LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Прогнозування технологічних характеристик та інтенсифікація процесу розмірної обробки електричною дугою складнопрофільних отворів

зменшується.

Глибина зони термічного впливу Н процесу прошивання отворів способом РОД на зворотній та прямій полярностях визначається, також як і шорсткість обробленої поверхні, Рст, а при розточуванні на зворотній полярності – висотою с. В рамках експериментальних досліджень було зафіксовано Н в межах 40...240 мкм.

Головним фактором для керування відносним лінійним зносом ЕІ g процесу прошивання отворів на зворотній полярності є напруга на електродах, із підвищенням якої знос зменшується; при прошиванні на прямій полярності – фактор Рст, із зменшенням якого знос зменшується, а при розточуванні на зворотній полярності – І, із зменшенням якого g зменшується. Показано можливість здійснення процесу розточування отворів при g = 0. Запропоновано область раціональних режимів усталеного процесу розточування отворів.

Головним фактором для керування бічним зовнішнім МЕЗ d процесу прошивання отворів способом РОД на зворотній полярності є фактор Рст, із підвищенням якого d зменшується, а при прошиванні на прямій полярності та при розточуванні на зворотній полярності – фактор с, із зменшенням якого зазор зменшується.

З метою розробки технологічних прийомів РОД отворів різної геометричної складності введено поняття про критерії їх кількісної оцінки (табл. 5). Можливість обробки отворів різної форми у плані при використанні однозонного способу зворотного прокачування робочої рідини крізь торцевий МЕЗ залежить, насамперед, від співвідношення найбільшої довжини траси евакуації продуктів ерозії із торцевого МЕЗ lmax та найменшої lmin. Багатьма експериментальними дослідженнями доведено, що РОД отворів з використанням однозонного способу зворотного прокачування при lmax/lmin 2 можлива, але із підвищенням даного критерію усталеність процесу погіршується. Останнє пов'язано з наявністю в торцевому МЕЗ градієнту швидкостей потоку, що обмежує продуктивність обробки, так як різним швидкостям відповідають різні за енергетичними параметрами та геометричними розмірами дуги. В зв'язку з цим, там, де швидкість менша, виникають проблеми ефективного вилучення продуктів ерозії із торцевого МЕЗ, процес дестабілізується і може зупинитися зовсім. Саме тому, за критичне значення критерію оцінки геометричної складності отворів простої форми у плані приймаємо співвідношення [lmax/lmin] = 2, яке обмежує верхню межу застосування однозонного способу зворотного прокачування робочої рідини крізь торцевий МЕЗ при РОД отворів. Таким чином, отвори простої форми у плані охоплюються коефіцієнтом геометричної складності lmax/lmin, який змінюється від 1 до 2. Тоді, критерій оцінки геометричної складності отворів складної форми у плані буде охоплювати діапазон lmax/lmin > 2, і потребує багатозонного способу зворотного прокачування робочої рідини крізь торцевий МЕЗ.

Можливість обробки отворів різної форми поздовжнього перерізу, зокрема з похилим дном, при використанні однозонного способу прокачування робочої рідини крізь торцевий МЕЗ залежить, насамперед, від кута нахилу донної поверхні a. В цьому зв'язку критерій оцінки геометричної складності отворів простої форми поздовжнього перерізу буде охоплювати діапазон


0 < a < 1, в якому обробка можлива без застосування спеціальних прийомів, так як в початковій фазі процесу різниця швидкостей на вході потоку в

торцевий МЕЗ на різних ділянках відносно невелика. Це дає можливість збуджувати дуги в торцевому МЕЗ з приблизно рівними енергетичними параметрами, що сприяє усталеності процесу обробки. Критерій оцінки геометричної складності отворів складної форми поздовжнього перерізу охоплює діапазон a > 1 і потребує застосування спеціальних технологічних прийомів.

Розроблено методики розрахунку режимів РОД та геометричних параметрів ЕІ для РОД отворів різної геометричної складності.

Запропоновано новий принцип організації гідродинамічного режиму потоку в МЕП при РОД отворів складної форми поздовжнього перерізу, який дозволяє оптимізувати гідродинамічний режим в торцевому МЕЗ в початковій фазі обробки за рахунок дискретного керування гідравлічним опором течії робочої рідини в бічному зовнішньому МЕЗ (рис. 2). На підставі даного принципу розроблено новий спосіб РОД отворів з похилим дном, який в умовах експерименту дозволив обробити отвори з кутом нахилу донної поверхні до 12,5.

Подальша інтенсифікація процесу пов'язана з переходом від однорежимної до різнорежимної РОД отворів. При різнорежимної обробці основну масу матеріалу видаляють на чорновому (високопродуктивному) режимі, з відносно низькою якістю обробленої поверхні, а незначну масу у вигляді тонкого периферійного шару – на чистовому (низькопродуктивному) режимі з відносно високою якістю обробленої поверхні.

Для кількісної оцінки введено поняття про повний коефіцієнт інтенсифікації різнорежимної РОД отвору, який враховує не тільки верстатний, але й допоміжний час обробки

де Тв(ор) та Тв(рр) – верстатний час відповідно однорежимної та різнорежимної РОД отвору; Тд(ор) та Тд(рр) – допоміжний час відповідно однорежимної та різнорежимної РОД отвору.

Розроблено класифікацію способів різнорежимної РОД отворів та виконано їх багатокритеріальний теоретичний аналіз. В результаті аналізу, який враховував кількість ЕІ, характеристику складності конструкції ЕІ та електродотримачів, кількість джерела живлення, характеристику усталеності процесу, наявність продуктів ерозії в бічному МЕЗ, необхідність одночасного вступу ЕІ в початковій фазі процесу, можливість керування Рст окремо на чорновому та чистовому режимах, можливість керування робочою напругою окремо на чорновому та чистовому режимах та запропонований повний коефіцієнт інтенсифікації процесу різнорежимної РОД (Кі), зроблено бальну якісну порівнювальну оцінку складових частин ефективності способів різнорежимної РОД круглого отвору, за якою найкращій показник ефективності отримав запропонований автором спосіб різнорежимної послідовної РОД наскрізних отворів одним двоступінчастим ЕІ (рис. 3).


Рис. 2. Схема РОД отвору з похилою донною поверхнею: початкова (а) та кінцева (б) фази обробки; 1 – локальна герметизована камера; 2 – електродотримач; 3 – ЕІ; 4 – бічний зовнішній МЕЗ; 5 – ЕЗ; 6 – донна поверхня; 7 – торцевий МЕЗ; 8 – електрична дуга; 9 – канал в ЕІ


Рис. 3. Схема різнорежимної послідовної РОД отвору одним двоступінчастим ЕІ: а – чорновий режим; б – чистовий режим; 1 – ЕІ; 2 – ЕЗ; 3,4 – електричні дуги; 5 – герметизована камера; 6 – джерело живлення технологічним струмом; 7 – допоміжна герметизована камера


Даний спосіб послідовно реалізує різнорежимну РОД отвору в три етапи: на першому здійснюється попереднє прошивання отвору на чорновому режимі з використанням нижньої ступені ЕІ; на другому – холостий перебіг ЕІ (без вимикання електричної та гідравлічної систем верстата), в рамках якого змінюється режим обробки (електричний та, якщо потрібно, і гідродинамічний); на третьому - виконується розточування отвору на чистовому режимі з використанням верхньої ступені ЕІ.

Фізичною умовою реалізації даного способу є відстань А між ступенями, яка повинна бути більше товщини ЕЗ. Експериментальне підтвердження ефективності способу різнорежимної послідовної РОД наскрізного отвору одним двоступінчастим ЕІ у порівнянні з однорежимною обробкою виконано для РОД круглого отвору в плані та складнопрофільного отвору на прикладі ексцентрикової дрібномодульної шліцевої втулки. Показано, що, порівняно з однорежимною РОД, верстатний час різнорежимної РОД круглого отвору зменшився в 14 разів, а