Разработка и проектирование электрода инструмента для формирования окон матрицы 05356

Липецкий государственный технический университет Кафедра технологии машиностроения

КУРСОВОЕ ЗАДАНИЕ

по электроэрозионной обработке

«Разработка и проектирование электрода инструмента для формирования окон матрицы 5 356»

Липецк 2013 г.

Аннотация

В данной курсовой работе рассмотрены методики проектирования электрода-инструмента для прошивки отверстия методом электроэрозионной обработки

Расчетно-пояснительная записка содержит:

Рисунков — 4.

Таблиц — 7.

Графическая часть проекта содержит:

Лист 1. Электрод инструмент А3

1. Анализ обрабатываемого материала

2. Выбор материала ЭИ

3. Расчет технологических параметров обработки

4. Разработка формообразующей части ЭИ

5. Изготовление электрода-инструмента

6. Выбор рабочей жидкости способа подвода РЖ в зону обработки

Заключение

1. Исходные данные

1. Профиль продольного сечения окна матрицы с различным видом образующих

Рисунок 1. Профиль продольного и поперечного сечения окна матрицы

Профиль поперечного сечения Рисунок 2. Профиль поперечного сечения

2. Шероховатость поверхности боковой и торцовой части окна матрицы Ra=2,5 мкм;

3. Размерная точность полости Квалитет и поле допуска — А11

4. Материал матрицы — У10А

5. Основные параметры и размеры формообразующего окна электрод прошивка отверстие электроэрозионный Таблица 1. Основные параметры и размеры формообразующего окна

6. Габаритные размеры матрицы Таблица 2. Габаритные размеры матрицы

Рисунок 3. Схема расположения окон в матрице

Введение

Электроды-инструменты являются одними из основных элементов, определяющих эффективность применения электроэрозионного метода обработки. Существенную долю от общих затрат на обработку составляют затраты на электроды-инструменты. Поэтому при освоении процессов электроэрозионной обработки на них обращают особое внимание. Электроды-инструменты должны обладать высокой эрозионной стойкостью при стабильной производительной работе по заданному материалу, быть технологичными и легко поддаваться обработке методами, соответствующими типу их производства, иметь базы для крепления на станке и иметь точность, достаточную для достижения требуемой точности обработки.

Разработка и проектирование электрода-инструмента для обработки детали заданной формы электрическим оплавлением требует решения ряда задач:

— выбор материала ЭИ;

— определение способа крепления инструмента в электрододержателе;

— разработка формообразующей части ЭИ;

— определение необходимой механической прочности ЭИ;

— расчет и выбор системы каналов для подвода РЖ в зону обработки.

Все отмеченные задачи должны решаться комплексно, так как они находятся в тесной взаимосвязи. Одним из основных вопросов является определение геометрии формообразующей части ЭИ.

1. Анализ обрабатываемого материала Штамповый инструмент изготавливается из стали У10А. Химический состав материала представлен в таблице 3.

Таблица 3. Химический состав стали У10А, % (ГОСТ 1435−74)

Механические свойства стали У10А представлены в таблице 4.

Таблица 4. Механические свойства стали У10А

Материал детали имеет среднюю обрабатываемость, не склонен к отпускной хрупкости. Применяется для изготовления инструмента.

2. Выбор материала ЭИ К ЭИ предъявляются требования взаимозаменяемости материалов в пределах одной марки, устойчивости к воздействию рабочей среды, надежности, ремонтопригодности, безопасности в процессе изготовления, эксплуатации на станке и транспортабельности.

Физико-механические свойства должны обеспечивать ремонтопригодность ЭИ слесарно — механической обработкой или повторным использованием технологии изготовления инструмента.

Технологичность материала определяется применительно к конкретным методам изготовления фасонного ЭИ. Критериями технологичности являются основные производственные показатели для данного процесса и способа формообразования рабочей части инструмента.

Принимаем в качестве материала для изготовления ЭИ применяем медь. Выбор произведен исходя из следующих критериев, приведенных в таблице 5.

Таблица 5. Характеристика материала электрода-инструмента и области его применения

3. Расчет технологических параметров обработки Для дальнейших расчетов необходимо рассчитать обрабатываемую площадь получаемой полости в сплошном материале.

Площадь трапеции определяется по формуле

(1)

где — наименьшее основание трапеции, мм;

— наименьшее основание трапеции, мм.

(1)

(1)

Выбор и назначение электрических параметров процесса представлены в таблице 6.

Таблица 6. Режимы обработки

Производительность,

Площадь обрабатываемой поверхность,

4. Разработка формообразующей части ЭИ Профиль рабочей части ЭИ представляет собой конфигурацию изготавливаемой полости с размерами, уменьшенными на величину образующегося в процессе ЭЭО межэлектродного зазора и припуска на последующую обработку.

В общем виде размер ЭИ определяется по выражению:

(2)

где, А — номинальный размер детали по чертежу, мм,

— межэлектродный зазор, мм,

— минимальный припуск для последующей обработки, мм.

Для расчета размеров ЭИ при объемном копировании необходимо рассчитать значения и .

Рисунок 4. Отверстие в матрице

Расчет бокового зазора на черновом режиме

(3)

где — боковой зазор, мм,

k — коэффициент, зависящий от материала электродов,

— основание натуральных логарифмов,

— средний ток, А,

q — скважность,

h — длина вертикальной трассы эвакуации продуктов эрозии, мм

f — частота следования импульсов, Гц,

— амплитудное напряжение холостого хода, В,

j — технологическая плотность тока, А/см2,

Q — расход рабочей жидкости, см3/с,

R — длина трассы эвакуации продуктов эрозии, мм.

Принимаем: k=1,0; R=49,85 мм.

Расход рабочей жидкости определяется по формуле

(4)

Технологическая плотность тока определяем по формуле

(5)

(3)

Расчет торцового зазора на черновом режиме

(6)

Рассчитываем размеры электрода-инструмента

(2)

(2)

(2)

(2)

(2)

Вычисляем точность изготовления ЭИ:

(7)

гдедопуск на размер обрабатываемой детали,

— суммарная погрешность операции ЭЭО, мкм.

(8)

где — погрешность станка, мкм,

— термическая погрешность, так как обработка ведется при постоянной температуре, то термической погрешностью пренебрегаем, мм,

— погрешность настройки (измерения проходят с помощью индикаторной головки или других приспособлений) (=0,03 мм),

— погрешность процесса обработки (мм), мм.

мм, (8)

мм, (7)

мм, (7)

мм, (7)

мм, (7)

мм, (7)

мм. (7)

5. Изготовление электрода-инструмента В качестве заготовки используем медную полосу ГОСТ 495–92. Для изготовления хвостовика используем медный прут ГОСТ 1535–2006.

Операционный маршрут изготовления электрода-инструмента приведен в таблицах 7.

Таблица 7. Операционный маршрут изготовления ЭИ

6. Выбор рабочей жидкости и способа подвода РЖ в зону обработки Выбор РЖ для ЭЭО осуществляют по основным техническим характеристикам РЖ, таким как степень влияния на производительность обработки и износ ЭИ. Дополнительными критериями служат фильтруемость, годовой расход на станок, пожароопасность, токсичность, прокачиваемость и химическая агрессивность РЖ.

В качестве рабочей жидкости принимаем — индустриальное масло с керосином в соотношении 1:1.

Подачу рабочей жидкости осуществляем с помощью наружного подвода под давлением. Наложение колебаний не возможно, так как из-за большого перепада в одной из плоскостей относительно оси приведет к возникновению поперечных колебаний, следовательно к снижению точности обработки.

Заключение

В данном курсовом задании спроектирован электрод-инструмент. Данный инструмент предназначен для последовательной обработки шести полостей заданной формы в матрице из высококачественной инструментальной углеродистой стали У10А. В процессе выполнения были выполнены все необходимые расчеты боковых и торцовых зазоров, а так же номинальные размеры инструмента. На основании расчетных данных спроектирован чертеж электрода-инструмента, с указанием всех параметров необходимых для его изготовления.