А. Я. Алифанов, к.т.н., доц.
Рыбинская государственная авиационная технологическая академия
Рыбинск, тел.: (0855) 52-00-91, факс: (0855) 21-39-64,
E-mail: root@rgata.adm.yar.ru

A.Y. Alifanov, the senior lecturer, candidate of engineering science
Rybinsk Academy of Aviation Technology
Rybinsk, phone: (0855) 52-09-90, fax: (0855) 21-39-64,
E-mail: root@rgata.adm.yar.ru

Одним из основных направлений современной технологии машиностроения является совершенствование как традиционных технологических процессов, так и создание новых высокоэффективных, которые осуществляет Российская Академия Технологических наук. Одним из основных направлений для увеличения производительности обработки являются интенсивные комбинированные технологии [1].

Современное развитие машиностроения связано все с большим применением труднообрабатываемых материалов, большая часть из которых имеет низкую производительность при механической обработке. Одним из перспективных направлений новых технологий, позволяющих значительно увеличить производительность обработки, а также стойкость инструментов являются электромеханические методы обработки, сущностью которых является создание искусственного источника тепла в зоне стружкообразования от ввода технологического тока, что, в свою очередь, ведет к снижению контактных нагрузок на переднюю и заднюю поверхности инструмента, увеличению стойкости и производительности обработки в несколько раз [1].

В зависимости от вида обработки и производственных условий выбирается одна из схем подвода технологического тока “один электрод-зона стружкообразования”, “два электрода-зона стружкообразования. “два электрода-зона стружкообразования-деталь”. Для обработки труднообрабатываемых материалов применяется установка УТМ-I, состоящая из системы управления, силовой электрической цепи, электроконтактного приспособления. На такой установке возможно производить точение, фрезерование и другие виды работ. Большое внимание было уделено разработке новых конструкций инструментов для обработки труднообрабатываемых материалов.

Для ЭМО (электромеханическая обработка) на кафедре “Технология авиационных двигателей и общего машиностроения” РГАТА создана установка, инструменты, оснастка и технология обработки различных деталей. Такая установка работает в комплексе с любым токарным станком и обычно обладает мощностью равной , где N_у - мощность установки; N_ст - мощность главного привода станка.

Большое внимание уделялось разработке систем управления ЭМО. В результате работы удалось создать несколько систем управления, которые опережают зарубежные системы и запатентованы автором. К установке ЭМО разработаны новые подсистемы инструментов на все виды токарных работ, имеющие высокие экономические показатели.

Для карусельных станков типа 1А5212МФЗ, 1А516МФЗ спроектированы электроконтактные приспособления и система подвода технологического тока к инструментальным блокам, в которых закреплялся комбинированный инструмент. При этом учитывались минимальные затраты на модернизацию существующего оборудования, удобство подвода тока. Аналогичное оборудование было разработано для различных токарных работ на большой группе токарных станков учитывая простоту конструкции, удобство подвода тока и работу комбинированного инструмента.

При проектировании оборудования для ЭМО определяются электрические параметры процесса: напряжения и сила тока, плотность технологического тока, которая влияет на размеры токопроводов, выбор их материалов, учитывая наименьшее удельное и контактное сопротивления.

Современный анализ конструкций зарубежных инструментов приводит к выводу, что ни одной из зарубежных машиностроительных фирм в настоящее время еще не разработаны эффективные комбинированные инструменты для ЭМО (электромеханическая обработка).

Исключая этот пробел автором была разработана новая классификация резцов для ЭМО, подсистемы инструментов для станков с ЧПУ и обычных станков. В основу конструкций инструментов был положен модульный принцип, который заключался применительно для токарных резцов в разработке рабочей головки и державки. В рабочей головке закреплялись режущие пластинки и электроды. Рабочая поверхность электродов армируется материалом типа ВК6ОМ, имеющие высокую твердость при нагреве и хорошие электрические характеристики. Такие конструкции позволяют подводить ток большой силы и малого напряжения, что, в свою очередь, дают высокие температуры нагрева.

Совершенствование методов ЭМО происходит при создании эффективного, производительного инструмента для всех видов обработки, как с креплением одно-кромочных пластин, так и неперетачиваемых, учитывая при разработке конструкций такие основные качества, как простота конструкции, ее надежность, невысокая стоимость, ремонтопригодность. Исходя из этих требований, была разработана большая гамма инструментов для токарных, фрезерных, протяжных работ. Другим резервом совершенствования является разработка наилучших конструкций электродов с оптимальной рабочей поверхностью, которая обеспечивает надежный контакт с деформированным металлом на оптимальном расстоянии от режущих кромок инструмента, выбор оптимальных марок рабочих поверхностей электродов. При обработке труднообрабатываемых материалов хорошие результаты показали режущие пластинки и различных марок режущей керамики, стойкость которых при ЭМО в несколько десятков раз выше, чем при традиционной обработке.

Дальнейшим резервом совершенствования методов является оптимальный подвод тока в зависимости от физических процессов, которые происходят в контактных слоях деформированного металла при распределении плотности проводимого тока, от которого зависит тепловая мощность источников. Другими резервами ЭМО является увеличение номенклатуры обрабатываемых деталей.

Другим примером совершенствования разработок методов ЭМО это включение их в интегральную технологию, разработки системы управления ЭМО, их классификация, конструкции инструментов и установок с рекомендацией применения в различных областях промышленности при обработке деталей машин.

1. Алифанов А.Я. Электромеханические методы обработки труднообрабатываемых материалов. Первый Всесоюзный съезд технологов-машиностроителей. Тезисы докладов. Бюро Совета Министров СССР по машиностроению, Государственная комиссия Совета министров СССР, Академия наук СССР. – Москва, 1989, – 205 с.