Електроерозійне формування непрофільованим дротяним електродом фасонного ріжучого інструменту для високообертової обробки - Автореферат

Сучасне виробництво вимагає застосування новітніх технологій, які дають можливість отримувати готові вироби та інструмент із заданими розмірами та властивостями, що не потребують подальшої обробки. В умовах сучасного стану промисловості України одним з найбільш перспективних шляхів впровадження електроерозійної технології у виробництво є створення інтегрованих виробничих комплексів, які поєднують в собі ефективні методи обробки і сучасні компютеризовані системи автоматизованого проектування та керування технологічними процесами. Широке поширення інтегрованих комплексів у виробництві стримується, насамперед, відсутністю технологічного забезпечення, яке б взаємоповязано описувало процеси проектування ріжучого інструменту, його електроерозійне виготовлення та теплофізику різання таким інструментом. шляхом математичного моделювання та експериментальних досліджень теплових полів в околі криволінійних ріжучих кромок інструменту розробити електроерозійну вирізну технологію для отримання фасонних фрез із заданими властивостями та прогнозованим періодом стійкості; Запропонована математична модель розрахунку розподілу теплових полів на основі конформних відображень теорії функцій комплексної змінної, що дала можливість вперше врахувати криволінійні границі ріжучих частин інструменту, а також встановити звязок інтенсивності відводу тепла від зони різання з формою фасонної фрези, що визначає оптимальні умови різання.Перерізом AA’ січної площини і задньої поверхні в напрямку нормалі до криволінійної ріжучої кромки може бути крива другого порядку - еліпс, парабола, гіпербола, в залежності від кута нахилу січної поверхні до осі симетрії конуса. Поверхні другого порядку, такі як однопорожнинний гіперболоїд та гіперболічний параболоїд мають прямолінійну твірну, тобто можуть бути відтворені рухом прямої в просторі (непрофільованим дротом-електродом). Задня поверхня апроксимується послідовно по ділянкам поверхнями другого порядку. На двокоординатних електроерозійних верстатах дріт-електрод не може відхилятися від вертикального положення, тому був сконструйований пристрій, який повертає на потрібний кут деталь, що обробляється, забезпечуючи необхідну взаємну орієнтацію дроту-електроду і деталі. Отримано вираз для розрахунку прогинів дроту-електроду в кожній точці для ділянки навантаження [a,b]: (5) де прийнято при та при ; де - початковий натяг дроту-електроду, l - відстань між вузлами фіксації дроту, q1 та q2 - відповідно мінімальне та максимальне навантаження на дріт-електрод, які обраховуються за формулами для сталей: (6) для твердих сплавів: (7) де - перепад тиску (враховується відмінність робочого тиску промивання (Рпр) від тиску промивання при проведенні вимірів DPПР2.5); DPПР2.5 - перепад тиску між МЕП (міжелектродним проміжком) і задньою поверхнею дроту-електроду при Рпр =2.5·105Па; m , r - коефіцієнт динамічної вязкості і густина робочої рідини; d - мінімальний розмір перетину виходу робочої рідини з МЕП; h - висота різу.Для параметрів електричних імпульсів генератора типу ГКІ300-200А розроблена база даних технологічних режимів чорнового електроерозійного різання фасонних фрез із інструментальних сталей та твердих сплавів, що забезпечують максимально можливу продуктивність зйому матеріалу при реалізації режимів різання з відключеним регулятором подачі. Адаптивний регулятор подачі зупиняє дріт-електрод, якщо швидкість руху останнього перевищує швидкість електроерозійного знімання матеріалу. Для подолання цієї проблеми експериментально були визначені межі максимально можливої продуктивності електроерозійного різання для різних марок інструментальних сталей та твердих сплавів на чорнових режимах генератора з відключеним регулятором подачі. Після першого проходу електроерозійної вирізної обробки отримано рівномірну поверхню, а застосування багатопрохідних чистових режимів, забезпечує шорсткість задньої поверхні ріжучих елементів фрез в межах Ra=0,85-1,0 мкм. На чорнових режимах генератора окремі великі зерна вольфраму не руйнуються, а відхиляють дріт-електрод, внаслідок чого на поверхні обробленої деталі зявляються виступи.В результаті проведених теоретичних та експериментальних досліджень створено фізико-технологічні основи систем автоматизованого проектування двох технологічних процесів: електроерозійного дротяного виготовлення фасонного інструменту і технологічного процесу різання інструментом на високих обертах (до 72000 об/хв), що забезпечили інструменту прогнозований період стійкості та якість обробленої поверхні і суттєво підвищили продуктивність виготовлення рельєфних форм. Розроблена методика проектування процесу формоутворення при електроерозійній обробці непрофільованим дротяним електродом складнопрофільних фрез шляхом застосування математичного методу апроксимації задньої поверхні ріжучих частин поверхнями другого порядку, що мають лінійну твірну. Визначені аналітичні залежності прогину дроту-електроду від технологічних чинників електроерозійної обробки при різних швидкостях руху вузлів фіксації, що дозволило