Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
Разновидностью анодно-механической обработки является электроабразивная, при которой инструментом и катодом служит электропроводный шлифовальный круг 3 (рис. 6.2, б). Он соединен с помощью
КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ ПО ВИДУ ВОЗДЕЙСТВИЯ 181
Рис. 6.2. Схемы способов анодно-механиче-ской обработки:
а - лентой; б - шлифо-
вальным кругом
скользящего контакта 2 с отрицательным полюсом источника / тока. Заготовка 4 через реостат 6, регулирующий силу тока в цепи, соединяется с положительным полюсом. Необходимый зазор между кругом и обрабатываемой поверхностью поддерживается выступающими зернами 7 абразива (рис. 6.2,6, вид Г). Зазор заполняется электролитом 5, в котором происходит анодное растворение обрабатываемой поверхности. Продукты растворения 8 (анодная пленка) удаляются абразивными зернами вращающегося круга и непрерывным потоком электролита. Частично эти продукты заполняют впадины 9 на обработанной поверхности. С течением времени вершины абразивных зерен изнашиваются, и зазор между обрабатываемой поверхностью и электропроводной связкой круга сокращается. Тонкий слой электролита пробивается, и возникает разряд, который приводит к выгоранию связки, что способствует восстановлению прежнего размера зазоров.
При электрохимическом шлифовании (ЭХШ) в рабочей зоне происходит анодное растворение обрабатываемого материала, тепловое воздействие, механическое резание. Кроме того, электроэрозионные процессы
182 КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
разрушают связку абразивного инструмента, обеспечивая вскрытие новых зерен; способствуют удалению стружки из зоны резания и очищению зерен от шлама. Электрохимические процессы существенно улучшают условия микрорезания, ослабляя и разрушая межкристаллитные связи в структуре обрабатываемого материала. Эти физические явления непосредственно отражаются на силах и мощности резания. При алмазном ЭХШ (напряжение 8 В) твердых сплавов, сормайта, стали 45 (HRC3 45) периферией круга IAl 250 X 20 X 3 ACB125/100 100MB при глубине резания 0,9 мм со скоростью продольной подачи 30 мм/мин и скорости круга 25 ... 27 м/с наблюдается уменьшение сил резания и эффективной мощности привода круга в 3-5 раз (большие значения для стали), увеличение коэффициента абразивного резания в 2 раза (Д = 0,32 ... 0,59 против 0,18 ... 0,26, большие значения для твердого сплава). Последнее характеризует качественное улучшение процесса микрорезания, уменьшение работы трения в общем балансе механической работы. По сравнению с обычным алмазным шлифованием удельные затраты мощности на резание снижаются в 3,3-3,7 раза.
Непрерывная электрохимическая правка увеличивает удельную производительность по сравнению с периодической правкой абразивом в 5-7 раз и уменьшает в 3-5 раз удельный расход алмазов. Кроме того, в процессе электрохимической правки существенно уменьшается биение алмазного круга, так как связка растворяется наиболее интенсивно в той его части, которая расположена ближе к рабочей поверхности катода. Стабилизация биения происходит до значения 0,025 мм, меньше которого электрохимическая правка не действует вследствие наличия шлама в межэлектродном зазоре (МЭЗ). С уменьшением зернистости круга эффективность электрохимического воздействия возрастает, так как активируемый слой становится соизмеримым с глубиной механического съема. Перспективным способом является алмазное электролитическое хонингование - комбинированный процесс электрохимической обработки и хонингования.
Электроэрозионные способы абразивной обработки реализовать проще, чем электрохимические. Для их осуществления можно использовать обычные шлифовальные станки со специальной изолирующей планшайбой шлифовального круга, оснащенные низковольтными и низкочастотными генераторами ИТТ-35 (конструкции ЭНИМСа).
При алмазно-электроэрозионном шлифовании (АЭЭШ) в рабочей зоне принудительно возбуждаются высокочастотные (до сотен кГц) импульсные разряды малой длительности (десятки мкс). Рабочей средой
КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ ПО ВИДУ ВОЗДЕЙСТВИЯ
183
служат слабопроводящие станочные СОЖ, а технологические показатели АЭЭШ во многих случаях сопоставимы с АЭХШ.
В настоящее время выпускаются алмазно-электроэрозионные станки ЗЕ24ЭР для затачивания резцов, ЗЕ667РФ1 для затачивания дисковых фрез, а также кругло- и внутришлифовальные станки моделей 3Kl2Р и ЗК227ВР. В качестве инструментов применяют алмазные круги на токо-проводящих металлических связках Ml, М31, М013Э, М04 с алмазами марок АСР, ACB зернистостью 100/80 ... 250/200, концентрацией 100 %.
Сопоставление затрат физико-химической и механической работы в зависимости от толщины среза и скорости резания показывает, что применение электрохимической (АЭХО) и электроэрозионной (АЭЭО) абразивной обработки наиболее эффективно при малых и средних толщинах среза (до 0,1 мм) и средних скоростях резания (рис. 6.3, кривые 2 и 3). С уменьшением толщины среза наблюдается общая тенденция к увеличению полной удельной работы Аулз > АуД2 > Аущ с ростом скорости
резания (за исключением скоростей v < 0,1 м/с). С увеличением толщины среза доля механической работы Аи возрастает в среднем от 50 % (при а = 0,001 ... 0,01 мм) до 80 ... 85 % при а > 0,1 мм (см. рис. 6.3, кривая 7).
