Файл: Веселовский С.И. Разрезка материалов.pdf

личину. Шпиндель 15 в нижней части выполнен в виде цангового патрона для крепления диска 7. В вертикаль­ ном положении шпиндель может перемещаться; величина перемещения контролируется нониусом с ценой деления 0,1 мм. Для быстрого подъема и опускания шпинделя используют эксцентрик и вилку. Шпиндель вращается от электродвигателя через клиноременную передачу. Диа­ метр диска равен 40 мм, а толщина его 0,08—0,1 мм. Материалом служит нержавеющая сталь или лента из стали У8; диск закален. Алмаз прикреплен к вибратору зачеканкой с последующей пайкой латунным припоем.

Амплитуда колебаний должна быть наибольшей, но не превышающей 40—50 мкм, так как разрушается место крепления алмаза. Производительность процесса раз­ резки прямо пропорциональна амплитуде колебаний. Статическая нагрузка при работе вращающимся диском

2000% площади реза алмаза. Замена алмаза в суспензии карбидом бора снижает производительность в среднем в 5 раз. Ширина реза на 50% больше толщины диска. Целесообразно применять алмаз зернистостью А 50/40.

специализированный станок МЭ-22, используемый глав­ ным образом для обработки алмазных волок; при этом производительность повысилась в 5—7 раз.

Подача суспензии под давлением повысила произво­ дительность этого метода в 3—4 раза. Большая произ­ водительность была получена путем совмещения ультра­ звуковой обработки с электрохимической. Вместо мо­ дернизированного станка 4773А можно применить станок 4Б772. На станке вырезают заготовки линз из оптического стекла, а также кристаллы для полупроводниковых при­

обрабатывать заготовки из стекла, керамики, фарфора,

239

сучетом износа инструментов. Вращающийся стол станка

смеханическим приводом позволяет обрабатывать коль­ цевые канавки и вырезать заготовки диаметром до 250 мм. Стружколомающая канавка на резце, полученная электро­ искровым способом, показана на рис. 131, б.

Ультразвуковая интенсификация электроискровой про­ волочной резки увеличивает производительность на 200—•

занного на рис. 134, д, разрезают монокристалл германия на пластины толщиной 0,5—1 мм и диаметром 60 мм. Ультразвуковым методом успешно обрабатывают хрупкие материалы. Цветные металлы обрабатывать ультразвуко­ вым методом не рекомендуется из-за их плохой обрабаты­ ваемости. Ультразвуковым методом можно обрабатывать как металлы, так и неэлектропроводные материалы; ше­ роховатость поверхности, обработанной ультразвуковым методом, соответствует 9-му классу чистоты; точность обработки находится в пределах 0,01—0,02 мм. При ультразвуковой обработке отсутствует местный нагрев и дефектный слой. Ультразвуковая вырезка заготовок из стекла позволяет повысить производительность по сравнению с другими способами в 10—20 раз при эконо­ мии материала на 50%; например, из стеклянной заго­ товки квадратного сечения со стороной 33 мм одновре­ менно вырезают 24 диска диаметром 4,5 мм. Электродоминструментом служат 24 трубки, припаянные к торцу вибратора, через канал которого пропускают суспен­

Ранее детали обрабатывал алмазными пилами рабочий

Производительность возросла в 300 раз. При обработке

240

Г л а в а IX

Электроискровой метод разрезка материалов

Электроискровая обработка основана на использова­ нии искровых или искродуговых разрядов малой дли­ тельности. Электрод-инструмент / (рис. 133, а) подключен к отрицательному полюсу, а разрезаемая деталь 2 к по­ ложительному [102]. Максимальная мощность в зоне

Рис. 133. Схемы электроискровой разрезки

обработки 1,5 кВт, наибольшая энергия импул'ьсов 4— 5 Дж. На съем 1 кг металла затрачивается 40—50 кВт электроэнергии. Инструмент не соприкасается с обраба­ тываемой деталью. Межэлектродное расстояние поддер­ живается автоматическим устройством; его заполняют диэлектрической средой, например, керосином. Приме­ няют ток 450 А, напряжением 20—ЗОВ. Производитель­ ность разрезки при ширине реза 3—4,5 мм составляет 30—40 смг /мин [102]. Максимальная толщина разрезае­ мых деталей 120 мм.

242

Инструмент

Инструмент из меди, латуни, чугуна, графита и дру­ гих электропроводных материалов является катодом. Наиболее точным инструментом для разрезки токопроводных материалов является непрофилированный элек­ трод-проволока.

Схема работы этого инструмента дана на рис. 133, б. Тонкая проволока 1 служит инструментом-электродом. Ролики 2 направляют проволоку и подводят к ней напряжение. Проволока перематывается с катушки 3 на катушку 4. Электродвигатель 5 сообщает проволоке постоянную скорость движения. Ролики-диски 6 и пру­ жина 7 обеспечивают необходимое натяжение проволоки. Гайка 8 служит для поджатня дисков, а рычаг 9— для равномерного укладывания проволоки на катушке 4. Одни полюс генератора передает напряжение инстру­ менту-проволоке /, а второй полюс соединен с деталью 10. Деталь перемещается в горизонтальной плоскости, а ин­ струмент-проволока — в вертикальной. При сближении проволоки сдетальювследствпеэлектроискрового процесса на последней образуется щель. В зависимости от направ­ ления движения детали получается паз-щель любой формы; деталь разрезается или в ней прорезается паз. При движении проволоки сверху вниз процесс резания происходит интенсивнее.

Результаты процесса прямо пропорциональны ско­ рости перемотки проволоки. Скорость считается опти­ мальной, когда производительность уже не возрастает, а расход проволоки увеличивается. Скорость обработки обратно пропорциональна толщине детали; при малых диаметрах такая зависимость исчезает. При разрезке заготовки из твердого сплава ВК20 толщиной 15 мм и диаметре проволоки 0,15 мм оптимальной скоростью является 3—4 м/мин [5]. При разрезке детали толщиной 3 мм вольфрамовой проволокой диаметром 0,04 мм ско­ рость составляет 0,25 мм/мин; при толщине детали 5,5 мм скорость равна 0,12 мм/мин при производительности 0,035 мм3 /мин. При использовании в качестве инстру­ мента медной проволоки диаметром 0,05 мм и толщине

243

Оптимальное значение натяжения проволоки 1 / 3 — 1 / 4 разрывающей силы. Оно зависит от материала проволоки и силы тока. Оптимальное значение натяжения медной проволоки диаметром 0,05; 0,08; 0,1; 0,015 и 0,5 мм соот­ ветственно будет 15; 75; 85; 125 и 2000 кгс. Вольфрамовая проволока диаметром 0,04 мм имеет оптимальное натяже­ ние 75 кгс. Наиболее приемлемым материалом для про­ волоки является медь, минимальный диаметр ее 0,08 мм. Для обработки заготовок меньших размеров, например 0,025—0,04 мм, лучшие результаты показывает вольфра­ мовая проволока. Однако производительность вольфра­ мовой проволоки ниже медной в 1,5 раза. Диаметр про­ волоки определяется шириной реза, равной диаметру плюс удвоенная величина зазора. При увеличении диа­ метра проволоки с 0,15 до 0,2 мм производительность возрастает с 0,45 до 0,62 мм3 /мин при неизменной скорости резания. Длина инструмента-проволоки на рабочем уча­ стке должна быть минимальной, так же как и зазоры в пазах, направляющих проволоку. При сравнении про­ волоки из меди и латуни производительность разрезки одинаковая, но расход латунной проволоки больше медной в 1,5 раза. Инструмент-электрод из латуни диаметром 0,18 мм (рис. 133, в) при напряжении 150 В и наложении ультразвуковых колебаний с частотой 18,3 кГц обеспе­ чивает повышение производительности в 1,8—8,55 раз. Инструменты-электроды из углеграфитовых материалов являются термостойкими, хорошо обрабатываемыми и дешевыми [5]. Величина их износа не превышает 0,5%. Для обдирочных работ со значительной шероховатостью поверхности применяют инструменты В-1, В-2, В-3. Это серийно изготовляемые электроды с числом пропиток 1,243. При применении углеграфитовых инструментов для обработки площади поверхности свыше 1000 мм2 плот­ ность тока должна быть не более 3 А/см2 , для обработки площади менее 200 мм2 — до 10 А/см2 ; напряжение под­ держивают в пределах 15—18 В. Углеграфнтовые инстру­

инструментов повышает производительность по сравнению с медными инструментами с 32 до 400 мм3 /мин при прочих - равных условиях [130]. Главной причиной, препятству­ ющей широкому применению электроискровых процессов для отрезки, является низкая стойкость электродов. Кроме высокой эрозионной стойкости инструмент должен

244