его значению. Износ калибрую- щего пояска 4 происходит в виде непрерывного его разрушения в направлении подачи и в радиальном направлении на шири. не, близкой к трем шагам ,подачи ,изделия 7 за его один оборот при нвпрерывном сохранении этой ширины в процессе обработки изделия 7. Это обеспечивается тем, что в случае превышения ширины калибрую- щего пояска 4 выше указанной за счет параллельного износа образующей заборной фаски 2 произойдет восстановление его ширины. В случае уменьшения ширины заборной фаски 4 также восстановится ее ширина за счет повышенного, износа сопряженной с ним правой заборной фаски 3 инструмента 1.Ширина калибрующего пояска 4, равная трем шагам подачи изделия 7, определена для традиционных материалов инструмента 1, т. е. меди и композиций на ее основе, чугуна, стали, при охлаждении электродов и зоны обработки путем полива технической водой.При,изменении материала инструмента большей, чем выше указано, или меньшей эрозионной стойкости и охлаждвнии эоны обработки средой, имеющей большую,или меньшую загрязненность и элекропроводность, ширина калибрующего пояска 4,изменяется незначителыно, а поэтому при расчете ширины, инструмента 1 практического значения,не имеет, а так как это учитывается при расчете углов эрозионногонзноса заборных фасок,В конце прохода, т. е. по прохождении инструментом 1 всей длины изделия 7 в одном направлении, останавливают вращение, осуществляют продольную подачу,изделия 7 и отводят от нвго инструмент 1, П 1 ри этом (см. фиг, 2) левая заборная фаска 2 в результате собственного эрозионного износа за проход сместилась вправо, т. е. в направлении рабочей подачи изделия 7 на величину б, пропорциональную объему снятого припуска с изделия 7 и значению относительного износа инструмента 1, который определен отношением объема износа материала инструмента 1 объему снятого с,изделия 7 припуска и выражен в процентах. В результате износа заборной фаски 2 на ней одновременно образуется левый цилиндрический поясок 8, шириной также равной б, = 6,. В том же направлени сместится,из среднего положения и калибрующий поясок 4,на величину, равную5,2износ которого в радиальном направлениисоставит по радиусу5,- 1 я ст 1что без изменения глубины установки инструмента 1 в продолжении прохода определит точность обработки изделия 7, которая равна1 Яф стПредельно допустимый износ контактирующей с изделием 7 левой заборной фас 55 60 65 5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 ки 2 не должен допустить исчезновения сопряженных с ней заборной фаски 3 и калибрующего .пояска 4, Это достигается тем, что угол эрозионного износа каждой заборной фаски 2 и 3 в процессе обработки изделия 7 путем выбора его величины и ширины рабочей кромки инструмента 1 поддерживают равным углу их эрозионного износа. Действительно, прп чрезмерном износе контактирующей с изделием 7 заборной фаски 2 с рабочей кромки инструмента исчезнут сопряженная заборная фаска 3 и разделяющий их калибрующий поясок 4.,В результате такого износа рабочей кромки инструмента 1 снижаются точность и чистота обработанной поверхности изделия 7, так как при дальнейшей его обработке на 1 рабочей кромке инструмента 1 появляется острый угол, ограниченный контактирующей с изделием 7 заборной фаской 2,и противоположной ей торцовой плоскостью 5 инструмента 1, Затем обработанное, изделие 7 снимают, устанавливают новое и включением поперечной подачи инструмента 1 с учетом величины износа его диаметра за предыдущий проход устанавливают слева вне длины изделия 7 в положение, соответствующее расчетной толщине слоя материала изделия 7, снимаемого за второй проход, величина которого равна толщине слоя материала изделия 7, снятого за предыдущий проход. После этого включают продольную подачу изделия 7 в направлении обратном, а по величине равную предыдущему проходу, и одновремвнно с этим включают вращение изделия 7, частота которого равна частоте его вращения при осуществлении первого прохода.По мере внедрения инструмента 1 в изделие 7 в контакт с ним вступают последовательно (см. фиг. 3) правая заборная фаска 3, опять калибрующий поясок 4 и правая торцовая поверхность 5 инструмента 1.Эрозионный износ правой заборной фаски 3 и калибрующего пояска 4 аналогичен износу левой заборной фаски 2 и калибрующего пояска 4,при осуществлении первого прохода. Износ правой торцовой поверхности 5, высота контакта которой с изделием 7 равна величине износа по радиусу калибрующего пояска 4 за предыдущий, т. е, первый проход, происходит в направлении сверху вниз и от правого торца 5 с калибрующему пояску 4 в виде интенсивного приближения ее образующей и величине угла наклона правой заборной фаски 3 и, чем больше высота этого торцового контакта, тем существеннее снижается стабильность протекания электроконтактного процесса в начале прохода и на более длительный промежуток времени,что снижает производительность способа и вызывает повышенный износ инструмента 1. Эта нестабильность вызвана тем, что5)1 Ба ст2 затрудняется вынос продуктов эрозии из межэлектродного зазора, что вызывает повторное,их диспергирование в нем вплоть до налипания расплавленного припуска изделия 7 на рабочую кромку инструмента 1. Поэтому с целью повышения стабильности процесса обработии,износ инструмента 1 по диаметру его калибрующего пояска 4 за каждый предыдущий проход ограничивают величиной, равной половине толщины,припуска снимаемого с изделия 7 за каждый последующий проход. Эта величина определена тем, что при толщине снимаемого,припуска за последуюп 1 ий проход, равного 1, износ инструмента 1 по его диаметру за предыдущий проход сотавит - ,2 а высота торцовой контактирующей доверхности равна - ,4 Именно при таком и больших значеииях длины контакта торцовых поверхностей 5 и б инструмента 1 существенно нарушается стабильность электроконтактного процесса, так как при этом торцовыми поверхностнии 5 и б с,изделия 7 снимается значительная часть припуска, составляюц 1 ая более 25 - ЗО% его объема, снимаемого за каждый последующий проход. По завершению второго прохода останавливают вращение, продольную подачу изделия 7,и отводят от него инструмент 1. При этом (см. фиг. 4) угол наклона образующей правой торцовой поверхности 5 стал равным углу наклона ооразующей правой торцовой поверхности 5 стал равным углу наклона образующей заборной фаски 3, .которая в результате собственного эрозионного износа за проход сместилась влево, т. е. в направлении рабочей подачи изделия 7 на величину 6, с одновременным образованием на правой заборной фаске 3 правого цилиндрического пояска 9 пириной Ь = 62. В том же направлении сместился и калибрующий поясок 4 от положения,им занимаемого после первого3.,прохода на величину а, =-и в случае2эавенства 6 = б калибрующий поясок 4 занял положение на рабочей кромке инструмента 1, занимаемое им в,начале первого прохода, а при 6,) б, что,и есть во втором проходе, так как из-за наличия контактной поверхностями 5 условия износа правой заборной фаски,3 насколько хуже, чем левой,2 в первом проходе, поэтому калибрующий поясок 4 во втором проходе сместится вправо, т, е, в направлении подачи изделия 7 незначительно дальше положения им занимаемого в начале первого арохода. Износ калибрующего пояска 4 в радиальном направлвнии и за второй проход р.авен 35 40 45 50 Ьь 60 65 Калибрующий поясок 4 в каждом проходе всегда разделяет заборные фаски 2 и 3 и меняет свое местоположение на ней синхронно чередованиям проходов без изменения собственной ширины с амплитудой, величина которой п 1 зспорциональна величине износа за каждый проход, левой 2 и ппавой 3 заборных фасок.Поэтому для повышения равномериссти износа рабочей кромки инструмента 1 изделие 7 обрабатывают при равном сум. мариам износе калибрующего пояска 4 за равное число четных и нечетных проходов, Затем обработанное изделие 7 снимают, устанавливают новое, сообщают ему вращение и включением поперечной подачи инструмент 1 с учетом величины,износа его диаметра за второй проход устанавливают вне длины изделия 7 в положение, соответствующее расчетной толщине слоя материала изделия 7, снимаемого за даниый проход, величина которого равна толщине слоя материала изделия 7, снятого за второй проход. После этого включают продольную рабочую подачу изделия 7 в иаправлении обратном, а ло величине равную второму проходу, По мере внедрения инструмента 1 в изделие 7,в контакт с инм вступают последовательно левая заборная фаска 2, опять калибрующий поясок 4, левая торцовая цоверхность б и цилиндричесиий поясок 8,При этом торцовая поверхность б контактирует с изделием 7 на высоте, равной и интенсивно, изнашивается до приближения угла наклона ее образующей к углу наклона образующей левой заборной фаски 2 с одновременным исчезновением цилиндрического пояска 8, который затем вновь образуется в результате ,износа торцовой поверхности б и заборной фаски 2 за этот, т, е третий проход, но радиус его уменьшится на величину износа калибрую- щего пояска 4 за предыдущий, т. е. второй проход Износ левой заборной фаски 2, калибрующего пояска 4 аналогичен их,износу за первый проход,Таким образом, за каждый из трех описанных проходовобъемы снимаемого припуска с изделия 7 равны между собой, так как диаметр и длина заготовок изделия 7 одинаковы. При этом наиболее, полно используется мощность источника питания, равномерно изнашивается инструмент, снижается его относительный износ с одновременным повышением стабильности.Экспериментальная .проверка показала, что по сравнению с известными, описанный:способ обработки, помимо исключения, периодической правки электрода-инструмента, обеспечивает повышение производительности в 1,5 - 2 раза за счет исключения холостых ходов и введвния большей мощности в межэлектродный зазор.Формула изобретенияСпособ электроконтактной обработки наружных поверхностей тел вращения дис: ковым электродом-инструментом, на котором выполнены две заборные фаски и калибрующий поясок, осуществляемый в условиях сообщения инструменту рабочего перемещения вдоль оси и установочного перемещения на врезание, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения .производительности процесса путем исключения правки электрода-инструмента, обработку ведут попеременно правой и левой фасками, при этом угол каждой фаски выполняют равным усредненному 5 значению угла эрозионного износа за каждый проход. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:101. Горшков Б, Т. Электроконтактная обработка слитков. Сб. Электрофизические иэлектрохимические методы обработки,НИИМАШ, вып. 2, 1972, с. 11 - 14,15 2. Исследование стойкости инструментовдля электроконтактной обработки и разработка рекомендаций по увеличению стойкости, ЭНИМС, отчет по теме 71 - 35, 1966,с. 37, рис, 16,878478иг 4Составитель Ю. Васильевактор О. Юркова Техред И. Пенчко Корректор С. Заказ 1472/1105 Изд.581 Тираж 1148 Подписно НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Тип. Харьк, фил. пред. Патент