3.2.7 Конструкции типовых приспособлений

Схемы ЭXРO разнообразны, так же разнообразны конструкции приспособлений.

При обработке заготовок по схемам поступательного перемещения электрода-инструмента (ЭИ) и неподвижной заготовки (прошивка), вращении заготовки и поступательного перемещения ЭИ (типа токарной операции), вращении ЭИ и поступательном перемещении заготовки и других схемах шпиндельный узел, камера выполняют определенные функции, обеспечивающие процесс ЭХРО. Конструкции оснастки при одноместных приспособлениях для этих схем достаточно просты и они рассмотрены ранее.

Оригинальная конструкция оснастки получается при обработке деталей в стационарных условиях, т.е. при неподвижной заготовке и ЭИ, По данной схеме выполняются операции ЭХ зачистки заусенцев, клеймения, перфорации, образования карманов, полостей и другие работы, связанные со снятием небольшого припуска (от 0,1 до 2 мм). В процессе обработки по мере растворения металла межэлектродный зазор увеличивается по параболическому закону, плотность тока и скорость движения электролита уменьшаются, поэтому при снятии больших припусков ухудшается точность и качество обработки.

С целью унификации конструкций приспособлений в мелкосерийном производстве применяют групповые приспособления со сменными вставками (наладками). На рис. 3.32 показана конструкция шестиместного приспособления, которая может быть применена для выполнения всех вышеперечисленных операций с соответствующими сменными вставками.

Посадочные поверхности у сменных вставок должны иметь постоянные размеры, которые определяются внутренним диаметром втулки 2 и размером отверстия d на плите I группового приспособления. Отрицательный полюс постоянного тока к электродам подводится через плиту, а положительный – к обрабатываемым деталям через прижим 3 приспособления. Одновременно можно обрабатывать 3 или 6 деталей.

Конструкции вставок расширяют целевое назначение приспособлений, например, обеспечивают перфорацию тонко стеных деталей, снятие заусенцев, клеймение, полирование, а также формируют гидродинамику движения электролита.

Рассмотрим пример конструкции вставки (рис. 3.33), предназначенной для одновременного образования выточки и снятия заусенцев с четырех поперечных отверстий электрохимическим способом.

На рис. 3.34 показан эскиз обрабатываемой детали.

Рис. 3.32

Вставки устанавливаются в групповое приспособление, центрируясь поверхностью Д (рис. 3.33). Отрицательный полюс электрического тока подводится к электроду 7 от плиты I (см. рис. 3.32) группового приспособления, положительный полюс - к детали через прижим 1 (рис. 3.33). Центральное отверстие обрабатываемой втулки-заготовки, за исключением области кармана, изолировано втулками 2 и 5 . Таким образом, электрод не изолирован в том месте, где необходимо получить карман.

Электролит в зону обработки попадает через центральное отверстие электрода 7, затем через центральное и поперечные отверстия втулки 2 и выливается в камеру. Благодаря пробкам 4 электролит не вытекает через поперечные отверстия, тем самым сохраняется одинаковая скорость движения электролита во всех сечениях кармана. Заготовка центрируется во вставке через переходную втулку 3. Все детали вставки и обрабатываемая заготовка являются телами вращения. Ограничивая биение электрода 7, центрирующей втулки 3, можно получить карман, соосный центральному отверстию в пределах заданного допуска (по 12 квалитету).

Угловое положение электрода 7 в корпусе 6 поддерживается винтом 8. Таким образом, в данной вставке выполняются 2 операции: образование кармана и снятие заусенцев на пересечении четырех отверстий с центральными. При этом одновременно обрабатываются 6 деталей. Длинновые координаты кармана обеспечиваются расчетом линейных размерных цепей деталей приспособления (вставки).

В сборочном приспособлении необходимо обеспечить контрольный размер L  0,05 от базы М. При этом следует иметь величину разбивки по 0,5 мм по обе стороны от кромки электрода.

Рис. 3.33

Рис 3.34

Рассмотрим конструкцию сменной вставки (рис. 3.35), предназначенной для перфорации шести отверстий в тонкостенной втулка, показанной на рис. 3.36. Вставка применяется в комплекте с групповым приспособлением, показанном на рис. 3.32.

Базовые поверхности и d постоянны для всех вставок (рис. 3.35, б). Между двумя трафаретами устанавливаются столбиком 4 заготовки-втулки. На трафаретах предусмотрены отверстия, идентичные отверстиям в заготовке-втулке. Толщина стенки заготовки около 1 мм, поэтому целесообразно обработку вести двумя электродами 2 и 6. Положительный полюс источника тока к детали подводится через прижим. Для защиты от растравливания прижимной втулки предусмотрена изоляционная втулка 4. Конструкция вставки обеспечивает постоянную скорость движения электролита. Путь движения электролита следующий: электролит через косые отверстия вставки 1 попадает в межэлектродные зазоры 3 и выливается в камеру 5.

Рис. 3.35

Рис. 3.36

Для прокачки электролита предусмотрены пазы (см.рис. 3.35). Для совпадения поперечных отверстий последние фиксируются между собой с помощью паза (на внутреннем) и лыски (на наружном) трафаретах. При изготовлении поперечные отверстия растачиваются совместно на обоих трафаретах в зафиксированном виде.

В процессе обработки на заготовке-втулке образуются семь поперечных отверстий. Применение ЭХ перфорации заменяет две механические операции: сверление и снятие заусенцев. Применение группового приспособления с шестью такими вставками позволяет одновременно перфорировать двадцать четыре детали, соответственно получать 44 отверстия диаметром 3 мм и 24 отверстия диаметром 1 мм за 4-5 минут.

На некоторых предприятиях групповые приспособления, токоподводы и прижимы являются частью установки (камеры) и она является базовой для ЭX обработки любых деталей по схеме с неподвижным электродом-инструментом.

Таким образом, создание оснастки сводится к проектированию и изготовлению сменной вставки (наладки). На рис. 3.37 приведена конструкция такой вставки, предназначенной для перфорации 20 отверстий на тонкостенной втулке толщиной 0,2 мм. В отличие от предыдущих конструкций здесь наружный и внутренний трафареты (5 и 6) имеют клеевое соединение. Между ними устанавливается перфорируемая заготовка 2. Благодаря малой толщине заготовки (0,2 мм) обработка возможна одним электродом 1.

Рис. 3.37

Электролит в зону обработки по наружной поверхности попадает через продольные отверстия и кольцевую канавку стакана 4 и поперечные отверстия электрода 1. Для обеспечения противодавления предусмотрена втулка 3, с помощью которой, изменяя величину отверстия, можно регулировать противодавление. Электрический ток к заготовке подводится через прижим. Обрабатываемые детали прижимаются штоком пневмоцилиндра, установленного над камерой установки. Если механизация зажима детали в данной конструкции относится к положительным качествам конструкции, то склеенный вариант трафарета является её недостатком, поскольку затрудняется ручная промывка межтрафаретного пространства от шлама, и применение такой конструкции возможно только в случае применения ультразвуковой промывки.

Встречаются такие конструкции деталей, в которых, на первый взгляд, кажется невозможным применение ЭХ метода снятия заусенцев. Примером такой детали является "шток", где необходимо удалить заусенцы на пересечении центрального отверстия (диаметр 3 мм) с поперечными отверстиями (диаметр 1 мм) на глубине 120 мм. На рис. 3.38 приведен фрагмент конструкции вставки, предназначенный для ЭХ снятия заусенцев у этой детали.

При обычной схeмe подачи электролита в МЭЗ (между центральным отверстием заготовки и ЭИ), здесь ЭИ представляет собой проволоку диаметром 2 мм, имеет малую жесткость, что не позволяет избежать коротких замыканий. Для устранения этого явления ЭИ направляется по отверстию изолирующей частью, что увеличивает жесткость конструкции ЭИ, а вход и выход электролита осуществляется по поверхности с неизолированной частью электрода. Такая конструкция приспособления обеспечила возможность применения ЭХ метода снятия заусенцев там, где все другие известные методы неприемлемы, а ручной метод трудоемок и не гарантирует качества операции.

Оригинальным решением конструкции является оснастка, приведенная на рис. 3.39 для ЭХ снятии заусенцев в пересечениях глубоких отверстий корпусных деталей.

Рис.3.38

Электрод-инструмент 5, представляющий собой трубку, изолированной поверхностью направляется по каналу заготовки. В местах пересечения отверстий заготовки, где необходимо удалить заусенцы, электрод-инструмент не изолирован. Электролит 2 подается в зону обработки через центральное отверстие трубки и, проходя через поперечные отверстия, попадает в зону обработки через центральное отверстие заготовки, далее свободно выливается в камеру.

Заготовка-корпус 1 устанавливается на столе станка. Электроды - инструменты помещаются в обрабатываемые каналы со всех сторон свободных поверхностей заготовки (кроме установочной поверхности). Такая конструкция ЭИ не требует проектирования и изготовления специальных базовых приспособлений для установки заготовки и базирования ЭИ в базовом приспособлении. Для того, чтобы предотвратить окисление места припоя ЭИ к штекеру, последнее опрессовано пресс-порошком К-220-21(4). Конец опрессованной детали 6 выполнен по внутреннему диаметру шланга, предназначенного для подачи электролита. Такое решение конструкции сводится к проектированию только ЭИ, и нет надобности в создании специальных конструкций оснастки. Ток от источника 3 подводится через токоподвод в диэлектрике 4 к заготовке и электроду 5.

Рис.3.39

Вопросы для самопроверки

1. Особенности проектирования оснастки для электрохимической размерной обработки (ЭХО).

2. Конструкция и проектирование рабочих камер для ЭХО.

3. Расчет и изготовление каналов для прокачки электролита при ЭХО.

4. Расчет гидравлических трактов при ЭХО.

5. Примеры проектирования гидравлических трактов для ЭХО.

6. Выбор и расчет токоподводов при ЭХО.

7. Обеспечение условий контакта в местах подвода тока.

8. Выбор материалов для электрода-инструмента.

9. Проектирование электрододержателей.

10. Конструкция приспособлений для прошивки отверстий.

11. Методы защиты от коротких замыканий при выходе инструмента из отверстия.

12. Расчет формы электрода-инструмента (ЭИ) для прошивки отверстий.

13. Конструкция ЭИ для прошивки отверстий.

14. Расчет ЭИ для обработки фасонных полостей.

15. Проектирование ЭИ для изготовления фасонных полостей.

16. Проектирование рабочей части приспособлений для снятия заусенцев.

17. Конструкция рабочей части приспособления для групповой прошивки отверстий.

18. Выбор базовых элементов для приспособлений.

19. Проектирование рабочего тракта для подачи электролита при перфорации отверстий.

20. Технико-экономические преимущества применения ЭХО для прошивки отверстий.

21. Область использования ЭХО в машиностроении.

22. Место диэлектрических покрытий на электродах.

23. Приспособления для удаления заусенцев в глубоких каналах.