/
Author: Космачев И.Г.
Tags: машиностроение обработка металлов металлы станки анодно-механические станки
Year: 1961
Text
chipmaker, ru
у (У помощь
молоЬылс
рабочим
И. Г. К ОСМАЧЕВ
РАБОТА
НА АНОДНО-
МЕХАНИЧЕСКИХ
СТАНКАХ
19 6 1
Л е н а т
chipmaker.ru
В помощь молодым рабочим
И. Г. КОСМАЧЕВ
РАБОТА
НА АНОДНО-МЕХАНИЧЕСКИХ
СТАНКАХ
ЛЕНИЗДАТ
1961
chipmaker.ru
Книга посвящена работе на анодно-механиче-
ских станках^
В ней содержатся сведения о физической сущ-
ности метода и подробно рассматриваются ра-
циональные области его применения. Приведены
наиболее прогрессивные приемы работы на стан-
ках для отрезки, заточки, шлифования и доводки.
Книга предназначается для молодых рабочих,
занимающихся обработкой металлов электриче-
скими методами.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В Программе Коммунистической партии Советского
Союза в качестве важнейшей общенародной задачи
указывается необходимость максимального ускорения
научно-технического прогресса. Неуклонное движение
по этому пути предполагает широкое и быстрое внедре-
ние в практику новейших научно-технических дости-
жений, решительный подъем экспериментальных работ,
в том числе непосредственно на производстве, образцо-
вую постановку всей системы изучения и распростране-
ния передового опыта. В свете выполнения этих задач
особое значение приобретает обучение и воспитание мо-
лодых рабочих, разъяснение и помощь в овладении пе-
редовыми методами и приемами труда.
Среди новых методов обработки металлов всё боль-
шее распространение за последние годы получают элек-
трические методы, овладение которыми требует хороше-
го знания оборудования, оснастки и технологии ведения
процесса.
Настоящая книга и ставит своей целью помочь мо-
лодым рабочим металлообрабатывающей промышленно-
сти овладеть способом анодно-механической обработка
металлов.
Анодно-Механический способ обработки металлов,
предложенный советским ученым В. Н. Гусевым, нашел
применение в отечественной и зарубежной промышлен-
ности. Принципиально анодно-механическая обработка
может заменить почти все операции резания металла,
однако практически она оправдывает себя лишь в тех
случаях, когда механическая .обработка связана с
3
chipmaker.ru
трудностями, а иногда и вообще невозможна, например
для сплавов с высокими механическими свойствами.
В настоящее время накоплен некоторый опыт про-
мышленного использования анодно-механического спо-
соба, позволяющий более правильно оценить его техно-
логические возможности и установить области рацио-
нального применения.
Наиболее широкое распространение получили стан-
ки для анодно-механической резки. Отрезные станки
применяются для разрезания пруткового вольфрама,
сталей высокой твердости и легированных сталей при
диаметре заготовки более 300 мм. Отечественные моде-
ли отрезных станков уже в течение ряда лет успешно
используются в промышленности.
Изготовляются станки для анодно-механического
шлифования и заточки. Недостаточная технологическая
изученность этих процессов на первых стадиях внедре-
ния в производство привела к появлению неправильных
представлений об их технологических возможностях и
затруднила их распространение. Недостатками обычной
анодно-механической заточки являются сетка трещин,
появляющихся на твердосплавных инструментах, и низ-
кий класс чистоты затачиваемых поверхностей. В на-
стоящее время эти дефекты устраняются применением
повышенных скоростей заточки, электролита с понижен-
ным удельным весом и конструктивными изменениями
оборудования.
Значительный интерес представляют станки с элек-
тропроводными абразивами. Использование электропро-
водных, графитизированных абразивов позволяет при
высокой производительности процесса достигнуть зер-
кального блеска и чистоты поверхности 11—12-го клас-
сов.
В книге подробно рассмотрены конструкции анодно-
механических станков, даны описания, технические ха-
рактеристики и технологические настройки. Приводятся
Конструкции приспособлений, дисков и кругов для анод-
но-механических станков.
ГЛАВА I
СУЩНОСТЬ МЕТОДА АНОДНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ
I. Общие сведения
Анодно-механическая обработка основана на терми-
ческом и химическом разрушении металла, происходя-
щем в результате протекания электрического тока между
двумя электродами; одним из электродов является об-
рабатываемая деталь, а вторым—инструмент. Оба эле-
ктрода присоединены к источнику питания постоянным
током, причем обрабатываемая деталь — к его положи-
тельному полюсу (аноду), а электрод-инструмент — к
отрицательному полюсу (катоду). Такой выбор поляр-
ности определяется значительно большим разрушением
металла анода, чем катода.
Анодно-механическая обработка происходит в жид-
кой токопроводящей среде (электролите), обычно
представляющей собой водный раствор жидкого
стекла.
Одному из электродов (большей частью инструмен-
ту) придается форма диска и сообщается быстрое вра-
щение. Вращающийся электрод-инструмент увлекает в
зазор между ним и обрабатываемой деталью электро-
лит. Если электроды находятся под напряжением, то в
результате электролиза на аноде с большой скоростью
образуется слой силикатной пленки. Пленка имеет очень
5
chipmaker.ru
ческая обработка, которая
Рис. 1. Схема сглаживания поверх-
ности при чистовой анодно-меха-
нической обработке:
/ — обрабатываемая деталь; 2 - анодная
пденка; 3 — электролит; 4 — инструмент;
5 канавки на инструменте.
большое сопротивление по сравйению с сопротивлением
слоя электролита, увлеченного в пространство между
электродами. Кроме того, пленка обладает большой ме-
ханической прочностью, и для ее удаления с анода необ-
ходимо приложить значительное механическое усилие.
На этом ее свойстве основана чистовая анодно-механи-
происходит за счет непре-
рывного удаления плен-
ки с помощью абразивов
или абразивных порош-
ков. В процессе чистовой
обработки благодаря
электролизу, вызываю-
щему растворение метал-
ла анода, в местах, за-
чищенных от пленки,
происходит съем метал-
ла и вновь образование
защитной пленки.
В течение некоторого
времени на всей поверх-
ности, подлежащей обра-
ботке, многократно осу-
ществляется описанный
процесс, в результате че-
го поверхность детали
сглаживается; ей могут
быть приданы требуемая точность и высокая чистота,
достигающая зеркального блеска.
Чистовая анодно-механическая обработка происхо-
дит при небольших плотностях токов, обычно не пре-
вышающих 0,01—0,02 а!мм2. Производительность в ус-
ловиях анодного растворения при механическом уда-
лении пленки весьма низка— в 1 мин. снимается слой
толщиной не более 0,03—0,05 мм.
Обработка путем анодного растворения с механиче-
ским удалением пассивной пленки применяется при чи-
стовых операциях.
Схема сглаживания поверхности при чистовой анод-
но-механической обработке приведена на рис. 1.
Как правило, анодное растворение металла проис-
ходит на вершинах неровностей, так как на этих уча-
стках сопротивление значительно меньше, чем на впа-
динах, которые покрыты более толстым слоем пленки.
В результате такого растворения микронеровности сгла-
живаются (см. штриховую линию) и чистота поверхно-
сти улучшается.
От чистовой обработки существенно отличается анод-
но-механическая обработка, используемая на заготови-
тельных операциях — разрезании прутков, балок и т. д.,
а также при заточке резцов и шлифовании. При этой
разновидности обработки электрохимический процесс
используется только для образования защитной пленки.
а съем металла про-
исходит за счет его
плавления и испарения
тепловым воздействием
электрического тока
при импульсных разря-
дах.
При достаточно вы-
соких напряжениях и
значительной силе то-
ка съем происходит за
счет электротермиче-
ского действия тока.
Количество тепла, вы-
деляемого током при
прохождении от дета---
ли к инструменту, ока-
зывается достаточным для
Рис. 2. Схемг съема металла при
высоких плотностях тока:
1 — яьчыы 2 — анодная пленка; 3 — электро-
лит; 4 — инструмент; 5 — канавка на инстру-
менте для подвода электролита и удаления
снятого металла.
плавления вершин неровно-
стей на поверхности детали вследствие малых площа-
дей участков, на которых развивается разряд. Выплав-
ленные частицы металла в виде шариков выносятся дви-
жущимся инструментом из зоны обработки (рис. 2).
Производительность процесса значительно выше, чем
при чистовой анодно-механической обработке.
Импульсные разряды в процессе анодно-механиче-
ской обработки могут развиваться различно. В одном
случае происходит пробой анодной пленки под влия-
нием приложенного к электродам напряжения. При этом
между электродами возникает разрядный канал, по ко-
торому проходит импульс тока. Благодаря малому,сече-
нию канала, кратковременности и большой плотности
разряда в канале развивается высокая температура,
вследствие чего происходит интенсивное, взрыьоподобное
7
chipmaker.ru
плавление, испарение и выброс металла из зоны разряда.
В другом случае происходит контактирование, т. е.
соприкосновение микровыступов, сплавление их вершин
током и развитие разрядного канала с высокой темпера-
турой.
Возможен также разогрев электрическим током мик-
роучастков в наиболее тонких местах анодной пленки,
т. е. на выступах обрабатываемой детали, и как след-
ствие этого — выплавление металла.
По-видимому, при анодно-механической обработке
имеют место все описанные разновидности теплового
действия тока.
Присутствие в рабочем промежутке анодной пленки
значительно способствует устойчивости протекания про-
цесса обработки. Это объясняется механической проч-
ностью пленки, которая создает большую несущую спо-
собность межэлектродного промежутка совместно с ув-
лекаемым в зазор электролитом. Благодаря этому воз-
можно значительное давление электрода-инструмента
на деталь без опасения их металлического, контакта и
короткого замыкания; последнее происходит только в
том случае, если давление чрезмерно велико.
Прочность анодной пленки и вязкость электролита
позволяют выдерживать в процессе обработки необходи-
мый промежуток между электродами без сложных уст-
ройств для подачи. Подача может осуществляться под
воздействием пружины или груза, перемещающего под-
вижную часть станка с вращающимся электродом-ин-
струментом.
Основными операциями анодно-механической обра-z
ботки являются шлифование, заточка и разрезание.
2. Электролит
Для того чтобы при анодно-механической обработ-
ке происходил непрерывный съем металла, необходимо
сохранение постоянного зазора между движущимся ин-
струментом и обрабатываемой деталью. Постоянство ве-
личины зазора достигается заполнением его вязкой жид-
костью или использованием специальных систем подачи
инструмента.
При разработке метода анодно-механической обра-
ботки основное внимание было уделено тому, чтобы пу-
8
тем подбора соответствующих электролитов исключить
возможность металлического контактирования электро*
дов. С этой целью были использованы составы электро-
литов, способные при действии электрического тока
создавать на поверхности анода достаточно плотные
пассивные пленки, обладающие значительным электри-
ческим сопротивлением.
В результате опытов было установлено, что жидко-
сти, содержащие соединения кремнекислоты (силикат
натрия или калия, суспензия глины и некоторые дру-
гие), обладают необходимыми свойствами для обеспе-
чения нормального процесса съема металла. Эти жид-
кости представляют собой коллоидные растворы крем-
некислых соединений, частицы которых имеют отрица-
тельный заряд. Под действием тока коллоидные частицы
кремнекислых соединений выделяются в твердом виде на
поверхности анода, образуя достаточно плотную пленку.
Практика показала, что наиболее удовлетворитель-
ные результаты по производительности, обработке и чи-
стоте обрабатываемых поверхностей достигаются при
применении в качестве электролита водного раствора
силиката натрия, известного под названием раствори-
мого, или жидкого, стекла.
Техническое жидкое стекло (общая формула
Na2O • «SiO2 + mH2O) приготовляется путем растворе-
ния в автоклавах силикат-глыбы и поступает в продажу
в виде раствора с удельным весом 1,43—1,55 г!см3. Важ-
ной характеристикой жидкого стекла является его мо-
дуль М, выражающий отношение числа грцмм-моле-
кул1 кремнезема SiO2 к числу грамм-молекул окиси
натрия Na2O и вычисляемый по формуле:
д
M=~Afi3Q,
где А — процентное содержание SiO2;
D — процентное содержание Na2O;
1,032 — отношение молекулярного веса окиси нат-
рия к молекулярному весу кремнезема.
В соответствии с ГОСТ 962—51 на жидкое стекло
* Грамм-молекулой называется количество вещества в граммах,
численно равное его молекулярному весу.
9
chipmaker.ru
химический состав, модуль и удельный вес его должны
соответствовать величинам, указанным в табл. 1.
Таблица I
Химический состав, модуль и удельный вес жидкого стекла
Показатели Марка жидкого стекла
содовое содово-суль- фатное сульфатное
Химический со- став, в - % кремнезем (ангид- рид кремневой кис- лоты SiO2) окись железа и окись алюминия (Fe2O3 + А12О3) не бо- лее окись кальция (СаО) не более ....... серный ангидрид (SO3) не более окись натрия (Na2O) вода (Н2О) не более . Модуль Удельный вес, в ' г/сл<з 32,0-34.5 0,25 0,20 0,18 11,0-13,5 57 2,60—3,00 1,50—1,55 28—32 0,40 0,30 1,0 10—12 60 2,56—3,00 1,43—1,50 28—32 0,50 0,35 1,5 10—12 60 2,56—3,00 1,43—1,50
Электролит для анодно-механической обработки при-
готовляется разведением жидкого стекла водой. Про-
порции при разведении должны быть такйми, чтобы
удельный вес рабочей жидкости составлял 1,28—
1,32 г1см3 для резки и 1,36—1,38 г]смг — для заточки.
Перед приготовлением электролита жидкое стекло
должно отстояться в течение 24 час. Вода Для раство-
рения стекла должна быть пресной, без мути и окраски.
Получение для заточных станков электролита удель-
ного веса в пределах 1,36—1,38 достигается постепенным
добавлением воды в поставляемое жидкое стекло удель-
ного веса 1,45—1,55 при интенсивном перемешивании
раствора. Рекомендуется приготовлять электролит из
10
одной партии жидкого стекла в возможно большем ко-
личестве.
С целью упрощения подсчета количества воды, необ-
ходимой для добавления в жидкое стекло, на рис. 3
приведена номограмма, которой следует пользоваться
следующим образом.
Жидкое с текло, л
Рис. 3. Номограмма для подсчета количества воды в электролите.
При получении партии жидкого стекла необходимо
ареометром определить его удельный вес. Сначала на-
ходят на графике наклонную прямую, соответствующую
замеренному удельному весу. По найденной наклонной
подбирают такое количество жидкого стекла и соответ-
ствующее ему количество воды, чтобы в сумме оно со-
ставляло объем бачка (указан на диагонали сетки). На-
пример, жидкое стекло имеет удельный вес 1,55 г!см2, а
11
chipmaker.ru
объем бачка станка — 55 л. Влево по наклонной, соот-
ветствующей плотности 1,55, находят точку, которая на
горизонтальной оси дает величину 30, а на вертикаль-
ной — 25. Следовательно, нужно залить в бачок 30 л
жидкого стекла и 25 л воды, чтобы получить 55 л элек-
тролита, нужного для нашего бачка.
Для упрощения подсчета количества воды, которое
необходимо для разведения электролита до требуемой
плотности, пользуются этой же номограммой. Порядок
пользования следующий. Вначале следует замерить
удельный вес электролита, а затем количество электро-
лита в бачке, для чего можно использовать стержень,
градуированный в единицах объема.
Найдя на горизонтальной оси точку, соответствую-
щую количеству литров’раствора, восставим из нее на
графике перпендикуляр до пересечения с наклонной
прямой, соответствующей замеренной плотности. Точку
пересечения снесем параллельно горизонтальной оси на
вертикальную ось и получим количество воды, которое
нужно добавить в бачок для получения удельного веса
1,3 г!см3.
В процессе работы станка электролит загрязняется
и теряет свои свойства. Нужно следить за своевремен-
ной заменой его, не допуская степени загрязнения, при
которой могут произойти свертывание электролита, за-
сорение трубопроводов и порча насосов, не говоря уже
о том, что производительность обработки на станке рез-
ко падает по мере загрязнения и истощения электро-
лита. В зависимости от интенсивности работы на стан-
ке и объема бака сроки замены электролита устанавли-
ваются по практическим данным. Ориентировочно можно
считать, что полную замену электролита нужно про-
изводить один раз в 2—3 недели при двухсменной ра-
боте станка. При этом необходимо производить и очист-
ку баков от отходов процесса. Промывать бак жела-
тельно горячей водой.
Для уменьшения склонности электролита к засыха-
нию можно практиковать добавку в него 5—10% вере-
тенного или трансформаторного масла, глицерина или
этиленгликоля.
В последнее время инж. А. А. Чобаняном был пред-
ложен новый состав электролита, обладающего по срав-
нению с обычным жидким стеклом лучшими эксплуата-
12
ционными свойствами, а по производительности равно-
ценного ему. Этот электролит является содовым жид-
ким стеклом, приготовленным по специально разрабо-
танной технологии (удельный вес 1,16—1,19 г/см3,
модуль 2,5—2,85). Гидрооиликатная рабочая жидкость
не липка, жидкотекуча, выделяет меньше газов и может
применяться при удельном весе 1,1—1,2 г!см3, т. е. пред-
лагаемый электролит имеет более высокие эксплуата-
ционные качества.
В ряде стран (Чехословакия, Польша, Япония и др.)
были проведены исследования по рациональному выбо-
ру электролита. Одними из наиболее полных являются
исследования, проведенные в лаборатории д-ра Хисао
Курафуи. В основном выводы его сводятся к следую-
щему. Чем выше плотность жидкого стекла, тем быстрее
протекает процесс обработки. Предпочтительно приме-
нять-жидкое стекло с удельным весом 1,3—1,4 г!см3.
Повышение температуры жидкого стекла до 40° не вли-
яет на производительность.
Количество подаваемого в зону обработки электро-
лита влияет на производительность до определенного
предела. Из всех опробованных составов электролита
лучшие результаты показало жидкое стекло. Недостат-
ком его является высокая клейкость, вызывающая за-
грязнение станка. Добавление масла и глицерина сни-
жает клейкость электролита, почти не уменьшая произ-
водительности обработки.
В качестве электролитов для чистовой анодно-ме-
ханической обработки электропроводными абразивами
и электронейтральными инструментами применяются
водные растворы различных солей. Электролит подби-
рается с таким расчетом, чтобы образующаяся на об-
рабатываемой поверхности пленка обладала определен-
ными показателями физико-химических и механических
свойств.
Если пленка не обладает достаточной прочностью, то
возможно размывание ее струей электролита, что приве-
дет к искажению геометрической формы поверхности.
Весьма важно, чтобы прочность пленки была ниже
прочности обрабатываемого металла; при этом условии
значительно уменьшаются механические усилия, необ-
ходимые для ее удаления.
Применяемые в 'Настоящее время рабочие жидкости
13
aker.ru
обеспечивают требуемые свойства пленки и позволяют
осуществлять точную чистовую обработку деталей.
В табл. 2 приведены применяемые на практике соста-
вы электролитов.
Таблица 2
Некоторые составы электролитов, применяемые при
аиодно-мехаиической обработке
Название соли Формула Количество соли, в г на 1 л воды
Фосфорнокислый натрий (однозамешенный) и азотно- кислый натрий Хлористый натрий .... Фосфорнокислый аммоний (двухзамешенный) и азотно- кислый аммоний (NaHaPO4 <И (NaNO3 NaCl (NH4),HPO4 и nh4no, 31 и 16 11 23 и 16
В отличие от жидкого стекла электролиты, приме-
няемые при чистовой анодно-механической обработке, не
являются универсальными. Водные растворы тех или
иных солей могут оказаться эффективными при обра-
ботке стали и совершенно непригодными при обработ-
ке чугуна или твердого сплава.
Проводимость электролитов существенно зависит от
концентрации и состава входящих в электролит солей.
В качестве примера ниже приводим значения удельного
сопротивления водного раствора хлористого натрия
(NaCl) в зависимости от его концентрации:
Концентрация,
в %
5
10.
15
20
25
Удельное сопротивление,
в ojk-Cjh (при 18° С)
14,90
8,25 .
6,09
5,10
4,68
Кривые на рис. 4 показывают характер изменения
удельного сопротивления водного раствора азотнокис-
лого аммония и смеси водных растворов фосфорнокис-
14
лого аммония (двухзамещенного) и азотнокислого ам-
мония в зависимости от их концентраций.
Удельное сопротивление смеси растворов фосфорно-
кислого аммония (двухзамещенного) и азотнокислого
аммония при обработке отверстий находилось в преде-
лах 50—60 ом-см, а суммарное удельное сопротивление
раствора и анодной пленки — в пределах 230—
250 ом-см. Следо-
вательно, сопротив-
ление анодной плен-
ки значительно вы-
ше сопротивления
электролита.
Циркуляция элек-
тролита при отде-
лочном шлифовании
наружных цилин-
дрических поверх-
ностей определяется
по скорости протока
его в зазоре между
обрабатываемой по-
верхностью и катод-
ной пластиной. Ре-
комендуется выби-
рать скорость про-
Рис. 4. Кривые зависимости удельного
сопротивления электролитов от их кон-
центрации:
1 — для водного раствора азотнокислого аммоний
(КН4Ь О3); 2 — для смеси водных растворов фос-
форнокислого аммония (лвухзамещенного) и
азотнокислого аммония [(NH,)3HPO« и NH.NOJ.
тока электролита
порядка 0,5—0,7 м!сек. Расход электролита может быть
также определен из расчета 0,05 л на 1 см2 катодной
пластины.
Стальные и чугунные детали станков корродируют
при воздействии на них некоторых электролитов. Предо-
хранение их от коррозии может осуществляться введе-
нием в электролит специальных добавок (например,
нитрита натрия).
3. Основные закономерности процесса
Показатели процесса анодно-механической обработ-
ки зависят от электрического режима (ток, напряжение)
и от механических параметров (давление на обрабаты-
ваемую поверхность, скорость движения инструмента).
Все факторы неразрывно связаны друг с другом, и их
нельзя рассматривать изолированно.
15
chipmaker.ru
Электрический режим определяет производитель-
ность процесса и качество обработанной поверхности.
В общем виде зависимость между плотностью тока и
интенсивностью съема металла приведена на рис. 5.
Три участка кривой соответствуют трем стадиям про-
цесса обработки. При низких плотностях тока (участок а)
обработанная поверхность получается гладкой, с вы-
сотой неровностей менее 1 мк. При больших плотностях
тока (участок б) поверхность получается шерохова-
той — с высотой неровностей,
достигающей 500—600 мк.
При плотностях тока,
соответствующих участку
в. имеет место чрезмер-
ный нагрев рабочей зоны,
и в связи с этим импульс-
ность процесса нарушает-
ся. Нагрев распростра-
няется на значительные
/участки обрабатываемой
поверхности, возникает
стационарная электриче-
ская дута, что приводит
к оплавлению и порче об-
рабатываемой поверхно-
сти.
Удаление основной ча-
Плотность тока
Рис. 5. Зависимость интенсивности сти припуска производит-
съема металла от плотности тока, qjj при режимзх учзстка
б, обеспечивающих наи-
большую скорость съема металла. Окончательная чи-
стовая обработка производится при режимах участка а,
обеспечивающих наиболее высокое качество обрабаты-
ваемой поверхности. Следовательно, регулируя плот-
ность тока, можно в широких пределах изменять произ-
водительность процесса и качество обработки.
Влияние плотности тока на глубину измененного
слоя иллюстрируется рис. 6.
С повышением плотности тока, помимо увеличения
глубины измененного слоя, растет величина неровностей
поверхности, т. е. ее шероховатость.
Напряжение источника питания обычно составляет
14—28 в. Напряжение оказывает существенное влияние
на скорость образования пленки и на ее прочность.
16
Практически установлено, что уже при напряжении 12—
15 в образуется анодная пленка, обладающая необходи-
мой прочностью. Наиболее высокие плотности тока, при-
меняемые при анодно-механической обработке, дости-
гаются при напряжении около 30 в.
При напряжении больше 30—40 в в зоне обработки
происходит такое интенсивное оплавление поверхности
привести к заполнению всего
детали, которое, может
объема межэлектрод-
ного промежутка ча-
стицами расплавлен-
ного металла, т. е. к
короткому замыканию
между инструментом и
деталью.
Источниками пита-
ния служат машинные
генераторы постоянно-
го тока или различно-
го типа выпрямители.
Удельное давление
инструмента на обра-
батываемую поверх-
ность является одним
из основных факторов,
определяющих нор-
мальное течение про-
Рис. 6. Влияние плотности тока на
глубину измененного слоя:
а — участок электрохимического растворения;
б — участок импульсного плавления; в — уча-
сток "стационарной дуги (съем прекращается к
цесса съема металла. Давление инструмента определяет
величину межэлектродного промежутка и связанного
с ним электрического сопротивления.
Зависимость скорости съема металла, величины тока
и рабочего напряжения от давления инструмента
(рис. 7) на обрабатываемую поверхность является основ-
ной закономерностью процесса анодно-механической об-
работки. Если давление недостаточно для нарушения
электрической прочности анодной пленки и ток невелик,
то съем металла практически отсутствует. При возра-
стании давления осуществляется снятие защитной плен-
ки с выступов поверхности обрабатываемого изделия,
в соответствующих точках происходят импульсные раз-
ряды, рабочий ток увеличивается, и съем металла воз-
растает.
Дальнейшее увеличение удельного давления может
17
chipmaker.ru
вызвать срыв пленки на значительных участках поверх-
ности, что приводит к короткому замыканию между
электродами на больших площадях. Ток будет прохо-
дить непосредственно через металлический контакт
между анодом и катодом, и съема металла в это время
не будет.
Наконец, при удельном давлении, которое полностью
освобождает поверхность анода от пленки, происходит
постоянное короткое замыкание
между электродами по
всей поверхности, про-
цесс съема металла
прекращается, а ток
возрастает до величи-
ны, . соответствующей
току короткого замы-
кания. Соответственно
по мере увеличения
давления и уменьше-
ния сопротивления раз-
ность потенциалов ме-
жду анодом и като-
дом падает, и при
коротком замыкании
она приближается к
нулю.
Практически при
применении электроли-
та на основе силиката
Давление инструмента на заготовку
Рис. 7. Зависимость скорости съема
металла и электрического режима
от давления инструмента на деталь.
натрия возможно изменение удельного давления в до-
вольно широких пределах без заметного наруше-
ния стабильности процесса. На зависимость между
производительностью съема металла и давлением ин-
струмента на обрабатываемую поверхность большое
влияйие оказывает концентрация раствора жидкого
стекла. С увеличением концентрации максимум на кри-
вой съема металла делается более растянутым и пере-
мещается в сторону больших давлений. Влияние кон-
центрации электролита на производительность съема
металла иллюстрируется рис. 8.
Зависимость электрического' режима от давления
инструмента на обрабатываемую поверхность может
быть охарактеризована изменением вольтамперной ха-
рактеристики процесса. На рис. 9 приведены вольтампер-
18
ные характеристики, снятые при анодно-механическом
шлифовании, для двух величин давления. Большая ве-
личина давления определяет больший ток, особенно на
участке чистовой обработки, и меньшую величину на-
пряжения, при котором наступает скачок тока, соответ-
ствующий переходу к электротермическому съему ме-
талла. Эта связь между% давлением инструмента и эле-
ктрическим режимом используется на практике для кон-
троля и регулирования процесса.
Рис. 8. Зависимость съема металла
от давления инструмента на деталь
при разной концентрации
электролита.
Рис. 9. Зависимость вольт-
амперной характеристи-
ки процесса от давления
инструмента на деталь:
1 — малое давление; 2 — уве-
личенное давление.
Давление инструмента оказывает большое влияние
на качество поверхности, особенно при операциях чисто-
вой обработки. С увеличением давления до величины,
соответствующей максимальному съему металла, повы-
шается чистота обработки. При более грубых режимах
увеличение давления инструмента выше оптимальных
значений вызывает увеличение глубины термически из-
мененного слоя вблизи обработанной поверхности.
Не меньшее значение для процесса анодно-механиче-
ской обработки имеет скорость перемещения инструмен-
та относительно обрабатываемой поверхности.
Практика показала, что при сохранении постоянными
напряжения и плотности тока изменение скорости переме-
щения инструмента в пределах от 5 до 25 м/сек на про-
изводительность процесса влияния не оказывает. Однако
от скорости перемещения инструмента зависят скорость
19
chipmaker.ru
и степень нагрева поверхностного слоя металла детали.
Поэтому для уменьшения структурных изменений по-
верхности металла, возникающих при. данных электри-
ческих режимах, необходимо скорость перемещения ин-
струмента увеличивать. Как видно из рис. 10, при этом
резко снижается глубина измененного слоя.
Рис. 10. Влияние скорости диска
на глубину измененного слоя.
Скорость Зиена, м/сек
Рис. 11. Влияние скорости диска
на чистоту обработанной поверх-
ности.
Кроме того, при увеличении скорости инструмента
можно повысить производительность за счет повышения
интенсивности электрического режима, не опасаясь уве-
личения глубины структурных изменений.
Опыты показали, что увеличение скорости переме-
щения инструмента с 3 до 18 м/сек в значительной
степени устраняет образование сетки трещин при анод-
но-механической заточке режущих инструментов, осна-
щенных пластинками твердых сплавов. Более поздние
исследования выявили целесообразность увеличения
скорости инструмента до 40—60 м/сек.
Как видно из рис. 11, скорость перемещения инстру-
мента сказывается и на чистоте обработанной поверхно-
сти. С увеличением скорости чистота поверхности улуч-
шается и может быть доведена до 9-го класса.
20
Повышение скорости вращения диска увеличивает
его износоустойчивость, так как при этсм улучшаются
условия охлаждения, и эрозия поверхности умень-
шается.
4. Области применения
Успешное производственное применение нашли анод-
но-механическая резка пруткового вольфрама и разре-
зание заготовок из специальных сталей. Применяются
также анодно-механическое профилирование фасонных
призматических и круглых твердосплавных резцов,
анодно-механическое шлифование и заточка твердо-
сплавных инструментов. Значительный интерес пред-
ставляет одно из новых направлений анодно-механиче-
ской обработки — чистовое электроабразивное шлифо-
вание. Использование графитизированных абразивов
позволяет получать зеркальную поверхность твердо-
сплавных деталей при 11—12-м классах чистоты.
В соответствии с отработкой технологических про-
цессов происходит создание и усовершенствование обо-
рудования для анодно-механической обработки, разра-
батываются промышленные модели станков, удовлетво-
ряющие требованиям высокой производительности и
надежной эксплуатации. Специфические особенности
анодно-механической обработки — отсутствие значитель-
ных механических усилий, применение постоянного тока
низкого напряжения, использование электролита — всё
это потребовало новых принципов конструирования
станков.
Отрезные анодно-механические станки мод. 4820,
4821, 4822 и 4823, работающие уже несколько лет в про-
мышленности, показали высокую технико-экономиче-
скую эффективность эксплуатации. Для профилирова-
ния и заточки фасонных твердосплавных инструментов
промышленность выпускает анодно-механический шли-
фовальный станок мод. 4ФМ362. Для высокочистовой
размерной обработки вытяжных и волочильных матриц
изготовляются станки мод. АМОМ-1.
Дчя осуществления анодно-механической обработки
должны быть выполнены следующие основные требо-
вания:
1) обеспечение перемещения инструмента относи-
21
chipmaker.ru
тельно обрабатываемой поверхности с заданными удель-
ным давлением и скоростью;
2) постоянное заполнение межэлектродного проме-
жутка электролитом;
3) применение источника тока и электрической схе-
мы, обеспечивающих требуемые для данной операции
режимы.
Рис. 12. Схема выполнения операции анодно-механической резки:
/ — разрезаемая заготовка; 2 — диск; 3 — автоматически регулируемый электро-
двигатель подачи диска; 4 — коромысло; 5—сопло для подачи электролита.
В основной кинематической схеме анодно-механиче-
ских станков предусмотрено вращательное движение об-
рабатываемого инструмента (диска). Такая схема при-
меняется в дисковых отрезных (рис. 12) и в заточных
станках (рис. 13). Возможна также кинематическая схе-
ма с прямолинейным движением инструмента (рис. 14).
Такая схема использована в анодно-механических раз-
резных ленточных станках.
В станках для выполнения операций долбления и
опиливания кинематическая схема предусматривает воз-
вратно-поступательное движение инструмента (рис. 15).
Для обеспечения высокой производительности необ-
22
ходимо сохранять постоянным в течение всего процесса
обработки выбранный электрический режим. Но вслед-
ствие съема металла с обрабатываемой детали величина
межэлектродного промежутка возрастает, и электри-
ческий режим меняется. Поэтому для сохранения меж-
электродцого промежутка постоянным необходимо осу-
ществлять подачу одного из электродов со скоростью,
равной или несколько меньшей скорости съема металла
с обрабатываемой детали.
Рис. 13. Схема выполнения операции анодно-меха-
нической заточки:
1 — резец; 2 — диск; 3 — пружина подачи диска; 4 — реостат.
В настоящее время в анодно-механических станках
используются регуляторы подачи нескольких систем.
В некоторых случаях используются’ следящие системы,
автоматически изменяющие скорость подачи в зависи-
мости от величины межэлектродного промежутка. Чаще
применяются более простые устройства — пружины или
грузы с соответствующими амортизирующими устрой-
ствами, обеспечивающие непрерывный прижим электро-
да-инструмента к обрабатываемой детали. При правиль-
но выбранных скорости вращения, электрическом режи-
ме и силе прижатия благодаря высоким несущим свой-
ствам жидкого стекла и образующейся анодной пленке
даже такой простой способ регулирования гарантирует
устойчивость процесса.
23
chipmaker.ru
Весьма важным требованием при конструировании и
эксплуатации анодно-механических станков является
правильная подача электролита в зону обработки и
устройство защитных приспособлений, предохраняющих
рабочего и станок от брызг.
Рис. 14. Схема анодно-меха-
нической резки ленточным
инструментом:
/ — заготовка; 2 — лента.
Рис. 15. Схема анодно-меха-
нического долбления:
1 — деталь; 2 — инструмент; 3 —
пружина; 4 — эксцентрик с регу-
лируемом эксцентрицитетом; 5 —
ванна для электролита.
Наиболее распространенным способом подвода элек-
тролита является подача насосом из бака через сопло
(рис. 16). При этом жидкость, находящаяся в баке, по-
дается насосом через трубопровод под давлением в
сопло, из которого попадает в зону обработки. Далее
жидкость стекает в поддон, откуда через сливное отвер-
стие возвращается в свободный отсек бака.
Бак представляет собой сварную конструкцию, со-
стоящую из отстойных камер, отделенных друг от дру-
га перегородками. Для облегчения очистки в баке поме-
24
щаются фильтры, а каждый отсек имеет спускное отвер-
стие. Для удобства выдвигания из внутренней части
станины бак может располагаться на роликах. Верхняя
крышка бака обычно делается съемной для заливки
электролита и очистки бака.
В анодно-механических станках обычно используют-
ся насосы погружаемого типа. Насос с соплом соеди-
няется с помощью трубопровода, на конце которого за-
крепляется гибкий шланг, скрепленный с соплом. Бла-
Рис. 16. Система подвода электролита:
1 — сточные отверстия; 2 — сточной шланг; 3 — сетки для
очистки бака; 4 — рабочая часть электронасоса.
годаря этому сопло можно перемещать при колебатель-
ном движении стола или шпиндельной головки.
Для регулирования количества электролита, пода-
ваемого в зону обработки, на трубопроводе устанавли-
вается пробковый кран.
Сопло предназначается не только для направления
струи электролита, но и для придания ей формы, при
которой электролит наиболее выгодно омывает зону
обработки.
Сопло вместе с инструментом закрепляется на сто-
ле .или державке. В тех случаях, когда оно остается не-
подвижным, ему придают плоскую форму, обеспечивая
25
chipmaker.ru
таким образом подачу струи электролита по всей рабо-
чей поверхности диска.
Особенно рациональны конструкции сопла, встроен-
ного в защитное устройство. Они обеспечивают резкое
уменьшение разбрызгивания и увеличение количества
электролита, подаваемого в зону обработки.
В некоторых случаях (например, при резке заготовок
небольшого сечения и небольшой длины) процесс обра-
ботки можно вести также при погружении инструмента
и детали в ванну с электролитом.
Одной из наиболее ответственных задач при кон-
струировании анодно-механических станков является
защита деталей станка от смачивания электролитом.
Неправильное решение ее иногда приводит к неудовлет-
ворительной работе станков.
Заданный электрический режим обеспечивается при-
менённом источников питания напряжением порядка
20—25 в с жесткой внешней характеристикой, которые
обеспечивают малое изменение напряжения при зна-
чительном возрастании рабочего тока. Для этой цели
с незначительными переделками могут быть использо-
ваны низковольтные генераторы, механические селено-
вые и другие выпрямители. Можно приспособить также
некоторые типы сварочных генераторов (например,
СМГ-2).
Регулирование электрического режима обычно про-
изводят изменением величины питающего напряжения,
что чаще всего осуществляют путем изменения тока воз-
буждения; иногда регулирование производят изменением
величины сопротивления, включаемого в цепь главного
тока.
К вращающемуся инструменту ток всегда подводится
при помощи скользящего контакта; к детали ток под-
водится при помощи достаточно надежного зажима.
Контроль электрического режима осуществляется по
показаниям амперметра и вольтметра. Наличие этих
приборов на анодно-механических станках облегчает
контроль за процессом обработки и, в частности, по-
зволяет судить о неизменности давления инструмента
на деталь.
ГЛАВА И
СТАНКИ ДЛЯ АНОДНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ РЕЗКИ
Успешное применение анодно-механической резки
металлов и сплавов в промышленности обусловлено ха-
рактерными особенностями этого процесса, к которым
относятся возможность резки металлов и сплавов лю-
бой твердости и вязкости, значительное сокращение рас-
хода металла вследствие небольшой ширины реза (0,5—-
1,5 мм), сравнительная несложность оборудования и
простота изготовления, а также невысокая стоимость
инструмента.
5. Описание* способа резки
Принципиальная схема процесса анодно-механиче-
ской резки приведена на рис. 17. Источник постоянного
тока низкого напряжения присоединен к разрезаемой
заготовке (положительный полюс) и к обрабатывающе-
му инструменту (отрицательный Полюс). Разрезаемая
заготовка, как правило, устанавливается на станке
неподвижно, а электроду-инструменту сообщается дви-
жение относительно заготовки, которое складывается из
двух движений — вращательного и движения подачи.
В станках с дисковым электродом-инструментом
главным движением является вращательное движение
диска, в станках с ленточным электродом-инструмен-
том— прямолинейное движение рабочего участка ленты.
В зону реза подводится электролит.
Для наблюдения за процессом резки и контроля его
27
chipmaker.ru
электрических параметров в цепь постоянного тока стан-
ка включаются амперметр л вольтметр.
Таким образом, для осуществления анодно-механи-
ческой резки металлов необходимо следующее:
1) наличие постоянного тока (рабочего тока) в цепи
станка;
2) непрерывный подвод в зону реза электролита;
3) движение электрода-инструмента относительно
обрабатываемой поверхности разрезаемой заготовки
Рнс. 17. Принципиальная схема анодно-
механического отрезного станка:
1 — источник питания; 2 — сопло для подачи электро-
лита; 3 — электрод-инструмент; 4 — разрезаемая за
готовка; 5 — рубильник цепи постоянного тока.
(главное движение) и подача его на заготовку по мере
съема металла.
Процесс анодно-механической резки представляется
при этом в следующем виде.
После установки на станке разрезаемой заготовки
включают электродвигатель привода главного движения
электрода-инструмента и подачу электролита. Затем
включают рубильник цепи постоянного тока и подводят
электрод-мнструмент к разрезаемой заготовке.
Съем металла с разрезаемой заготовки начинается
тогда, когда в результате сближения электродов станка
величина зазора между ними достигает некоторой весь-
28
ма малой величины. Электроды при этом разделены
тонким слоем электролита и твердой пленкой, обра-
зующейся при прохождении тока через электролит.
Б результате протекающих при этом процессов про-
исходит съем металла с заготовки, и инструмент по-
степенно углубляется в тело заготовки, перерезая ее.
Ширина реза зависит от толщины электрода-инстру-
мента и обычно составляет 1,25—1,5 этой толщины.
Пленка, .находящаяся в межэлектродном промежут-
ке, обладает высоким электрическим сопротивлением.
Поэтому в тех местах, где она не удаляется движущим-
ся электродом-инструментом, ток практически не про-
ходит и, следовательно, съем металла не осуществляет-
ся. Этим, в частности, объясняется небольшая ширина
реза и его ровные поверхности, так как основной съем
пленки происходит в направлении подачи, т. е. по линии
касания электродов, а со стороны торцов электрода-ин-
струмента поверхности реза защищены пленкой.
После того как заготовка разрезана, выключается
постоянный ток, прекращается подвод электролита,
электрод-инструмент отводится в исходное положение,
и станок подготовляется для разрезки следующей заго-
товки.
Производительность анодно-механической резки и
чистота поверхности реза зависят от электрических и
механических параметров процесса, а также от тепло-
проводности и температуры плавления разрезаемого
металла и количества электролита, попадающего в зону
реза.
К электрическим параметрам относятся напряжение
и величина тока, а к механическим—скорость главного
движения и давление инструмента на заготовку. Кон-
кретные значения этих параметров устанавливаются в
зависимости от материала, характера работы и разме-
ров заготовок ма основании известных закономерностей
процесса.
Величина рабочего напряжения, необходимо-
го при анодно-механической резке углеродистых и боль-
шинства легированных сталей, находится в пределах
20—23 в. Отклонение в меньшую сторону снижает про-
изводительность процесса, а отклонение в большую
сторону способствует слиянию отдельных разрядов и
образованию стабильной дуги, что также снижает про-
29
chipmaker.ru
изводительность и приводит к увеличению износа инстру-
мента и к порче обрабатываемой детали.
При резке твердых сплавов рабочее напряжение
снижают до 12—18 в во избежание возникновения тре-
щин на поверхности заготовки.
Рабочее напряжение несколько ниже напряжения хо-
лостого хода, поэтому существенно важно, чтобы па-
дение напряжения при переходе от холостого к рабоче-
му ходу не превышало 2—4 в. Это обеспечивается
жесткостью внешней характеристики источника постоян-
ного тока. При недостаточной ее жесткости величина
избыточного напряжения при холостом ходе оказывает-
ся чрезмерной. При этом в процессе работы увеличи-
вается опасность возникновения дугового разряда, что
недопустимо.
Величина напряжения в процессе работы обычно не
регулируется.
Электрические режимы для резки стальных загото-
вок различных размеров приведены в табл. 3. Данные
этой таблицы составлены в расчете на питание станка
от обычного генератора постоянного тока, который, как
известно, вырабатывает ток с ничтожной пульсацией.
Таблица 3
Значения напряжения и тока при резке стали
Диаметр заготовки, в мм Ток, в а Напряжение, в в
10—50 20—80 20—22
50—100 80—100 20—22
100—150 150^-250 22—24
150—200 250—350 24—26
200—250 350—450 24—26
250—300 450—500 26—28
Однако, как показали экспериментальные данные,
питание анодно-механических станков более целесооб-
разно осуществлять от источника пульсирующего напря-
жения (например, от однополупериодного однофазного
выпрямителя). В этом случае прерывистое напряжение
питания способствует повышению устойчивости процесс
30
са обработки. Благодаря этому удается значительно по-
высить режим без опасения перехода процесса в дуго-
вой, т. е. значительно увеличить съем металла.
' При анодно-механической резке величина тока опре-
деляет интенсивность электротермических процессов.
протекающих в зоне реза; соответствующей характери-
стикой является плотность тока, т. ё. величина
тока, отнесенная к единице площади рабочего контакта.1
Каждому разме-
ру заготовки соот-
ветствует некоторая
максимально допу-
стимая плотность то-
ка, превышение ко-
тброй приводит к
возникновению дуги
и оплавлению зна-
чительных площа-
дей детали; заниже-
ние плотности тока
Рис. 18. Зависимость оптимальной
плотности тока от размеров попереч-
ного сечения разрезаемой заготовки.
ведет к уменьше-
нию производитель-
ности обработки.
Величина опти-
мальной плотности
тока уменьшается с увеличением площади поперечного
сечения заготовки (рис. 18), так как при большой пло-
щади реза условия охлаждения электрода-инструмента
и обрабатываемого изделия ухудшаются. Однако общая
величина тока при увеличении площади реза возрастает.
При резке ленточным инструментом утечка тока че-
рез лобовые поверхности электрода-инструмента значи-
тельно уменьшается, и потому величина тока должна
быть на 20—25% меньше, чем указанная в табл. 3.
В процессе работы обычно наблюдаются некоторые
колебания показаний приборов около среднего значе-
ния. Стабильность работы станка характеризуется вели-
чиной этих колебаний, которые для хорошо отлаженного
станка не должны превышать 5% средних значений.
Скорость главного движения инстру-
1 Площадь рабочего контакта определяется как произведение
длины линии врезания инструмента на его толщину.
31
chipmaker.ru
мента, влияя на тепловой баланс в зоне реза, в боль-
шой мере определяет и производительность процесса.
При малых скоростях возникает перегрев зоны реза и
ухудшается вынос продуктов эрозии, которые забивают
рез. При повышенных скоростях происходит интенсивное
охлаждение реза, а выделяющееся при прохождении им-
пульсов тока тепло оказывается недостаточным для
эффективной эрозии обрабатываемой поверхности. В том
и другом случае наблюдается снижение производитель-
ности. Следовательно, существует некоторое оптималь-
ное значение скорости, при котором достигается наи-
большая производительность. В частности, рекомендуе-
мые в табл. 3 электрические режимы соответствуют
оптимальной скорости 16—20 м/сек. Заготовки диамет-
ром до 50 мм можно разрезать без ощутимой потери
производительности при скорости инструмента 8—
10 м/сек.
Изменение давления инструмента вызывает
изменение толщины анодной пленки и слоя электролита,
находящегося между инструментом и заготовкой. На
этом основана возможность регулирования тока в про-
цессе работы.
Величину давления в процессе работы подбирают та-
ким образом, чтобы ток соответствовал данным табл^З.
С изменением размеров заготовок абсолютная вели-
чина давления изменяется, однако удельное давление 1
при этом должно оставаться постоянным. Значительные
отклонения удельного давления от оптимального (на-
пример, вследствие вибраций или биения инструмента)
вызывают недопустимые колебания величины тока, что
приводит к падению производительности.
Оптимальные величины удельного давления лежат в
пределах 0,5—2,0 кг/см2. Необходимо иметь в виду, что
величина оптимального давления зависит от прочности
анодной пленки, которая, в свою очередь, зависит от
удельного веса электролита. Рекомендованные выше ве-
личины давления соответствуют нормальным условиям
работы, когда удельный вес электролита находится в
пределах 1,27—1,30 г/см3.
Из сказанного ясно, что регулирование процесса
1 Под удельным давлением будем понимать давление инстру-
мента в направлении подачи, отнесенное к единице площади реза.
32
анодно-механической резки по существу сводится к ре-
гулированию давления инструмента на заготовку, что
дает возможность поддерживать заданные значения эле-
ктрических параметров.
Для образования анодной пленки на обрабатываемой
поверхности требуется небольшое количество электро-
лита, однако необходимость охлаждения инструмента и
затрудненность попадания электролита в зону обработ-
ки вынуждают подавать его к месту реза в значитель-
ных количествах. Эти количества зависят от типа при-
меняемого инструмента, от конструкции сопла и разме-
ров разрезаемых заготовок.
Зависимость количества электролита, подаваемого в
зону обработки, от размера заготовки приведена в
табл. 4.
Таблица 4
Зависимость количества электролита
от размеров заготовки
Диаметр заготовки, в мм Количество электролита, в л[мин
До 30 5—10
30—100 10—15
100—200 15—20
200—300 25—30
Уменьшение количества подаваемого электролита
по сравнению с данными табл. 4 вызывает повышенное
испарение его вследствие перегрева зоны реза и образо-
вание наплывов на поверхности заготовки со стороны
выхода инструмента. Всё это может быть причиной воз-
никновения электрической дуги.
При резке ленточным инструментом количество эле-
ктролита может быть уменьшено на 40—50%.
Эффективность анодно-механической резки в значи-
тельной степени зависит от теплопроводности и темпера-
туры плавления материала заготовки, причем с повыше-
нием этих характеристик разрезаемого материала про-
изводительность падает. Например, красная медьитвер-
33
chipmaker.ru
дый сплав разрезаются медленнее, чем сталь: медь
вследствие высокой теплопроводности, а твердый сплав
вследствие высокой температуры плавления.
Ориентировочное время резки стальных заготовок
различного сечения, по данным ряда заводов, приве-
дено в табл. 5. Данные получены при питании станка
пульсирующим током от механического выпрямителя.
Время резки полых заготовок и профильного прока-
та приблизительно равно времени резки заготовок
сплошного профиля эквивалентной площади.
Таблица 5
Время резки стальных заготовок
Сечение, в мм Время резки, в мин.
040 060 080 0100 0150 0200 0250 0300 100X100 150X150 220X220 2.0 2.5 3,7 5,0 12,0 16,0 23,0 35,0 6,0 14,0 23,0
При разработке технологических процессов, кон-
струировании станков и в ряде других случаев необхо-
димо знать не только машинное время резки, но и ве-
личину подачи, т. е. перемещение инструмента в направ-
лении врезания в единицу времени.
Подача зависит от размера заготовки. Чем больше
линия врезания инструмента, тем меньше подача, одна-
ко эта зависимость не является линейной. Как видно из
графика (рис. 19), значительное увеличение линии вре-
зания вызывает лишь небольшое снижение подачи. От-
сюда следует вывод, что анодно-механическим способом
целесообразно разрезать заготовки таким образом,
чтобы линия врезания была возможно большей, а пере-
34
мещение в направлении подачи возможно меньшим. На-
пример, заготовки прямоугольного профиля необходимо
устанавливать меньшей стороной в направлении подачи.
При резке заготовок фасонного профиля подача на про-
тяжении одного реза должна меняться в зависимости от
Сторона кдадрата поперечного сечения
разрезаемого изделия, мм
Рис. 19. Зависимость подачи инстру-
мента от сечения заготовки.
длины линии врезания.
Показателями, характеризующими качество поверх-
ности реза, являются высота неровностей (чистота об-
работки), глубина слоя металла, подвергшегося струк-
турным изменениям вследствие термических явлений;
Высота неровностей
на поверхности реза
нормально составляет
70—100 мк, что соот-
ветствует 2—3-му клас-
сам чистоты. При сни-
жении электрических
режимов высота неров-
ностей может быть
уменьшена до 30—
40 мк, что соответ-
ствует 4-му классу чи-
стоты, но при этом
снизится производи-
тельность процесса.
Для повышения чи-
стоты реза на некоторых заводах практикуется включе-
ние в цепь главного тока омического сопротивления, чем
достигается повышение чистоты поверхности реза с 3-го
до 4-го и даже до 5-го класса.
Чистота поверхности зависит также от количества
подаваемого в рез электролита и скорости главного ра-
бочего движения инструмента. При недостаточном ко-
личестве электролита поверхность реза местам,и оголяется
от анодной пленки; в результате чего возникает ме-
таллический контакт инструмента с торцами реза, а сле-
довательно, и электрическая дуга, выплавляющая глу-
бокие лунки на обрабатываемых поверхностях.
Снижение скорости главного движения инструмента!
способствует местному перегреву, в результате чего так-
же образуются лунки и увеличиваются неровности
поверхности реза.
Толщина слоя металла, подвергшегося структурным
35
chipmaker.ru
изменениям, зависит от скорости главного движения
инструмента, электрических параметров и марки обра-
батываемого материала. При обработке легко закали-
ваемых сталей торцы реза подкаливаются на глубину
0,05—0,08 мм, и последующая обработка их не пред-
ставляет затруднений.
Значительное снижение скорости главного движения
инструмента, а также увеличение напряжения и рабо-
чего тока вызывают увеличение толщины подкаленного
слоя, которая может достигнуть при этом нескольких
десятых долей миллиметра, особенно при обработке
материалов, легко воспринимающих закалку (напри-
мер, высокоуглеродистых сталей). Наоборот, повыше-
нием скорости инструмента и смягчением электрических
режимов можно добиться почти полной ликвидации
структурно измененного слоя металла.
Показателями, характеризующими точность резки,
являются разбивание реза и величина увода реза о?
заданного направления.
Учитывая необходимость подачи в рез электролита,
.разбивание реза при анодно-механической обработке
х следует считать нормальным явлением. Как уже го-
ворилось, ширина его не должна превышать двух тол-
щин инструмента, а при благоприятных условиях может
быть доведена до 1,3 толщины. Ширина реза зависит
также от размеров и поперечного сечения заготовки, при
увеличении которого приходится увеличивать и торцо-
вое биение инструмента (особенно дискового) во избе-
жание его заклинивания.
Разбивание реза в нормальных условиях работы
происходит практически равномерно п.о всей его длине.
При повышенном торцовом биении инструмента в месте
его входа в заготовку ширина реза может быть значи-
тельно больше нормальной. Это наблюдается также
при первом резе новым диском, еще не выровнявшимся
в процессе работы.
Попытки уменьшить ширину реза за счет ликвидации
торцового биения и этим повысить точность обработки
не дали положительных результатов ввиду заклинива-
ния инструмента,
Для предотвращения увода реза от заданного на-
правления предусматриваются направляющие устрой-
ства для инструмента. Применение их практш’ески
зе..
ликвидирует возможность увода реза и во всяком слу-
чае ограничивает его 0,5—1,0 толщиной инструмента,
При резке лентой, где применение направляющих
обязательно, уводы реза практически исключаются. При
резке диском, не имеющим направляющих, следует счи-
тать нормальным наличие уводов, соответствующих ве-
личине уклона торца от заданного направления, т. е.
±1:150.
При прорезании шлицов и щелевидных отверстий в
тонких пластинах уводы можно ликвидировать путем
увеличения жесткости диска, для чего надо уменьшить
вылет его из зажимных шайб.
6. Инструмент
Как уже упоминалось, в качестве электрода-инстру-
мента на анодно-механических станках для резки при-
меняются тонкий гладкий диск, гладкая бесконечная
лента или проволока.
Назначением электрода-инструмента являются:
1) подвод тока к обрабатываемому участку разрезае-
мой заготовки;
2) удаление с обрабатываемого участка пленки, раз;
деляющей электроды, и создание тем самым условий
для прохождения тока;
3) придание резу требуемых размеров и формы и со-
здание условий для непрерывного поступления рабочей
жидкости в зону реза;
4) удаление продуктов съема металла из рабочей
зоны.
Для того чтобы диск или лента могли выполнить
свое назначение по подводу тока к обрабатываемому
участку, они должны быть изготовлены из токопроводя-
щего материала и‘включены в цепь постоянного тока.
Обычно в качестве материала применяются малоугле-
родистые стали марок 0; 8; 10 или 20. Для изготовления
лент материалом может служить также стальная мало-
углеродистая лента или обычная упаковочная лента.
Большое значение для нормального хода резки
имеют бесперебойное поступление рабочей жидкости в
зону реза и омывание сторон электрода-инструмента на
всей глубине врезания его в заготовку. Для этого нуж-
но, чтобы ширина реза была в 1,25—1,5 раза больше
37
, chipmaker.ru
толщины электрода-инструмента. Расширение реза,
кроме того, устраняет угрозу заклинивания электрода-
инструмента.
При работе диском расширение реза обеспечивается
его торцовым биением, а при работе лентой — попереч-
ными колебаниями ее. При недостаточном биении при-
меняются гофрированные диски (рис. 20).
Обычно диски толще 1 мм гофрировки не требуют,
так как необходимое расширение реза обеспечивается
Рис. 20. Диск со штампованными
гофрами.
торцовым биением, кото-
рое не должно превы-
шать 2—3 мм. Попереч-
ное колебание ленты ре-
гулируется ее натягом.
Размеры диска выби-
раются в зависимости от
размеров поперечного се-
чения разрезаемых заго-
товок (табл. 6), причем
для обеспечения необхо-
димой жестокости диска
по мере увеличения заго-
товок выбирается и .боль-
шая его толщина.
Работа более тонкими
дисками требует применения специальных направляю-
щих устройств для предотвращения «уводов» реза.
Однако направляющие устройства имеют целый ряд
эксплуатационных неудобств (быстрый износ, загрязне-
ние рабочей жидкостью и т. д.), поэтому их используют
редко (например, при изготовлении узких прорезей в де-
талях малой толщины).
Для крепления диска на шпинделе станка служат
зажимные шайбы и гайки с направлением резьбы, про-
тивоположным направлению вращения шпинделя.
Лента. Инструмент этого типа конструктивно пред-
ставляет собой ленту, соединенную концами «в замок»
или запиленную «на ус» с последующей пайкой или
сваркой. Толщина ленты не должна превышать 1 мм и
обычно выбирается в пределах 0,5—0,8'мм, что обеспе-
чивает достаточную гибкость как самой ленты, так и
места стыка. Ширина ленты определяется характером
работы. Для выполнения криволинейных резов ширина
38
Таблица 6
Размеры диска и зажимных шайб в зависимости от размеров
разрезаемых заготовок (в мм)
Диаметр заготовок Размеры диска Диаметр зажим- ных шайб
наружный диаметр толщина диаметр поса- дочного отвер- стия
До 30 До 200 0,5 . 15—20 40—50
30—100 200—400 0,80—1,00 25—30 50—80
100—200 500—700 1,20—1,75 30—35 100—150
200—300 800—1100 1,75—2,00 35—50 150—200
ее не должна превышать 15—20 мм; для других работ
она может быть увеличена до 30—40 мм.
При назначении размеров ленты целесообразно про-
вести проверку ее сечения на прохождение максималь-
ного тока. Допустимую плотность тока с учетом интен-
сивного охлаждения ленты можно принять равной при-
мерно 15 а на 1 мм2 поперечного сечения ленты.
Рабочая ветвь ленты движется в специальных на-
правляющих устройствах, что обеспечивает заданное
направление реза.
При выборе размеров инструмента (диаметра диска
и ширины ленты) следует учитывать его износ, вызы-
ваемый электротермическими процессами, происходящи-
ми в зоне реза, а также механическим трением о за-
готовку. Величина износа колеблется в зависимости от
режимов работы и размеров заготовки. С увеличением
тока и напряжения увеличивается износ. Нормально износ
стального инструмента при резке составляет 15—30% от
объема снятого металла.''-'Медный инструмент изнаши-
вается в 1,5—2 раза меньше. При значительном повы-
шении электрического режима износ инструмента до-
стигает 50—60% от объема снятого металла. С увели-
чением размеров разрезаемых заготовок износ также
увеличивается.
7. Анодно-механические отрезные станки
с дисковым инструментом
Для разрезания токопроводящих материалов и спла-
вов, трудно поддающихся механической обработке, были
изготовлены небольшими сериями дисковые анодно-ме-i
39
chipmaker.ru
ханические станки и установки (например, мод. АМО-13,
АМО-12, АМО-32, АР-300 и АМО-150), краткие техни-
ческие характеристики которых приведены в табл. 7.
Таблица 7
Характеристики анодно-механических станков для резки
с дисковым инструментом
Наименование показателя Модель стайка
АМО-13 АМО-12 АМО-150 АМО-32 АГ-300
Наибольший размер разрезаемого мате- риала, в мм .... 30 300 150 100 300
Диаметр диска, к мм 200 1100 500 420 350
Окружная скорость, в м!сек 8,6 22 16 17 17; 20
Потребляемая мощ- ность, в кет .... Максимальный ра- бочий ток, в а . . . Напряжение пита- ния, в в Источник питания . 2,25 3,5 2,0 2,0 2,7
100 600 300 250 300
18—20 До 30 До 30 22—25 24
Механический Посто- Механн-
Емкость бака, в л . ВБ 1,5 npHMHTej 100 1Ь 100 ронний выпря- митель 35 ческий выпря- митель 85
Габариты станка, в мм 340Х 1775х 1000х 13Юх 550х
Вес станка, в кг . . Х460Х Х360 Х1975Х Х1690 2300 Х680Х Х1370 1100 Х760х Х1376 700 Х800Х Х1800 1200
Вследствие малой производительности, ряда кон-
структивных недостатков и эксплуатационных неудобств
некоторые модели дисковых отрезных станков были .сня-
ты с производства.
В настоящее время промышленность выпускает более
совершенные дисковые анодно-механические станки
мод. 4821, Л ОС и 4820.
Станок мод. 4821. Станок предназначен для разре-
зания заготовок диаметром до 150 xtxt. Общий вид его
приведен на рис. 21. Станина станка чугунная. Внутри
ее размещены резервуар для масла, насос гидроприво-
да, гидравлический цилиндр подачи диска, направляю-
40
щие станины с перемещающейся по ним кареткой, бак
для электролита и электроаппаратура.
На передней части станины смонтированы стол, за-
жимное приспособление, упор для мерной резки заго-
товок, приспособление для подъема заготовок над сто-
Рис. 21. Анодно-механическйй дисковый отрезной станок мод. 4821:
1~—кожух; 2 — станина; 3 — панель; 4 — ролик подачи заготовки; 5 — цилиндр
подъема ролика; 6 — панель электроуправления; 7 — панель гидроуправления;
Я—гидравлический цилиндр зажима; 9 — кронштейн упора; 10 — стенка стола;
i 11 — упор; 12 — подъемный кожух; 13 — шпиндельная бабка.
лом, сопло, электроизмерительные приборы и панель
управления станком.
Гидравлический привод станка обеспечивает механи-
зацию:
а) подачи диска и отвода его в исходное положе-
ние;
41
chipmaker.ru
б) зажима разрезаемой заготовки;
в) подъема заготовки;
г) подъема кожуха.
Все эти движения сблокированы между собой и
включаются поворотом рукоятки золотника гидропри-
вода.
Скорость подачи устанавливается дросселем, кото-
рый обеспечивает бесступенчатое регулирование ее ве-
личины в пределах от 5 до 50 мм]мин. При повороте ма-
ховичка дросселя на 4° скорость подачи изменяется на
1 мм/мин.
Если напряжение постоянного тока во время работы
станка снижается более чем на заранее определенную
допустимую величину, то срабатывает минимальное реле
напряжения, управляющее предохранительным золотни-
ком гидропривода подачи, и подача прекращается. Это
приводит к уменьшению тока и к увеличению напряже-
ния. По достижении заданной величины напряжения по-
дача автоматически включается.
Когда заготовка разрезана, специальный упор на
каретке переключает золотник гидропривода на уско-
ренный отвод диска. Скорость отвода -— 2000 мм/мин.
Автоматическая остановка диска в исходном положении
обеспечивается другим упором.
На каретке смонтированы шпиндельная бабка и эле-
ктродвигатель, вращающий диск. Передача вращения
осуществляется клиновым ремнем.
Система подвода электролита, а также включение
диска и разрезаемой заготовки в цепь постоянного то-
ка •— обычные для анодно-механических отрезных стан-
ков.
Электрическая схема станка мод. 4821 приведена на
рис. 22. Станок включается в сеть переменного тока че-
рез вводный, пакетный выключатель ЕВ. При этом на-,
чинает работать механический выпрямитель, состоящий
йз синхронного электродвигателя М, понижающего
трансформатора Тр и коммутатора КМ. От механиче-
ского выпрямителя через трубчатые предохранители 3/7,
амперметр и рубильник Р ток подается к электро-
дам станка. Обрабатываемая . деталь (анод) зазем-
ляется.
Параллельно электродам включаются вольтметр,
сигнальная лампа ЗЛС и реле напряжения PH.
42
Электродвигатели МП (привод насоса подачи эле-
ктролита), МШ (привод шпинделя) и МГ (привод гид-
равлики) включаются при помощи контактора 1К при
нажиме на кнопку 1К.У (пуск).
К электродам станка подключается обмотка реле
43
chipmaker.ru
напряжения PH, реагирующего на чрезмерное падение
напряжения между электродами при слишком большой
подаче электрода-инструмента.
При чрезмерном падении напряжения между элек-
тродами нормально-закрытый контакт реле PH вклю-
чает промежуточное реле РП, которое, в свою очередь,
производит включение электромагнита С. Последний
перемещает золотник гидропривода, и подача электро-
да-инструмента прекращается до тех пор, пока напря-
жение между электродами не достигнет нормальной ве-
личины.
Для питания вспомогательных цепей служит транс-
форматор Т, к которому присоединены сигнальные лам-
пы 1ЛС и 2ЛС и осветительные лампы 1ЛО и 2ЛО,
включаемые соответственно контактом Р и выключате-
лем ВТ.
Техническая характеристика станка
Наибольший размер заготовки, в мм............... 150
Диаметр диска, в мм............................. 650
Толщина диска, в мм.............................0,8—1,0
Окружная скорость диска, в м'-сек............... 16 и 20
Мощность привода главного движения, в кет .... 1,2
Мощность электродвигателя гидропривода, в кет . . 1,5
Производительность насоса гидропривода, в л':Мин . . 18
Питание..................................... Посто-
янным
током
от меха-
ническо-
го вы-
прями-
теля
Напряжение питания, в в............ До 30
Ток, в а ....................... 300
Емкость бака дня электролита, вл.. 60
Станки мод. 4821 успешно применяются в про-
мышленности. Для массового производства станок был
модернизирован, при этом механизирована загрузка
заготовок, предусмотрено приспособление Для их вра-
щения, переоборудован шпиндель станка под скорост-
ную переналадку и установлен блок с несколькими от-
резными дисками.
44
Станок мод. ЛОС. Универсальный лабораторный ста-
нок мод. ЛОС (рис. 23) предназначен для разрезки то-
копроводящих материалов. В станок встроен источник
постоянного тока — селеновый выпрямитель. Заготовка
устанавливается на подвижном столе станка. Рабочая
Рис. 23. Анодно-механический станок
мод. ЛОС.
подача (автоматическая) сообщается инструменту-
диску. Разрезка происходит в среде электролита.
Станки мод. ЛОС могут применяться в механических
и заготовительных цехах, но наиболее приспособлены
они для использования в различных лабораториях и ин-
струментальных цехах.
45
chipmaker.ru
Техническая характеристика станка
Наибольшее разрезаемое сечение, в мм............. 30 X 60
Наибольшая длина заготовки, в мм:
устанавливаемая................................ 400
отрезаемая..................................... 170
Диаметр диска, в мм.............................. 260
Толщина диска, в мм.............................. 0,8—1,0
Число оборотов диска в минуту.................... 1520
Наибольший рабочий ток, в а...................’ . 70
Номинальное напряжение, в в............... 25—30
. Установленная мощность, в кет.................. 3,5
Габаритные размеры, в мм................... 900 X 675 X 1200
Вес станка, в кг................................. 460
Рис.-24. Универсальный анодно-механический
станок мод. 4820.
46
Станок мод. 4820. Универсальный анодно-механиче-
ский дисковый отрезной станок мод. 4820 (рис. 24) пред-
назначен для поперечной разрезки заготовок любой
формы, преимущественно из жаропрочных, магнитных,
нержавеющих и других высоколегированных и закален-
ных сталей и сплавов, обработка которых механическим
способом затруднена.
Станок может быть применен в заготовительных и
механических цехах металлообрабатывающих заводов,
а также в металлургических лабораториях.
Электрооборудование встроено в станок. Диск имеет
регулируемую автоматическую подачу. Бак с электроли-
том расположен в тумбе станка, а бак с горячей водой
для промывки станка размещен рядом с ним. От бака
в зону обработки выведен разбрызгиватель, который
позволяет смывать горячей водой остатки электролита.
Питание станка осуществляется от селенового выпря-
мителя, собранного по однофазной мостовой схеме, с вы-
ходным напряжением 24—26 в при номинальном токе
150 а.
Автоматическая подача осуществляется от электро-
двигателя постоянного тока, управляемого электрома-
шинным усилителем ЭМУ-ЗА с четырьмя обмотками
управления.
Техническая характеристика станка
Наибольший размер разрезаемого материала, в мм:
круглого (диаметр)................. 75
квадратного (сторона).............. 75
Ширина реза, в мм..................... 1—2,0
Производительность (по стали), в см3/мин 10
Диаметр рабочего диска, в мм:
наибольший.......................... *350
наименьший..................... 280
Число оборотов в. минуту.............. 1410
Подача диска, в мм,1 мин........ До 25
Напряжение переменного тока, в в . . . 380
Выпрямитель '................. Селеновый одно-
фазный по мосто-
вой схеме
Длительно допустимый ток, в а...... 150
Напряжение на выпрямителе при номи-
нальной нагрузке, в в........... 24—26
Потребляемая мощность, в кет ...... 7
Емкость бака для электролита, вл.... 60
47
chipmaker.ru
Габариты станка (длина X ширина X высо-
та), в мм :.............................
Вес станка, в кг........................
1080 X П90 X 1790
1273
Станок оборудован специальной защитой, обеспечи-
вающей изоляцию зоны обработки. Для отсоса дыма и
паров электролита из зоны обработки станок подклю-
чается к общецеховой вентиляционной системе.
Электролит
Рис. 25. Электрокинематическая схема
полуавтомата для резки шайб.
Полуавтомат для резки шайб. Специализированный
полуавтомат для анодно-механической резки пружин-
ных шайб различных диаметров отличается от суще-
ствующих конструкций отрезных станков тем, что обеспе-
чивает резку гибких заготовок, которые подаются в три
ручья.
Принципиальная электрокинематическая схема по-
луавтомата приведена на рис. 25. Порядок работы по-
луавтомата следующий. Навитые стальные спирали 1
заводятся между валками 2, затягиваются ими внутрь
и через направляющие 3 подходят к режущим дискам 4.
Режущие диски и разрезаемые спирали включены в эле-
ктрическую цепь постоянного тока. В зону резки по-
дается электролит.
48
Подающие валки 2 приводятся в движение приво-
дом 5, представляющим собой комплект редуктора и
электродвигателя. Электродвигатель имеет две обмотки
возбуждения 1 и II, которые действуют друг на друга.
Обмотка II, включенная параллельно режущим дискам
и спиралям, создает магнитное поле, стремящееся повер-
нуть якорь электродвигателя привода в сторону, обеспе-
чивающую приближение спиралей к режущим дискам.
Обмотка I снимает напряжение с рабочей цепи, и маг-
нитное поле ее действует на якорь в обратном направ-
лении.
После укладки спиралей между валками включает-
ся ток, и под действием вращающего момента обмйт-
ки II начинается быстрое вращение валков, благодаря
чему спирали быстро подводятся к дискам.
До тех пор, пока разрезаемые спирали не коснутся
дисков, работает только обмотка II, и, следовательно,
никакого торможения вращения якоря нет. Как только
спирали коснутся вращающихся дисков, по рабочей
цепи (показанной на рисунке жирными линиями) по-
течет ток, и напряжение на электродах йесколько упа-
дет, из-за чего уменьшится магнитный поток, создавае-
мый обмоткой II. Одновременно с этим на сопротивле-
нии /? возникнет напряжение, равное падению напряже-
ния //?, в связи с чем в обмотке I потечет ток.
Таким образом, вращение якоря замедлится по двум
причинам: в связи с падением напряжения на электро-
дах и вследствие торможения, вызываемого магнитным
потоком обмотки I. Двигаясь на режущие диски, спи-
рали будут разрезаться на шайбы, которые падают в
приемник готовой продукции.
По схеме видно, что спирали разрезаются одновре-
менно тремя режущими дисками. Разрезать можно спи-
рали диаметром от 2 до 24 мм. Станок прост и удобен
в эксплуатации. Изготовление его доступно каждому
машиностроительному заводу.
Техническая характеристика станка
Диаметр разрезаемых шайб, в мм .... от 2 до 24
Привод (электродвигатель):
мощность, в кет....................0,5—0,65
число оборотов в минуту............ 2800
49
chipmaker.ru
Число оборотов режущих дисков в минуту 2800
Диаметр режущих Дисков, в мм...........105
Толщина дисков, в мм...............' . . 0,35—0,8
Ход дисков в горизонтальном направле-
нии, в мм.............................100
Ход дисков в вертикальном направлении,
в мм..................................105
Подача заготовок.......................Автоматическая с
помощью реверсив-
ного электродвига-
' теля постоянного то-
ка мощностью 24 вт
Источник питания.......................Трансформатор —се-
леновый выпрями-
тель типа УЗМ
Емкость бака для электролита, вл.... 6
_ Насос для подачи рабочей жидкости . . . Типа П22
Производительность насоса, в л/мин ... 22
Габариты станка, в мм.................. 1200 X 1000 X 600
Вес станка, в кг.......................300
Полуавтомат АРВ-2. Успешное производственное
применение нашла анодно-механическая > резка прут-
кового вольфрама на двухшпиндельном полуавтомате
АРВ-2. Оси шпинделей лежат на одной прямой (рис. 26);
приводятся они во вращение от электродвигателя. При-
способление для подачи прутков вольфрама разделено,
а резание на каждом шпинделе производится независи-
мо от другого.
Режущий диск 7 закреплен фланцами на левом кон-
це шпинделя 8, вращающегося в четырех шарикопод-
шипниках. Один полюс постоянного тока подается на
режущий диск через латунные контактные кольца 10 и
две меднографитовые щетки 11. Вращение шпинделю
передается через клиновой шкив, сидящий на правом
конце шпинделя.
Вольфрамовые прутки закрепляются в приспособле-
нии 18, сидящем на конце рычага; рычаг крепится на
оси 15, которая качается в двух • конических ролико-
подшипниках, смонтированных в чугунной станине. На
втором конце оси 15 на конусе сидит рычаг 14 с закре-
пленным на нем грузом 12. Изменение положения груза
на рычаге, а также изменение угла расположения рыча-
га 14 относительно горизонта регулируют силу прижа-
50
тия прутков вольфрама к режущему диску. Рядом с ры-
чагом 14 на оси 15 закреплен рычаг 13, связанный с ней
Масляным- демпфером.
Груз, сидящий на рычаге 14, стремится повернуть
рычаг и приспособление с прутком вольфрама вокруг
оси 15, благодаря чему прутки прижимаются к режу-
щему диску и осуществляется их подача.
Во избежание откалывания вольфрама необходимо
обеспечить плавный выход прутка по окончании реза.
Плавность подачи прутка на режущий диск достигается
благодаря наличию масляного демпфера.
Демпфер состоит из стального цилиндра,' в котором
ходит чугунный поршень с двумя каналами. Б одном из
них вмонтирован сменный жиклер 26, а в другом — об-
ратный шариковый клапан 24. В корпус демпфера зали-
вается веретенное масло. При рабочем ходе поршня
вниз шарик клапана прижимается пружиной и давле-
нием масла к седлу, и масло из нижней полости демп-
фера переливается в верхнюю через жиклер 26. При
51
chipmaker.ru
обратном ходе (вверх) давлением масла шарик подни-
мается, и масло переливается через клапан. Меняя сече-
ние жиклера, можно получать различные скорости пере-
мещения поршня демпфера. Скорость подачи можно
также регулировать изменением положения головки
демпфера на рычаге 13.
Такая конструкция демпфера обеспечивает постоян-
ство скорости перемещения поршня, что весьма суще-
ственно при резке хрупких материалов.
Так как на полуавтомате производится одновремен-
ная резка трех прутков, для их закрепления служит спе-
циальное приспособление. Оно состоит из корпуса 18 со
сменными призмами, на которых укладываются прут-
ки 3. Прижим прутков к призмам осуществляется шты-
рями 9, скользящими в обойме 28. Закрепляются прутки
при повороте обоймы вокруг горизонтальной оси ры-
чага 29 эксцентриком 1. Разность диаметров прутков
компенсируется пружинами 5. Штыри 9, прижимая
прутки к призме, одновременно досылают их до пово-
ротного упора. Регулировка толщины отрезаемых прут-
ков производится перемещением упора 27 с помощью
дифференциального винта. После закрепления прутков
упор 27 рукояткой 2 откидывается в сторону.
Так как резка вольфрама происходит при больших
скоростях диска, необходимо подавать электролит не-
посредственно в зону обработки, иначе центробежной
силой он будет сбрасываться с диска, и образование
анодной пленки нарушится.
Подача электролита в зону обработки осуществляет-
ся тремя соплами 6, смонтированными в приспособле-
нии. Сопла зафиксированы относительно прутков и по
мере износа диска перемещаются вместе с ними. Режу-
щий диск огражден кожухом 16 с окошком 17. Отрезан-
ные заготовки 21 скатываются по наклонному дну ко-
жуха в сборник 22 и попадают на контрольную лодоч-
ку 23. Это облегчает текущий контроль без остановки
станка и сокращает процент брака. Чтобы обеспечить
смену диска, рычаг 29, несущий приспособление с прут-
ком, шарнирно связан с осью, т. е. он может откиды-
ваться в горизонтальной плоскости. В процессе работы
рычаг 29 прижимается к оси 15 комбинированным байо-
нетно-винтовым зажимом. Для надежного контакта ток
52
подводится к вольфрамовым пруткам гибким кабелем
и латунной колодкой 4.
Станок АРВ-2 работает по полуавтоматическому цик-
лу— вольфрамовые прутки вручную подаются до упора,
затем эксцентриком зажимаются; при этом они прижи-
маются к упору, который откидывается вручную. Пе-
ред подачей й закреплением прутков рычаг с приспо-
соблением отжимается ручной защелкой 19 вниз и за-
щелкивается на зубчатом секторе 20. После закрепления
защелка отжимается, и рычаг вручную подводится до
контакта с диском. Затем он опускается, и дальнейшая
подача (резание) происходит автоматически под дей-
ствием груза и масляного демпфера.
Разрезка трех вольфрамовых прутков на полуавто-
мате АРВ-2 производится при токе 30—40 а, напряже-
нии генератора 27—30 в, рабочем напряжении 18—21 в,
чйСле оборотов шпинделя 5000 в минуту и оиле давления
на пруток 500—3500 г.
Оптимальная скорость демпфирования демпфера с
веретенным маслом и жиклером диафрагменного типа —
0,1—0,4 мм/сек. Противодавление демпфера составляет
300—2500 а.
Настольный станок АМОВ-3. Этот станок также
предназначен для разрезки вольфрамовых прутков. Ха-
рактерной его особенностью является горизонтальйое
расположение режущего диска, погруженного в элек-
тролит, и врашецие навстречу диску разрезаемого воль-
фрамового прутка.
Принципиальная схема станка АМОВ-3 приведена на
рис. 27. Режущий диск 27 и разрезаемый пруток 3 вра-
щаются навстречу друг другу. Число оборотов диска —
750 в минуту, а прутка — 3000 в минуту. Диаметр ре-
жущего диска — 125 мм, толщина — 0,5 мм.
' Электродвигатель 1 привода режущего диска чи-
тается от сети переменного тока напряжением ПО в, а
электродвигатель 8 для вращения вольфрамового прут-
ка питается от источника постоянного тока напряже-
нием 24—26 в. К режущему диску и разрезаемому прутку
при помощи меднографитовых щеток 2и5черезвращаю;
щиеся медные кольца подводится постоянный ток. В ба-
чок 29 станка наливается электролит в количестве 2,25 л;
удельный вес электролита 1,1 г!см?, модуль 2,5—2,7.
Бачок с электролитом помещен в охладительную ру-
53
chipmaker.ru
башку 15, где через штуцеры 14 и 26 циркулирует поток
воздуха 25 или проточная вода.
Для регулирования толщины отрезаемого контакта
в станке установлен передвижной упор 22. На площад-
ке упора в месте касания вольфрамового прутка впая-
на твердосплавная пластина 24, изолированная от ос-
новной массы упора текстолитовой прокладкой 23. За-
гз гг
Рис. 27. Принципиальная схема станка АМОВ-3.
' крепление прутка в шпинделе 18 производится с по-
мощью цанги 20 и текстолитового кольца 4, которое не-
сет свалку 19, затягивающую цангу.
Подача прутка до упора осуществляется через цан-
гу, снабженную рычагом и установленную выше зажим-
ного текстолитового кольца. Движением рукоятки вниз
пруток закрепляется верхней цангой и протягивается до
упора через нижнюю цангу, менее затянутую. Макси-
мальный диаметр разрезаемого прутка — 5 мм. При из-
менении диаметра разрезаемого прутка заменяется и
цанга.
Процесс резки прутка контролируется ампермет-
ром 10 типа ПМ-70, смонтированным на станке.
Подача прутка на диск производится рукояткой 13.
а отвод диска после резки— цилиндрическими пружи-
нами 9. Для предотвращения сгорания рабочей частя
цанги ее помещают в предохранительный латунный кол-
пак 21, навинченный на шпиндель 18. От просачивания
электролита рабочая часть цанги защищается с помощью
Рис. 28. Анодно-механический отрезной станок с вращающейся
заготовкой:
1 — корыто; 2 — задвижка с манжетой; 3 — упор; 4 — шкив привода диска; 5 — то-
коподвод к диску; 6 — прокладка; 7 — маятник; 8 — шлифовальная головка; 9 — за-
щитный козырек; 10 — кожух; 11 — кожух вентилятора; 12 — медная прокладка;.
13 — керамическая пластинка; 14 — державка пластины; 15 — сопло для подачи
электролита; 16 — патрон; 17 — редуктор; 18 — токоподвод к заготовке; 19 — пнев-
моцилиндр; 20 — бак для электролита; 21 — насос для подачи электролита.
куска шнурового асбеста 17, который пропитывается ма-
слом и служит сальником. Уровень электролита в бачке
станка контролируется через окно 16, закрываемое пле-
ксигласовым щитком, на котором красной чертой ука-
зан требуемый уровень электролита перед пуском при-
водов.
Отрезаемые заготовки скапливаются на съемной
металлической сетке, подвешенной с помощью латунных
державок 28.
55
Рис. 29. Принципиальная схема ленточ-
ного станка:
/ — лента; 2 — заготовка; 3 — верхняя направляю-
щая головка с соплом; 4 — нижняя направляющая
головка; 5 — скользящий контакт; 6 — насос.
тока
Предохранительные щитки 30 и 7, закрепленные на
крышке станка 31, предотвращают разбрызгивание эле-
ктролита в бачке. При вращении диска и вольфрамового
прутка под действием щитков 30 и 7 электролит приво-
дится в движение, образуя в центре бачка кратер в фор-
ме конуса. Для получения максимальной производитель-
ности во время работы станка вершина конуса должна
находиться на высоте 10—15 мм над местом реза.
Электродвигатель
переменного
типа ДО-50 имеет
1420 об/мин. При
помощи цилиндри-
ческих шестерен 32
число оборотов дви-
гателя снижается
в 2 раза. Электро-
двигатель постоян-
ного тока, снабжен-
ный центробежным
регулятором оборо-
тов, имеет 3000
об/мин. Конические
шестерни 6 число
оборотов двигателя
не изменяют.
Мощность стан-
ка по постоянному
току составляет 1 кет, по переменному — 50 вт. Питание
станка постоянным и переменным током обеспечивается
выключателями 33 и 12. Предохранитель 11 в цепи по-
стоянного тока рассчитан на ток 60 а. Для получения
чистого реза рабочий ток должен быть в пределах 40—
50 а при напряжении постоянного тока 20—22 в.
Время резки вольфрамовых прутков диаметром
3 мм составляет 3—4 сек., диаметром 1,5 мм—1,5—
2 сек.
Рассмотренный технологический процесс разрезки
прутков позволяет, кроме повышения производитель-
ности, улучшить качество вольфрамовых заготовок.
Станок с вращающейся заготовкой. На рис. 28 при-
веден анодно-механический дисковый отрезной станок
для резки заготовок, отрезки прибылей питателей
56
и т. п. Максимальный диаметр заготовок — 300 мм. Ста-
нок обеспечивает повышенную производительность и
высокое качество разрезки. Это достигается благодаря
следующим его особенностям: а) вращению разрезае-
мой заготовки, б) применению специальных направляю-
щих для режущего диска и в) использованию пневма-
тического зажима заготовки.
Вращение заготовки обеспечивает быстроперемен-
ный контакт диска и заготовки при значительно мень-
шем общем времени .соприкосновения. Наличие направ-
ляющих позволило применить диск диаметром 500—
550 мм и толщиной 0,8 мм для разрезки заготовок диа-
метром до 300 мм. Вращение заготовки в сочетании с
направлением диска дали возможность увеличить ток
н уменьшить ширину реза.
В табл. 8 приведены данные по разрезке заготовок
на этом станке.
Таблица 8
Время разрезания заготовок в зависимости от их
диаметра
(диаметр диска 500 мм, толщина диска 0,8 мм)
Диаметр разрезаемой заготовки,
в мм
Машинное время разрезания
заготовки, в мин.
40 0,3
60 0,5
80 1,0
100 1,5
150 3,5
200 7,0
Примечание. При напряжении 20—30 е ток
400—600 а.
При питании от сети переменного тока используется
сварочный трансформатор СТЭ-34. Скорость вращения
диска 18—25 м/сек, число оборотов заготовки 91 в ми-
нуту. Направления вращения заготовки и диска проти-
воположны. Подача — ручная.
Для предотвращения разбрызгивания электролита' &
местах входа и выхода заготовки из рабочей камеры и
корыта устанавливаются сменные резиновые манжеты.
57
chipmaker.ru
Весь станок наклонен так, чтобы сток электролита с за-
готовки был направлен внутрь камеры и заготовка по-
давалась до упора под действием собственной силы тя-
жести.
8. Ленточные анодно-механические разрезные станки
Долгое время в промышленности в основном приме-
нялись анодно-механические отрезные станки с диско-
вым инструментом. Технологические возможности таких
станков ограничены, так как диском можно производить
поперечную резку заготовок сечением до 100—150 мм н
продольную резку при толщине листов 10—30 мм. Кро-
ме того, с увеличением диаметра разрезаемой заготовки
значительно увеличивается диаметр диска и его толщи-
на. Так, например, для заготовок диаметром 300 леи ди-
аметр диска достигает 1000 мм, а толщина — не менее
2 мм. Если учесть биение диска, то ширина реза соста-
вит 4—5 мм. С увеличением ширины реза снижается
производительность и увеличиваются потери металла.
Ленточные анодно-механические станки более универ-
сальны, так как. на них можно производить не только
прямолинейную продольную и поперечную резку, но и
криволинейную резку заготовок различной толщины и
длины.
При разрезке бесконечной стальной лентой размеры
инструмента не зависят от сечения заготовки, упрощает-
ся подача электролита в зону обработки, устраняется
утечка тока на стенки реза и упрощается конструкция
станка. Особое преимущество станков с ленточным ин-
струментом — это отсутствие редких изменений давле-
ния инструмента на заготовку, что характерно для ра-
боты дисковым инструментом при наличии неровностей
на его поверхности и вибраций узла, в котором закреп-
лен диск. Упругость стальной ленты в значительной сте-
пени смягчает действие вибраций и облегчает устрой-
ство жесткой подачи заготовки на инструмент.
Промышленностью были изготовлены опытные лен-
точные анодно-механические станки мод. ЛАМ, ЛАМ-3
и ЛАМ-4. Многие установки были созданы на базе пе-
реоборудованных токарных станков, ленточных пил
и т. д. Технические характеристики опытных установок
с ленточным инструментом приведены в табл. 9.
58
Таблица 9
Характеристики опытных ленточных анодно-механических
станков для разрезки
Наименование показателя ч Станки
ЛАМ ЛАМ-3 ЛАМ-4
Наибольшие размеры за- готовок, в мм‘. длина толщина ширина Потребляемая мощность, в кет Максимальный рабочий ток, в а Напряжение питания, в в Линейная скорость инст- румента, в м[сек .... Размеры ленты-инстру- мента, в мм Источник питания или преобразователь тока . . Емкость бака, в л ... Габариты, в мм .... Вес, ъ кг ........ 1500 350 750 3 400 25—27 20 0,8x30 илн проволока Д-2 Игнитрон- ный выпря- митель 2760 X 2500X Х2650 2500 1200 270 750 3,5 200 25-27 20 0,8x20 Механиче- ский выпря- митель 35 1500Х1210Х Х2600 1500 750 500 2,1 500 14-18 20 0,8x30 Игнитрон- ный выпря- митель 35 1500Х1200Х Х2600 1500
На основе станка ЛАМ-3 был спроектирован и из-
готовлен ленточный анодно-механический разрезной 'Ста-
нок мод. 4822, а затем станок мод. 4823.
Станок мод. ЛАМ-3. Одним из первых станков лен-
точного типа является анодно-механическая пила ЛАМ-3.
Станок предназначен для резки заготовок толщиной до
270 мм и длиной до 1200 мм. На нем можно произво-
дить также криволинейные резы, вписывающиеся в круг
диаметром 800 мм.
Принципиальная схема ленточного станка приведена
на рис. 29. Станок состоит из трех основных частей:
1) ленточной пилы, переоборудованной из аналогич-
ной установки для распиливания дерева; /
2) устройства для крепления и подачи разрезаемых
заготовок, оборудованного на базе токарного станка;
59
1 chipmaker.ru
3) бака для электролита с насосом и трубопроводом.
На двух шкивах диаметром 800 мм натянута сталь-
ная лента. Нижний шкив является ведущим и получает
вращение от электродвигателя через клиноременную пе-
редачу. На оси верхнего шкива насажено контактное
кольцо, к которому прилегают щетки, подводящие
постоянный ток. Расстояние между осями шкивов
1500 мм.
Устройство закрыто кожухом, который оставляет от-
крытым лишь рабочий участок ленты. Для обеспечения
правильного и узкого реза лента на этом участке про-
пущена между двумя направляющими головками. Верх-
няя головка заключёна в общий корпус с соплом, под-
водящим электролит. Благодаря такому устройству лен-
та проходит как бы в ванне и хорошо смачивается элек-
тролитом. Специальное приспособление осуществляет
натяг ленты.
В качестве электрода-инструмента может быть так-
же использована стальная проволока диаметром 2—
3 мм.
Разрезаемая заготовка закрепляется на столе, кото-
рый смонтирован на суппорте токарного станка. В лен-
точном станке применена подача заготовки на ленту, ко-
торая осуществляется при движении суппорта от ходо-
вого винта. Скорость подач может изменяться в йреде-
лах 1—50 mmImuh.
Для фигурной резки устанавливается стол с попереч-
ной подачей, и работа производится по шаблонам с ис-
пользованием продольной и поперечной подач. Для рез-
ки по окружности на станке устанавливается вращаю-
щийся стол.
Бак для электролита помещается у станка с таким
расчетом, чтобы уровень электролита в нем был ниже
ведущего шкива на 100—150 мм. Такое расположение
позволяет легко осуществить естественный сток в бак
той части электролита, которая попадает в нижнюю
часть кожуха, ограждающего ведущий шкив.
На приборной панели станка смонтированы электро-
измерительные приборы, рубильник для включения по-
стоянного тока и пусковые кнопочные станции электро-
двигателей.
На основе опытного образца была разработана более
совершенная конструкция анодно-механической ленточ-
60
«ой пилы мод. ЛАМ (рис. 30) для разрезки заготовок
олщиной до 350 мм.
Заготовки, вырезанные лентой и проволокой на стан-
ке мод. ЛАМ, приведены на рис. 31 и 32.
Станок мод. 4822. Ленточный анодно-механический
разрезной станок мод. 4822 предназначен для разрезки
крупных заготовок диаметром 300 мм, отрезки припу-
Рис. 30. Ленточный анодно-механический станок мод. ЛАМ.
сков, раскроя толстых плит из листа и других подобных
работ.
Кинематическая схема ленточного станка мод. 4822
приведена на рис. 33. На двух шкивах 29 и 30 диамет-
ром 800 мм натянута стальная бесконечная лента 28.
Шкивы установлены на шарикоподшипниковых опорах
1, 2, 3 и 4.
Шкив 30 является ведущим и получает вращение от
61
chipmaker.ru
электродвигателя А51-4 через клиноременную передачу;
шкив 29 — ведомый и имеет вертикальное перемещение
для натяжения ленты с помощью маховика 9, винта 5
и гайки 6. При обрыве ленты или вытягивании ее сверх
допустимого предела станок автоматически выключает-
ся. Регулировка положения ленты для предупреждения
сбегания ее со шкива производится наклоном ведомого
шкива влево или вправо. '
Рис. 31. Заготовки, вырезанные
лентой:
а — заготовка толщиной ПО мм при
длине реза 5303 мм; б — заготовка
из листа толщиной 14 мм при длине
реза 1450 мм.
Рис. 32. Заготовки, вырезанные
проволокой:
fl — круглая заготовка с вырезанной
сердцевиной диаметром 150 мм и высотой
200 мм; б — заготовки, вырезанные из
пакета жаростойких листов.
При помощи контактного кольца, сидящего на валу
шкива 29, и щеточного механизма ток подведен к лен-
те. Заготовка соединяется с положительным полюсом
источника постоянного тока.
Для предупреждения увода ленты и обеспечения пра-
вильного узкого реза лента проходит через верхнюю 31
и нижнюю 32 направляющие головки.
Заготовка, закрепленная на столе 11, может получать
наладочное поперечное перемещение (ручное) на 70 мм
с помощью винта 7, гайки 8 и маховика 10 и продоль-
ное перемещение (как ручное, так и автоматическое)
на 750 мм. Продольное ручное перемещение стол полу-
чает через пару конических зубчатых колес 20 и 19, па-
62
ру цилиндрических 21 и 15, винт 16 и гайку 17 с по-
мощью маховичка 27. Продольная автоматическая пода-
ча стола осуществляется через редуктор и ходовой винт
от электродвигателя постоянного тока с бесступенчатым,
регулированием скорости.
Изменение скорости электродвигателя производится
реостатом, расположенным на передней стенке станка.
Редуктор обеспечивает ускоренный холостой ход стола
Рис. 33. Кинематическая схема ленточного станка мод. 4822.
от электродвигателя 18 через червячную пару 25—24г
цилиндрическую пару 26—12, винт 16 и гайку 17. Замед-
ленная рабочая подача осуществляется при сцеплении
муфты с колесом 22 по цепи: электродвигатель, червяч-
ная пара 25—24, цилиндрические пары 23—13, 14—22
•и 21—15, винт 16 и гайка 17. Ускоренная рабочая пода-
ча осуществляется при сцеплении муфты с колесом 23.
Рукоятки управления рабочим и холостым ходом сбло-
кированы.
Для отсчета поперечного перемещения служит лимб
с ценой деления 0,05 мм, а для отсчета продольного пе-
ремещения — линейка, укрепленная на станине.
Подача электролита в зону резания осуществляется
насосом ПА-22 из бака с отстойниками.
Принципиальная электрическая схема ленточного
анодно-механического станка мод. 4822 приведена на
63
chipmaker.ru
рис. 34. Источник питания 1 состоит из понижающего
трансформатора и двухполупериодного селенового вы-
прямителя. Положительный полюс источника питания
присоединен к разрезаемой детали 15, закрепленной на
столе 16. При помощи балластного сопротивления 3 про-
Рис. 34. Электрическая схема ленточного анодно-механического
станка мод. 4822.
изводится изменение величины тока для получения не-
обходимого электрического режима обработки. Ток из-
меряется амперметром 2. Отрицательный полюс источ-
ника питания присоединен посредством скользящего
контакта 7 к ведущему диску 6 и через него к ленточно-
му электроду-инструменту 17.
64
При разрезании подача производится с помощью
автоматического регулятора, представляющего собой
двигатель постоянного тока, якорь 14 которого переме-
щает стол 16 с деталью. Якорь электродвигателя подачи
присоединен к якорю электромашинного усилителя
(ЭМУ) 9. Настройка автоматического регулятора пода-
чи производится при помощи потенциометра 4, питаю-
щего одну из обмоток возбуждения 5 ЭМУ, и регулиро-
вочного блока 10 с обмоткой 11 ЭМУ. Обмотка 12 ЭМУ
включена в цепь регулятора последовательно.
Для питания блока 10 и обмотки возбуждения 13
электродвигателя подачи служит маломощный источник
питания 18, состоящий из трансформатора и селенового
выпрямителя; для контроля напряжения — вольтметр 8.
Электродвигатели для вращения диска 6, насосы гид-
росистемы и вспомогательные элементы на схеме не по-
казаны.
Техническая характеристика станка
Наибольший диаметр заготовки, в мм . . . 300
Наибольшая длина реза, в мм ....... 600
Наибольшая длина отрезаемого куска (рас-
стояние между ветвями ленты), в мм . . 600
Производительность (по стали), в см?,мин .
Размеры ленты, в мм.....................
Диаметр шкивов ленты, в мм..............
Скорость движения ленты, в MjceK........
Размеры стола (ширина X длина), в мм . .
Продольный ход стола, в мм............
Поперечный ход стола, в мм..............
Скорость подачи стола, в мм-.
рабочая ..........................
холостая .........................
20
5700 X 30 X (0,8—1,5)
800
16
425 X 1000
750
70
0—100
750
Питающее напряжение, в а.............. 380/220
Тип выпрямителя..........................Селеновый
Номинальный рабочий ток, в а.............300
Напряжение при номинальном токе, в в . . 22—30
Полезная мощность выпрямителя, в кет . . 11,2
Габариты станка, в мм ...................1610 X 2240 X 2625
Вес станка, в кг......................... 3500
Станок мод. 4823. Ленточный анодно-механический
разрезной станок мод. 4823 предназначен для обработки
65
chrpmaker.ru
более крупных заготовок — диаметром до 600 мм. По
конструктивному оформлению он близок станку мод.
4822 и отличается только отдельными узлами. Питание
станка осуществляется от селенового выпрямителя, со-
бранного по однофазиой двухполупериодной мостовой
схеме, при напряжении 20—30 в и номинальной нагруз-
ке 600 а.
Техническая характеристика станка
Наибольший диаметр заготовки, в мм . . . 600
Наибольшая длина отрезаемой части заготов-
ки (полезное расстояние между ветвями
ленты), в мм......................600
Наибольший вес заготовки, в кг....... 2000
Размеры ленты, в мм.................. 6(Х)0 X 40 X (0>8—1,2)
Диаметр шкивов, несущих ленту, в мм . . . 800
Скорость движения ленты, в м/сек.......16
Размеры стола, в мм.................... 700 X 1200
Наибольший ход стола, в мм:
продольный........................
поперечный (установочный) ......
Скорость подачи стола, в мм/мин:
рабочая....................,....... .
холостая .........................
Напряжение питающей сети, в в...........
Номинальный рабочий ток, в а............
Напряжение при номинальном токе, в в . .
Полезная мощность выпрямителя, в кет . .
Габариты станка, в мм...................
Вес станка (без выпрямителя), в кг......
1000
80
0—70
1100
380
600
24—28
17
2500 X 2400 X 2800
4800
В качестве электролита на станке мод. 4823 приме-
няется водный раствор жидкого стекла удельного ве-
са 1,26—1,28.
Ширина реза 1,8—2 мм, Перекос торца относи-
тельно оси заготовки — в пределах 0,4 мм. Чистота об-
работанных поверхностей соответствует 2-му классу при
глубине измененного слоя 0,1—0,3 мм.
Режим обработки выбирается исходя из площади се-
чения разрезаемой заготовки.
ГЛАВА HI
СТАНКИ ДЛЯ АНОДНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ
ЗАТОЧКИ
Заточка твердосплавных инструментов на анодно-ме-
ханических станках упрощает технологический процесс
и резко сокращает общую продолжительность заточ-
ки и доводки. Это достигается благодаря тому, что
предварительная и окончательная заточка и довод-
ка выполняются с одной -установки инструмента,
на одном и том же оборудовании и одним заточным
диском..
На первых стадиях внедрения в промышленность эти
процессы были недостаточно технологически изучены,
что приводило к существенным недостаткам и ограниче-
нию их применения. Так, например, при высокопроиз-
водительных режимах обработки на затачиваемых по-
верхностях появлялась сетка трещин. Наиболее высокие
классы чистоты поверхности вообще невозможно было
достигнуть.
Применение повышенных скоростей заточки, элект-
ролита с пониженным удельным весом и некоторых дру-
гих улучшений частично устраняло эти недостатки, но ра-
дикальной мерой, обеспечивающей повышение качества
обработки, является использование электропроводных
абразивов, позволяющих при повышенной производи-
тельности достигать зеркального блеска и чистоты по-
верхности 11—12-го классов.
«7
chipmaker.ru
9. Описание способов заточки
Станок для анодно-механической заточки состоит из
следующих элементов: электрической цепи постоянного
тока, устройства для подачи электролита в зону заточ-
ки, механизма движения одного из электродов и систе-
мы сближения электродов.
Для питания главной электрической цепи, в которую
включены затачиваемый инструмент и диск, необходим
постоянный ток напряжением 14—28 в; обычно током
такого же напряжения питается и система автоматиче-
ского регулирования. Для питания двигателей, обеспе-
чивающих движение электродов и подачу электролита,
используется переменный ток напряжением 220 или
380 в.
Кроме того, в электрическую схему входят двигатели,
обеспечивающие возвратно-поступательное движение
электродов, и устройства для управления, сигнализации
и защиты.
Электрическая схема станка приведена на рис. 35.
К первичной обмотке трансформатора 1 подводится пе-
ременный ток напряжением 380 в. Пониженное напря-
жение снимается со вторичной обмотки и подводится к
выпрямителю 4. Для изменения напряжения служит пе-
реключатель 2. Выпрямленное напряжение подводится
между затачиваемым инструментом 12 и диском 8 через
регулируемое сопротивление 18, величина которого из-
меняется переключателем 3.
Анодно-механическая заточка характеризуется ско-
ростью съема металла и чистотой обработки. Скорость
съема представляет собой количество металла, снятого
с поверхности инструмента в единицу времени. Единица
скорости съема может быть объемной (мм3/мин) или
весовой (г/мин). Скорость съема и чистота обработки
зависят от материала обрабатываемого инструмента,
состава и количества электролита в зоне заточки, на-
пряжения источника питания и величины межэлектрод-
ного промежутка.
При заточке твердого сплава скорость съема зна-
чительно ниже, чем при заточке стали. Титановольфра-
мокобальтовые сплавы обрабатываются труднее, чем
вольфрамокобальтовые. Так, например, при равных за-
тратах энергии скорость съема при заточке твердого
68
сплава Т15К6 на 15—20% ниже, чем при заточке твер-
дого сплава БК8.
Рис. 35. Электрическая схема анодно-механического заточного
станка:
1 _ трансформатор; 2 ~ переключатель напряжений; 3 — переключатель сопротив-
лений; 4 — выпрямитель; 5 — электродвигатель привода диска; 6 — контактное коль-
цо; 7 — шетка; 8 — диск; 9 — поперечный стол; 10 винт подачи; 11 — электродви-
гатель подачи инструмента; 12 — затачиваемый инструмент; 13 — сопло для подво-
да электролита; 14 — электродвигатель насоса; 15 и 17 — контакты включения дви-
гателей и трансформатора; 16 — насос; 18 — регулируемое сопротивление.
Как уже отмечалось, электролит при анодно-ме-
ханической заточке играет существенную роль. Из боль-
шого количества исследованных составов рабочей жид-
кости только растворы, содержащие соединения кремне-1
69
chipmaker, ru
кислоты, обеспечивают достаточную скорость съема ме-
талла и удовлетворительное качество обработанной по-
верхности. Электролит, приготовленный на основе рас
творов силиката натрия, является универсальным.
Для заточки и шлифования электролит приготовляет-
ся разбавлением жидкого стекла водой до удельного
веса 1,36—1,38. Если во время доводки заметно искре-
ние, а качество поверхности после доводки ниже, чем
обычно получаемое при анодно-механической заточке, то
в раствор следует добавить селитру из расчета 10 г на
1 л.
В качестве электролита при анодно-механической об-
работке электронейтральным инструментом применяют-
ся водные растворы различных солей (см. табл. 2).
В межэлектродном промежутке должно быть доста-
точное количество электролита. Для этого обеспечивает-
ся обильная подача его, а также применяются диски, на
рабочей части которых имеются канавки, облегчающие
доступ электролита в зону обработки.
Напряжение генератора постоянного тока
обычно составляет 14—28 в. Выбор таких пределов на-
пряжения определяется следующими причинами. При
напряжении ниже 12 в анодная пленка не образуется и
тепловое действие тока прекращается. Съем металла в
этом случае может осуществляться за счет растворения
поверхностного слоя инструмента и характеризуется не-
значительной скоростью. При напряжении большем
30—40 в может возникнуть дуговой разряд и замыкание
электродов, и съем металла также прекратится.
Величина межэлектродного промежут-
ка при заданном напряжении определяет сопротивление
слоя электролита между' диском и пленкой. При боль-
шой величине межэлектродного промежутка ток и съем
металла незначительны. С уменьшением межэлектрод-
ного промежутка сопротивление также уменьшается, а
ток и скорость съема возрастают.
При недостаточной величине промежутка или в слу-
чае непосредственного замыкания поверхностей инстру-
мента и диска снижается скорость съема и прекращает-
ся образование анодной пленки.
Величина промежутка зависит от давления между
электродами. Практически установлено, что наиболее
высокая скорость съема соответствует давлению между
70
электродами 0,5—1,5 кг на 1 см2 затачиваемой поверх-
ности.
Величина регулируемого сопротивле-
ния, включенного последовательно с электродами, вли-
яет на ток, а следовательно на скорость съема и чисто-
ту обработки. При увеличении сопротивления скорость
съема уменьшается, а чистота обработки возрастает.
Обычно регулируемое сопротивление равно 0,05—
3 ом. В соответствии с указанными пределами при нор-
мальной величине межэлектродного промежутка ток мо-
жет меняться от 70 до 3 а.
Кроме того, на величину тока оказывает влияние со-
противление соединительных проводов, контактов и т. п.
Чтобы эти сопротивления не снижали скорости съема,
их стремятся сделать минимальными.
Окружная скорость диска имеет существен-
ное значение для процесса анодно-механической заточ-
ки. При нормальной окружной скорости происходит
своевременное удаление расплавленных частиц металла
из зоны заточки. Если же окружная скорость диска не-
достаточна, то частицы металла, скопляясь в зоне за-
точки, создают условия для электрического замыкания
инструмента и диска, вследствие чего снижается ско-
рость съема и ухудшается чистота обработки.
Наиболее высокая скорость съема металла обеспечи-
вается при окружной скорости диска 8—18 м/сек. Повы-
шение окружной скорости диска до 30—60 м/сек увели-
чивает производительность заточки и улучшает чистоту
обработки, но при этом увеличивается и разбрызгивание
электролита.
Процесс заточки должен обеспечивать максималь-
ную производительность при заданной чистоте обработ-
ки. Однако не всегда удается получить требуемую чи-
стоту обработки при высокой скорости съема металла.
В связи с этим приходится производить заточку твер-
дого сплава за несколько переходов, один из которых
обеспечивает высокую скорость съема при низкой чи-
стоте обработки, а другие — высокую чистоту обработ-
ки при малой скорости съема металла. В течение всех
этих переходов удельное давление и скорость диска
остаются постоянными. Состав и количество электроли-
та также не меняются. Практически оказывается более
доступным изменять в процессе обработки только два
71
chipmaker.ru
показателя — величину тока (за счет изменения вели-
чины сопротивления) и напряжение генератора. В зави-
симости от их значений различают три режима обработ-
ки: предварительный, окончательный и доводка
(табл. 10).
Таблица 10
Показатели анодно-механической заточки твердосплавного
инструмента
Наименование перехода Показатели процесса Марка твердого сплава
BK8 T5K10 T15K6
Предварительный Ток, в а Напряжение на 40—70 40—60 30—50
электродах, в в . . Скорость съема, 18—24 18—24 18—24
в мм3 мин 200—300 150—250 170—200
Класс чистоты . . 3—5 3—5 3—5
Окончательный Ток, в а Напряжение на эле- 20—30 15—25 15—20
ктродах, в в ... . Скорость съема, 18—24 18—24 18—24
в мм31мин .... 60—80 60—80 40—60
Класс чистоты . . 4—6 4—6 4—6
Доводка Ток, в а Напряжение на 4—10 4—7 3—5
электродах, в в . . Скорость съема, 10—15 10—15 10—15
в мм3)мин 2—5 2—4 1—2
Класс чистоты . . 7—8 7 7
На предварительном режиме удаляется боль-
шая часть припуска (80—90%). Съем металла происхо-
дит за счет теплового действия тока. На окончатель-
ном режиме удаляется 7—15% припуска. Интенсив-
ность съема металла в 3—4 раза ниже, чем при предва-
рительном режиме, а чистота обработки обычно на один
класс выше. Режим доводки обеспечивает повышение
чистоты обрабатываемой поверхности до 7—8-го клас-
сов, при этом снимается 3—5% припуска.
Важным показателем анодно-механического про-
цесса является износ диска, зависящий главным обра-
72
зом от материала (табл. 11), из которого он изготовлен.
На износ диска влияет способность материала прово-
дить тепло, температура его плавления и другие тепло-
вые свойства. На практике пользуются дисками, изго-
товленными из чугуна или меди.
Износ дисков
Таблица Ц
Материал диска Износ диска, в % к объему снятого металла
Обрабатываемый материал
BK8 T1SK6
Красная медь Термически обработанный чугун . . . Чугун необработанный Сталь Алюминий 20—30 25—35 45—45 45—50 ПО 30—40 35—40 50—55 60—65 130
10. Заточные диски и приспособления
Заточные диски. Инструментом при анодно-механи-
ческой заточке служат диски (рис. 36), которые, как
правило, состоят из стальной ступицы и сменной рабо-
чей накладки.
Накладки изготовляются из серого или отбеленного
чугуна и стали. Наибольшую стойкость имеют накладки
из отбеленного чугуна.
Для улучшения подачи электролита в зону заточки
на торце накладки нарезаются спиральные или прямые
канавки шириной 2—3 мм. Изготовление дисков с пря-
мыми канавками более просто. Кроме того, при этом ка-
навки могут быть глубиной до 20—25 мм, что увеличи-
вает срок эксплуатации накладок.
Наружный диаметр заточки дисков обычно не пре-
вышает 150—200 мм.
Конструкции дисков, применяемых для заточки мно-
голезвийных инструментов, приведены в табл. 12. В от-
личие от дисков для заточки резцов, эти диски изготов-
ляются целиком из чугуна, стали, отбеленного чугуна и
в некоторых случаях из красной меди. Сменных накла-
док они обычно не имеют.
73
chipmaker.ru
Для обработки профильных режущих инструментов
применяются фасонные диски (рис. 37). Обильная цр-
дача электролита к обрабатываемым участкам фрезы
обеспечивается благодаря прорезям в диске шириной
1,5—2 мм (рис. 37, а); глубина прорезей должна быть
на 2—5 мм больше высоты (Л) профильной части диска.
Чтобы исключить удары диска при заточке зубьев фре-
зы, рекомендуется прорези выполнять наклонно под
углом примерно 10°.
30
Рис. 36. Диск для заточки резцов:
1 — ступица; 2 — шайба; 3 — рабочая накладка;
4 — шпиндель.
Рабочая часть диска (обод) изготовляется из крас-
ной меди, а ступица — из стали. Толщина обода после
обработки должна быть на 10—12 мм больше высоты
профильной части. Типовые конструкции соединения
обода со ступицей приведены на рис. 37, б.
Наружный диаметр диска принимается равным 120—
150 мм. Выбранный диаметр необходимо проверить, так-
как при большом диаметре диск может соприкасаться
одновременно с двумя зубьями — затачиваемым и сле-
дующим за ним.
Наибольшая высота профильной части диска Та при
обработке фрез с выпуклым профилем (рис. 38, а) дол-
жна быть больше соответствующих размеров Тр, полу-
ченных расчетом, на 1—1,5 мм, в зависимости от формы
профиля. При обработке фрез с вогнутым профилем (рис.
38, б) и переходом на цилиндрическую поверхность
74
Таблица 12
Диски для заточки многолезвийною инструмента
75
chipmaker.ru
Продолжение
76
высота профильной части Тд диска равна ее расчетному
значению Тр.
При вогнутом профиле без перехода на цилиндриче-
скую поверхность диск должен иметь профиль, приве-
денный на рис. 38, в.
Ширина диска Вд во всех случаях должна быть
больше ширины фрезы В; это обеспечивает перекрытие
краев режущей кромки, а также повышает прочность
диска. Величину перекрытия Bi и В% следует принимать
равной 0,5—1,5 мм и увязывать с величиной опускания
или поднятия профиля диска Та — Тр (рис. 38, в). Для
диска по рис. 38, а ширина краев в может быть принята
равной 2,0—2,5 мм.
Рис. 37. Фасонный диск:
а ~ конструкция; б — крепление обода к ступице.
Профиль осевого сечения диска должен обеспечи-
вать получение требуемого профиля зубьев фрезы.
В процессе профилирования задних поверхностей зуба
осевая плоскость диска не совпадает с плоскостью перед-
ней грани зубьев фрезы. Поэтому профиль диска отли-
чается от профиля фрезы.
Если оси фрезы и диска параллельны, то их профили
отличаются только по высоте, а размеры в осевом на-
правлении остаются одинаковыми независимо от накло-
на зубьев фрезы.
Профиль диска определяется графическим построе-
нием или расчетом. Диск профилируется фасонным рез-
цом на токарном станке или анодно-механическим спо-
собом. В последнем случае имеет место процесс, обрат-
ный процессу заточки фрезы.
77
chipmaker.ru
В качестве обрабатывающего инструмента при про-
филировании диска анодно-механическим способом мо-
жет быть использован контршаблон профиля фрезы.
В этом случае отпадает необходимость в изготовлении
точных фасонных резцов и не требуется производить
полного расчета профиля диска. Контршаблон в про-
цессе обработки устанавливается относительно диска в
такое же положение, которое занимает передняя грань
1 — фреза; 2 — диск; а — фреза с выпуклым профилем; б — фреза с вогнутым про-
филем и переходом на цилиндрическую часть; в — фреза с вогнутым профилем
без перехода на цилиндрическую часть
зубьев фрезы при их обработке (рис. 39). Смещение
контршаблона относительно центра диска Лк опреде-
ляется следующей зависимостью:
Лк = rB sin (а — у),
где а — задний угол на вершине зубьев фрезы;
7 — передний угол зуба;
гв — наименьший внутренний радиус профильной
поверхности диска.
При профилировании дисков, предназначенных для
заточки фрез с прямыми зубьями, рабочая плоскость
контршаблона устанавливается параллельно оси диска,
а для фрез с наклонными зубьями — под углом их на-
клона. При этом смещается на величину hK наиболее
выступающая точка контршаблона, соответствующая
вершине фрезы, для которой принимается номинальное
значение переднего угла 7.
В случае, если высота профиля диска получается
78
Рис. 39. Схема установки
контршаблоиа относи-
тельно центра диска:
I — контршаблои; 2 — диск;
— смещение наиболее вы-
ступающей точки контршаб-
лона; Т — высота участка про-
филя.
меньше высоты профиля фрезы, для профилирования
диска следует применять не контршаблон, а шаблон.
Приспособления для анодно-механического затачи-
вания должны обеспечивать получение правильной гео-
метрии инструмента, возможность быстрой разборки и
сборки для очистки их от застывшей рабочей жидкости
(в горячей воде), быструю установку инструмента, а
также легкую и удобную установку защитных кожухов.
Тиски для затачивания
резцов. Обычные тиски, упо-
требляемые при абразивной за-
точке, неудобны для анодно-ме-
ханической, так как затрудняют
наблюдение за рабочим процес-
сом. Кроме того, они часто выхо-
дят из строя вследствие попада-
ния в сочленения рабочей жид-
кости.
Поэтому при анодно-механи-
ческой заточке используются ти-
ски, представленные на рис. 40.
Тиски состоят из основания, со-
члененного с ним кронштейна и
зажимной головки, сидящей на
оси. Зажимная головка имеет
корпус, в верхней части которого
.установлены губки, с помощью
винтов закрепляющие инстру-
мент. Тиски могут поворачи-
ваться в трех взаимно-перпендикулярных направлениях
и закрепляться в заданном положении с помощью бол-
тов и гаек. Отсчеты углов разворота затачиваемого
инструмента производятся по лимбам А, В и С. Для
правильной установки тисков относительно оси диска
служат шпонки.
Многоместное приспособление (рис. 41) для одно-
временной заточки 16 резцов на станке мод. АМЧ-1 со-
стоит из оправки, на которую надевается диск, имеющий
16 наклонных пазов. К диску крепится кольцо, в которое
ввернуты болты для закрепления резцов. Весь диск за-
крепляется на оправке гайкой. Установка резцов в при-
способлении по высоте производится с Помощью шаб-
лона. После установки и закрепления резцов приспособ-
79
chipmaker.ru
Рис. 40. Тиски для затачивания резцов:
/ — губка; 2 — зажимной винт; 3 — корпус зажимной головки; 4 и Р — болты; 5 —
шайба;"6 и 13 — гайки; 7 — корпус; 8 — кронштейн; 10 — основание; 11 — направ-
ляющая шпонка; 12 — ось.
Рис. 41. Многоместное приспособление:
1 — оправка; 2 — диск; 3 — шаблон для установки резцов; 4 —болт; 5 —кольцо;
6 — гайка.
80
ление помещается в передней бабке станка. Заточка рез-
цов на заданный угол производится поворотом перед-
ней бабки относительно диска. После заточки одной
грани всех резцов диск снимается с оправки и повора-
чивается другой стороной; затем производится заточка
Рис. 42. Приспособление для обработки стружколомательных
ступенек:
1 и 12 — сменные державки; 2 — корпус; 3 — палец; 4 — ось корпуса; 5 — махови-
чок; 6 — кронштейн; 7 — гайка; 8 — бол г; 9 — основание; 10 — винт; 11 — винты
для закрепления сменной державки.
другой грани резцов. Приспособление позволяет значи-
тельно увеличить производительность механизирован-
ной заточки.
Приспособление для обработки стружколомательных
ступенек (рис. 42) имеет основание, в гнезде которого
укреплен кронштейн. Кронштейн может поворачивать-
ся вокруг вертикальной оси и закрепляться в требуемом
положении с помощью болта и гайки. С кронштейном
шпилькой шарнирно соединен корпус, в отверстии кото-
81
рого установлена ось, закрепляемая в требуемом поло-
жении винтом. На.одном конце оси закреплена двумя
винтами сменная державка, а на другом — маховичок.
Приспособление имеет три сменных державки (одну для
закрепления резцов и две для закрепления сверл диа-
метром от 38 до 85 мм) и три шкалы, позволяющие про-
Рис. 43. Универсальная головка:
•7 — основание; 2 — кронштейн; 3 — болт; 4 и 9 — гайки; 5 — втулка; 6 и 11 — шпон-
ки; 7 ~ зажимная гайка; 8 — шпиндель; 10 — маховичок; 12— лимб; 13 и 14 — ша-
рикоподшипники; 15 — зажимной винт; 16 — корпус шпинделя.
изводить обработку ступени согласно заданной геомет-
рии.
Универсальная головка. При затачивании
фрез, сверл, насадных разверток и другого многолезвий-
ного инструмента используется универсальная головка
(рис. 43). Она состоит из основания, на котором уста-
навливается корпус, имеющий возможность поворачи-
ваться вокруг вертикальной оси на угол 180° и закреп-
ляться в заданном положении с помощью болтов и гаек.
Отсчет угла поворота осуществляется по лимбу В.
82
Шпиндельная втулка своим хвостовиком входит в от-
верстие корпуса и закрепляется в нем гайкой. В корпу-
се втулки на шарикоподшипниковых опорах установлен
шпиндель с сидящей на нем нониусной втулкой. Пово-
рот шпинделя вокруг оси на заданный угол производит-
ся с помощью маховичка. Отсчет углов поворота шпин-
дельной втулки и шпинделя производится по лимбам А
и С. Передний конец шпинделя имеет коническую рас-
точку для установки затачиваемых инструментов. Уста-
новка приспособления на рабочем столе производится
на шпонки.
Поворотная головка. При затачивании много-
лезвийного инструмента (в том числе и со спиральным
зубом) — концевых фрез, разверток, зенкеров и сверл —
используется поворотная головка с делительным при-
способлением (рис. 44). В основание головки установ-
лен корпус, имеющий возможность поворачиваться во-
круг вертикальной оси и закрепляться в заданном по-
ложении болтом. В гнездо корпуса вставлена шпиндель-
ная головка, которая также поворачивается вокруг осн
и закрепляется винтом.
В корпусе на шарикоподшипниковых опорах установ-
лен шпиндель, имеющий коническое отверстие, служа-
щее для закрепления хвостового инструмента. С проти-
воположной стороны шпиндель имеет удлиненную хво-
стовую часть для установки механизма делителя (при
затачивании прямозубых инструментов) или специаль-
ных копиров, позволяющих осуществлять движение
шпинделя по спирали (при затачивании инструментов
со спиральным зубом). Как делитель, так и копиры мо-
гут действовать самостоятельно, независимо друг от
друга. Механизм делителя состоит из делительной шай-
бы, укрепленной на шпинделе, и фиксатора, скреплен-
ного с корпусом. Крепление копиров на хвостовой'части
шпинделя производится с помощью упорного кольца,
шпонки и гайки. Отсчет углов поворота шпинделя в трех
взаимно-перпендикулярных направлениях осуществляет-
ся по лимбам.
Пружинный упор, укрепленный на неподвижной ча-
сти станка, своим шаровидным концом входит в паз ко-
пира и при продольном перемещении рабочего стола
шпиндель с инструментом получает движение по спи-
рали.
83
chipmaker.ru
Приспособление для затачивания зенкеров (рис. 45)
позволяет затачивать по задней грани зубцы зенкеров
и спиральные сверла диаметром до 80 мм. Приспо-
собление состоит из основания, на котором с помощью
болта укрепляется корпус со свободно посаженной в нем
втулкой. На втулке установлен и жестко закреплен ку-
лачок, вместе с втулкой прижимаемый я упору, запрес-
сованному в корпус приспособления. Торец кулачка
Рис. 44. Поворотная головка с делительным приспособлением:
1 — основание; 2 — корпус; 3 — болт; 4 — упорное кольцо; 5 — шпонка; б — гайка;
7 — фиксатор; 8 — делительная шайба; 9 — шпиндель; 10 — втулка; И — болт.
представляет собой винтовую поверхность с шагом
15 мм. На конце втулки установлен кронштейн, в кото-
ром смонтирована рукоятка. Внутри втулки расположен
полый шпиндель. Передний конец шпинделя имеет ко-
ническую расточку для установки затачиваемых зенке-
ров. На заднем конце шпинделя установлены два дели-
IM
тельных диска, закрепляемых на нем с помощью гай-
ки и маховичка. Один диск служит для заточки трех-
зубых, а второй — для заточки четырехзубых зенкеров.
Для ограничения поворота втулки на корпусе уста-
новлено кольцо с регулируемыми упорами. При зата-
чивании зенкеров шпинделю приспособления, а следо-
Рис. 45. Приспособление для затачивания зенкеров:
1 — основание; 2—корпус; 3 —втулка; 4 — шпиндель; о — пружина; 6 — кулачок;
7— кронштейн; 8 — защелка; 9 — рукоятка втулки; 10 — делнтелыш й диск; 11 —
маховичок; 12 и 14 — упоры; 13 — шкала; 15 — кольцо; 16 — болт.
вательно и затачиваемому зенкеру рукояткой сообщает-
ся качательное движение. Одновременно благодаря
наличию кулачка шпиндель с установленным зенкером
будет совершать возвратно-поступательное движение.
Перемещение зенкера «на диск» производится пружиной.
Для установки приспособления на рабочем столе
служат направляющие шпонки. Поворот корпуса отно-
8S
chipmaker.ru
сительно основания в горизонтальной плоскости произ-
водится по шкале.
Приспособление для затачивания фа-
сонных фрез (рис. 46) состоит из основания, в ко-
тором на центрах установлен кронштейн, упирающийся
с одной стороны в неподвижный упор, а с другой —
в упор амортизатора.
Амортизатор представляет собой вставленные друг в
друга цилиндры, снабженные амортизационной пружи-
ной. Давление пружины регулируется с помощью винта.
Для закрегйенйя фрезы в необходимом положении слу-
жат съемная шайба и болт с гайкой, входящей в отвер-
стие втулки. В верхней части корпуса на стойке уста-
новлен подвижный упор-фиксатор, служащий ограничи-
телем в момент поворота фрезы для затачивания сле-
дующего зуба. Приспособление укрепляется с помощью
болтов, входящих в Т-образный паз рабочего стола.
Положение оси затачиваемой фрезы относительно оси
диска определяется направляющими шпонками, укреп-
ленными в нижней части основания.
Это приспособление может быть использовано и для
затачивания резцов с фасонным профилем режущей
кромки, при этом взамен втулки в отверстие кронштейна
устанавливается специальная оправка, снабженная
зажиМным устройством..
Головка для затачивания многолез-
вийного инструмента, представленная на
рис. 47, принципиально отличается от существующих
приспособлений для затачивания многолезвийного ин-
струмента. Особенностью этой конструкции является
возможность сообщения возвратно-поступательного пе-
ремещения фрезе под углом спирали.
В настоящее время затачивание многолезвийного ин-
струмента со спиральным зубом в основном осуществ-
ляется на абразивных универсально-заточных станках,
которые позволяют путем , поворота шпиндельной го-
ловки и рабочего стола устанавливать фрезу на задан-
ный угол спирали по отношению к оси круга. В серийно
выпускаемых анодно-механических заточных станках
головки и рабочий стол не имеют возможности поворота
на заданный угол, поэтому для затачивания многолез-
вийного инструмента со спиральным зубом требуются
специальные приспособления и защитные устройства.
86
Рис. 46. Приспособления для затачивания фасонных фрез:
неподвижная стойка; 2 — упор; 3 — 4 реза; 4 — оправка; 5 — кронштейн; 6 — основание; 7 — центры;
87
chipmaker.ru
Рассматриваемое приспособление позволяет произво-
дить анодно-механическую заточку на станках К-1 и
AM3-23 без применения специальных устройств.
Приспособление состоит из основания, р направляю-
щих которого помещается ползушка. С помощью винта
и маховичка ползушка может перемещаться в направ-
лении диска, при этом величина подачи устанавливается
по круговой шкале, снабженной нониусом.
На ползушке установлен угольник, который имеет
возможность поворачиваться вокруг вертикальной оси
и закрепляться в заданном положений бортом и гай-
кой. Отсчет угла поворота производится по лимбу А.
С угольником соединен кронштейн, поворачивающийся
вокруг горизонтальной оси и закрепляемый в заданном
положении болтом и гайкой. Отсчет угла поворота про-
изводится по лимбу В. На горизонтальной площадке
кронштейна устанавливается шпиндельная головка, ко-
88
торая может поворачиваться вокруг вертикальной оси и
закрепляться в заданном положении.
В корпусе шпиндельной головки установлен шпин-
дель. На одном его конце имеется коническое отверстие
для закрепления обрабатываемого инструмента, а на
другом — цилиндрический хвостовик для установки
сменных копиров.
Движение по спирали сообщается шпинделю с по-
мощью копира, в паз которого входит палец. Регулиро-
вание длины хода шпинделя в осевом направлении про-»
изводится с помощью винта.
Приспособление своим основанием устанавливается
на рабочем столе и закрепляется болтами, входящими в
Т-образный паз стола. Правильность положения при-
способления относительно заточного диска обеспечи-
вается шпонками.
11. Станки для заточки режущего инструмента
За последнее время было изготовлено большое коли-
чество опытных и промышленных образцов заточных
анодно-механических станков. К ним относятся станки
мод. 4352, АМЗЛ и универсальные станки мод. К-К
AM3-23, 4362 и др.
Для предварительного шлифования профиля на
фасонных твердосплавных резцах в настоящее время
промышленность выпускает анодно-механический ста-
нок мод. 4ФМ362. 'Технические характеристики станков
приведены в табл. 13. Вследствие малой производитель-
ности, ряда конструктивных недостатков и эксплуата-
ционных неудобств, связанных с применением жидкого
стекла, многие модели станков не получили широкого
распространения в промышленности и были сняты с про-
изводства. Однако и выпускаемые в настоящее время
промышленные модели заточных станков всё еще не-
вполне удовлетворяют требованиям высокой производи-
тельности и надежной эксплуатации.
Станок мод. 4352 (рис. 48) предназначен для заточки
твердосплавных резцов. Резцы закрепляются в приспо-
соблении, устанавливаемом на столе станка.
Станок состоит из станины, шпиндельной головки, ме-
ханизма для перемещения рабочего стола, бака с электро-
насосом для подачи электролита и электрооборудования.
89
chipmaker.ru
Станина станка имеет тумбу, в которой размещены
селеновый выпрямитель, трансформатор, бак с насосом
и сопротивление. В задней части тумбы расположена
панель пусковой и защитной электроаппаратуры; на ле-
вой стенке тумбы имеются дверцы, через которые выни-
мается бак,. а на
Рис. 48. Станок мод. 4352.
вставляется
правой — дверцы,
обеспечивающие до-
ступ к сопротивле-
ниям.
Верхняя часть
станины состоит из
двух половинок, в
которых располага-
ются механизмы пе-
ремещения рабоче-
го стола и шпин-
дельной головки.
Шпиндельная го-
ловка включает в
себя кронштейн, не-
подвижно укреп-
ленный на станине,
и подвижную ка-
ретку. Последняя
может перемещать-
ся с помощью ма-
ховичка на 85 мм
по направлению к
рабочему столу
(рис. 49).
Шпиндель уста-
новлен в гильзе, ко-
торая снабжена
сквозной прорезью.
В его отверстие
палец, который дает .возможность отвести
с помощью рукоятки диск от инструмента. Шпиндель
приводится во вращение гильзой, которая, в свою оче-
редь, получает вращение от электродвигателя через
клиновидный ремень и ступенчатые шкивы. Кроме вра-
щения, шпиндель может одновременно получать пере-
мещение в осевом направлении (до 10 мм), которое осу-
50
ществляется с помощью рукоятки и под действием пру-
жины, помещенной внутри гильзы. Давление, создавае-
мое пружиной, регулируется винтом.
В поперечном направлении приводная головка пере-
мещается винтом, получающим вращение от рукоятки
через зубчатую передачу.
Таблица 13
Технические характеристики анодно-механических станков
для затачивания режущего инструмента
Показатели Модели станков
AM3-23 АМЗЛ 4352 4362 К-1
Наибольшие размеры затачиваемого инстру- мента, в мм: поперечное сечение диаметр длина Мощность электродви- гателя привода, в кет Диаметр диска, в мм Максимальный рабо- чий ток, в а Напряжение источ- ника питания, в в . . . Окружная скорость диска, в м/сек .... Источник питания по- стоянным током . . . Емкость бака для электролита, вл... Габариты станка, в мм: ширина длина высота Вес станка, в кг . . . 30x40 250 300 0,85 150 70 10 Механи1 выпрям 80 1260 1750 1400 1203 30x40 300 0,85 200 70 15 <еский итель 50 750 400 1300 ЗОЭ 30x45 200 315 0,65 160 70 22—24 12; 15; 20 Селе! выпря 30 1000 840 1460 809 30x45 200 315 0,65 50—150 70 22—24 10; 15 овый «итель 40 1 290 700 1550 630 30x40 250 250 1,5 150 70 10—28 10,5 Мэхани- чегкий выпря- митель 50 1100 400 1 680 1200
Рабочий стол перемещается в продольном направ-
лении по направляющим, выполненным в виде «ласточ-
кина хвоста», и получает возвратно-поступательное дви-
жение через червячную передачу. Последняя приво-
дится во вращение от фланцевого электродвигателя.
91
chipmaker.ru
Рис. 49. Кинематическая схема станка
мод. 4352:
7 — диск; 2 и 4 — маховички; 3 — пружинный бу-
фер; 5 и 6 — винты; 7 — рукоятка: 8, // и 12 —
клиноремениая передача; 9 — пружина; //> — винт;
13 и 14— электродвигатели; 15—16 — червячная
передача; 17 — рукоятка; 18 ~ эксцентрик; 19 —
гильза; 20 — шпиндель.
На валу червячного колеса посажен эксцентрик,
который сообщает рабочему столу движение в одном
направлении. Движение рабочего стола в другом на-
правлении осуществляется с помощью наружного буфе-
ра. Длина хода рабочего стола регулируется в пределах
20—30 мм. Число
колебательных дви-
жений стола в мину-
ту — пос.оянно.
При колебатель-
ном движении стола
винт ручной подачи
с ползушкой и сто-
ком скользит по на-
правляющим стани-
ны, как одно целое.
Продольное ручное
перемещение стола,
необходимое для
установки резцедер-
жателя, осуществ-
ляется винтом по-
средством махович-
ка, а точная уста-
новка резцедержа-
теля — рукояткой.
Рабочий стол снаб-
жен четырьмя Т-об-
разными пазами и
имеет установочное
ручное перемещение на длину до 250 мм. Подача рабо-
чей жидкости в зону заточки производится из бака с
помощью резиновых шлангов и сопла.
Защита от разбрызгивания обеспечивается алюми-
ниевым кожухом с резиновой шторкой, укрепленным на
каретке приводной головки. Для той же цели служит
прозрачный кожух с откидной передней стенкой, закры-
вающей полностью рабочий стол с установленным рез-
цедержателем.
Электрооборудование станка выполнено по схеме,
представленной на рис. 50.
Питание станка постоянным током производится от
92
сети переменного тока 220/380 в через селеновый выпря-
митель. Напряжение на выходе составляет 22 в при
токе 48 а.
Рабочий контур обеспечивает следующие режимы
работы: предварительный (19—20 в, 30—40 а), оконча-
Рис. 50. Электрическая схема станка мод. 4352:
/ — электродвигател1; 2 — насос; 3 — селеновые столбики; 4 и 6 — трансформаторы;
.5 — сигнальные лампы; 7 — пускатель; 8 — набор сопротивлений; 9 — электрощетка;
10 ~ диск; 1] — резец; 12 — контактное кольцо; 13 — электроизмерительные при-
боры.
тельный (18—20 в, 10—20 а) и доводочный (10—12 в,
4—6 а).
Для контроля за работой станка на неподвижном
кожухе приводной головки помещены измерительные
приборы и сигнальные лампы.
Станок мод. 4362. Анодно-механический станок
мод. 4362 (рис. 51) предназначен для заточки много-
93
chipmaker.ru
лезвийного твердосплавного инструмента: фрез, зенке-
ров, головок для скоростного фрезерования, сверл ит.д.
В станке амортизирована шпиндельная головка; само-
стоятельного осевого перемещения шпиндель не имеет.
Возможность заточки инструмента разных видов обес-
Рис. 51. Станок мод. 4362.
печивается наличием специальных приспособлений, уста-
навливаемых на столе станка. Станок может быть ис-
пользован как в серийном, так и в индивидуальном про-
изводстве.
Как видно из кинематической схемы (рис. 52) г диск
получает вращение от отдельного электродвигателя
через ступенчатые шкивы посредством клиновидного
94
ремня. Перемещение (подача) бабки в процессе за-
точки производится с помощью пружины, действующей
на ходовой винт. Перемещение шпиндельной бабки,
необходимое для настройки станка, а также для уста-
новки величины снимаемого припуска, производится
вручную. Для осуществления этого движения имеются
Рис. 52., Кинематическая схема станка мод. 4362:
1 и 3 — трехступенчатые шкивы; 2 — клиновидный ремень; 4— приводной двига-
тель; 5 — диск; 6 — кривошип; 7 — рейка; 8 — шестерня; 9 и 10 — маховики для
продольною и вертикального перемещений стола; 11 — конические шестерни; 12—
гайка; 13 — винт; 14 — шатун; 15 — червяк; 16 — двигатель для привода возврат-
но-поступательного движения стола; 17 — кулиса; 18 — маховик для поперечного
перемещения шпинделы ой головки; 19 и 20 — конические шестерни; 21 — ходовой
винт; 22 — амортизирующая пружина; 23 — гайка.
винт и гайка ходового винта, привод которых осуществ-
ляется маховиком через пару конических шестерен.
Подъем стола и его продольное перемещение осу-
ществляются вручную с помощью соответствующих ма-
ховиков. Для вертикального перемещения служат кони-
ческие шестерни, а также винт и гайка.
Продольное перемещение производится с помощью
реечной передачи. Эта же передача в процессе заточки
является механизмом, обеспечивающим возвратно-по-
ступательное движение стола, а следовательно и инстру-
мента, относительно диска. Для обеспечения такого
95-
chipmaker.ru
движения реечная шестерня получает колебательное
перемещение от кривошипа, соединенного с червячным
колесом.
Этот механизм имеет привод от отдельного электро-
двигателя. Регулировку величины колебаний стола осу-
ществляется изменением радиуса кривошипа. Включе-
ние стола на самоход производится кулачковой муфтой.
Шпиндельная головка представляет собой литую
чугунную коробку без боковых стенок. Шпиндель диска
покоится на двух радиально-упорных подшипниках.
Подача электролита производится по трубке, проходя-
щей через отверстие шпинделя. Для защиты подшипни-
ков от электролита на шпиндель устанавливаются
отражатели, а полости, окружающие подшипники, за-
полняются густым слоем смазки. Контактное кольцо
установлено на средней части шпинделя. Благодаря на-
личию двухскоростного двигателя и трехступенчатого
шкива шпиндель имеет 6 чисел оборотов в минуту (в
пределах 580—6000).
Перемещение шпиндельной бабки в направлении оси
шпинделя осуществляется по роликовым направляю-
щим, находящимся в специальной обойме.
Стунина выполнена в виде двух отливок коробчатой
формы. На переднем торце станины расположены вер-
тикальные направляющие в форме «ласточкина хвоста».
По ним передвигаются кронштейн и несущий стол с уста-
новленными на нем приспособлениями.
В переднем отсеке нижней части станины располо-
жен бак с рабочей жидкостью, а в заднем — селено-
вый выпрямитель. Боковая дверца обеспечивает свобод-
ный доступ к баку.
Осмотр и ремонт трансформатора и магазина сопро-
тивлений осуществляются через специальное окно в зад-
ней стенке. Окно закрывается алюминиевой крышкой.
Пусковая и защитная аппаратура размещена на панели.
Стол представляет собой чугунную отливку в форме
корыта, окаймленную кожухом из листового железа
с резиновыми шторками. Первая стенка кожуха выпол-
нена из плексигласа и может откидываться.
Управление станком сосредоточено на специальном
пульте, расположенном с левой стороны станка. Каждая
кнопка имеет соответствующую надпись, определяющую
назначение органа управления. Контроль за ходом про-
96
цесса осуществляется по приборной панели, помещенной
на дверце шпиндельной головки.
При помощи специальных ламп можно определить,
какая операция обработки производится в настоящий
момент.
Подаваемая с помощью насоса рабочая жидкость
попадает в корыто стола, откуда стекает по резиновому
шлангу в бак. Регулирование подачи жидкости произ-
водится с помощью пробкового крана.
Электрическая схема состоит из двух частей. В пер-
вую часть включаются трансформатор, селеновый вы-
прямитель сопротивления, затачиваемый инструмент,
а также аппаратура управления. Источником питания
станка является сеть трехфазного переменного тока.
Для преобразования переменного тока в постоян-
ный служит селеновый выпрямитель, который дает на
выходе напряжение 28 в при токе 48 а. Понижение на-
пряжения сети до величины, требуемой для питания
селенового выпрямителя, происходит в трехфазном
трансформаторе. Отпайки в первичной обмотке позво-
ляют регулировать выпрямленное напряжение от 10 до
27 в. Отпайки во вторичной обмотке предназначены для
компенсации старения селеновых столбиков.
На левой стенке станины станка установлен спе-
циальный переключатель на четыре положения. Он
изменяет число включенных витков первичной обмотки
трансформатора.
Станок мод. 4ФМ362 (рис. 53) предназначен для
предварительного шлифования профиля фасонных твер-
досплавных резцов. Профили резцов обрабатываются
методом двойного копирования: правочным резцом про-
филь наносится на заточной диск, а с диска переносится
на профилируемый резец.
На чугунный профильный диск, вращающийся с чи-
слом оборотов 1720 в минуту, подается резец. К диску
подводится отрицательный полюс источника постоян-
ного тока, а к резцу — положительный. Процесс обра-
ботки происходит в среде электролита (жидкое стекло
удельного веса 1,28—1,34), подаваемого в зону обра-
ботки.
Обработка профиля чугунного заточного диска про-
изводится дисковым фасонным резцом, изготовленным
из инструментальной стали. После получения фасонного
97
chipmaker.ru
Рис. 53. Станок мод. 4ФМ362:
станина с тумбой; 2 — шпиндельная бабка; 3 — приспособление; 4 — кронштейн; 5 — стол; 6 — панель с электроизмери-
тельными приборами.
98
профиля производят анодно-механическое шлифование,
при котором профиль с чугунного,диска переносится на
изготовляемый фасонный твердосплавный резец.
Весь профиль обрабатывается методом врезания
одновременно по всему периметру режущей кромки на
полную глубину профиля.
Поддержание рабочего давления между резцом и
диском осуществляется при помощи автоматического
регулятора подачи.
Станок состоит из следующих основных узлов: ста-
нины с тумбой, шпиндельной бабки, универсального
приспособления и кронштейна со столом. Станина вы-
полнена из двух частей — тумбы и собственно станины;
скрепленных болтами.
Внутри станины и тумбы размещено электрообору-
дование станка — селеновый выпрямитель, трансформа-
тор, панель электрооборудования и др., а также элек-
тродвигатель привода вращения шпинделя для правки
диска. В переднем отсеке тумбы размещается бак с
электролитом и электронасосом.
Шпиндельная бабка и электродвигатель привода
вращения шпинделя укреплены на верхней плоскости
станины. На передней ее плоскости крепится кронштейн
со столом.
Стол имеет относительно станины три координатных
перемещения. Для закрепления профилируемых и зата-
чиваемых резцов на столе станка устанавливается уни-
версальное приспособление. К столу крепится резиновый
шланг, по которому электролит переливается обратно
в бак.
Шпиндельная; бабка служит для крепления шпинде-
ля и обеспечения его вращения с числом оборотов 1720
или 16 в минуту, а также для подвода тока к шпинделю.
На переднем конце шпинделя крепится заточной
диск. Максимальный диаметр диска 240 мм, минималь-
ный (после износа) —150 мм. Диск снабжен кожухом
для предотвращения разбрызгивания рабочей жидкости.
Корпус бабки имеет направляющие, по которым пе-
ремещается суппорт, предназначенный для закрепления
правочных резцов и их подачи на диск при правке
последнего.
Устанавливаемое иа столе универсальное приспособ-
ление предназначено для закрепления затачиваемых рез-
99
chipmaker.ru
цов — круглых, тангенциальных и токарных. Подача за-
тачиваемого резца на диск регулируется автоматическим
регулятором в зависимости от состояния межэлектрод-
ного промежутка. Для наладки станка шпиндель может
поворачиваться вручную.
Подача электролита в зону обработки производится
из бака с отстойником через систему труб и специаль-
ное сопло. Управление станком сосредоточено на панели.
Рис. 54. Электрическая схема анодно-механического
станка мод. 4ФМ362.
Принципиальная электрическая схема станка
мод. 4ФМ362 приведена на рис: 54, Источник питания 1
представляет собой зависимый генератор импульсов,
обычно применяемый при анодно-механической обработ-
ке. Он состоит из понижающего трансформатора и селе-
нового двухполупер иодного выпрямителя. К источнику
питания присоединены дисковый вращающийся элек-
трод-инструмент 8 и обрабатываемый резец или фреза 9.
Подача в станке — автоматически регулируемая. Регу-
toa
лятором подачи является электродвигатель постоянного
тока, якорь 10 которого присоединен к электронно-ион-
нОму усилителю 7, а обмотка возбуждения 11 питается
независимо от какого-либо маломощного источника
постоянного тока.
Автоматический регулятор подачи реагирует на изме-
нение тока и напряжения. Сигналы тока и напряженья
снимаются со вторичных обмоток трансформаторов
тока 4 и напряжения 6 и поступают в усилитель 7.
Для настройки работы регулятора подачи служат
потенциометры 3 и 5. Изменение режима обработки про-
изводится регулированием величины тока при помощи
балластного сопротивления 2.
Вспомогательные электродвигатели для вращения
дискового электрода-инструмента, привода насоса для
подачи жидкости и второстепенные элементы схемы
управления на рис. 54 не показаны.
Для контроля работы станка и регулирования элек-
трического режима обработки служат вольтметр и ам-
перметр. Выходное напряжение на выпрямителе при
номинальной нагрузке равно 18—20 в,-длительно допу-
стимый ток — 80 а.
В схеме предусмотрены три режима работы, приве-
денные в табл. 14.
' Таблица 14
Режимы обработки на станке мод. 4ФМ362
Переходы Для ВКЗ Для Т15К6
и , XX в в и ю раб в в I раб в а R, в ом и , XX в в U А» раб в в Т А» раб в а в ом
Предва- рительный . 28 18—20 60—50 0,05 20 . 18—20 35—30 0,2
Оконча- тельный . . 20 12—14 35—30 0,1 20 12—14 35—30 0,1
Доводка. 14 10—12 15—10 0,2 14 10—12 10—8 0,3
Станок обеспечивает профилирование и заточку рез-
цов следующих типов:
а) автоматные фасонные резцы: круглые с!— 52 й
101
chipmaker.ru
68 мм, шириной от 5 до 60 мм-, плоские тангенциальные
и радиальные шириной от 5 до 60 мм, длиной от 5 до
110 мм\
б) токарные фасонные резцы сечением от 8X8 до
25X40 мм, длиной от 50 до 200 мм.
На станке мод. 4ФМ362 можно производить обработ-
ку наружных фасонных профилей различных деталей из
труднообрабатываемых сплавов.
Техническая характеристика станка
Наименьшее и наибольшее расстояния Лт оси
шпинделя до рабочей поверхности стола, в мм 130 и 300
Площадь рабочей поверхности стола (длина X
ширина), в мм............................. 200 X 800
Наибольшие перемещения стола, в мм:
продольное ............................'. . 300
поперечное...................... 150
вертикальное.................... 170
Наименьший и наибольший диаметры шли-
* фовального диска, в мм ......... . 150 и 240
Число оборотов диска в минуту:
при правке........................................ 16
при шлифовании . . . .'............... 1720
Выпрямитель:
длительно допустимый рабочий ток,
в в............................. 80
напряжение при номинальной на-
грузке, в в..................... 18—20
мощность, в кет........................ 1,4
питающее напряжение, в в .... 220/380
потребляемая мощность, в кет ... 6
Мощность (в кет) электродвигателей привода:
для правки диска....................... 2,8
для профилирования резцов .... 1,7
для подачи инструментальной го-
ловки .......................... 0,024
Габариты станка (длина X ширина X высота),
в мм ...................................... 1575 X 2255 X 1640
Вес станка, в кг........................... 1200
Станок мод. АМЗО-1М. В течение последних лет про-
водились производственные испытания полуавто-
матического поточно-позиционного заточного станка
мод. АМЗО-1М (рис. 55). Этот станок существенно отли-
чается по конструкции и технологическим возможностям
от широко распространенных анодно-механических
заточных станков.
Пуск, процесс заточки и остановка станка автомати-
102
зироваиы. В станке применены шариковые суппорты, эле-
ктромеханическая скользящая система, ванна новой кон-
струкции с защитным кожухом из органического стекла,
заточной чугунный диск с четырехзаходной спиралью,
амортизатор в узле подачи суппорта, специальные саль-
ники, защищающие подшипники от электролита, и ряд
других усовершенствований.
Рис. 55. Общий вид заточного станка мод. АМ30-1М.
Число оборотов шпинделя, установленного в преци-
зионных подшипниках, увеличено до 6000 в минуту.
Станок — многопозиционный, что позволяет одновре-
менно обрабатывать до 6 резцов, значительно сокращая
удельные затраты вспомогательного времени и машин-
ное время.
Применив несложное приспособление, устанавливае-
мое на электромагнитном столе, на этом станке можно
103
chipmaker.ru
выполнять также резание, плоское и круглое шлифо-
вание, фасонную заточку и другие операции.
В станке АМЗО-1М применены электромеханическая
следящая система и программирование последователь-
ности переходов с одного режима на другой при помощи
реле времени. Производительность анодно-механической
заточки при этом резко повышается. Одновременно вне-
сенные технологические усовершенствования улучшили
и качество заточки инструмента.
Рис. 56'. Комплект сменных державок для крепления резцов.
Полный цикл заточки осуществляется не за 3 пере-
хода, как в обычных анодно-механических заточных
станках (предварительный, окончательный, доводка), а
за 15 переходов, что придает станку большую техноло-
гическую гибкость и универсальность.
Существенной особенностью технологического про-
цесса обработки на этом станке явилось также приме-
нение измененного состава электролита, изготовленного
на основе содового жидкого стекла.
На станке АМЗО-1М была разработана технология
заточки и доводки резцов, оснащенных твердыми спла-
вами марок ВК8, Т5К10 и Т15К6, сечениями до 30 X
Х45 мм.
Станок снабжен комплектом сменных державок для
крепления резцов при многопозиционной заточке
(рис. 56). Державки обеспечивают установку резцов
под необходимыми углами заточки. Для обработки каж-
дого типоразмера резца необходимо 6 державок.
Установка резцов в державках производится с по-
мощью специального приспособления (рис. 57).
104
Отличительной особенностью обработки резцов на
стайке АМЗО-1М, кроме упоминавшейся выше много-
ступенчатости, является повышенная скорость заточ-
ки— 50—60 м/сек вместо 18—20 м/сек на обычных за-
точных анодно-механических станках и повышенная
плотность тока.
Резцы, оснащенные твердым сплавом ВК8, обраба-
тываются при напряжении (на электродах) 19—20 в
для начальной ступени (при 80 ма/мм2) и 3—4 в — для
конечной (при 12—15 ма/мм2). Для резцов, оснащенных:
твердыми сйлавами Т5К10 и Т15К6, соответственно: на-
Рис. 57. Приспособление для установки резцов.
пряжение холостого хода — 20—22 в, рабочее напряже-
ние первой ступени (черновой) — 13—15 в при 50 ма/мм2
и на заключительной (чистовой) ступени 4—6 в — при
20—25 ма/мм2.
Производительность станка (средний съем твердого
сплава) при рабочем напряжении 19—20 в и соответ-
ствующем рабочем токе (80 ма/мм2 — для сплава ВК8 и
50 ма/мм2 — для сплавов Т5КЮ и T15F.0) составляет
1,3 г твердого сплава в минуту.
Чистота поверхности резцов, заточенных на станке
АМЗО-1М, находится в пределах 8—10-го классов по*
ГОСТ 2789—59, а стойкостное испытание резцов сече-
нием 20 X 20 мм, оснащенных твердым сплавом марки
ВК8, произведенное при скорости резания v = 165 м/мин,.
подаче s = 0,15 мм/об и глубине реза t— 1 мм, показа-
ло 4—6-кратное увеличение износостойкости по сравне-
нию с такими же резцами, заточенными абразивным;
способом.
105>
chipmaker.ru
Станок для заточки резцов мод. NKA. польским ин-
ститутом станков и обработки резанием разработан
анодно-механический станок для заточки т'вердосплав-
ных резцов (рис. 58). Электрическая ч^сть станка
встроена в станину. От разбрызгивания электролита
предусмотрена тщательная защита.
Рис. 58. Станок мод. NKA.
Питание постоянным током осуществляется от мо-
тор-генераторной установки. Подача затачиваемого рез-
ца на диск — ручная. Стол имеет механическое осцилли-
рующее движение от отдельного привода. Заточка рез-
щов осуществляется на трех режимах — предварительном,
•окончательном и доводочном, переключаемых кнопочной
станцией.
Й06
Техническая характеристика станка
Наибольший размер затачиваемого разца, в мм 20X30
Наибольшая глубина заточки с одной установ-
ки, в мм ................................. 5
Диаметр заточного диска, в мм............... 220
Число оборотов в минуту..................... 2060
Диапазон изменения усилий подачи, в кг . . . . 2—20
Напряжение на электродах, в в............... 24
Наибольший рабочий ток, в а................. НО
Габариты станка, в мм . . . ................815X964 X 1460
Вес, в кг................................... 1000
Полуавтомат АФГ-3. Для анодно-механической за-
точки твердосплавных торцовых фрез диаметром от 50
до 500 мм был модернизирован абразивный станок
ФГ-3367, получивший впоследствии название полуавто-
мата АФГ-3.
Полуавтомат АФГ-3 (рис. 59) состоит из следующих
основных узлов: станины, делительной головки, в оправ-
ке которой закрепляется затачиваемая фреза, заточной
головки, в шпинделе которой закрепляется заточной
диск, узлов продольной и поперечной тгодичи, э-тектри-
ческой части, систем подачи электролита, вентиляции и
защитного кожуха.
Техническая характеристика станка
Диаметр затачиваемой фрезы, в мм .... 50—500
Число зубьев -затачиваемой- фрезы...... 2—48
Наибольшая длина зуба, в мм ........ 60
Ход каретки заточной головки, в мм .... 8—40
Скорость возвратно-поступательного движе-
ния заточного диска, в дв. ход/мин .... 50
Перемещение делительной головки, в мм . . 300
Вертикальное перемещение заточной голов-
ки, в мм ................. 40
Угол поворота заточной головки в верти-
кальной плоскости, в град............' ±20
Число оборотов шпинделя заточной головки,
в об/мии............................. 2850
Угол поворота заточной головки в горизон-
тальной плоскости, в град............ ±90
Диаметр заточного диска, в мм •........ 180
Габариты станка, в мм.................... 1000X1200X1400
Вес, в кг............................. 1200
107
chipmaker.ru
Полуавтомат АФГ-3 в процессе заточки автоматиче-
ски совершает следующие циклы работы:
1) ускоренный ход делительной головки на заточной
диск до появления тока в цепи диск — фреза;
2) регулирование подачи при жестком режиме обра-
ботки в течение времени, необходимого для съема задан-
ного припуска;
Рис. 59. Полуавтомат АФГ-3 для анодно-ме-
ханической заточки фрезерных головок.
3) прекращение подачи и переход на мягкий режим
обработки в течение заданного времени;
4) ускоренный ход назад делительной головки;
5) поворот фрезы, складывающийся из двух движе-
ний: вращение по часовой стрелке на угол больший, чем
расстояние между зубьями, и вращение против часовой
стрелки (доведение зуба до упора)..
Точность ограничения подачи, которая определяет
108
точность заточки, обеспечивается электрическим кон-
тактным устройством.
Кинематическая схема полуавтомата (рис. 60) со-
стоит из нескольких изолированных друг от друга
звеньев. Для упрощения кинематики полуавтомата
синхронизация работы отдельных узлрв осуществляется
электрической схемой.
Рис. 60. Кинематическая схема станка АФГ-3.
Затачиваемая торцовая- фреза 3 закрепляется в шпин-
деле делительной головки. Поворот фрезы (деление на
зуб) и фиксирование зуба относительно упора осуществ-
ляются при помощи делительного устройства, которое
приводится в движение от электродвигателя 14 через
четырехступенчатый редуктор, муфту обгона 15 и кони-
ческие шестерни 1 и 2.
Продольная подача делительной головки осуществ-
ляется двигателем через червячные редукторы 12 и 13
и маточную гайку 11. Контакт' 4, расположенный на
109
chipmaker.ru
упоре, ограничивает подачу делительной головки вперед,
а контакт винта 10 — назад.
Заточной диск 5 приводится в движение электродви-
гателем 6. Этот же электродвигатель через червячный
редуктор 7 и эксцентрик 8 сообщает диску возвратно-
поступательное движение.
Перемещение заточной головки в направлении, пер-
пендикулярном оси подачи, производится вращением
винта 9.
Все узлы полуавтомата АФГ-3 смонтированы в ста-
нине, которая представляет собой чугунную отливку ко-
робчатой формы, разделенную перегородками на 5 от-
секов. Верхняя плита станины 'имеет отделение, в кото-
ром производится заточка.
'На базирующих поверхностях верхнего торца стани-
ны установлены два стола — продольный и поперечный.
На продольном столе размещена делительная головка.
В верхней части головки находится шпиндель, в кото-
ром закрепляется затачиваемая фреза.
Механизм поворота (деления) фрезы на зуб состоит
из электродвигателя, редуктора и муфты обгона и тре-
ния.
Двигатель мощностью 25 вт рассчитан на напряже-
ние постоянного тока ПО в с номинальным числом обо-
ротов 3600 в минуту. Вал электродвигателя через муфту
соединяется с редуктором, передаточное число которого
равно 1600.
Ведомая шестерня прикреплена к ведущей полумуф-
те трения и обгона. Ведущая полумуфта имеет выемку,
в которой закреплены стальные плитки. На плитках
лежат ролики, отжимающиеся от полумуфты штифтами.
В радиальных отверстиях полумуфты скользят тормоз-
ные текстолитовые пальцы.
При заточке необходимо обеспечить прижим зуба
фрезы к упору. Это осуществляется непрерывным вра-
щением муфт головки, которые усилием трения увле-
кают фрезу, доводя зуб до упора, и удерживают фрезу
в нужном положении.
При изменении направления вращения якоря двига-
теля происходит заклинивание роликов, и фреза пово-
рачивается от jrtiopa на угол, несколько больший, чем
угол между зубьями фрезы. После того как сработает
реле времени, направление вращения якоря двигателя
ПО
меняется, фреза поворачивается, и следующий зуб дово-
дится до упора.
В случае затягивания заточным диском зуба со ско-
ростью большей, чем скорость-движения ведущей полу-
муфты, также произойдет заклинивание роликов обгон-
ной муфты, что предохранит от поломки двигатель за-
точной головки.
Заточная головка станка АФГ-3 (рис. 61) состоит и»,
диска, двигателя, редуктора, стола и механизмов воз-
вратно-поступательного движения.
Рис. 61. Заточная головка станка АФГ-3.
В качестве статора и ротора двигателя использованы
детали асинхронного электродвигателя АЛ-32-4, пере-
мотанного на 2840 об/мин. После перемотки мощность
двигателя увеличилась до 1,4 кет.
Для защиты обмоток и подшипников электродвига-
теля от попадания электролита передняя крышка его
имеет ряд концентричных колец. Между неподвижными
кольцами вращаются кольца опорного фланца, на кото-
ром имеются приливы. При вращении вала электродви-
гателя приливы создают охлаждающий поток воздуха
вдоль корпуса электродвигателя.
Второй конец вала электродвигателя является червя-
ком редуктора. Весь редуктор собран в силуминовом
корпусе, который одновременно является крышкой элек-
тродвигателя. На валике червячного колеса закреплен
эксцентрик, вокруг которого может вращаться фланец с
пальцем. Перемена положения фланца изменит эксцен-
трицитет пальца и расположенного на нем подшипника.
Электродвигатель с диском и редуктором располо-
111
chipmaker.ru
зкен на плите. Возвратно-поступательное движение элек-
тродвигателя и диска осуществляется на шариках, кото-
рые установлены между направляющими стола.
Стол с кареткой поворачивается в вертикальной пло-
скости в направляющих станка. Привод винта подачи
производится от электродвигателя по схеме автоматиче-
ского регулирования подачи.
Электрическая схема полуавтомата имеет несколько
цепей различного назначения, которые обеспечивают
процесс съема при заточке, синхронизацию отдельных
элементов кинематики, управление и сигнализацию.
В процессе освоения полуавтомата АФГ-3 установле-
ны рациональные режимы заточки фрез. При предвари-
тельной заточке, когда осуществляется основной съем
твердого сплава, ток должен быть 7 = 90—100 а, при
окончательной заточке 7=10—15 а, а скорость съема
твердого сплава марки ВК8 соответственно будет равна
350—370 и 15—20 мм3!мин.
При существующей технологии предварительной под-
готовки резцов для сборки торцовых фрез величина при-
пуска под. обработку составляет в среднем 400 мм3.
Так как время окончательной заточки одного резца
равно 0,5 мин., то средняя, скорость съема, отнесенного
ко всему времени заточки, составляет 240—270 мм3!мин.
Один заточник может обслужить несколько таких
полуавтоматов.
ГЛАВА IV
СТАНКИ ДЛЯ АНОДНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ
ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ
12. Общие сведения
Анодно-механическая чистовая обработка не полу-
чила еще такого широкого промышленного применения,
как анодно-механическая резка ниш шлифование. Одна-
ко ряд достоинств этого вида обработки металлов и
сплавов открывает широкие перспективы внедрения его
в производство.
Для процесса анодно-механического шлифования,
как и для обычного (абразивного) шлифования, харак-
терно понижение производительности (скорости съема
металла) и повышение чистоты обработки.
Для уменьшения производительности процесса пони-
жается плотность тока. Характер зависимости между
скоростью съема металла и анодной плотностью тока
показан на рис. 62. Начальный участок а—б кривой
характеризуется съемом металла за счет электро-
химического растворения. С повышением плотности тока
(участок б—в), а также с увеличением напряжения
свыше 10—12 в в результате возникновения электротер-
мических процессов съем металла начинает увеличи-
ваться, а чистота поверхности — снижаться. Следова-
тельно, для чистовой анодно-механической обработки
зона анодных плотностей тока лежит в основном в пре-
делах начального участка рассматриваемой кривой.
Анодно-механическая чистовая обработка электро-
113
chipmaker.ru
нейтральным инструментом имеет ряд специфических
особенностей. Здесь происходят только электрохимиче-
ский и механический процессы, электротермические
явления не возникают.
На рис. 63 показана схема процесса анодно-механи-
ческого притирочного шлифования, а на рис. 64 — анод-
но-механического отделочного шлифования. Рабочая
Рис. 62. Зависимость скорости съема металла от
анодной плотности тока.
жидкость непрерывно заполняет промежуток между
анодом (обрабатываемой деталью) и пластиной катода.
Возникающая на обрабатываемой поверхности под дей-
ствием электрического тока пленка (состоящая в основ-
ном из продуктов растворения обрабатываемого метал-
ла) непрерывно удаляется абразивным бруском или
другим электронейтральным инструментом.
Характер движения инструмента, положение обраба-
тываемой детали или ее движение в рассматриваемых
процессах ничем не отличаются от тех же элементов при
механическом притирочном и отделочном шлифовании.
Что же касается удельного давления инструмента, то
оно значительно ниже, чем при механической обработке.
114
Анодно-механическое шлифование электронейтраль-
ным инструментом осуществляется наиболее эффективно
тогда, когда скорость механического удаления пленки
приближается к скорости ее образования, а удельное
давление инструмента обеспечивает снятие всего слоя
продукта растворения.
Режимы обработки и качество поверхности в значи-
тельной степени зависят от физико-химических и меха-
нических свойств образующейся пленки. Так, например,
недостаточно прочная пленка может вообще размывать-
ся струей электроли-
та. С другой сторо-
ны, прочность плен-
ки должна быть ни-
же прочности обра-
батываемого метал-
ла для того, чтобы
усилия для удаления
пленки и износ ин-
струмента были наи-
меньшими. Свойства
образующейся плен-
ки зависят от обра-
батываемого мате-
риала, применяемой
рабочей жидкости и
электрического ре-
жима (главным об-
разом напряжения).
Поскольку обра-
зование продуктов
растворения при
электрохимических
Рис. 63. Схема процесса анодно-механи-
ческогоДпритирочиого шлифования
отверстия:
] — катодная пластина; 2 — брусок; 3 — прити-
рочная головка; 4 — электролит; 5— деталь;
6 — направляющий брусок.
процессах подчиняется закону Фарадея, съем металла
зависит от применяемой плотности тока на амоде и от
электрохимического эквивалента обрабатываемого ме-
талла.
Следует также отметить, что при определенных усло-
виях, когда инструмент, кроме снятия пленки, обеспечи-
вает еще и снятие слоя металла, суммарный съем может
быть значительно большим.
Характеристика анодно-механической чистовой обра-
ботки металлов и сплавов приведена в табл. 15.
chipmaker.ru
Таблица 15
Характеристика процессов анодно-механической чистовой
обработки металлов с исправлением или сохранением
макрогеометрии, полученной на предыдущей операции
Качество обработки
Род инстру- мента Наименование операции Характеристика процесса класс точно- сти класс чи- стоты по- верхности (ГОСТ 2789—59)
ческий ин- струмент — катод Электро- нейтраль- ный инст- румент; специаль- ные катод- ные пла- стины Шлифе- ванне: а) наруж- ных цилин- дрических поверхно- стей; б) внут- ренних ци- линдриче- ских повер- хностей; в)плоско- стей; г) тел вращения Лритироч-. ное шли- фование: а) внут- ренних ци- линдриче- ских повер- хностей; б) наруж- ных цилин- дрических поверхно- стей Доводка размеров к чистоты поверхности металлическими круга- ми или инструментом специальной формы с применением водного раствора жидкого сте- кла Движения обрабаты- ваемой детали и инст- румента те же, что при абразивном шлифова- нии. Значения парамет- ров электрического ре- жима (напряжение, плотность тока) изме- няются в зависимости от требуемой чистоты поверхности Доводка размеров и чистоты поверхности путем взаимосвязанно- го вращательного ивоз- вратно-поступательно- го перемещения голов- ки с брусками из абра- зива или специального материала. Рабочая жидкость состава, вы- бираемого в зависимо- сти от обрабатываемо- го материала ' 2—3 2—3 1—2 , 6—7 (черно- вое шли- фование) 9—10 (чисто- вое шлифо- вание) 9-11
116
Продолжение табл. 15
Род инстру- мента Наименование операции X арактеристика процесса Качество обработки
класс точно. сти класс чи- стоты по- верхности (ГОСТ 2789-59)
То же Отделоч- ное шли- фование наружных цилиндри- ческих по- верхностей Доводка размеров и получение высокой чи- стоты поверхности пу- тем быстрого колеба- тельного движения брусков из мелкозер- нистого абразива или специального материа- ла и вращения обраба- тываемой детали. Рабо- чая жидкость состава, выбираемого в зависи- мости от обрабатывае- мого материала 1 10-12
Рис. 64. Схема процесса анодно-механического отде-
лочного шлифования:
1 — деталь; 2 — электролит; 3 — катод; 4 — вибратор; 5 — суппорт;
б — абразивный брусок.
Основные технологические характеристики анодно-
механического шлифования металлическим и электро-
нейтральным инструментом приведены в табл. 16.
117
chipmaker.ru
Таблица 16
Основные технологические характеристики
анодно-механического шлифования
Показатели Черновое Чистовое Отделоч- ное Притироч- ное
Род тока Напряжение источника питания, в в Напряжение на электро- дах (рабочее), в в ... . Плотность тока, в а/с^м2 Рабочий ток, во.... Скорость перемещения электродов, в м/сек . . . Удельное давление, в кг/см2 . . т Электролит Класс чистоты поверхно- сти Относительный износ диска, в % (по весу) . . 20—24 16-20 8—15 Определ 20—30 0,5—1,5 Водные | жидкогс 6—7 1—2 Посте 18—20 14—16 3—7 яется пл менного 20—30 0,5—1,5 Растворы стекла 8—10 1—2 янный 6—24 0,5—1,2 ощадью контакта 0,5-1,0 0,5—5 Водные г COJ 10—12 0—1 12—24 10—20 0.5—1 одновре- 30 1,0—1,5 >астворы ей 9—11 0—2
За последнее время разработана и внедрено в про-
изводство электрохонинговаиие для чистовой обработки
отверстий. Схема электрохонингования приведена на
рис. 65. При электрохонинговании в качестве электро-
лита применяются водные или неводные растворы раз-
личных солей, кислот и оснований.
Выбор электролита зависит от электрохимических
свойств обрабатываемых металлов и сплавов.
В качестве инструмента при электрохонинговании
применяются абразивные бруски или притиры. Наиболее
удобным и дешевым материалом для притиров является
древесина липы.
В зависимости от свойств обрабатываемого металла
и электролита процесс анодного растворения может про-
исходить как непрерывно, так и с образованием на аноде
пассивной пленки, которая замедляет или приоста-
навливает дальнейшее растворение анода. Следователь-
но, когда необходимо получить высокую производитель-
ность, нужно применять электролиты, которые обеспе-
118
чивают непрерывное растворение анода с высоким
выходом по току. В этом случае в качестве инструмен-
тов целесообразно применять абразивные бруски такой
же характеристики, как и при обычном хонинговании.
В зависимости от зернистости абразивных брусков чи-
стота обработанных поверхностей лежит в пределах
8—10-го классов.
Получение более высокого класса достигается при-
менением электролитов, которые на обрабатываемых
поверхностях образуют пассивные пленки. В этом слу-
чае применяются специальные притиры, способные на
Рис. 65. Схема электрохонингования:
Z — деталь; 2 — головка; 3 — абразивный брусок.
своей поверхности удерживать измельченный абразив.
В электролит вводится порошкообразный абразив, кото-
рый находится в нем во взвешенном состоянии. В этом
случае чистота обработанных поверхностей достигает
14-го класса, но производительность обработки значи-
тельно снижается.
Электрохонингование может осуществляться как на
постоянном, так и на переменном токе. Производитель-
ность обработки на постоянном токе значительно выше.
В качестве источников тока используются низко-
вольтные генераторы постоянного тока и селеновые или
механические выпрямители.
При внедрении процесса электрохонингования мож-
но использовать обычные хонинговальные головки и
станки. Модернизация станка заключается в изготовле-
нии простых устройств для подачи электролита и пита-
ния постоянным током.
Головка для электррхонингования (рис. 66) должна
иметь регулируемую подачу брусков. Анодно-механиче-
ское хонингование целесообразно применять в тех слу-
119
чаях, когда механическая обработка затруднена или
совсем невозможна.
Производительность абразивного хонингования зави-
сит и от механических свойств обрабатываемого мате-
риала и от соотношения размеров рабочей поверхности
абразивных брусков и обрабатываемой поверхности. Чем
меньше диаметр обрабатываемого отверстия и больше
его глубина, тем ниже производительность.
Рис. 66. Пневматическая головка для электрохонингования:
1 и 4 — направляющие из изоляционного материала; 2 и 3 — катод; 5 — резиновая
трубка; 6 — абразивные бруски.
Так как при электрохонинговании используется
одновременно электрохимическое и механическое воз-
действие на обрабатываемую поверхность, производи-
тельность этого процесса выше, чем при обычном хонин-
говании. Точность обработки зависит как от электриче-
ских, так и от механических факторов. Поэтому регули-
рование точности обработки при электрохонинговании
сложнее, чем при обычном хонинговании.
Электрические режимы электрохонингования могут
изменяться в широких пределах: напряжение — от 3 до
30 в; плотность тока — от 0,1 до 10 а/см2 (наиболее
применимая плотность тока — от 0,2 до 1 а/см2).
120
Механические режимы — постоянство удельных дав-
лений и скорость движения инструмента — могут изме-
няться в тех же пределах, что и при обычном хонинго-
вании, в зависимости от механических свойств обраба-
тываемого материала.
При обработке деталей небольших размеров подача
электролита в рабочую зону осуществляется обычной
эмульсионной помпой.
Электрохонингование нашло применение при обра-
ботке отверстий в деталях из твердых сплавов и трудно-
обрабатываемых металлов. Применяется также при чи-
стовой обработке канала ствола охотничьих ружей.
13. Станки для шлифования
Промышленность не изготовляет специальных стан-
ков для анодно-механической чистовой обработки ме-
таллов. По мере развития этого способа электрообра-
ботки отдельные институты совместно с заводами раз-
рабатывают конструкции станков с учетом возможно
более полного использования основных узлов суще-
ствующих металлообрабатывающих станков.
Практика показала, что для анодно-механической
чистовой обработки могут быть использованы с некото-
рой переделкой станки для притирочного и доводочного
шлифования, а также точные токарные, шлифовальные
и другие станки.
Так, например, незначительные изменения электриче-
ской схемы и конструкции круглошлифовального станка
мод. ЗГ-12 и пополнение его некоторыми узлами дают
возможность использовать этот станок для анодно-меха-
нической чистовой обработки, сохранив вместе с тем его
основные функции абразивного станка.
Станок мод. ЗГ12-АМ. Для аноднотмеханического
шлифования наружных и внутренних цилиндрических и
конических поверхностей промышленность выпускает
универсальный круглошлифовальный станок мод.
ЗГ12-АМ. Он представляет собой’’ переоборудованный
универсальный круглошлифовальный станок мод.
ЗГ12-М, в котором изменен ряд узлов (шлифовальная и
задняя бабки и бабка изделия). Кроме того, добавлены
новые узлы — пульт управления, кожух для защиты от
электролита, насос для подачи электролита.
121
cer.ru
На станке можно шлифовать детали из любых ста-
лей и твердых сплавов с точностью 2-го класса при
чистоте поверхности до 7-го класса. Наибольший диа-
метр наружного шлифования—150 мм, внутреннего —
50 мм.
Станок мод. АМЧ-1. Анодно-механический станок
мод. АМЧ-1 (рис. 67) создан путем переделки универ-
сального круглошлифовального станка мод. ЗГ-12. Он
Рис. 67. Станок мод- АМЧ-1.
предназначен для чистовой анодно-механической обра-
ботки наружных и внутренних цилиндрических и кони-
ческих поверхностей, а также торцовых плоскостей
с одной установки детали.
Станок сохраняет универсальность, присущую стан-
му мод. ЗГ-12. Точность обработки соответствует 2-му
классу при чистоте поверхности в пределах 8—10-го
классов.
122
Техническая характеристика станка
Высота центров, в мм............100
Диаметр наружной обработки, в мм:
наименьший...................8
наибольший...................150
Диаметр внутренней обработки, в мм:
наименьший....................8
наибольший...................50
Наибольший диаметр торцовой об-
работки, в мм .......... 100
Число оборотов в минуту......... 45—70—115—175—275—450
Число оборотов в минуту круга
для наружной обработки.........1000
Число оборотов в минуту внутри-
шлифовального шпинделя........ 4500
Поперечная подача шлифовальной
бабки, в мм.....................150
Продольное перемещение стола,
в мм............................300
Поперечная подача шлифовальной
бабки, в мм:
наименьшая.....................O,Od25
наибольшая............-. . . . 0,04
Длительно допустимый рабочий ток,
в a ............................48
Мощность электродвигателей, в кет 5,3
Габариты станка, в мм........... 2880 X 1680 X 1700
Вес станка, в кг................1700
Переоборудование станка мод. ЗГ-12 для чистовой
анодно-механической обработки заключается в осна-
щении его устройством для подачи рабочего тока на
обрабатываемую деталь, инструментом-катодом, вибра-
ционной головкой, соплом-катодом, баком для электро-
лита и измерительными приборами постоянного тока.
Для перенастройки станка на абразивную обработку
указанные устройства снимаются, что легко осуществ-
ляется в короткое время.
Электрощеточное устройство служит для передачи
рабочего тока на обрабатываемую деталь и монтируется
на хвостовике шпинделя передней бабки (рис. 68). Ток
через щетку поступает на контактное кольцо, которое
находится на втулке, увеличивающей вылет шпинделя,
а затем на обрабатываемую деталь. Для защиты от меха-
123
chipmaker.ru
нических повреждений электрощеточное устройство снаб-
жено кожухом.
Металлический инструмент-катод применяется при
анодно-механическом шлифовании, когда надо снять
большие припуски металла. Он представляет собой вра-
щающийся металлический диск (рис. 69), который мон-
тируется на шпинделе шлифовальной бабки станка вме-
сто абразивного круга.
Ступица с рабочим диском через изоляционную втул-
ку крепится на шпинделе шлифовальной бабки. Стакан
при помощи резьбы закрепляется на ступице рабочего
диска. В торце стакана находится контанктная пробка,
передающая ток от щетки на рабочий диск. Корпус
токоснимающего устройства закреплен на предохрани-
тельном кожухе и изолирован текстолитовым кольцом.
Катод-сопло (рис. 70) применяется при анодно-меха-
нической чистовой обработке наружных цилиндрических
и торцовых поверхностей и работает во> взаимодействии
с абразивным кругом, который снимает пленку, обра-
зующуюся при анодном растворении.
С помощью кронштейна катод-сопло крепится на
'шлифовальной бабке станка. Установленная в крон-
штейне стойка позволяет перемещать катод-сопло в вер-
тикальном направлении и закреплять в требуемом поло-
жении специальным винтом. В ползушке закреплен’тру-
бопровод в форме угольника. В торцовой части трубо-
провода на/штуцер навертывается камера, имеющая в
нижней части щель А, через которую рабочая жидкость
попадает в зону обработки. В камере с помощью
•барашка укрепляется сменный профильный катод.
Регулирование подачи рабочей жидкости произво-
дится краном, изготовленным из изоляционного мате-
риала. Электрический ток подводится к соплу провод-
ником; контакт с трубопроводом достигается при
помощи болта.
Отделочная головка предназначена для анодно-ме-
ханической чистовой обработки наружных цилиндриче-
ских поверхностей способом анодного растворения. Она
работает во взаимодействии с катодом-соплом, обеспе-
чивая съем анодной пленки.
Головка (рис. 71) крепится на шпинделе шлифо-
вальной бабки с помощью кронштейна, служащего осно-
ванием. Ползун, который движется в направляющих,
124
в-в
Рис. 69. Инструмент-катод:
7 _ контактная рамка; 2 — токоснимающее устройство; 3 — кольцо; 4 — контактная
пробка; 5 — ступица; 6 — изоляционная втулка; 7 — шпиндель шлифовальной бабки;
8 — кожух.
125
chipmaker.ru
имеет на конце оправку для установки шлифовального
бруска. Давление бруска на обрабатываемую поверх-
ность регулируется пружиной и винтом. Фиксация пол-
зуна в нерабочем (отведенном) положение осуществ-
ляется рычагом.
Рис. 70. Катод-сопло:
/ — кронштейн; 2 — стойка; 3 — специальный зажим; 4 — ползуш!{а. $_болт* 6_
электропровод; 7 — трубопровод; 8 ~ пробковый кран; 9 — ручка ’ яна. in —’шту-
цер; 11 — камера; 12— барашек; 13 — катод. 1 ’ у
На кронштейне крепится электродвигатель, который
через пару шестерен и эксцентрик сообщает подвижной
части головки движение вдоль обрабатываемой поверх-
ности. Упор с лимбом позволяет установить ход бруска,
а следовательно и заданную величину съема металла.
Щит с приборами постоянного тока служит пультом
управления рабочим током. Он крепится на Шлифоваль-
ной бабке между электродвигателем станка и шпинде-
126
лем. На лицевой стороне щита находятся амперметр,,
вольтметр, рукоятка переключения рабочего тока с ка-
тода на рабочий диск, а также его отключения и питаю-
щая розетка для подключения инструмента-катода.
Электрооборудование станка состоит из рабочей цепи
постоянного тока и вспомогательной цепи переменного
тока. Цепь постоянного тока выполнена в соответствии
со схемой, представленной на рис. 72. При разработке
принципиальной схемы цепи переменного тока было
максимально использовано электрооборудование станка
мод. ЗГ-12.
В соответствии с технологическими требованиями
анодно-механической чистовой обработки электрическая
схема станка мод. АМЧ-1 сделана более гибкой, чем в
станке мод. ЗГ-12. Так, например, электрическая схема
последнего предусматривает одновременную работу при-
вода гидравлики и насоса для подачи эмульсии. В стан-
ке мод. АМЧ-1 управление насосом и приводом гидрав-
лики производится раздельно, так как при обработке
торцовых поверхностей цилиндров гидравлическая
подача не требуется.
Станок мод. АМЧ-Г оборудован двумя насосами типа
П-22: для подачи эмульсии при абразивной обработке
и для подачи рабочей жидкости при анодно-механиче-
ской обработке. Электрическая схема его предусматри-
вает управление всеми электродвигателями с помощью
одной кнопочной станции. Для включения и отключения
электродвигателей насосов и гидравлики на станке уста-
новлены пакетные выключатели 1ВП-ЗВП.
Как уже отмечалось выше, на станке АМЧ-1 произ-
водится шлифование металлическим диском и доводка
электронейтральным инструментом (абразивными кру-
гами, брусками).
Схема анодно-механического шлифования металли-
ческим диском приведена на рис. 73. К диску, электри-
чески изолированному от шпиндельной бабки, подведен
отрицательный полюс постоянного тока, а к обрабаты-
ваемому инструменту — положительный полюс. В зону
обработки через трубопровод подается электролит.
Шлифование наружных цилиндрических поверхностей
производится образующей диска, а торцовых поверх-
ностей — торцом диска.
Для равномерной подачи электролита ко всем
127
chipmaker.ru
128
участкам обрабатываемой поверхности на образующей
и торцовой поверхностгх диска прорезают канавки.
Рис. 72. Схема цепи постоянного тока мод. АМЧ-1:
/ • и 5 — щетки; 2 и 6 — контактные кольца; 3 — шпиндель перед-
ней бабки; 4 — шпиндель шлифовали ой бабки- / — вольтметр;
8 — амперметр; 9 — шунт; 10— переключатель.
Рис. 73. Схема ано дно-механического шлифо-
вания металлическим диском:
1 — диск; 2 — трубопровод: 3 — деталь} 4 — подвод поло-
жительного полюса; 5 —подвод отрицательного полюса.
На станке АМЧ-1 можно производить профилирова-
ние фасонного твердосплавного инструмента специаль-
ными фасонными дисками. Технологический процесс
анодно-механического шлифования и профилирования
129
chipmaker.ru
твердосплавного инструмента во многом сходен с про-
цессом заточки режущего инструмента на анодно-меха-
нических станках.
Рис. 74. Схема анодно-механической доводки:
а — цилиндрических поверхностей: б — торцовых по-
верхностей: I — абразивный круг: 2 — трубопровод;
3 — катод: 4 — обрабатываемая деталь.
Одним из условий обеспечения на станках мод.
АМЧ-1 высокой чистоты обработанной поверхности яв-
ляется правильный выбор окружной скорости диска.
Практически установлено, что профилирование фрез со
скоростью диска 30 м!сек позволяет полупить чистоту
поверхности по 8—9-му классам.
130
Схема анодно-механической доводки на станке
ЗГ12-АМ приведена на рис. 74. К обрабатываемому ин-
струменту через шпиндель станка и электрощетку под-
водится положительный полюс постоянного тока, а к
обрабатывающей детали — отрицательный полюс. Ка-
тод на определенном расстоянии частично окружает по-
Рис. 75. Схема процесса анодно-механической
доводки отделочной головкой:
I — головка; 2 — трубопровод; 3 — катод; 4 — обрабатывае-
мая деталь.
верхность детали. В зазор между катодом и деталью
подается электролит.
В процессе прохождения детали под катодом проис-
ходит растворение обрабатываемой поверхности и обра-
зование на ней тонкой пленки, обладающей механиче-
ской прочностью и электрическим сопротивлением. Для
обеспечения непрерывного процесса растворения метал-
ла образующуюся пленку необходимо удалять. Это осу-
ществляется поперечной подачей абразивного круга зер-
нистостью 80—120. Величина поперечной подачи уста-
навливается по лимбу поперечного винта.
Данный способ доводки обеспечивает чистоту по-
верхности по 8—10-му классам.
Анодно-механическая доводка отделочной головкой
(рис. 75) с применением абразивных брусков зернисто-
стью 400 и выше обеспечивает чистоту поверхности по
131
chipmaker, ru
10—11-му классам. При доводке твердосплавного ин-
струмента скорость вращения абразивного круга выби-
рается в пределах 20—30 м!сек. На производительность
Процесса скорость вращения круга существенного влия-
ния не оказывает.
Давление абразивного круга на обрабатываемую по-
верхность легко контролируется по показаниям ампер-
метра. При недостаточном давлении, а следовательно
неполном удалении анодной пленки ток уменьшается.
Плотность тока колеблется в пределах 0,3—0,5 а/см2.
14. Станки для притирочного и отделочного
шлифования
Схема станка для притирочного шлифования. Для
анодно-механического притирочного шлифования отвер-
стий могут быть использованы обычные притирочно-
шлифовальные станки, подвергшиеся небольшой модер-
низации. На рис. 76 показана схема притирочно-шлифо-
вального станка с гидравлическим приводов, пере-
оборудованного для анодно-механической обработки.
Станок дополнен устройствами: для подвода тока к
шпинделю станка; для подвода тока к обрабатываемой
детали; для подачи рабочей жидкости, а также щитом
управления с электроприборами и источником питания
электрическим током.
В ряде случаев для подачи рабочей жидкости может
быть использована без каких-либо изменений система
пофачи'обычного Притирочно-шлифовального станка-.
Если работа производится на вертикальном прити-
рочно-шлифовальном станке, оборудованном для анод-
но-механической обработки, то подвод тока осуществ-
ляется по схеме, приведенной на рис. 77. Ток подводится
от генератора к контактным пластинам, изолированным
от стола станка. От обрабатываемой детали, соприка-
сающейся с контактными пластинами, ток через рабо-
чую жидкость проходит к катодным пластинам прити-
рочной головки, имеющей дополнительные откидные
провода. При жестком креплении головки к шпинделю
станка и отсутствии шарниров в гибких откидных про-
водах нет надобности.
От катода ток направляется к контактной трубе, со-
132
I
Рис. 76. Схема модернизированного
притирочно-шлифовального станка:
I — подача электролита; 2 — подвод тока ' X
шпинделю станка; 3 — притирочная головка;
4 — подвод тока к обрабатываемой детали.
вершающей совместно со шпинделем станка возвратно-
поступательное вращательное движение. Токосъемные
щетки, облегающие контактную трубу, дают возмож-
ность току пройти через реостат К отрицательной клем-
ме генератора. Кон-
троль электрическо-
го режима осущест-
вляется с помощью
амперметра и вольт-
метра, установлен-
ных на щите упра-
вления.
Головки для анод-
но - механического
притирочного шли-
фования внутренних
цилиндрических по-
верхностей несколь-
ко отличаются от
обычных притироч-
ных головок. Между
абразивными брус-
ками помещаются
пластины катодов из
алюминия или меди
и пластмассовые на-
правляющие бруски-
Во избежание нару-
шения контактов в
шарнирах головки
для передачи тока
применяются гибкие
откидные , провода.
При подаче рабочей
жйдкости непосред-
ственно через шпин-
дель станка конст-
рукция головки не-
сколько усложняется добавочными сальниками, а также
специальными отверстиями и щелями в ее корпусе. <
При установке головки должно быть обеспечено
сближение абразивных брусков .« регулирование рабо-
чего удельного давления этих брусков в пределах 1—-
133
r.ru
3 кг!см2. Особое внимание следует обращать на доста-
точно точное концентричное расположение рабочей по-
верхности катодов относительно рабочей части абразив-
ных брусков. Нарушение этого требования в головках
без специальных направляющих пластмассовых брусков
может вызвать короткое Замыкание между головкой и
обрабатываемой деталью и привести к ее порче.
При анодно-механической обработке отверстий, как
и при обычном притирочном шлифовании, инструментом
являются абразивные бруски на керамической связке
Рис. 77. Схема подвода тока:
1 — электролит; 2 — катод; 3 — контактная труба; 4 т0_
косъемная щетка; 5 — провод; б — обрабатываемая детааь.
7 — контактные пластины; 8~ изоляционные пластнны’
9 — стол станка; /О — реостат.
зернистостью 400. Могут быть также использованы лю-
бые материалы, обладающие достаточной износоустой-
чивостью, способные.снимать пленку с обрабатываемой
поверхности и обеспечить получение необходимой чи-
стоты поверхности.
Анодно-механическое притирочное шлифование от-
верстий применяется после чистого и тонкого растачи-
вания, развертывания и шлифования. Вначале? снимают-
ся гребешки, имеющие высоту 0,01—0,02 мм\ съем ме-
талла слоем порядка 0,03 мм по диаметру продолжает-
ся при соответствующем электрическом режиме не бо-
лее 25 сек.; далее, после сглаживания гребещков, съем
134
сопротивления в цепи вызывает
Рис. 78. Расположение катодных пла-
стин в обрабатываемом отверстии:
/ _ деталь; 2 — катодная пластина; 3 — брусок /
а — наружный диаметр катодной пласт ины
S — зазор между пластиной и деталью.
замедляется, и снятие 0,02 мм по диаметру требует уже
не менее 30 сек. Следовательно, продолжительность сня-
тия припуска 0,05 мм по диаметру составляет 55—60 сек.
При повышении плотности тока процесс может быть
ускорен и проведен за 25—30 сек.
Изменение величины зазора б между обрабатывае-
мой поверхностью и катодной пластиной (рис. 78) резко
влияет на производительность процесса. С уменьшением
зазора электрическое сопротивление слоя электролита
уменьшается. Падение
повышение плотности
тока, что, в свою оче-
редь, приводит к уве-
личению интенсивности
съема металла.
В табл. 17 приве-
дены скорости съема
металла и расход аб-
разива при притироч-
ном шлифовании с на-
ложением тока и без
него.
Эти данные получе-
ны пр» обработке чугу-
на после чистового
растачивания абразив-
ными брусками зерни-
стостью 400.
Съем пленки проис-
ходит, как правило,
при «засаленных» брус-
ках. Но могут быть выбраны такие условия обработки
(повышенные удельное давление и окружная скорость
инструмента), при которых одновременно со снятием
пленки используется и абразивное действие брусков.
При этом производительность процесса соответственно
увеличится,'но чистота обработанной поверхности будет
в данном случае такой, какая достигается на том же ме-
ханическим режиме при обычном притирочном шлифо-
вании.
С помощью анодно-механического притирочного шли-
фования за одну операцию после чистового растачива-
ния может быть получена чистота поверхности 9—11-го
классов.
135
chipmaker.ru
Таблица 17
Обработка чугуна без наложения и с наложением тока
Наименование операции Скорость съема металла (по диаметру)» в мм [мин Расход абра- зива на 1 г снятого металла Класс чистоты поверхности по ГОСТ 2789—51
Притирочное шлифование 0,04 0,17 9
Анодно-механическое при- тирочное шлифование . 0,05 0 11
Как видно из данных табл. 17, при равных условиях
(одинаковый механический режим, абразивы и т. д.)
анодно-механическое притирочное шлифование обеспе-
чивает более высокую чистоту поверхности.
Если при анодно-механическом шлифовании метал-
лическим диском увеличение интенсивности съема ме-
талла сопровождается понижением чистоты поверх-
ности, то при анодно-механической доводке электроней-
тральным инструментом это не наблюдается.
Схема станка для отделочного шлифе ания. Длявы-
выполнения операции анодно-механического отделочно-
го шлифования могут быть использованы станки для
обычного отделочного шлифования, точные токарные,
шлифовальные и др. Незначительная их модернизация
заключается в придании им устройств для подвода тока
и электролита. Такая модернизация позволяет произво-
дить на одном и том же станке обработку как с нало-
жением тока, так и без него.
Электрическая схема модернизированного станка от-
делочного шлифования, приведена на рис. 79. Рабочая
цепь состоит из генератора и вращающейся обрабаты-
ваемой детали, присоединенной через щетку и контакт-
ное кольцо к положительному полюсу, а также электро-
да-катода, изолированного от массы станка и присое-
диненного через реостат к отрицательному полюсу гене-
ратора. Электроизмерительные приборы установлены на
щитке управления.
На схеме показано также направление колебатель-
ных движений электронейтрального инструмента, снима-
ющего пленку с обрабатываемой поверхности.
136
Питание током осуществляется от низковольтного
(6—24 в) источника постоянного тока. Величина тока
генератора обусловливается размерами одновременно
находящейся под током обрабатываемой поверхности из
расчета 0,5—1,0 а на 1 см2 поверхности.
Для анодно-механического отделочного шлифования
наружной цилиндрической поверхности могут быть ис-
пользованы суппорты отделочно-шлифовальных станков,,
отделочные головки к токарным или шлифовальным
станкам, а также специальные приспособления.
Рис. 79. Электрическая схема стайка для анодно-механического
отделочного шлифования:
7 — деталь; 2 —брусок; 3 — щетка; 4 — контактное кольцо; 5 — электролит;
6 — катод; 7 — изоляционная пластина; 8 — реостат.
На существующем суппорте или отделочной голов-
ке монтируется катод-пластина с насадкой для подачи
рабочей жидкости. Катодные пластины могут быть из-
готовлены из алюминия или меди (в зависимости от со-
става рабочей жидкости). Положение катода-пластины
должно быть выверено относительно оси центров, а рас-
стояние его от обрабатываемой поверхности (радиаль-
ный зазор) должно быть не менее 0,5 леи.
Насадка для подачи рабочей жидкости соединяется
гибким шлангом с системой подачи охлаждающе-сма-
зывающей жидкости.
Перемещение головки во время обработки и колеба-
137
chipmaker.ru
тельные движения инструмента осуществляются точно
так же, как и при обычном отделочном шлифовании.
Смонтированное на станке приспособление должно
обеспечить возможность регулирования удельного дав-
ления брусков на обрабатываемую деталь в пределах
0,25—5,0 «г/см2, возвратно-поступательное движение ин-
струмента с малой амплитудой (2—4 мм) и частотой
Рис. 60. Схема подачи электролита:
« — насадкой с желобчатым успокоителем; б — насадкой со специальным козырьком
1 — сборник; 2 — щель; 3 — деталь; 4 — катодная пластина; 5 — насадка.
колебаний 400—600 в минуту, а также продольную'по-
дачу вдоль всей обрабатываемой поверхности.
При анодно-механической обработке, так же как
и при отделочном шлифовании, инструментом, могут
служить мелкозернистые абразивные бруски. Исполь-
зуются и другие износоустойчивые материалы, способ-
ные снимать анодную пленку и обеспечивать получение
поверхности высокой чистоты. Щель между установлен-
ной на суппорте станка катодной' пластиной и обраба-
тываемой деталью в процессе работы должна непре-
рывно заполняться рабочей жидкостью. Для подачи ее
используются обычные системы подачи охлаждающе-
138
Таблица 18
Режимы и показатели анодно-механического отделочного шлифования деталей из чугуна и стали
(рабочая жидкость —0,2 концентрации нормального раствора)
съема ме- диаметру) IMUH с наложе- нием тока <£> S - СО О »-м Примечание. Число колебаний инструмента — 500 в минуту; амплитуда колебаний — 5 мм; абразив- ные бруски —из карборунда на керамической связке.
Скорость Абразивные бруски ,, талла (по и н Удельная произво- в мк снятого металла зерни- твердость на 1 г абразива - стость по рок’ без тока веллу пряжение 6 в 400—ЛЛЛ 1 ЙО—ЯЛ ЙЙ _ • > 1 со S3 S 1 S 1 й апряжение 6 в Износ ™ абразива 400 60 * 0 0 400 60 То же 0
Плотность тока, в а1см* 1 г‘1-5'0 ВИ —Я OJ О 7 с ь ток — н; 0,5 ю о
Удельное давление ннстру- I мента, в кг/см* ЯИНЫЙ 1 1-5 I 0,5-5 : е н н ы й 1,5 »—*
Окружная скорость обрабаты- ваемой детали, в м1сек Пос то: 0,5-1 7 и: с ь 1 Перем ,-и 7 »—*
Обрабатываемый материал Чугун Сталь марки 40 ... . Чугун Сталь марки 40 ...
139
chipmaker.ru
смазывающей жидкости, имеющиеся «а металлорежу-
щих станках.
Обязательным условием нормального течения про-
цесса обработки является непрерывное и равномерное
обтекание рабочей жидкостью участка обрабатываемой
поверхности, обращенного к катодной пластине. Несоб-
людение этого,условия приводит к колебаниям величи-
ны тока в электрической цепи, образованию необрабо-
танных участков на детали, искажению ее формы и раз-
меров.
На рис. 80 схематически изображены насадки, обес-
печивающие надежную подачу рабочей жидкости. Про-
изводительность насоса для подачи рабочей жидкости
подбирается из расчета 0,05 л/мин на 1 см2 обрабатыва-
емой поверхности, находящейся под током.
Анодно-механическое отделочное шлифование на-
ружных цилиндрических поверхностей может приме-
няться после операции чистового и тонкого обтачива-
ния, а также шлифования. Режимы и показатели анод-
но-механического отделочного шлифования приведены в
табл. 18.
ГЛАВА V
СТАНКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОАБРАЗИВНОЙ
ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ
15. Описание способа
За последние годы разработана новая технология
высокочистовой обработки труднообрабатываемых ста-
лей и твердых сплавов абразивными кругами, проводя-
щими электрический ток. Отличие этого способа от чи-
стовой анодно-механической обработки заключается в
том, что используется только одйн инструмент — элек-
тропроводный абразивный круг, являющийся одновре-
менно и катодом и инструментом, удаляющим анодную
пленку.
Электроабразивная чистовая обработка позволяет
получить 11—12-й классы чистоты поверхности с-зер-
кальным блеском при обработке деталей йз твердых
сплавов. Производительность процесса достигает 20—
25 ммъ1мин.
Схема процесса. Электроабразивная обработка осно-
вана на электрохимическом растворении твердого спла-
ва при одновременном механическом удалении продук-
тов растворения из зоны обработки. Схема работы элек-
троабразивного круга приведена на рис. 81. Абразивные
зерна круга 1 выступают из электропроводной связки 2,
создавая межэлектродный промежуток. Электрический
ток, проходя через слой электролита, которым заполнен
межэлектродный промежуток, растворяет металл на по-
верхности 3 обрабатываемой детали. При вращении кру-
141
chipmaker.ru
га абразивные зерна удаляют анодную пленку 4 и увле-
кают частицы электролита, непрерывно обновляя его в
прианодном пространстве.
В процессе работы абразивные зерна изнашиваются,
и промежуток между деталью и электропроводной связ-
кой круга уменьшается.
Через тонкий слой электролита пробивается элект-
рический ток и возникает разряд, приводящий к выго-
ранию графита и бакелита и восстановлению прежней
величины промежутка.
Разрушенные поверхностные слои твердого сплава
легко снимаются абразивными зернами круга, и при не-
большом удельном давлении
(0,5—1,0 кг!см2) обеспечивают-
ся достаточно высокая стой-
кость шлифовального круга и
чистота поверхности. Расход
электроабразива не превышает
50—100% от веса снятого
твердого сплава, тогда как при
обычной заточке твердосплав-
ных инструментов расход кар-
бида кремния составляет 400—
600% от веса снятого ме-
талла.
Схема электроабразивной
Рис. 81. Схема работы элек-
троабразивного круга.
обработки приведена на
рис. 82. Электропроводный абразивный круг 2 при по-
мощи скользящего контакта / соединен с, отрицатель-
ным полюсом источника постоянного тока. Затачивае-
мый инструмент 3 через реостат 4, позволяющий регули-
ровать ток в цепи, соединяется с положительным полю-
сом. В зону обработки подается электролит. Электро-
абразивный круг вращается со скоростью V = 20—
30 м/сек, а затачиваемый инструмент совершает воз-
вратно-поступательное движение. Напряжение постоян-
ного тока регулируется потенциометром 5. Электриче-
ские режимы обработки контролируются амперметром
и вольтметром.
Электролит. В качестве рабочей жидкости приме-
няется водный раствор бура>1 удельного веса 1,008—
1,01 г!см\ Удельный вес электролита периодически про-
веряется ареометром. По мере испарения воды концен-
142
трация раствора увеличивается и в электролит следует
добавлять воду.
При длительной работе на поверхности жидкости со-
бирается большое количество графита, который следует
периодически удалять.
Для приготовления электролита кристаллическая бу-
ра из расчета 15—20 г на 1 л растворяется в горячей
воде. Затем раствор выливается в бак и разводится до
нужной концентрации водопроводной водой.
Рис. 82. Схема электроабразивной обработки.
В качестве электролита применяется и раствор жид-
кого стекла удельного веса 1,36 г/см3. Снижение удель-
ного веса жидкого стекла до 1,24 уменьшает его клею-
щие свойства, что улучшает условия эксплуатации, од-
нако глубина дефектного слоя на режимах теплового
действия тока при этом увеличивается на 10—20%, а
скорость съема твердого сплава падает на 20—30%.
При электроабразивной притирке конуса матрицы в
качестве электролита применяется 10%-ный водный
раствор NaCl.
Электрические режимы обработки. Электроабразив-
иую обработку следует вести на постоянном токе, так
как при переменном токе производительность снижается
вдвое, а износ круга возрастает в несколько раз.
143
chipmaker.ru
Питание станков постоянным током осуществляется
ют селенового или механического выпрямителя или гене-
ратора, напряжение которого без нагрузки не должно
превышать 30—32 в. Максимальный ток при обработке
обычно не превышает 30—50 а. Наименьшее напряже-
ние составляет 7—8 в. Повышение напряжения вызы-
вает пропорциональное увеличение тока, но ухудшает
чистоту обработанной поверхности.
Практика показала, что в большинстве случаев для
обеспечения высокой точности размеров и чистоты по-
верхности не ниже 10-го класса достаточно вести обра-
ботку на двух режимах. При предварительной доводке
для получения наибольшей производительности напря-
жение должно быть наибольшим, но не превышать 30—
32 в. Для получения более высокой частоты поверхности
на режимах окончательной доводки напряжение следует
снижать до 12—15 в. Для предварительной доводки ре-
комендуется плотность тока 25—30 а) см2, а для оконча-
тельной доводки—около 5 а!см2, поэтому в цепь необхо-
димо включать сопротивление 1,5—2 ом.
Основные технологические характеристики электро-
абразивной обработки твердосплавной матрицы на стан-
ке АМОМ-1 приведены в табл. 19.
Таблица 19
Технологические характеристики електроабразивной
обработки матрицы
Наименование операции Припуск на обработку, в мм, (на сторону) Число оборотов шпинделя в минуту Число двой- ных ходов инструмента R MUMVTV J J Напряжение, в в Ток, в а
перед- ней бабки шлифо- вальной бабки
Анодно-меха- ническая обра- ботка распушки 3000 12—15 5—8
Электроабра- зивное шлифова- ние конуса . . . 0,25—0,4 3 000 3 000 60—8С 30 20—22
Электроабра- зивная доводка конуса 0,02—0,03 3000 3000 60—8С 15—20 12—15
Электроабра- зивная притирка конуса 0,002—0,004 3000 — 60—8С 12—15 «
144
Удельное давление и окружная скорость. Большое
влияние на .производительность электроабразивной об-
работки оказывает удельное давление круга {диска)..
Величина давления практически контролируется элект-
рическими режимами процесса. Зависимость интенсив-
ности съема от удельного давления при прочих равных
условиях представлена на рис. 83.
Оптимальным следует считать давление 2—2,5 кг/см2.
При уменьшении его межэлектродный промежуток уве-
Рнс. 83. Зависимость интен- Рис. 84. Зависимость интенсив-
сивности съема металла от ности съема металла от окружной
давления. скорости абразивного круга.
личивается, следовательно, ток и интенсивность съема
металла значительно снижаются, а чистота поверхности
ухудшается, так как под оставшейся анодной пленкой
происходит растравливание металла.
Работа при давлениях, в 2—3 раза превышающих
оптимальное, возможна, но точность обработки снижает-
ся, а производительность процесса увеличивается незна-
чительно.
При давлении выше 10 кг/см2 нормальное течение
процесса нарушается, производительность падает, а на
обработанной поверхности возникают пятна, искажаю-
щие ее геометрическую форму.
Зависимость между интенсивностью съема металла
и окружной скоростью электроабразивного круга приве-
дена на рис. 84. Повышение окружной скорости увели-
чивает интенсивность съема металла. При скорости
15 м/сек и выше скорость съема металла остается по-
стоянной, так как анодная пленка в этом случае уда-
ляется полностью, что также подтверждается появле-
нием зеркального блеска на обработанной поверхности.
145
chipmaker.ru
Оптимальной окружной скоростью следует считать
15—30 м/сек. В этом интервале скоростей электроабра^
.зивная обработка протекает нормально, а модернизация
станков упрощается, так как станки для анодно-механи-
ческой обработки электроабразивным кругом могут
быть использованы без переделки их кинематики и по-
сле модернизации не утрачивают своих основных функ-
ций.
’ Область применения. Новая разновидность анодно-
механической обработки с применением электроабрази-
вов находит всё большее распространение в отечествен-
ной и зарубежной промышленности. Электроабразив-
ную обработку целесообразно применять при шлифова-
нии деталей, изготовленных из твердых сплавов, при
высоких требованиях к чистоте поверхности и точности.
Внедрение электроабразивной доводки твердосплав-
ных калибров позволило повысить чистоту поверхности
с 8 до 10-го класса, повысить точность их изготовления,
сократить брак, механизировать процесс доводки и сни-
зить трудоемкость обработки в среднем на 20%.
На специальных станках АМОМ-1 или модернизи-
рованных для электрообрабогки внутришлифовальных
станках производится обработка матриц. Новый техно-
логический процесс обработки вытяжных и волочильных
твердосплавных матриц обеспечивает возможность ме-
ханизации .процесса, высокую точность, чистоту поверх-
ности в пределах 10—11-го классов и повышение произ-
водительности в несколько раз.
В зарубежной практике электроабразивная обработ-
ка находит широкое применение при заточке твердо-
сплавных инструментов. При обработке шлифов из твер-
дых сплавов она позволяет отказаться от применения
алмаза. Шлифы обрабатываются на станках для анод-
но-механической заточки без какой бы то ни было их пе-
ределки. Производительность труда при этом повы-
шается.
16. Электропроводные абразивные инструменты
Электропроводные абразивные инструменты изготов-
ляются из электрокорунда и зеленого карбида кремния
на бакелитовой связке. Электропроводность инструмен-
тов обеспечивается добавкой графита, пропиткой рас-
146
плавленным свинцом или изготовлением специальных
-стальных или медных дисков.
В зарубежной практике находят применение элек-
тропроводные алмазные круги.
I рафитизированные абразивные круги. Наилучшие
результаты показали круги, изготовленные по -следую-
щей рецептуре (в весовых частях):
Электрокорунд Зернистостью 100—120 .... 100
Увлажнитель — жидкий бакелит вязкостью 5 сек. 15
Графит серебристый чешуйчатый.................100
Пульвэрбс елит в 13.<огть.о ЗЭ сех.............40
Изготовление кругов не требует специального обору-
дования и может Сыть осуществлено в условиях завод-
ских абразивных мастерских.
При изготовлении графитизированных кругов шлиф-
зерно и графит перемешивают вручную до получения
однородной смеси; смесь увлажняется бакелитовым ла-
ком, затем вновь тщательно перемешивается до полного
равномерного увлажнения и протирается через сетку
№ 24—36. Протертая шихта просушивается при темпе-
ратуре 20—30° в течение 8 час. с периодическим пере-
мешиванием; при раздавливании пальцами просушен-
ная шихта должна рассыпаться. После просушки ее про-
тирают через сетку № 24—36. Полученную смесь фор-
муют в металлических пресс-формах на гидравлическом
прессе в круги требуемых размеров. Объемный вес сы-
рых кругов должен составлять 1,9—2,0 г!см5. После фор-
мовки круги подвергают бакелизации по 13-гчасовому ре-
жиму с выдержкой при 180° в течение 3 час. Круги
могут изготовляться и на жидком бакелите.
Электропритиры. Электропритиры изготовляются из
электрикорундовых кружков зернистостью 80 путем их
пропитки расплавленным свинцом. Пропитка абразив-
ных кружков свинцом производится при помощи при-
способления (рис. 85), которое состоит из сварного кор-
пуса 1, воронки 2 и резьбовой втулки 3 с ввинченным в
нее болтом.
Подлежащие пропитке абразивные круги насажива-
ются на металлический стержень и между ними прокла-
дывается размоченный в воде асбест толщиной 2—3 мм.
В горловину воронки вставляется сменная втулка, внут-
147
chipmaker, ru
ренний диаметр которой соответствует внутреннему диа-
метру отверстия абразивного круга. Стержень с наса-
женными кругами вводится в приспособление. После их
установки с помощью болта стержень извлекается, и
приспособление вводится в муфельную печь 4, где кру-
ги нагреваются до температуры 500—6001 Затем при-
способление извлекается из электропечи, а расплавлен*
Рис. 85. Приспособление для пропитки свинцом
абразивных кружков.
ный в отдельном сосуде свинец заливается в воронку.
Протекая через сменную втулку в отверстия кругов,
свинец заполняет поры круга и затвердевает в них.
В корпусе приспособления имеются продольные щели,
через которые вытекает избыток расплавленного свинца.
Круги для обработки матриц. Для обработки ци-
линдра рабочего канала матриц без наложения тока
абразивные круги изготовляются из одной весовой ча-
сти зеленого карбида кремния зернистостью 100—120 и
0,07 весовой части пульвербакелита. Перед приготов-
лением смеси абразивный порошок должен быть увлаж-
148
нен 0,03 весовой части жидкого бакелита вязкостью 10—
15 сек. Прессование кругов производится в металличе-
ской пресс-форме при давлении не более 50 кг/см2.
Бакелизация кругов после прессования осуществ-
ляется в шкафах с электрическим подогревом. Скорость
повышения температуры составляет 30—45° в час. Мак-
симальная температура 180°. Выдержка при температуре
180° — в течение 2—3 час.
Рис. 86. Электроабразивные диски для заточки инстру-
мента.
Электропроводные абразивные диски. Электроабра-
зивный способ обработки применяется и для заточки
твердосплавных режущих инструментов. В качестве
электропроводного круга применяются специальные дис-
ки — плоские и чашечные. Плоские диски (рис. 86, а) ис-
пользуются для многих работ по шлифованию и заточке
твердосплавных режущих инструментов. Изготовляются
они следующим образом.
На торце чугунного заточного диска нарезается двух-
заходная спиральная канавка для абразивной массы.
149
chipmaker.ru
Для ее удержания на дне этих канавок прорезаются бо-
ковые пазы глубиной 0,5 мм. Для приготовления абра-
зивной массы используется зеленый карбид кремния
зернистостью 100—150; его просеивают, сепарируют,
промывают в растворе хлористого натрия (или калия),
а затем в воде (до полного удаления щелочи) и просу-
шивают при температуре 50—60°.
На 100 г зеленого карбида кремния берется 5 г про-
каленного мела и после тщательного перемешивания до-
бавляется бакелитовый лак; затем масса вторично тща-
тельно перемешивается и протирается через сетку
№ 24—36.
После обезжиривания чугунного заточного диска в
его спиральные канавки закладываются картонные про-
кладки, а приготовленная абразивная масса плотно вма-
зывается в эти канавки. Сушка абразивной массы про-
исходит при комнатной температуре в течение 8 час., а
затем в термостате при температуре от 160 до 280° в те-
чение 2 час.
Изготовленные таким образом плоские диски при-
меняются на обычных заточных станках для заточки
твердосплавных режущих инструментов. Рабочей жид-
костью служит масло МС-1 или МК-
Абразивная масса должна выступать над чугунной
частью диска на величину зазора, необходимого для
нормального протекания электрического процесса.
Заточка- стружколомательных канавок на твердо-
сплавных инструментах производится с помощью чашеч-
ных дисков, которые представляют собой медные коль-
ца, армированные абразивной массой (рис. 86, б). Для
армирования колец в них сверлится ряд отверстий по
спирали, которые и заполняются абразивной массой.
При заточке канавок чашечный диск работает торцом,
и по мере его износа в работу вступают всё новые и но-
вые абразивные части, выступающие «ад металлом дис-
ка на величину межэлектродного промежутка. Чистота
обработанных таким способом поверхностей соответ-
ствует 9—10-му классам.
Электропроводные алмазные круги. За последнее
время в зарубежной промышленности уделяют внимание
применению анодно-механического способа при заточке
и доводке твердосплавных инструментов. Представляет
интерес одна из разновидностей анодно-механической
150
Рис. 87. Последовательность
процессов изготовления
алмазного круга.
заточки на комбинированном металлоабразивном круге.
Сущность способа заключается в том, что разрушен-
ный действием электрического тока твердый сплав ме-
ханически снимается алмазной крошкой шлифовального
круга. Основным элементом этого процесса является
шлифовальный круг, представляющий собой механиче-
скую основу е укрепленным в ней тонким слоем алмаз*
ной кро/пки. Технология изго-
товления подобного круга сле-
дующая:
1) изготовляется стальное
кольцо, нижняя и верхняя пло-
скости которого строго парал-
лельны друг другу (рис. 87, а);
2) на верхнюю плоскость
кольца наносится тонкая плен-
ка клеющего вещества (рис.
87,6);
3) на эту пленку уклады-
ваются алмазные зерна, а за-
тем производится нагревание
до затвердевания клеющего
вещества (рис. 87,в);
4) поверх алмазных зерен
гальваническим способом на-
носится слой никеля; верхняя
плоскость шлифуется парал-
лельно нижней (рис. 87,г);
5) к слою никеля при-
варивается или припаивается
ступица шлифовального круга
стальное кольцо при этом отламывается и обнажает
©дин ряд алмазных выступов, расположенных на одном
уровне (рис. 87, е);
6) никелевая основа растворяется электролитиче-
ским способом на величину А, равную 0,0175 мм; эта ве-
личина представляет собой зазор, который поддержи-
вается между деталью и кругом в процессе обработки;
7) однослойные круги должны быть установлены без
биения, в противном случае при правке их после уста-
новки можно снять весь слой алмазов. В круге делаются
четыре отверстия под болты для крепления на шпинде-
ле. Когда болты затянуты, установка круга контроли-
(рис. 87, д); первое
15)
chipmaker, ru
Дуется с помощью индикатора; если имеются провалы,
то в ближайшем месте во вспомогательные отверстия
устанавливаются болты, которые выравнивают круг. Это
рбеспечивает точную и быструю установку кругов без
правки.
Концентрация алмаза в таких кругах выше обычно
принимаемой, что предотвращает непосредственный кон-
такт детали и круга. Частицы алмаза должны распола-
гаться не слишком близко друг к другу, чтобы не пре-
пятствовать прониканию электролита в промежуток
между деталью и кругом.
17. Станки для электроабразивной обработки
Специально для электроабразивной обработки наша
промышленность выпускает только станки мод.
АМОМ-1 для изготовления твердосплавных матриц.
Другие же работы выполняются на обычных станках,
подвергшихся .незначительной модернизации. При этом
кинематика станка остается без изменений. Модерниза-
ция заключается в устройстве подвода постоянного тока
к шлифовальному кругу и обрабатываемой детали, а
также в изоляции отдельных узлов от станины для пред-
отвращения коротких замыканий.
Станки должны работать с применением электроли-.
та, т. е. иметь бак емкостью не менее 30—?40 л с насосом
йроизводительностью 10—15 л/мин. Электролит должен
омывать электропроводный круг по всей ширине в месте
его соприкосновения с обрабатываемой деталью. На
станках необходимы кожухи для защиты от брызг элек-
тролита.
Для доводки гладких твердосплавных пробок модер-
низируются круглошлифовальные станки.
Для безразмерной доводки лекальных твердосплав-
ных плоскостей сборных калибров пространственного
Намерения модернизируются плоскошлифовальные стан-
ки с прямоугольным столом, работающие периферией
круга.
, Для доводки твердосплавных скоб и вкладышей мо-
дернизируются специальные скобошлифовальные станки.
Электроабразивная заточка и доводка твердосплав-
ных режущих инструментов может производиться на
К2
анодно-механических станках или на модернизирован-
ных заточных станках. .
Станок мод. АМОМ-1 предназначен для комплексной
обработки вытяжных и волочильных твердосплавных
матриц с диаметром цилиндрической части рабочего ка-
нала от 8 до 35 мм. Технологический процесс включает
Рис. 88. Схема выполнения технологических операций при обработ-
ке матрицы на станке мод. АМОМ-1.
в себя анодно-механическую, электроабразивную и аб-
разивную обработку матриц.
Из схемы выполнения отдельных операций при обра-
ботке матрицы на станке мод. АМОМ-1 видно, что об-
работка распушки (рис. 88, а) производится анодно-
механическим способом металлическим электродом-ин-
струментом, имеющим форму усеченного конуса.
Обработка конуса рабочего канала (рис. 88, б) осу-
ществляется электроабразивным кругом. Операция со-
стоит из двух переходов — шлифования и доводки. Оба
они выполняются по одной схеме и различаются только
электрическими режимами обработки. Электроабразив1
ная доводка обеспечивает чистоту поверхности конуса
153
chipmaker.™^—ц _го классов с характерным для этого способа об-
работки зеркальным блеском поверхности.
Рис. 89. Общий вид станка мод. АМОМ-1.
Для обработки цилиндрической части рабочего кана-
ла (рис. 88, в) используется абразивный круг из зеле-
ного карбида кремния зернистостью 100—120 «а баке-
154
литовой связке. Точность обработки — 2-й класс, а чи-
стота поверхности — 10-й класс.
Обработка торцовых поверхностей стальной обоймы
матрицы (рис. 88, г) производится также абразивным
способом. В качестве инструмента применяются круги
4К50Х25Х 13 марки ЭБ60СМ2К.
Основными узлами станка мод. АМОМ-1 (рис. 89)
являются нижняя и верхняя станины и передняя и шли-
фовальная бабки.
Техническая характеристика станка
Наименьший и наибольший диаметры обработки рабо-
чего цилиндра матрицы, в мм ........... 8и35
Наибольший наружный диаметр обоймы матрицы, в мм 60
Наибольшая высота обоймы, в мм............ 50
Число оборотов в минуту шпинделя передачи бабки 3000
Число оборотов в минуту шпинделя шлифовальной
бабки...................................... 3000
Наибольшее число возвратно-поступательных ходов
инструмента в минуту...................... 80
Наибольшая длина хода инструмента, в мм.... 130
Выпрямитель типа ВСА-5:
длительно допустимый рабочий ток, в а......20
напряжение на выпрямителе при номинальной на-
грузке, вв.............................. 35
потребляемая мощность, в кет............. 2,4
питающее напряжение, в в................. 220/38С
Мощность электродвигателей (в кет)'.
шпинделя передней бабки.................. 0,3
шпинделя шлифовальной бабки..............0,12
масляного насоса......................... 0,27
насоса для -подачи электролита...........0,125
Нижняя станина станка мод. АМОМ-1 (рис. 90) со-
стоит из трех отсеков, в которых размещено оборудова-
ние станка. В отсеке А находятся источник постоянного
тока — селеновый выпрямитель, магнитная станция, рео-
стат для регулирования электрических режимов обра-
ботки, пакетные выключатели, кнопочная станция, пре-
дохранители и трансформатор местного освещения. На
передней стенке отсека А смонтирован щит пульта
управления станком и электрическими режимами обра-
155
chipmaker.ru
ботки; на задней стенке расположена ручка входного
пакетного выключателя 1.
В отсеке Б находится подвесной бак 5 для электро-
лита с нагнетательной помпой типа ПА-22.
В отсеке В смонтировано оборудование гидроприво-
да шлифовальной бабки. В нем размещены бак масло-
системы 2, масляный насос 3 и фильтр 4 очистки масла.
На верхней станине (см. рис. 89) расположены пе-
редняя и шлифовальная бабки. На лицевой стороне
верхней станины помещен щиток с электроизмеритель-
ными приборами и контрольной лампочкой селеново-
го выпрямителя. Для стока электролита средняя часть
станины имеет корытообразную выемку. В правой части
станины имеются направляющие, на которые устанав-
ливается шлифовальная бабка.
156
Передняя бабка предназначена для закрепления и
вращения обрабатываемой матрицы.
В корпус передней бабки станка (рис. 91) встроены
ротор и статор электродвигателя типа АОЛ-21/2 мощно-
стью 0,3 кет с числом оборотов 3000 в минуту. Валом ро-
тора служит пустотелый шпиндель, в передней части ко-
торого имеется отверстие для цанги. Матрица закреп-
ляется в цанге вращением маховичка.
Рис. 91. Передняя бабка станка мод. АМОМ-1.
Передняя бабка может быть повернута на заданный
угол, который отсчитывается по градуированной шкале,
нанесенной на основание бабки.
Электроабразивные круги крепятся и приводятся во
вращательное и возвратно-поступательное движение
шлифовальной бабкой. В верхней части ее укреплена
фортуна с электродвигателем мощностью 0,12 кет при
числе оборотов 3000 в минуту.
В нижней части корпуса шлифовальной бабки смон-
тирована гидропанель типа Г31-12 с рукоятками управа
ления, при помощи которых производятся пуск, останов-
ка и бесступенчатое регулирование числа возвратно-по-
ступательных ходов шлифовального круга.
На рис. 92 приведена электрическая схема станка
мод. АМОМ-1. Поворотом рукоятки вводного выключи-
157
chipmaker.ru
теля ВВ производится подача напряжения на пусковую
аппаратуру и аппаратуру управления. Кратковремен-
ным нажатием кнопки КУ4 включается магнитный пу-
скатель, который замыкает главные контакты в цепи
двигателя 4М шпинделя передней бабки. После запуска
этого двигателя включается электродвигатель ЗМ на-
соса подачи электролита поворотом рукоятки ПК2 па-
кетного выключателя. Пуск электродвигателя 2М мас-
Рис. 92. Электрическая схема станка мод. АМОМ-1
ляного насоса осуществляется нажатием кнопки КУ2
магнитного пускателя, а электродвигателя 1М шлифо-
вальной бабки — пакетным выключателем ПК1.
Станок питается постоянным током от селенового вы-
прямителя СВ типа ВСА-5. Напряжение на селеновый
выпрямитель подается при помощи пакетного выклю-
чателя ВТ. Регулирование рабочего напряжения в цепи
постоянного тока производится с помощью регулируе-
мого автотрансформатора, входящего в комплект аппа-
ратуры ВСА-5. Тумблером ВО включается местное ос?
вещение.
Модернизированный станок мод. 3260. Специальных
станков для обработки крупных твердосплавных матриц
промышленность не выпускает. Некоторые заводы для
158
этой цели модернизируют внутришлифовальные станки.
На рис. 93 приведена схема модернизированного
внутришлифовального станка мод. 3260. При переобору-
довании станка для электроабразивной обработки были
установлены: устройство для подвода тока к шпинделю
передней бабки и к шпинделю шлифовальной бабкн,
устройство для подачи электролита, щит управления с
электроприборами и источник питания постоянным элек-
Рис. 93. Схема модернизированного станка мод. 3260.
трическим током. Электрическая схема модернизирован-
ного станка мод. 3260 приведена на рис. 94.
Технологический процесс обработки крупногабарит-
ных твердосплавных матриц на этом станке почти не от-
личается от обработки матриц на станке мод. АМОМ-1.
Разнятся лишь электрические и механические режимы
этих процессов и размеры применяемых кругов и прити-
ров. Кроме того, предварительную обработку рабочего
канала матриц следует производить анодно-механиче-
ским способом с использованием металлического диска,
так как припуск на обработку большой, достигающий
1,5—2 мм на сторону.
Технологический процесс обработки крупногабарит-
ной матрицы на станке мод. 3260 приведен в табл. 20.
159
chipmaker.ru
Таблица 20
Технологический процесс обработки твердосплавных
крупных матриц
|№ операции Наименование операции (перехода) Припуск на обработку, в мм (иа сторону) Число обо- ротов в минуту шпинделя Число двойных ходов S X S XI Ч к S к 1 "" Напряжение, в в Ток, в а
передней бабки шлифо- вально' бабки
1 " Анодно-механи- ческая обработка распушки .... - 700 2800 25—20 20—30
2 Предвар итель- ная анодно-меха- ническая обработ- ка конуса .... 1,5—2,0 700 2800 35- -40 26—28 80—100
3 Анодно-механи- ческое шлифова- ние конуса . . . 0,5—0,6 700 2 800 35—40 16—18 35—40
4 Электроабра- зивггое шлифова- ние конуса . . . 0,25—0,3 700 2 800 35- 40 28—30 60—70
5 Электроабра- зивная доводка конуса 0,03—0,04 700 2800 35- 40 15—20 20—30
6 Электроабра- зивная притирка конуса1 0,006—0,008 700 . 35- 40 12—15 6—10
7 Абразивная об- работка цилиндра — 700 2 800 35—40 — —
8 Абразивная об- работка торца стальной обоймы 0,2—0,4 700 2800 — —
1 Операция 6 выполняется только при повышенных требова-
ниях к чистоте и зеркальному блеску поверхности конуса.
Станки для электроабразивной заточки режущего
инструмента. За последние годы уделяется большое вни-
мание применению электричества при заточке и доводке
твердосплавных инструментов. За рубежом широко ис-
пользуются анодно-механические станки с алмазными
токопроводными кругами. Сущность этого способа за-
160
точки состоит в том, что разрушенный действием элек-
трического тока твердый сплав механически снимается
алмазной крошкой шлифовального круга.
Основными преимуществами электроабразивной за-
точки алмазными кругами являются:
1) значительно меньший расход алмаза, так как в
процессе работы он практически не расходуется;
Рис. 94. Электрическая схема станка мод. 3260.
2) более редкая правка и заточка кругов; при доста-
точной плотности тока правка кругов на металлической
связке алмазным карандашом или на обратном токе
требуется очень редко;
3) более высокая чистота поверхности инструмента;
например, при электроабразивной заточке кругами с ал-
мазной крошкой зернистостью 120 на металлической
связке получается матовая поверхность без направлен-
ных рисок и гребешков со среднеквадратичной шерохо-
ватостью 1—2,5 мк.
Производительность заточки инструмента электроаб-
разивным способом равна производительности заточки
обычным способом. Существенной разницы в стойкости
инструментов, заточенных этими методами, не замечено.
Схема установки для электроабразивной заточки ал-
мазным кругом приведена на рис. 95. Питание произ-
водится через выпрямитель. Изолированный круг под-
ключен к отрицательному полюсу через щетку, защи-
161
chipmaker.ru
шенную от орызг электролита. Резец подключен к поло-
жительному полюсу через стол стайка. Между кругом и
резцом имеется промежуток в 0,025 мм, куда подается
электролит.
Благодаря малому расстоянию между кругом и рез-
цом возможны большие плотности тока, достигающие
60 а/см2 для твердого сплава. Если плотность тока чрез-
мерно высока для дан-
Рис.--95. 'Схема установки для элек-
троабразивной заточки:
/ — бак; 2 — щетки; 3 — изоляция; 4 — алмаз-
ный круг; 5— алмазная крошка;.6 — резец;
7 — сопло: 8 — выпрямитель.
ного промежутка, то
возникает искрение и
может произойти эро-
дирование инструмента
и повреждение затачи-
ваемой поверхности
резца. Такое явление
возможно, когда заточ-
ник прикладывает
слишком большое уси-
лие к резцу, заставляя
алмаз снимать стружку
и тем самым уменьшая
расстояние между ано-
дом и катодом. Для
предотвращения Этого
выпрямитель имеет
электронное регулиро-
ванйе, уменьшающее
напряжение при силь-
ном искрении.
Возникновение искрения создает импульсы обратной
полярности на постоянный ток системы. Регулятор улав-
ливает эти.импульсы, усиливает и выпрямляет их, а за-
тем направляет в обмотку насыщения дросселя, вклю-
ченного последовательно с питающим устройством. Бла-
годаря этому достигается сложение напряжения после
выпрямителя. Регулирование практически осуществляет-
тя мгновенно. Оно может быть установлено таким обра-
зом, чтобы вообще исключить искрение или установить
любую его степень. Обычно регулирование осуществ-
ляют так, чтобы возникало лишь «холодное искрение»,
уменьшая напряжение до такого предела, при котором
невозможно возникновение электрической дуги. В каче-
стве электролита используют растворы солей.
ЛИТЕРАТУРА
Гусев В. Н. Анодно-механическая обработка металлов. Машгиз,
1952.
К а н Б. И., К о с м а ч е в И. Г. Анодно-механическая чистовая об-
работка. Машгиз, 1952.
Карасик Г. А. и др. Анодно-механическая резка металлов. Лен-
издат, 1954.
Космачев И. Г. Основы инструментального производства. Лен-
издат, 1959. '
Космачев И. Г. Обработка металлов анодно-механическим спо-
собом. Машгиз, 1961.
Космачев И. Г. и др. Анодно-механическое затачивание твердо-
сплавного инструмента. Машгиз, 1952.
Курченко В. И. Опыт применения анодно-механической разрез-
ки. «Станки и инструменты», 1960, № 8.
Лившиц А. Л. Электроэрозиониая обработка металлов. Машгиз,
1957.
Попилов Л. Я- и Левинсон Е. М. Электрические методы об-
работки металлов. Машгиз, 1958.
Попилов Л,- Я. Электрическая и ультразвуковая обработка. Маш-
гиз, 1960.
Рябинок А Г. и Александров М. А. Высококачественная
анодно-механическая обработка вытяжных и волочильных твер-
досплавных матриц. ЛДНТП, 1959.
Ч е т ы р к и н Н. Р. Анодно-механическая резка металлов. Машгиз,
1952.
«Новые методы электрической обработки материалов». Сб.,
ЛОНИТОМАШ, кн. 36, Машгиз, 1955.
«Электрические и ультразвуковые методы обработки материалов»..
Сб., Лениздат, 1958.
chipmaker.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие .......................................... 3
Глава 1. Сущность метода анодно-механической обработки 5
1. Оэдие свздэния............................... 5
2. Электролит.................................. 8
3. Основные закономерности процесса........... 15
4. Области применения......................... 21
Глава И- Станки для анодно-механической резки...... 27
5. Описание способа резки..................... 27
6. Инструмент................................. 37
7. Анодно-механические отрезные станки с дисковым
инструментом................................... 39
8. Ленточные анодно-механические разрезные станки . . 58
_Глава III- Станки для анодно-механической заточки .... 67
9. Описание способов заточки................... 68
10. Заточные диски и приспособления............. 73
11. Станки для заточки режущего инструмента.... 89
Глава IV. Станки для анодно-механической чистовой об-
работки ...............................................ИЗ
12. Общие сведения..............................113
13. Станки для шлифования.......................121
14. Станки для притирочного и отделочного шлифования 132
Глава V. Станки для электроабразивной чистовой обработки 141
15. Описание способа............................141
16. Электропроводные абразивные инструменты .... 146
17. Станки для электроабразивной обработки......152
.Литература...........................................163
Иван Георгиевич Космачев
.Работа на анодно-механических станках'
Редактор С. И. Борщевская
Технический редактор В. А реснова
корректор Э. Г. Поварская
Сдано в набор 22/IX 1961 г. Подписано к печати 28/XI 1961 г.
•Формат бумаги 84хЮ8'/з3. Физ. печ. л. 5,13 У слови печ. л. 8,41.
Уч.-изд. л. 8,45. Тираж 2030 экз. М-31819. Заказ 1455.
Лениздат, Ленинград, Торговый пер., 3
Типография им. Володарского Лениздата! Фонтанка, 57
Цена 40 коп.