Підвищення продуктивності та точності розмірної електроерозійної обробки на вирізних верстатах з ЧПК

Дріт, навантажений електродинамічними силами, поданий у виді нитки, на яку на ділянці різу діє рівномірно розподілене на

Диференційне рівняння прогину дроту має вигляд:

 

  (6)

 

Рівняння прогину в інтегральній формі має вигляд:

 

  (7)

 

Інтегруючи рівняння (7) отримаємо загальний вигляд рівняння форми дроту:

 

  (8)

 

З урахуванням впливу пружності матеріалу вираз для визначення зусилля натягу дроту має вигляд:

 

 

 , (9)

 

де EF – жорсткість перерізу; D – геометричний коефіцієнт.

Мінімальний розмір прогину на ділянці різу:

 

 , (10)

 

 

Максимальний розмір прогину на ділянці різу:

 

 , (11)

 

Узагальнення результатів експериментальних досліджень дозволило отримати вирази для розрахунків q при різанні інструментальних сталей (У8, Х12М, Ст45) та твердих сплавів (ВК8... ВК20)

 

 , (12)

 , (13)

 

Результати розрахунків із використанням отриманих рівнянь (10), (11), (12), (13) узгоджуються з результатами експериментальних вимірів із похибкою, що не перевищує 6%. Таким чином, на етапі проектування технологічного процесу вдається з високим ступенем точності одержати значення розмірів прогинів дроту і з їхнім урахуванням визначити оптимальну стратегію обробки.

Результати досліджень оформлені у вигляді програмних блоків і конверторів системи автоматичної підготовки керуючих програм, реалізованій на IBM PC 286, що стикована з системою ЧПК електроерозійного вирізного верстату типу СЕЛД. САПР дозволяє технологу в діалоговому режимі одержати оптимальні сполучення електричних і гідравлічних параметрів при обробці сталей і твердих сплавів та при необхідності сформувати траєкторію руху вузлів фіксації ДЕІ, що компенсує вплив низької жорсткості дроту на точність обробки кутів і радіусів.

У п’ятому розділі вирішено питання практичного використання результатів досліджень, що знайшли застосування при розробці і впровадженні електроерозійних вирізних дротяних верстатів СЕЛД 02, СЕЛД 02М, СЕЛД 03. У додатках приведено програми розрахунку розмірів прогинів дротяного електрода і корекції траєкторії обробки, а також Акти про використання результатів дисертаційної роботи.

 

 

Отримано аналітичні, експериментальні та узагальнені залежності, які дозволили виявити діючі в процесі електроерозійного дротяного різання закономірності впливу характеристик технологічних систем ЕЕВВ на рівень і ефективність використання потужності, що вводиться в МЕП, та точність обробки складних контурів.

Визначено умови стабільної фіксації ДЕІ у відкритих V – утворних напрямних. Виконано оптимізацію конструкції системи направлення і механізму перемотування ДЕІ, що забезпечило високу стабільність фіксації (амплітуда коливань менше 0, 01 мм) і рівномірність руху дроту (нерівномірність менше 4%) у зоні обробки.

Досліджені та виявлені гідродинамічні особливості обтікання ДЕІ робочою рідиною при коаксіальному промиванні МЕП, що дозволило розрахувати значення постійної складової температурного поля дротяного електрода та прогнозувати теплові умови введення в МЕП максимальної потужності при безобривній обробці.

Визначено товщину, склад і методи формування на поверхні латунних ДЕІ захисних оксидних плівок, що усувають перенесення матеріалу електрода на поверхню деталі.

Отримано узагальнені вирази для розрахунків розподіленого навантаження, що діє на ДЕІ від силових розрядів і потоку рідини промивання при різанні інструментальних сталей (У8, Х12М) і твердих сплавів (ВК8, 10, 20). Аналітичним шляхом виведено рівняння для розрахунку прогину ДЕІ. Розрахункові й експериментально обміряні значення прогинів ДЕІ узгоджуються між собою задовільно (відмінності не перевищують 6%), що дозволяє розрахувати прогин ДЕІ на етапі проектування технологічного процесу обробки деталі і побудувати траєкторію руху приводів подачі, що компенсує вплив низької жорсткості дроту на точність обробки кутів і радіусів на чорнових режимах різання.

На базі графічного пакета АUTOCAD-10 розроблена САПР технологічного процесу обробки складноконтурних деталей з інструментальних сталей і твердих сплавів.

В результаті впровадження модернізованого ЕЕВВ СЕЛД-02 і САПР керуючих програм, спільний час проектування технологічного процесу і виготовлення широкого спектра деталей інструментального виробництва скоротився в 1. 5... 3 рази.

Модернізовані за результатами досліджень верстати моделі СЕЛД-02 і САПР керуючих програм впроваджені на 3 підприємствах України, 2 підприємствах Росії і 1 підприємстві Польщі.

 

 

1. Осипенко В.І., Ступак Д.О., Поляков С.П. Підвищення продуктивності електроерозійного вирізання. // Вісті Черкаського інженерно-технологічного інституту. – 1998. – №1. -С. 77-82.

2. Осипенко В.І, Плахотний О.П. Розрахунок прогину дротяного електрода при 4-координатній електроерозійній різці // Експрес-новини: наука, техніка, виробництво. -1997. -N19-20. -С. 17-18.

3. Осипенко В.І., Ступак Д.О., Пилипенко О.М. Підвищення ерозійної стійкості латунних дротяних електродів // Машинознавство. -1998. – N2. -С. 17-19.

4. Осипенко В.И., Плахотный А.П., Поляков С.П. Моделирование и управление технологическим процессом 4-координатной электроэрозионной обработки// Труды 4 Украинской конференции по автоматическому управлению “Автоматика-97”. – Том 5. -Черкассы. -1997. -С. 70.

5. Поляков С.П., Осипенко В.І. Дослідження точності та основних технологічних характеристик електроерозійного вирізного верстату з газовим змащенням напрямних // Вісті Академії інженерних наук України. – 1995. -N 2. – С. 3-5.

6. Поляков С.П., Осипенко В.И., Корогодский А.И., Юхмич Т.Б. Автоматизированный