Спосіб розмірної обробки електричною дугою поверхонь тіл обертання з криволінійною твірною

Спосіб розмірної обробки електричною дугою поверхонь тіл обертання з криволінійною твірною, при якому робочу рідину нагнітають у торцевий міжелектродний зазор під технологічним тиском за напрямком від периферії до центра електродаінструмента для формоутворення внутрішніх поверхонь (фасонних наскрізних отворів) та від центра до периферії електрода-інструмента для формоутворення ЗОВНІШНІХ поверхонь (фасонних Передбачуваний винахід стосується області електроерозійної обробки, і може бути використаний в машинобудуванні для розмірної обробки внутрішніх та ЗОВНІШНІХ поверхонь тіл обертання з криволінійною твірною, зокрема фасонних наскрізних отворів та стержнів ВІДОМІ аналогічні способи електроерозійної обробки поверхонь тіл обертання з криволінійною твірною, які застосовують нестаціонарні форми електричних розрядів, наприклад електроімпульсна обробка [див книгу "Электроэрозионная и электрохимическая обработка Расчет, проектирование и применение электродов-инструментов" Часть 1 / Под ред А Л Лившица, А Роша - М НИИМАШ, 1980 -224с, с 63, 70, 117] Електрична енергія в аналогічних способах обробки поверхонь тіл обертання з криволінійною твірною вводиться в зону обробки дискретно (порціями) та з відносно великими паузами, внаслідок чого дані способи володіють низькою продуктивністю Відомий високопродуктивний спосіб електрофізичної размерной обробки металів [А с №368965 СССР, М кл В 23 Р, 1/02 / В І Носулен стержнів), який відрізняється тим, що обробку здійснюють без утворення бічного міжелектродного зазора, бо кривізна твірної бічної поверхні електрода-інструмента на плинному радіусі г,, що задається кутом а, (град) и нахилу до осі подачи електрода-інструмента, пов'язана з кривизною твірної обробляємої поверхні на тому ж радіусі г,, що задається кутом р, (град) и нахилу до тієї ж осі, наступним співвідношенням tga,(r s ) = tgp,(r,) , їл де у л - відносний ЛІНІЙНИЙ електроерозійний знос електрода-інструмента, % ко (СССР) - №1223593/25-8, Заявлено 04 03 68, Не подлежит опубл в откр печати], в якому енергія вводиться в зону обробки неперервно, а інструментом обробки є електрична дуга Даний спосіб може бути застосований для розмірної обробки електричною дугою поверхонь тіл обертання з криволінійною твірною Спосіб заснований на об'ємному копіюванні форми електродаінструмента при нагнітанні робочої рідини в торцевий міжелектродний зазор під технологічним тиском за напрямком від периферії до центра електрода-інструмента для формоутворення внутрішніх поверхонь (фасонних отворів) та від центра до периферії електрода-інструмента для формоутворення ЗОВНІШНІХ поверхонь (фасонних стержнів) Однак, у відомому способі, у зв'язку з наявністю в міжелектродному зазорі продуктів ерозії, зазор в напрямку вилучення їх із нього зростає, що негативно впливає на точність копіювання форми електрода-інструмента Крім того, збільшення зазору приводить до зменшення швидкості прокачування робочої рідини крізь міжелектродний проміжок Внаслідок цього збільшується шорсткість обробленої поверхні в напрямку евакуації продук ю 0 0 о ю 52085 тів ерозії, бо саме швидкість потоку є головний керуючий фактор, що визначає шорсткість обробленої поверхні Задачею даного винаходу є підвищення рівномірності шорсткості та точності формоутворення поверхні тіла обертання з криволінійною твірною Дана задача вирішується у відомому способі розмірної обробки електричною дугою поверхонь тіл обертання з криволінійною твірною, при якому робочу рідину нагнітають у торцевий міжелектродний зазор під технологічним тиском за напрямком від периферії до центра електрода-інструмента для формоутворення внутрішніх поверхонь (фасонних наскрізних отворів) та від центра до периферії електрода-інструмента для формоутворення ЗОВНІШНІХ поверхонь (фасонних стержнів), за рахунок того, що обробку здійснюють без утворення бічного міжелектродного зазора, бо кривізна твірної бічної поверхні електрода-інструмента на плинному радіусі г,, що задається кутом а, (град) її нахилу до осі подачи електрода-шструмента, пов'язана з кривизною твірної обробляємої поверхні на тому ж радіусі г,, що задається кутом р, (град) и нахилу до тієї ж осі, наступним співвідношенням Ул де у л - відносний ЛІНІЙНИЙ електроерозійний знос електрод а-інструмента, % На приведених фігурах зображено схеми початкової (фіг 1), проміжної (фіг 2) та кінцевої (фіг 3) фаз реалізації пропонуємого способу розмірної обробки електричною дугою фасонної поверхні наскрізного отвору, фіг 4 - розрахункова схема визначення плинних значінь кута а,, нахилу твірної бічної поверхні на ділянках електрода-шструмента в залежності від плинного значення кута р, нахилу твірної обробляємої поверхні на загальному радіусі г,, схеми початкової (фіг 5), проміжної (фіг 6) та кінцевої (фіг 7) фаз реалізації пропонуємого способу розмірної обробки електричною дугою фасонної поверхні стержня Формоутворення фасонної поверхні 1 наскрізного отвору в заготовці 2 (фиг 1, 2, 3) здійснюють електричною дугою 3, яку збуджують в торцевому міжелектродному зазорі 4 між електродінструментом 5 та електрод-за готов кою 2 в поперечному гідродинамічному потоці робочої рідини, наприклад органічного середовища на базі індустріального масла (50%) та гасу (50%) 3 цією метою робочу рідину прокачують крізь торцевий міжелектродний зазор 4 під технологічним тиском, який складає на вході 0,2 5МПа При цьому обробку здійснюють без утворення бічного міжелектродного зазора, тобто при умові, коли продукти ерозії, що утворюються в торцевому міжелектродному зазорі 4, не впливають на точність та якість формування обробленої поверхні З Останнє є можливим у зв'язку з організацією особливої форми твірної бічної поверхні 6 електрода-шструмента 5 (фіг 4) Кривизна поверхні 6 на плинному радіусі г,, що задається кутом а, її нахилу до осі подачи електрода-шструмента 5, пов'язана з кривизною твірної обробляємої поверхні 1 на тому ж радіусі г,, що задається кутом р, до тієї ж осі, наступним співвідношенням t (r )=t В ( ) — Ул ' нахилу (1) де ул - відносний ЛІНІЙНИЙ електроерозійний знос електрода-шструмента Співвідношення (1), в свою чергу, отримано на підставі залежностей (2) (5) для першої із десяти ділянок, на які попередньо розбивається твірна обробляєма криволінійна поверхня 1 (див горизонтальні паралельні лінії на фіг 4) та для першої ділянки, на які далі розбивається твірна поверхня 6 електродашструмента 5 (див вертикальні паралельні лінії на фіг 4) „100-/^ , АД=ВС (3) А Д = п Е і tga (4) B C = h E 3 tgp (5) де ПЕІ - абсолютний знос ЕІ, м, ПЕЗ - висота ділянки обробляємої поверхні 1 На практиці КІЛЬКІСТЬ рівних частин, на яку розбивають твірні поверхні електродів може змінюватися від 10 до 1000, причому чим більше частин, тим вище точність будування твірної поверхні 6 електрода-шструмента 5 Далі, за формулою (1), при заданих кутах Рі рю, визначають кути он оио в функції змінного радіусу г, та з'єднують отримані точки на твірній бічній поверхні 6 електродашструмента неперервною плавною ЛІНІЄЮ Отримання фігурної поверхні 1 пропонуємим способом є можливим внаслідок того, що в процесі обробки торцева поверхня 7 електродашструмента 5 піддається електроерозійному зносу, який приводить до зменшення його висоти, а ВІДПОВІДНО і його зовнішнього робочого діаметра Так, при початковому діаметрі електродашструмента 5, що дорівнює Dn, діаметр електродашструмента 5 в КІНЦІ формоутворення фігурної поверхні 1 дорівнює DK Формоутворення фасонної поверхні 8 стержня 9 (фіг 5, 6, 7) здійснюється електричною дугою 10, що горить між стержнем 9 та електродомшструментом 11 з твірною бічною поверхнею 12, здійснюється аналогічно, як і формоутворення фасонної поверхні 1 наскрізного отвору, лише з різницею в напрямку прокачування робочої рідини в торцевому міжелектродному зазорі 13 При цьому є справедливою залежність (1) Для якісного формоутворення периферійної частини обробляємої поверхні 8 стержня 9 доцільно обробку здійснювати разом з тонкостінною технологічною втулкою 14, яку попередньо нерухомо закріпляють на стержні 9 Використання пропонуємого способу розмірної обробки електричною дугою поверхонь тіл обертання з криволінійною твірною, порівняно із відомим, дозволяє забезпечити рівномірну шорсткість обробленої поверхні та підвищує точність її формоутворення на 1 - 2 квалітета 52085 Фіг 4 Фіг. З 14 Фіг. 5 14 чг. 7 52085 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71