ГЛАВА 2
МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ. ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИМЕНЯЕМЫЙ ИНСТРУМЕНТ И ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1. Методология исследований
В исследованиях использовались вербальные модели при описании сущности процессов обработки, применяемого оборудования и инструментов.
Определение предельно-допустимой силы поджима образца к РПК выполняли методами теплофизики механической обработки, а исследование закономерности изменения текущей лимитированной режущей способности круга выполняли с помощью эксперимента на физических моделях с последующей аппроксимацией полученных результатов регрессионными зависимостями. Исследование изменения текущей лимитированной режущей способности круга в процессе периодических электроэрозионных воздействий на РПК одновременно со шлифованием твердых сплавов также выполнено с помощью эксперимента на физических моделях, а результаты описаны с помощью регрессионных зависимостей.
Поиск оптимальных условий шлифования твердых сплавов с периодическими электроэрозионными воздействиями осуществлялся расчетом на ПЭВМ по специальным программам, разработанных автором.
Результаты экспериментальных исследований подвергались всестороннему анализу методами математической статистики.
Структурно-логическая схема работы представлена на рис. 2.1.
2.2. Оборудование, устройства, инструмент, обрабатываемые материалы
2.2.1. Модернизация плоскошлифовального станка мод. 3Д711АФ11 для осуществления шлифования с электроэрозионными управляющими воздействиями на рабочую поверхность круга
Анализ схем модернизации серийных круглошлифовальных [36], внутришлифовальных [36], заточных [21, 61], плоскошлифовальных [62] станков позволяет сформулировать следующие общие требования к модернизации станка 3Д711АФ11 с целью осуществления электроэрозионных воздействий на РПК:
а) скорость скольжения токопроводящей щетки по токоснимающему устройству должна быть минимальной;
б) электроизоляция шлифовального круга должна вносить минимальные изменения в конструкцию фланцев для закрепления круга на шпинделе станка и не нарушать точности базирования фланцев;
в) электроизоляция деталей не должна нарушать точности её установки при закреплении;
г) в процессе обработки электроизоляция узлов станка не должна нарушаться скапливающимся шламом;
Модернизация плоскошлифовального станка мод. 3Д711АФ11 (рис. 2.2, 2.3) заключается в установке на шпиндельный блок 8 устройства 1 для осуществления электроэрозионного воздействия на РПК в автономной зоне, электроизоляции алмазного круга от общей конструкции станка, обеспечении токоподвода к кругу 5.
Изоляцию шлифовального круга 1 от корпуса станка (рис. 2.4) обеспечивали с помощью диэлектрической пленки 5, установленной между посадочной поверхностью 3 неподвижного фланца 2 и посадочной поверхностью 4 шпинделя. Электроизоляция крепежного винта 6 выполнена с использованием диэлектрической шайбы 7.
Устройство для закрепления немагнитных образцов 8 (см. рис. 2.4) изолировалось от магнитной плиты 9 станка прокладкой 10.
Рис. 2.2. Общий вид модернизированного плоскошлифовального станка мод. 3Д711АФ11
Рис. 2.3. Схема модернизации плоскошлифовального станка мод. 3Д711АФ11
Рис. 2.4. Схема электрической изоляции шлифовального круга от шпинделя станка
Технологический ток к инструменту подводили через клемму 11, графитовую щетку 12, медный токосъемник 13. Щетка с устройством поджима помещена в диэлектрический стакан 14, установленный в защитном кожухе 15 шлифовального круга.
Конструкция стакана с прижимной пружиной и фиксирующим винтом приведена на рис 2.5
Рис. 2.5. Схема подвода технологического тока к шлифовальному кругу
Стакан 5 крепится в кожухе 6 шлифовального круга винтами через переходную втулку. Подвод тока к кругу 8 осуществляется через провод 4 графитовую щетку 1, имеющую призматическую форму, и медную заглушку 7, ввинченную во фланец 9. Поджим щетки осуществляется пружиной 3, регулировка силы поджима осуществляется винтом 2.
В качестве источника технологической электроэнергии использовали блок электропитания модели ИТТ-35. Низковольтный источник технологического тока модели ИТТ-35 имеет следующие технологические характеристики:
- частота питающего напряжения 50 Гц;
- частота выходных импульсов f = 50 Гц;
- наибольшая потребляемая мощность 1 кВт;
- диапазон регулирования выходного напряжения на холостом ходу:
амплитудного Uхх = 27 - 75 В;
среднего U = 0,5 - 1 В;
- диапазон регулирования угла отсечки импульсов выходного
напряжения 85? - 160?;
- максимальный средний ток Iср = 35 А.
2.2.2. Устройство для электроэрозионных воздействий на РПК в автономной зоне
Устройство для электроэрозионных воздействий на РПК в автономной зоне (рис 2.6, 2.7) проектировали исходя из того, что оно должно быть универсальным и обеспечивать его установку на различные типы станков.
Устройство (см. рис. 2.7) состоит из плиты 1, в шариковые направляющие которой входят салазки 2. На салазках смонтирован кронштейн 3, в крепежное отверстие которого установлен механизм радиальной подачи 4 электрода-инструмента 5, изолированного от общей конструкции станка. На кронштейне смонтирован электродвигатель PД-09 (n = 10 об/мин) 6. В корпусе закреплен порожек 7, который благодаря пружине 8 надежно прижимается к шарикоподшипнику 9, одетому на ось 10, имеющую эксцентриситет относительно оси электродвигателя. При вращении двигателя за счет смещения оси 10 салазки осуществляют перемещение вдоль оси круга с частотой десять двойных ходов в минуту и амплитудой 10 мм. За счет применения шариковых направляющих 8, 9 исключаются зазоры между плитой и салазками, что обеспечивает надежное базирование механизма радиальной подачи электрода-инструмента.
Рис. 2.6. Расположение устройства для электроэрозионных возд