Общая характеристика и типовое оборудование
Типовой комплект оборудования. К основным технологическим средствам для реализации процессов АЭХШ относят: станок, выполняющий технологическую задачу — обработку заготовок; источник питания станка электрическим током; систему контроля и управления работой станка и вспомогательные устройства.
По назначению станки делят на универсальные для обработки заготовок широкого диапазона типоразмеров с большим количеством переналадок и специализированные для обработки заготовок определенной формы нескольких типоразмеров. По своей компоновке и кинематике перемещений рабочих узлов станки полностью соответствуют типовому металлорежущему оборудованию, которое используется при абразивном шлифовании. От шлифовальных их отличает наличие электрической изоляции электродов (инструмента и заготовки) и устройств подвода к ним технологического тока, а также коррозионностойкое исполнение деталей, расположенных в зоне обработки. Диапазоны рабочих движений адаптированы к величинам, используемым в процессах алмазно-электрохимической обработки. В мелкосерийном производстве наиболее часто используются универсальные плоско — и круглошлифовальные станки и, в меньшей степени, внутришлифовальные и бесцентровые. Для инструментальных производств выпускается ряд специализированных станков для алмазноэлектрохимического затачивания резцов, фрез и другого инструмента.
Источники питания станка являются преобразователями поступающего от сети переменного электрического тока в постоянный. Как правило, это статические выпрямительные агрегаты на полупроводниковых приборах. Они обеспечивают первичное снижение напряжения сети до рабочего и его выпрямление. Наиболее совершенные источники питания должны обеспечивать возможность плавного регулирования силы тока и напряжения на электродах или их стабилизацию для поддержания оптимальных параметров процесса, а также реверсирование направления тока для осуществления процесса правки обрабатывающего шлифовального инструмента. Эффективная работа источников питания тесно связана с токоподводами, которые служат для их связи со станком. Они должны обеспечивать минимальные потери электроэнергии, быть стойкими к воздействию агрессивных сред, надежными и безопасными в эксплуатации.
В систему контроля и управления работой станка в необходимых случаях могут входить подсистемы управления работой механизмов станка, регулирования параметров источника питания и других агрегатов; защиты от коротких замыканий; активного контроля размеров обрабатываемой заготовки и другие.
Наиболее часто, контроль всех систем и управление оборудованием осуществляет электрохимобработчик.
Вспомогательные устройства служат для подачи в рабочую зону оборудования электролита, его сбора, очистки и хранения; для удаления из зоны обработки газообразных и аэрозольно-капельных продуктов, образующихся при обработке, для других целей.
В частности, основными компонентами системы подачи электролита в зону обработки станка являются баки (в том числе, отстойники, флотаторы), центробежные насосы и устройства для очистки: центрифуги и магнитные сепараторы, вакуумные и сетчато-тканевые фильтры [22].
Серийное оборудование, выпускаемое для АЭХШ не слишком многочисленно как по номенклатуре, так и по типоразмерам. Например, из группы универсальных известны станки моделей 3Э110М, 3Э731, 3Э754ЛФ2 и 3Э70ВФ2 [24].
Круглошлифовальный станок 3Э110М предназначен для обработки наружных и внутренних цилиндрических и конических поверхностей. Его шлифовальная бабка и стол выполнены поворотными, внутришлифовальный шпиндель — откидным. В станке автоматизированы продольный ход, быстрый подвод и отвод шлифовального круга, подача круга на врезание, включение и останов шпинделя и бабки изделия, включение и выключение подачи электролита.
Плоскошлифовальные станки и 3Э70ВФ2 и 3Е711ЭФ2-1 с горизонтальным расположением шпинделя и имеют крестовый стол. Они, в основном, предназначены для глубинного профилирования методом копирования. Для этого на станках предусмотрены специальные устройства фасонного профилирования кругов (графитовых или металлических безабразивных) с ЧПУ методом точения мастер-резцами. Таким образом, станки фактически реализует схему размерной электрохимической обработки вращающимся электродом — инструментом. Что, однако, не исключает возможности установки на шпиндель алмазных кругов и использования их в режиме АЭХШ плоскостей, пазов, лы — сок. С выключенным источником питания возможно обычное абразивное шлифование.
Плоскошлифовальный станок 3Е731 с вертикальным расположением шпинделя используется для обработки плоскостей заготовок торцом чашечного или тарельчатого кругов.
Плоскошлифовальный полуавтомат с круглым выдвижным столом и вертикальным шпинделем 3Э754ЛФ2 предназначен для обработки изделий, преимущественно, торцом плоских кругов (или тарельчатых) по заданной программе, осуществляемой системой цифровой индикации с преднабором. Автоматический цикл включает в себя подвод стола в зону обработки, черновое и чистовое шлифование с круговой подачей стола, выхаживание и отвод механизмов в исходное положение.
Для плоского АЭХШ предназначен также станок ЛШ-138 с горизонтально расположенным шпинделем и крестовым столом. Станок реализует распространенную схему шлифования плоскостей периферией алмазного круга прямого профиля с продольной и периодическими поперечной и вертикальной подачами.
Для шлифования отверстий может быть использован станок СШ101, разработанный на базе внутришлифовального станка модели 3К227В.
Станки относятся к нормальному или повышенному классам точности (Н, П); в режиме АЭХШ обеспечивают точность обработки в пределах 0,0080,013 мм, шероховатость по параметру Ra в диапазоне 0,63-0,32 мкм.
Основные характеристики станков приведены в табл. 2.1.
Режим АЭХШ часто используется при заточке твердосплавного инструмента. Для ее осуществления существует ряд специализированных станков. К ним относят оборудование для алмазно-электрохимического затачивания фрез, зенкеров и разверток модели 3672, для обработки передних и задних поверхностей резцов моделей 3Е624Э, 3626Э, 3622Э [9].
Станки комплектуются типовыми источниками питания серий ВАК (выпрямительные агрегаты кремниевые) и ВАКР (то же, реверсивные) или другими [9].