18. Преси автомати для об'ємного штампування

Об'ємне штампування , технологічний процес ковальсько-штампувального виробництва, що полягає в зміні простих об'ємних заготовок (циліндровою, призматичною і ін. форми) в складніші вироби, форма яких відповідає порожнині спеціалізованих інструментів, — штампів . О. ш. як процес перерозподілу металу заготівки відбувається в результаті пластичної деформації (див. Обробка металів тиском ).

  Основні операції О. ш.— осаду, висадка, протягання, витискування, гнучка, плющення, калібрування, утворення виступів, потовщень, поглиблень, здійснювані на ковальсько-пресових машинах — молотах, пресах і машинах спеціального призначення. З штампованих поковок після обробки різанням і термічної обробки отримують різні деталі: шатуни, колінчасті вали, важелі, зубчасті колеса, лопатки турбін, кріпильні деталі, кулі, ролики і кільця підшипників і ін.

  Розрізняють холодну і гарячу О. ш. Холодне штампування здійснюється без нагріву. Вихідний матеріал — прутки, що калібруються, нарізуються на мірні (штучні) заготовки, або дріт в бунтах. Маса отримуваних виробів від декількох г до неськ.(декілька) кг ; точність по 3—2-у класам; шорсткість поверхні відповідає 7—10-у класам чистоти. Холодною О. ш. отримують відповідальні деталі з високими і стабільними механічними властивостями, що пояснюється відсутністю рекристалізації в металі і зміцненням. Т. до. заготовки не нагріваються, на поверхні поковок не відбувається утворення окалини, зневуглецювання, обесцинкованія і т.п., що покращує якість поковок в цілому і скорочує пріпуськи на подальшу обробку. У ряді випадків поковки не вимагають додаткової обробки, будучи готовими деталями (коефіцієнт використання металу складає 1). Проте для здійснення холодною О. ш. потрібні значні зусилля — до 2500 Мн/м ² (1 Мн = 100 тс ) і більш, що негативно впливає на стійкість штампів. Істотно понизити зусилля (у 10—15 разів) дозволяє нагрів заготовок, тобто гаряча О. ш.

19. Верстати для електро-физико-хімічної обробки

Поділ процесу електрохімічної обробки на дві стадії - попередню й остаточну - при проведенні всього циклу обробки деталі на одному верстаті ставить принципово нову задачу застосування імпульсного елемента (крокового двигуна) в замкнутому контурі безперервного регулювання. Так як взамкнутой системі стабілізації МЕЗ на попередній стадії обробки інформація про величину регульованого параметра надходить від датчика в безперервній формі, то для управління кроковим двигуном необхідно перетворити даний безперервний сигнал в імпульсну форму. З цією метою в Тульському політехнічному інституті розроблений частотно-імпульсний модулятор (ЧИМ) [181]. Частота імпульсів, що надходять з ЧИМ на вхід блоку управління кроковим двигуном, обернено пропорційна амплітуді керуючого різницевого сигналу.

Сучасна електрохімічна установка являє собою комплекс обладнання, що включає власне верстат, джерело живлення, системи контролю і регулювання найважливіших параметрів процесу обробки, а також системи постачання, охолодження та очищення електроліту. Широке поширення одержали електрохімічні установки для обробки пера лопаток газотурбінних двигунів (АГЕ-2, АГЕ-3, ЕХО-1, ЕХО-2), формоутворення порожнин кувальних штампів і прес-форм, прошивання отворів, фасонних щілин і пазів, електрохімічної обработкіглубокіх отворів, видалення задирок, обточування і розточування поверхонь деталей типу тіл обертання. Характерною особливістю більшості електрохімічних станковявляется спеціальне функціональне призначення вони проектуються для обробки деталей певного класу.

До конструкції верстата для розмірної електрохімічної обробки в загальному випадку пред'являються наступні вимоги [c.155]

Електрохімічні верстати мають і горизонтальну компоновку (верстати для обробки пера лопаток). У специфічних випадках застосовується комбінована компоновка.

Точність, шорсткість поверхні, продуктивність, енергоємність і економічність розмірної електрохімічної обробки визначаються впливом ряду первинних і вторинних фізико-хімічних явищ, у свою чергу залежать від якості виконання та надійності функціонування елементів, систем і агрегатів електрохімічного верстата. [c.156]

Продуктивність одного електрохімічного верстата при обробці порожнини під виштовхуючу планку кувального штампа відповідає продуктивності п'яти-шести фрезерних верстатів. Використання електрохімічної обробки тільки для попереднього формоутворення дозволяє скоротити час

20.

Електроерозі́йна обро́бка (англ. EDM — Electric discharge machining) є різновидом електрофізичної обробки і характеризується тим, що зміна форми, розмірів та якості поверхнізаготовки з електропровідного матеріалу відбувається під дією електричних (іскрового чи дугового) розрядів.

Електроерозійна обробка базується на використанні контрольованого руйнування електропровідного матеріалу під дією електричних розрядів між двома електродами, тобто це вид механообробки з використанням електричної ерозії.

Одним з електродів є оброблювана деталь, другим електродом є інструмент. Розряди між електродами здійснюються періодично, імпульсами так, щоб середовище між ними встигло відновити свою електричну міцність. З метою зменшення ерозії електроду-інструменту для створення розрядів використовуються уніполярні імпульси струму. Полярність електродів пов'язана із тривалістю імпульсу, оскільки при малій тривалості імпульсу переважає ерозія аноду, а при великій тривалості імпульсу переважає ерозія катоду. Тому на практиці використовуються обидва способи подачі уніполярних імпульсів: з під'єднанням деталі до додатного полюса генератора імпульсів (так зване ввімкнення на пряму полярність), і з під'єднанням деталі до від'ємного полюса (ввімкнення на зворотню полярність).

Електричні розряди виникають при пропусканні імпульсного електричного струму в проміжку величиною 0,01…0,05 мм між електродом-заготовкою і електродом-інструментом. Під дією електричних розрядів матеріал заготовки плавиться, випаровується і видаляється з міжелектродного проміжку в рідкому чи пароподібному стані. Такі процеси руйнування електродів (заготовок) носять назву — «електрична ерозія».

З метою інтенсифікації електричної ерозії проміжок між заготовкою та електродом заповнюють діелектричної рідиною (гас, мінеральна олива, дистильована вода). При досягненні на електродах напруги, рівної напрузі пробою, в середовищі між електродом і заготовкою утворюється канал провідності у вигляді заповненої плазмою циліндричної області малого перетину з густиною струму 8000…10000 А/мм². Висока густина струму, підтримувана протягом 10⁻⁵…10⁻⁸с, забезпечує досягнення температури на поверхні заготовки до 10000…12000 °C. Середня сила струму під час електроерозійної обробки залежить від площі поверхні, що обробляється. Так, при площі обробки 3600 мм², оптимальний струм становить приблизно 100 А.

Видалений з поверхні заготовки метал охолоджується діелектричною рідиною і застигає у вигляді сферичних гранул діаметром від 0,01 до 0,005 мм. В кожний наступний момент часу імпульс струму пробиває міжелектродний проміжок у тому місці, де відстань між електродами виявилась найменшою. Безперервне підведення імпульсів струму і автоматичне зближення електрода-інструмента з електродом-заготовкою забезпечують продовження ерозії доти, доки не буде досягнуто заданого розміру заготовки, або не буде видалений увесь метал заготовки в міжелектродному проміжку.

Основні недоліки електроерозійної обробки це мала продуктивність (швидкість подачі зазвичай є меншою за 1 мм/хв) і значне електроспоживання.

За режимами здійснення електроерозійна обробка поділяється на електроіскрову і електроімпульсну.

Електроіскрові режими

Електроіскрові режими характеризуються використанням іскрових розрядів малої тривалості (10⁻⁵…10⁻⁷с) при прямій полярності підключення електродів (заготовка «+», інструмент «-»).

В залежності від потужності іскрових розрядів режими визначають як жорсткі і середні (для попередньої обробки), та м'які і особливо м'які (для остаточної обробки). Використання м'яких режимів забезпечує досягнення точності розмірів оброблюваної деталі з відхиленням до 0,002 мм при параметрі шорсткості обробленої поверхні Ra = 0,01 мкм.

Електроіскрові режими використовують при обробці твердих сплавів, важкооброблюваних металів і сплавів (танталу, молібдену, вольфраму і т. д.); обробляють наскрізні і глибокі отвори будь-якого поперечного перерізу, отвори з криволінійними осями, використовуючи дротові і стрічкові електроди, вирізують деталі з листових заготовок; нарізують зуби і різь, шліфують і таврують деталі.

Для проведення обробки на електроіскрових режимах використовують верстати, оснащені RC-генераторами, що складаються із зарядного і розрядного контура. Зарядний контур містить конденсатор С, що заряджається через опір R від джерела струму з напругою 100…200 В, а у розрядний контур, паралельно до конденсатора С, підключені електроди — інструмент і заготовка.

Як тільки напруга на електродах досягає пробійної величини, через міжелектродний проміжок проходить іскровий розряд. Джерелом енергії для розряду є накопичувальний конденсатор С. Продуктивність ерозійного процесу може бути збільшена шляхом зменшення опору R. Сталість міжелектродного проміжку підтримується спеціальною системою слідкування, що керує механізмом автоматичного руху подачі інструменту, виготовленого з міді, латуні чи вуглеграфітового матеріалу.

Електроімпульсні режими

Електроімпульсні режими характеризуються використанням імпульсів великої тривалості (0,5…10 с), що відповідають дуговому розряду між електродами та інтенсивнішому руйнуванню катоду. Через це при електроімпульсних режимах катод сполучається із заготовкою, що забезпечує вищу продуктивність ерозії (в 8…10 разів) і менший, ніж при електроіскрових режимах, знос інструменту.

Пріоритетною областю використання електроімпульсних режимів є попередня обробка заготовок деталей зі складним профілем (матриці штампів і прес-форм, лопатки турбін і т. д.), що виготовляються зі сплавів тасталей, котрі важко піддаються обробці традиційними методами.

Електроімпульсні режими реалізуються установками, в яких на електроди подаються уніполярні імпульси від електромашинного чи електронного генератора. Виникнення ЕРС індукції у намагніченому тілі, що рухається під деяким кутом до напрямку осі намагнічування дозволяє отримувати більший струм.

Ано́дно-механі́чна обро́бка — спосіб обробки чорних і кольорових металів електричним струмом в поєднанні з чисто механічним діянням. Запропонований в СРСР інж. В. М. Гусєвим (1943).