1.4 Особенности групп станков для эхо

1.4.1Электрохимические копировально-прошивочные станки

В них реализуется возможность образования новой сложной формы путем копирования формы инструмента при простейшей кинематики рабочего процесса.

Единственное движение (поступательное) при перемещении электродов является главным кинематическим признаком копировально-прошивочных станков.

В зависимости от направления рабочей подачи электрода существуют две основные компоновки станков: вертикальные и горизонтальные.

Станки вертикального исполнения занимают меньше производственной площади и обладают большей жесткостью. В их конструкции применяются станины портального типа. Но у них ограничены размеры рабочей зоны и более сложная траектория загрузки заготовок, что затрудняет работу с массивными, крупногабаритными заготовками > 100-500 кг.

Копировально-прошивочные станки горизонтального типа более удобны для крупногабаритных заготовок, однако жесткость их конструкции значительно ниже и для них требуется больше производственной площади.

В современных копировально-прошивочных станках заготовка размещается на поворотном столе с вертикальной осью вращения. Они имеют два механизма подачи электродов: электромеханический и гидравлический.

Электромеханический механизм состоит из электродвигателя с регулируемым числом оборотов (непрерывный или дискретный режим), редуктора, винтовой пары качения и системы управления.

Исполнительные органы станка (шпинделя или стол) перемещаются в направляющих качения.

Гидравлический механизм подачи имеет в своей основе гидроцилиндр, управление осуществляется гидроприводом.

Регулирование величины межэлектродного зазора может осуществляться непрерывно или дискретно. Рабочий цикл, как правило, автоматизирован.

Специфическую группу копировально-прошивочных станков составляют станки совмещенной обработки в которых анодное растворение дополняется электро-эрозионным (станок СКЭХО-901) или ультразвуковым (станок 4Д772Э) воздействием.

1.4.2Электрохимические прошивочные станки.

Применяются для прошивания глубоких отверстий ( ЭПЛ-320, ЭПЛ-1000 и др. ). По конструкции они близки к копировально-прошивочным, но, меньшие размеры заготовок, меньшие силы подачи - позволяют применять облегченные конструкции станин и малогабаритные приводы подачи - электромеханические.

Главное направление развития - это создание универсальных многошпиндельных прошивочных станков у которых выбор катода, перемещение его в заданное положение и настройка оптимального режима обработки осуществляется с помощью системы ЧПУ.

1.4.3Электрохимические станки для обработки пера лопатки.

Основным параметром, определяющим конструкцию и размеры лопаточных станков, является длина пера лопатки.

По этому показателю станки делятся на 4 группы.

С обработкой пера лопатки длиной до 100 мм (ЭГС-100,ЭГС-150,ЭХО-1, АГЭ-3 и др.).

С обработкой пера лопатки длиной до 200 мм ( ЭХО-2, ЭХА-300, ЭХС-10А, МЭ-77 и др. )

С обработкой пера лопатки длиной до 1200 мм ( МЭ-75, ЛЭ-145 и др.).

С обработкой пера лопатки длиной до 1500 мм ( ЛЭ-156, ЛЭ-146 и др.).

Станки для групп 1-2 создаются для 2-х сторонней обработки, а для 3-4 групп раздельно для обработки наружного ( ЛЭ-145, ЛЭ-158 ) и внутреннего (ЛЭ-156, ЛЭ-146 ) профиля пера.

В станках ЭХО для обработки пера лопатки применяется электромеханический привод рабочей подачи. Обработка производится в полуавтоматическом цикле.

1.4.4Электрохимические токарные станки

Отличительный кинематический признак - вращение обрабатываемой детали (200-300 об/мин ) при поступательном, поперечном и осевом перемещении электрода-инструмента.

Специфический признак - шпиндельная головка. Токопровод осуществляется с помощью контактных колец и щеток на шпиндель, изготовленных из бронзы.

Обрабатываемая деталь устанавливается в центрирующем патроне или на планшайбе шпинделя.

Инструмент закрепляется в катододержателе, имеющем рабочую подачу в 2-х взаимно перпендикулярных направлениях.

Станки имеют горизонтальную компоновку. Ведущее положение по выпуску станков занимает фирма Anocht ( модели SEM-V62-244, SEM-L62-279 и др.). Отечественные: модель 4412.

1.4.5Электрохимические станки для удаления заусенцев, калибровки и контурной обработки

Общий признак группы станков - отсутствие перемещения электродов в процессе обработки.

Вид операции ЭХО ( удаление заусенцев, калибровка, скругление кромок, контурная обработка ) не отражается на конструктивном исполнении станка.

Станки этой группы делятся на три основные группы:

- простейшие по конструкции устройства, в которых установочные движения, обеспечивающие взаимное положение электродов, устанавливаются вручную;

- универсальные станки, установочное движение катода осуществляется от пневматического, электромеханического или гидравлического привода. Устройства для выполнения сопутствующих операций ( промывка и др.) встроены в станок, но не имеют жесткой кинематической связи с устройствами для ЭХО ( модели 4405, 4406, 4407 и др.);

- здесь рабочий цикл объединяет всю совокупность операций ( промывка, продувка и др.) - подготовительные, ЭХО, заключительные ( промывка, сушка и др.).Станки имеют автоматический цикл работы, оснащены загрузочными устройствами и могут встраиваться в поточные машины массового производства.

Существуют две разновидности станков:

многопозиционные с поворотным столом ( 6-ти позиционный полуавтомат, модель МА-31М - ЭНИМСа) ;

многопозиционные станки с поступательным движением транспортирования ( модель MAEV1000 - удаление заусенцев на коленчатых валах ).

1.4.6Электрохимические станки для обработки глубоких отверстий

Предназначены для обработки (калибровки, формирования полостей, протягивания пазов, протягивания глубоких отверстий в заготовках класса валов, труб).

Конструкция станков зависит от принятой схемы обработки:

с неподвижным катодом;

с перемещающимся катодом.

Станки, реализующие 1 схему имеют лишь устройство для установки заготовки, подвода тока и электролита и выполнения вспомогательных операций (охлаждение заготовки, растяжение электрода).

Компоновка может быть горизонтальной или вертикальной.

Станки, реализующие 2 схему, имеют поступательное перемещение электрода - катода от электромеханического привода. Часто поступательное движение дополняется вращением анода или катода.

Для получения переменного сечения по длине отверстия предусматривается программированное изменение скорости перемещения катода или напряжения источника питания.

Станки этой группы - ЭХО-6, ЭХТ-1500 и др.

1.4.7Электрохимические станки для контурной вырезки и доводки

Представляют собой модификацию электроэрозионных станков.

Основной элемент - механизм, обеспечивающий заданную траекторию относительного перемещения электродов.

Например, в модели 4429, используется электромеханическая копировальная система с поворотным трансформатором.

Для стабилизации скорости подачи в схеме предусмотрена обратная связь по рабочему току.

1.4.8. Электрохимические маркировочные станки

В зависимости от принятого способа нанесения знаков станки можно разделить на 2 вида:

для маркировки посредством диэлектрического трафарета;

для бестрафаретной маркировки с помощью электродов-клейм.

Имеется три основных конструктивных исполнения:

портативные переносные приборы;

стационарные станки;

маркировочные автоматы.

Портативные приборы ( ЭХМ-1, ЭК-1 и др. ) представляют собой переносные устройства, содержащие все необходимые для электрохимического маркирования ( штемпель, блок электропитания, ванну с электродом ). Смачивание штемпеля, его перенос и маркировка производятся вручную.

Маркировочные станки (4401, ПЭМ-1М и др.) являются стационарными установками, в которых цикл маркировки осуществляется автоматически.

В маркировочных автоматах ( МЭ311 МЭ309, МЭ316 и др.) предусмотрены загрузочные устройства бункерного типа.

В современных автоматах автоматизированы и вспомогательные операции ( промывка, пассивация, сушка ) ( автомат Lories-4000 для маркировки подшипников ).

Электрохимическая маркировка на станках и автоматах выполняется прокатыванием изделия по плоской поверхности электрода в условиях упругого контакта, либо за счет возвратно-поступательного перемещения штемпельной головки от электромагнитного, электромеханического, кулачкового, гидравлического или пневматического привода.

Основное направление развития - использование принципа растровой маркировки универсальными матричными электродами с устройствами для набора программы маркировки.

1.4.9. Электрохимические шлифовальные станки

По конструкции и условиям эксплуатации электрохимические шлифовальные станки, работающие алмазным, металлическим или графитовым кругом, близки к шлифовальным станкам аналогичного назначения.

Специфическими элементами их являются: токопроводы, электроизоляция шпинделя и заготовок, рабочая камера с приспособлениями для подвода электролита в зону обработки и подключение вытяжной вентиляции.

Современные электрохимические шлифовальные станки в зависимости от технологического назначения делятся на 3 основные группы:

Плоскошлифовальные станки, работающие периферией или торцом круга при наличии поступательно перемещающегося прямоугольного (3Э730, 3Э731) или круглого вращающегося стола (3Э754Л, 3Э754ФЛ).

Профилешлифовальные станки с поступательно перемещающимся столом, работающие периферией круга, правка которого производится мастер-резцом или резцом с управлением перемещениями от системы ЧПУ ( 3Э70ВФ2 ).

Круглошлифовальные станки для обработки в центрах или в патроне. Они обладают повышенной универсальностью для шлифования наружных и внутренних поверхностей ( 3Э110М ), могут иметь узкое технологическое назначение для обработки только наружных или только внутренних поверхностей ( СШ101 ).

Чаще всего электрохимические шлифовальные станки относятся к категории универсального оборудования.

1.4.10. Электрохимические заточные станки

В настоящее время составляют большую группу моделей электрохимического оборудования, выпускаемого Витебским и Мукачевским станкостроительными заводами и рядом зарубежных фирм ФРГ, Японии, Франции, Швейцарии и других стран.

По назначению электрохимические заточные станки делятся на 2 вида:

станки для заточки определенного типа инструмента;

станки для широкой номенклатуры инструментов.

Самую многочисленную группу образуют станки для заточки твердосплавных резцов ( 3Е624Э, 3626Э, 3622Э, и др.), которые в свою очередь подразделяются на станки для заточки по задней грани и станки для заточки по передней грани и образования стружколомающих порогов.

Существуют станки для заточки сверл ( 3653Э ), фрезерных головок (3Э667 ), неперетачиваемых твердосплавных пластин ( WAE-W, WAE-200 ).

Заточка плоских поверхностей производится торцом алмазного круга, которому придается осциллирующее движение.

Применяются 2 схемы заточки:

- упругая, при постоянном усилии прижатия;

- жесткая, при принудительной непрерывной подаче круга.

Во многих станках принят двойной режим заточки, когда основной припуск снимается при алмазно-электрохимическом воздействии, а доводка осуществляется при отключенном источнике питания.

Большинство современных электрохимических заточных станков имеют полуавтоматический цикл работы, применяются также автоматические станки с магазином или бункерной загрузкой для обработки неперетачиваемых пластинок.

1.4.11Электрохимические хонинговальные станки

Представлены двумя серийными моделями 3820Э, 3822Э. Это одношпиндельные станки, имеющие вертикальное исполнение, работающие по полуавтоматическому циклу. В станке 3822Э предусмотрен косвенный активный контроль диаметра хонингуемого отверстия за счет фиксации перемещения иглы для разжима хона и компенсации износа брусков.

1.4.12.Электрохимические суперфинишные станки

Представителем этой группы является модель серийного станка 3871Э, который создан на базе суперфинишного станка 3Д871Б. Для реализации электрохимического процесса на нем предусмотрено: катодное устройство, смонтированное на гидравлической суперфинишной головке; токосъемник для подачи тока на заготовку, вращающуюся с постоянной скоростью в изолированных центрах; вентиляционная установка для отсоса из рабочей зоны аэрозолей и газов.

Станок полуавтоматический, предусматривает черновой и абразивный чистовой режимы обработки. Протяженность 1 этапа выдерживается по реле счета импульсов, а 2 этапа - по реле времени.

2. Элементы электрохимического оснащения

2.1. Источники питания

Источники питания (ИП) электрохимических станков преобразуют переменное напряжение электрической сети в постоянное или униполярное импульсное. Выходное напряжение ИП обычно не превышает 36 В. Сила тока может достигать приблизительно 30000 А. ИП могут быть со ступенчатым и плавным регулированием тока или напряжения со стабилизацией выходных параметров.

ИП бывают 2-х видов:

1) электромеханические;

2) статические.

Электромеханический ИП представляет собой механически связанные электродвигатель и генератор, вырабатывающий ток требуемого напряжения. При работе генератора возникает шум, вибрация, сложность в обслуживании.

Статические ИП выполнены на селеновых и кремниевых выпрямителях. Наиболее распространены и перспективны ИП с управляемыми выпрямителями, называющимися тиристорными преобразователями с системой защиты от перегрузок.

Преобразователи, позволяющие менять полярность напряжения на выходе называются реверсивными.

Блок регулирования позволяет задать нужную форму изменения напряжения, тока и их полярность.

При коротких замыканиях между заготовкой и электродом-инструментом, а также при других перегрузках срабатывает система защиты, прерывающая подачу напряжения на электроды. В качестве защиты используется тепловое реле, реагирующее на изменение силы тока выше предельной для ЭХО. Оно имеет большое время срабатывания, что является недостатком.

Блок стабилизации напряжения или силы тока позволяет поддерживать заданные параметра ЭХО независимо от условий.

Простейшими статическими источниками питания являются селеновые неуправляемые выпрямители типа ИПП, состоящие из трансформатора и выпрямителя. Тиристорные ИП типа ВАК ( выпрямительный агрегат кремниевый ), ВАКР ( реверсивный ) имеют выходную силу тока 25000 А, имеют устройство для поддержания заданной силы тока, напряжения, плотности тока, позволяет регулировать напряжение от нескольких до 36-48 вольт. Для получения импульсного напряжения применяют специальные ИП или приставки, которые подключают к ИП постоянного тока.