Технические науки/ Электротехника и радиотехника

К.т.н., доц. Сенькин В.И. , к.т.н., проф. Синенко Е.Г.

Сибирский Федеральный Университет, Россия

Технология и оборудование для изготовления крупногабаритных труб и стержней из электротехнической керамики

Трубы и стержни из электрофарфора (ГОСТ20419-83,гр.112) и стеатитовой керамики (ГОСТ20419-83,гр.220) используются в изделиях электротехнической и радиоэлектронной техники. Диапазон размеров этих деталей довольно широк: диаметр 5-60мм., длина 20-1500 мм.

Определённые трудности вызывает производство крупногабаритных деталей. Традиционная технология, приведённая на Рис.1, не обеспечивает требования ТУ для этих деталей по допускаемым отклонениям на размеры и величину дефектов на поверхности (размеры трещин, сколов, раковин).

Рис. 1. Схема ранее действующего технологического процесса для труб и осей из керамики

Для обеспечения серийного выпуска труб и стержней повышенного качества на одном из предприятий г. Красноярка проведены исследовательские, технологические и организационные работы, в том числе:

- реконструирован цех керамического производства;

- отработаны режимы отжига деталей;

- опробованы в лабораторных условиях различные методы изготовления деталей;

- спроектирован и изготовлен комплект нестандартного технологического оборудования;

- разработаны необходимые технологические документы (РТМ, нормали, инструкции, технологические карты).

Режим отжига (температура и время) во многом определяют качество керамических деталей. С целью определения оптимальных параметров обжига создана экспериментальная установка, в которой создавалась равномерная по всей длине заготовки регулируемая температура. Окончательные параметры обжига показаны на Рис.2.

Для изготовления керамических труб и осей с новыми техническими требованиями понадобился комплект стандартного и нестандартного- технологического оборудования (см.Рис.3).

	Рис.3. Схема технологического процесса

Ниже представлены наиболее важные образцы нового оборудования.

Роликовое сушило

Повышению точности изготовления деталей способствовало внедрение роликового сушила с электрическим подогревом. Принцип работы установки понятен из кинематической схемы, показанной на рис. 4. Заготовки, полученные на вакуум-мялке VP-25, устанавливают между шлифованными роликами 2, выполненными из нержавеющей стали. Ролики приводятся во вращение шестернями 1 от цепной передачи 3, редуктора 4 и электродвигателя 6. Внизу под роликами размещены электронагреватели, создающие температуру от 50 до 60 ^OС. При вращении заготовок наряду с процессом подвяливания происходит выравнивание поверхности и уменьшение прогиба в 2-3 раза по сравнению с прежней технологией.

Станок для резки керамических труб и осей

По технологии (рис.1) разрезка керамических деталей производилась абразивным кругом на горизонтально-фрезерном станке. Этот способ приводил к значительному браку вследствие появления трещин и сколов на торцевой поверхности.

Нами предложена конструкция станка для резки керамических труб и осей, кинематическая схема которого показана на рис.5. Заготовка зажимается в специальных патронах 4, один из которых можно смещать вдоль оси детали, устанавливая его на требуемый размер. Вращение обоих патронов осуществляется приводными роликами 5 и валами 12 от электродвигателя 3 через ременную передачу 2, редуктор 1 и цепную передачу 13. Отрезка заготовки выполняется алмазным кругом АСК 320´2´5 одновременно с двух сторон. Одна из отрезных головок станка имеет возможность осевого перемещения.

Алмазный круг 11 получает вращение от электродвигателя 9 через клиноремённую передачу. Подача круга производится вручную маховичком с помощью винтовой пары 6.

Техническая характеристика:

Размеры обрабатываемых деталей, мм: диаметр длина	До 310 До 1500
Число оборотов, об/мин: шлифовальный круг патроны	2910 11-13
Мощность электродвигателей, кВт: для режущего инструмента для вращения заготовки	5,5 0,6
Габариты станка, мм	2480´1080´1730
Масса станка, кг	150

Качество поверхности разрезки достигается за счёт вращения заготовки, что исключает местный перегрев детали в зоне контакта инструмента и подбора оптимального режима резания.

Станок для шлифования торцов керамических труб и стержней

Для деталей с повышенными требованиями введено шлифование торцов на станке, кинематическая схема которого показана на рис.6.

Техническая характеристика:

Диаметр обрабатываемых деталей, мм Длина обрабатываемых деталей, мм Частота вращения шлифовального круга, об/мин Подача шлифовального круга, мм/об Мощность электродвигателей, кВт: для вращения детали для шлифовального круга

40-310 200-1500 3700; 4200; 4700 0,01-0,1 0,75 1,5

Принцип работы станка. Деталь размещается на двух парах роликов 7, закреплённых на подвижном столе с механизмом подъёма от пневмоцилиндра 5, и приводится во вращение приводным роликом 8 от редуктора 10 и электродвигателя 11 через цепную передачу 9. Тот же редуктор через червячную передачу 14 и винтовую пару 15 осуществляет автоматическую подачу шлифовального круга. При настройке станка пользуются ручным механизмом подачи шлифовального круга вращением маховичка 13.

Внедрение нового технологического процесса и оборудования для изготовления труб и осей позволило: повысить точность и качество выпускаемых деталей; уменьшить брак с 40% до 5 %, снизить трудоёмкость и материалоёмкость, повысить культуру и экологию производства.