Фрезерование на комбинированных строгальных станках с плазменным подогревом

Особенности фрезерования с плазменным подогревом

Существует несколько схем фрезерования с плазменным подогревом. Далее будут рассмотрены схемы, которые находят практическое применение.

На рис. 19.1 показана схема, при работе по которой часть припуска t_i на обработку заготовки 3 оплавляется и сдувается плазменной струей, а часть t удаляется фрезой 2, работающей по нагретому металлу. Плазмотрон 1 медленно перемещается (а вместе с ним и пятно нагрева) перед фрезой в направлении движения подачи D_s. Такой вариант наладки целесообразен при фрезеровании торцовых поверхностей листовых заготовок из труднообрабатываемых материалов.

Рис. 19.1. Схема процесса плазменно-механического фрезерования с частичным оплавлением припуска:

1— плазмотрон; 2 — фреза; 3 — заготовка; L — расстояние между пятном нагрева и плоскостью резания Соотношение между величинами t_{ и t должно быть таким, чтобы обеспечивалось удаление фрезой термически измененного слоя металла. Толщина этого слоя зависит от скорости подачи v_s, мощности плазмотрона, расстояния L между пятном нагрева и плоскостью резания, а также от физико-механических свойств обрабатываемого материала.

При фрезеровании плоскостей торцовой фрезой 4 (рис. 19.2, а) необходимо обеспечить нагрев обрабатываемого материала по всей ширине контакта фрезы с заготовкой 5. Для этого осуществляют качание плазмотрона 1, например, механическим путем. Плазмотрон укреплен на кольце с зубчатым сектором 2. Сектор под действием рейки 3, движущейся возвратно-поступательно, качается, обеспечивая заданную амплитуду перемещения дуги.

Рис. 19.2. Схемы фрезерования заготовки с плазменным нагревом качающейся (а) и сканирующей (6) дугой:

1— плазмотрон; 2 — зубчатый сектор; 3 — рейка; 4 — фреза; 5 — заготовка; 6 — наконечник; 7 — катушка; 8 — втулка Наиболее эффективным является нагрев заготовки плазменной дугой, сканирующей в переменном электромагнитном поле. Схема устройства для сканирования дуги приведена на рис. 19.2, б. Плазменная дуга перемещается по периодическому закону перпендикулярно направлению движения подачи D_s с амплитудой, равной половине ширины фрезерования В.

Для создания переменного электромагнитного ноля используется простое отклоняющее устройство, питаемое током промышленной частоты. Это устройство состоит из незамкнутого магнитопровода, образованного втулкой 8 из магнитомягкой стали, в которой закреплен плазмотрон 1, и двух сердечников с катушками 7 и наконечниками 6. Последние имеют водоохлаждаемые каналы, так как нагрев металла наконечников до температуры выше точки Кюри не допускается.

Корпуса катушек выполнены из термостойкого изолирующего материала, например фторопласта-4.

Применение рассматриваемого устройства в комплекте с плазмотроном, имеющим диаметр сопла 6 мм, позволяет получать амплитуду колебаний до 60 мм и регулировать ее изменением силы тока, питающего магнитную систему.

Значительно большие подачи при таком способе нагрева по сравнению с подачами, характерными для обычного торцового фрезерования, обеспечивают существенное повышение производительности процесса обработки даже при нескольких рабочих ходах по ширине заготовки. Дальнейшее увеличение ширины пятна нагрева возможно при сканировании дуги одновременно с медленным перемещением плазмотрона с помощью устройства, схема которого показана на рис. 19.2, а.