ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 275
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
128
Схема многорезцового долбления представлена на рис. 4.35, в. Рез- цы 1, имеющие профиль впадины нарезаемого колеса, расположены в головке радиально по отношению к заготовке 2. Во время работы заготовке сообщают главное возвратно-поступательное движение со скоростями v
р
– рабочего хода и v
х
– холостого хода в вертикальном направлении, а резцам – одновременное прерывистое движение ра- диальной подачи. За несколько двойных ходов резцы врезаются на полную глубину впадины и нарезание зубьев заканчивается. Недос- таток метода – необходимость иметь головку, соответствующую па- раметрам каждого обрабатываемого колеса.
Рис. 4.35. Схемы зубонарезания по методу копирования
Зубонарезание по методу обката заключается в механическом воспроизведении беззазорного зубчатого, реечного или червячного зацепления. Режущий инструмент имеет форму зубчатого колеса, зубчатой рейки или червяка, т.е. такой детали, которая могла бы ра-
129 ботать в паре с нарезаемым колесом. В процессе обработки инстру- менту и заготовке сообщают согласованные движения, воспроизво- дящие соответствующее зацепление (движение обката). Одновре- менно режущий инструмент совершает рабочее движение резания.
По сравнению с методом копирования метод обката обеспечи- вает более высокую производительность и точность обработки бла- годаря непрерывности процесса, а также тому, что при обкате одно- временно нарезается несколько впадин, и каждая из них профилиру- ется целым рядом зубьев режущего инструмента.
При зубонарезании по методу обката профили режущих кромок инструмента, перемещаясь, занимают относительно профилей зубь- ев нарезаемого колеса ряд последовательных положений, срезая при этом материал заготовки в тех местах, где должны быть впадины между зубьями. Эвольвентные профили обрабатываемых зубьев возникают при этом как огибающие ряды последовательных поло- жений режущих кромок (или ряда последовательных срезов мате- риала заготовки). Поэтому такой метод профилирования зубьев на- зывают еще методом огибания. а б в
Рис. 4.36. Схемы нарезания цилиндрических колес по методу обката
При зубонарезании по методу обката одним инструментом можно нарезать колеса данного модуля с любым числом зубьев. На рис. 4.36 приведены схемы зубонарезания: зубодолбление дисковым зуборезным долбяком (а), зубодолбление зуборезной гребенкой (б), зубофрезерование червячной фрезой (в).
По методу обката работают специализированные зубодолбеж- ные, зубофрезерные и зубострогальные станки. Все они являются полуавтоматами и применяются в условиях серийного и массового производств.
130
1 ... 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Зубоотделочные станки. Отделочная обработка нарезанных зубчатых колес производится для достижения большей точности размеров и меньшей шероховатости поверхности зубьев с целью повышения плавности и бесшумности работы зубчатых передач и их долговечности. К числу зубоотделочных операций относятся шевин- гование и обкатка, зубошлифование, притирка и зубохонингование.
Эти операции выполняют на специализированных зубоотделочных станках.
4.9. Станки для электрофизических и электрохимических
методов обработки
Этими методами обрабатываются заготовки из материалов с низкой обрабатываемостью резанием (твердые и жаропрочные спла- вы, титановые, вольфрамовые и др.), а также детали с размерами и формами поверхностей, обработка которых обычными механиче- скими методами затруднительна (детали с малыми криволинейными отверстиями, узкими прорезями, с углублениями сложной формы).
Работа электроэрозионныхстанков основана на использова- нии явления электрической эрозии – направленного разрушения то- копроводящих материалов в результате теплового воздействия им- пульсных электрических разрядов между инструментом и заготов- кой. Основными разновидностями электроэрозионного метода яв- ляются электроискровая и электроимпульсная обработка.
При обработке на электроискровом станке для прошивки от- верстий (рис. 4.37, а) заготовку 2 погружают в бак с жидкостью и соединяют с положительным полюсом, выполняющим функции анода. Электрод (инструмент) 4, являющийся катодом, соединяют с отрицательным полюсом и укрепляют на ползуне 5, имеющем вер- тикальное перемещение по направляющим 6. Заготовка 2, стол 1, на котором ее закрепляют, корпус бака и станина станка электрически соединены между собой и заземлены, так что их электрический по- тенциал всегда равен нулю. Это необходимо для безопасности рабо- ты на станке.
Если, опустив ползун 5, прикоснуться электродом 4 к заготовке
2, то в электрической цепи пойдет электрический ток от отрицатель- ной клеммы 7 генератора Г к положительной клемме 8. В электриче- скую цепь включен резистор 11. Это катушка из длинной тонкой проволоки. Изменяя сопротивление, можно регулировать силу тока,
131 контролируя ее по амперметру 10.
Для того чтобы получить импульсные разряды, непрерывно следующие друг за другом, между электродом 4 и заготовкой 2 в электрическую схему станка включается конденсаторная батарея 12.
Ее включают параллельно заготовке 2 и электроду 4. Если замкнуть выключатель электрической цепи при разведенных электродах стан- ка, то в первый момент стрелка амперметра 10 резко отклонится и постепенно возвратится на 0. Стрелка вольтметра 9, наоборот, плав- но отклонится от того значения напряжения, которое создается ге- нератором. Это означает, что произошла зарядка конденсаторов. Те- перь можно приблизить электрод к заготовке. Как только расстояние между ними станет небольшим, произойдет электрический разряд.
При этом вся энергия, накопленная в конденсаторах, разрядится в промежутке между электродом и заготовкой, и чем больше заряд энергии, тем больше будет электрическая эрозия анода (заготовки).
Рис. 4.37. Станок для электроискровой прошивки отверстий (а) и соленоидный регулятор (б)
После разряда электрический ток между электродом и деталью исчезнет, так как вся энергия, накопленная в конденсаторах, израс- ходована, и снова начинается зарядка конденсаторной батареи. Сле- дующий разряд произойдет, как только конденсаторы зарядятся.
Этот процесс происходит непрерывно, импульсные разряды следуют один за другим до тех пор, пока не закончится обработка.
Во время обработки электрод 4 не должен касаться заготовки, иначе произойдет короткое замыкание. Между электродом 4 и заго- товкой всегда должен поддерживаться небольшой, так называемый искровой промежуток. Это достигается с помощью различных уст- ройств. Наиболее простое устройство — соленоидный регулятор
(рис. 4.37, б). К верхнему концу ползуна 5 прикреплен стальной стержень-сердечник 13, который входит внутрь катушки (соленои-
132 да) 14, присоединенной к основной цепи. Присоединение сделано по разным сторонам резистора 11 так, что концы проводов 15 находят- ся под разными потенциалами.
Когда электрод 4 прикоснется к заготовке, электрическая цепь станка замкнется, и в ней потечет электрический ток. Тогда на кон- цах катушки 14 создается разность потенциалов, и в ней также поте- чет электрический ток. Сердечник 13 намагнитится и втянется в ка- тушку 14, т. е. поднимется, поднимая вместе с собой ползун 5 и электрод 4. Искровой промежуток 3 между электродом 4 и заготов- кой 2 восстановится, и основная электрическая цепь окажется разо- рванной — ток в ней исчезнет. Одновременно исчезнет ток и в ка- тушке соленоида. Сердечник 13 размагнитится, перестанет втяги- ваться в катушку и под действием собственной массы опустится.
Вместе с ним опустятся ползун 5 и электрод 4. Между электродом и заготовкой снова произойдет электрический разряд. По мере углуб- ления отверстия электрод будет опускаться под действием силы тя- жести.
Так будет продолжаться, пока идет процесс прошивки отвер- стия. Соленоидный регулятор автоматически постепенно опускает электрод по мере увеличения глубины отверстия. Если электрод можно сравнить с инструментом, то соленоидный регулятор может быть уподоблен механизму подачи. Электроды, применяемые при электроискровой прошивке, делают из мягкой латуни. Электрод должен иметь профиль, подобный профилю прошиваемого отвер- стия. Если диаметр отверстия больше 6 мм, то электрод лучше де- лать пустотелым. Электроискровой прошивкой удается также изго- товлять отверстия с криволинейной осью.
Универсальные электроискровые станки обычно имеют вер- тикальную компоновку (рис. 4.38). Автоматический регулятор подач
7 сообщает вертикальные перемещения электроду-инструменту 8.
Ванну 4 с заготовкой 9, установленной на столе 3, можно переме- щать в вертикальном направлении с помощью электродвигателя.
Суппорт 5 при обработке отверстий с криволинейной осью повора- чивается вокруг горизонтальной оси. Поперечный суппорт 6 пере- мещается по направляющим продольного суппорта. Продольный суппорт 5 установлен на направляющих 2 станины. Механизмы станка находятся внутри корпуса.
133
Рис. 4.38. Универсальный электроискровой станок
Электроискровый метод обработки металлов вытесняется
электроимпульсной обработкой. Это объясняется тем, что электро- искровая обработка имеет ряд серьезных недостатков: производи- тельность сравнительно низка; износ электрода-инструмента отно- сительно большой (например, износ латунных электродов составля- ет 25—30 % объема металла, снятого с заготовки), что значительно удорожает этот вид обработки и затрудняет получение необходимой точности. Кроме того, электроискровая обработка требует большого расхода электроэнергии. Электроимпульсный способ обработки ме- таллов не лишен полностью недостатков электроискрового метода, однако является более производительным.
В электрической схеме (рис. 4.39) электроимпульсного станка отсутствуют конденсаторы, которые были нужны в электроискровом станке для получения импульсных разрядов.
В электроимпульсном станке импульсные разряды, необходи- мые для электрической эрозии, создаются (генерируются) в специ- альном генераторе импульсов. Роль такого генератора импульсов играют преобразователь 1 и селеновый выпрямитель 2. Преобразо- ватель изменяет (преобразует) напряжение и частоту переменного тока; его подключают к заводской сети (напряжение 380 В, частота
50 Гц). На выходных зажимах преобразователя получают ток с более низким напряжением (50 В) и повышенной частотой (490 Гц). Селе- новый выпрямитель 2 пропускает ток только в одном направлении.
Таким образом, в течение 1с получают 490 импульсов. При этом
134 между электродом 3 и заготовкой 4 происходят электрические раз- ряды. Заготовке сообщается колебательное движение в направлении подачи, что предохраняет электроды от короткого замыкания.
Рис. 4.39. Станок для электроимпульсной обработки
В отличие от электроискровой обработки при электроимпульс- ном процессе заготовка соединена с катодом электрической цепи, а инструмент — с анодом. Обработку ведут в жидкой среде (в маслах низкой вязкости: индустриальное 12, трансформаторное, а также в керосине и др.). Электроды изготовляют из меди, алюминия, чугуна, графита и т. д. Процесс электроимпульсной обработки основан на расплавлении малых объемов металла электродов в тех местах, где между ними проскакивают электрические разряды. Каждый разряд снимает очень небольшое количество металла, но так как разряды происходят очень часто, один за другим, то общий объем металла достаточно велик. По мере съема металла электрод-инструменту со- общается подача.
Электроимпульсный метод позволяет производить обработку на небольших площадях (до 180 см
2
) с высокой производитель- ностью (4000 мм
3
/мин).
Ультразвуковые станки применяются для размерной обработ- ки заготовок из хрупких и твердых материалов. Преимущество: воз- можность обработки не только токопроводящих материалов, но также полупроводников и диэлектриков. Ультразвуковой метод осо- бенно эффективен при обработке таких материалов, как стекло, ке-
135 рамика, кварц, германий, кремний. Его также можно использовать для обработки закаленных сталей и твердых сплавов.
Метод основан на разрушении материала заготовки ударами абразивных зерен, получающих энергию от инструмента, совер- шающего продольные колебания с частотой 16-30 кГц и амплитудой
10-50 мкм. Для получения ультразвуковых колебаний инструмента чаще всего применяют магнитострикционные преобразователи.
Работа ультразвукового станка заключается в следующем. В зону между заготовкой и вибрирующим пуансоном (инструментом), который очень близко подходит к заготовке, но не касается ее, по- ступает абразивный порошок, находящийся в жидкости во взвешен- ном состоянии. От воздействия вибратора (преобразователя) абра- зивные зерна с большой силой ударяются о поверхность заготовки и с большой скоростью выбивают частицы материала (стружку). Од- новременно пуансон постепенно опускается в выдолбленное таким способом пространство, и процесс продолжается.
Электрохимическаяобработка материалов основана на хими- ческих процессах, протекающих в результате прохождения постоян- ного электрического тока через цепь, образованную электродами и находящейся между ними жидкостью (электролитом), проводящей ток. При электрохимической обработке происходит растворение и удаление с заготовки слоя металла, переходящего в неметаллическое состояние в результате образования химических соединений. Такая обработка характеризуется малой шероховатостью обработанной поверхности, высокой производительностью и большой энергоемко- стью процесса. Способ используют для образования отверстий и по- лостей, а также для удаления заусенцев.
4.10. Станки с программным управлением
Металлорежущие станки с программным управлением пред- ставляют собой разнообразную и наиболее совершенную группу машин, в которой широко используют средства автоматики и элект- роники, электрические, механические, гидравлические, пневматиче- ские и другие устройства. Программное управление станками за сравнительно короткий срок бурно развивалось и стало основным направлением автоматизации металлообработки. Оно обеспечивает возможность быстрой переналадки станка, что дает возможность создавать экономически выгодные системы автоматизации для мел-