Рис. 3. Схема плазмотрона

установки

заготовки на глубину срезаемого слоя и на величину продольной подачи до темпфатуры плавления, частичное сдувание расплавленного металла плазменной струей с образованием лунки (канавки), площадь которой составляет 80% шющади снимаемого резцом металла. Образование канавки способствует увеличению площади поверхности, через которую подводится тепло, и распространению нагрева в глубь заготовки. Размеры канавки и ее положение на поверхности резания определяются теплофизическими свойствами обрабатываемого материала, а также расположением плазменной дуги и ее направлением относительно обрабатываемой поверхности.

Глубина канавки составляет несколько десятых долей миллиметра. При этом основная масса металла выдавливается под воздействием плазменной дуги на свободную поверхность среза, вследствие чего происходит выравнивание нагрева по щири-не. Поэтому целесообразно использовать режимы нагрева, обусловливающие появление канавки выплавления, при грубых, черновых операциях, происходящих с большой глубиной резания. При обработке с подачами менее 0,5 мм образование канавки, как правшю, является нежелательным; и скорость перемещения теплового источника должна быть увеличена, а мощность его снижена. Этот метод подогрева характерен для чистовой и получистовой обработки, осуществляемой на высоких скоростях резания и малых подачах с использованием минера-локерамических резцов.

Основными элементами оборудования для ПМО являются плазмотрон, источник питания, система газо- и водоснабжения и системы управления с манипулятором.

Требования, предъявляемые к ш1азменному оборудованию, следующие:

в качестве плазмообразующего газа, обеспечивающего необходимый подвод энергии, целесообразно применять воздух, который наиболее экономичен и безопасен в условиях механи-

ческих цехов; его применение обусловливает максимальную силу тока источника питания (400 А), при котором могут работать электроды с гафниевой активной вставкой, выпускаемой промышленностью;

напряжение холостого хода должно обеспечивать надежное возбуждение деж}рной дуги и устойчивое горение основной на оптимальном расстоянии 40 - 60 мм сопла от заготовки (на установке АПР -403 это расстояние должно быть 40 - 50 мм). При неравномерном припуске на обработку возможно резкое увеличение длины свободно горящей дуги (до 60 - 80 мм), гго приводит в некоторых случаях к ее обрыву. Поэтому напряжение холостого хода установки должно быть 320 В, что позволяет }т5еличить расстояние устойчивого перехода с дежурной дуги на основную до 50-60 мм;

для обработки прерывистых поверхностей необходимо применять только постоянно горящую дежурную дугу, а не импульсную, так как при задержке на 0,1с при пфеходе от дежурной дуги на основную резец при скорости 60 м/с будет срезать до 200 мм холодного металла;

необходимая высокая скорость нарастания силы тока основной дуги до номинального значения;

плазмотрон для ПМО должен быть быстросъемным, ггобы можно было заменять его одновременно с заменой режущего инструмента без значительного увеличения вспомогательного времени;

конструкция шшзмотрона должна обеспечивать запдиту от короткого замыкания при попадании стружки;

конструкция манипулятора плазмотрона должна обеспечить возможность установки последнего относительно поверхности резания, когда при образовашш канавки выплавления осуществляется оптимальное распределение теплового потока.

Изменение угла наклона плазмотрона относительно поверхности резания существенно влияет на распределение теплового потока в условиях расплавления поверхностных слоев материала, образования канавки и переноса расплава по поверхности резания. С расплавом переносится до 40% эффективной тепловой мощности плазменной дуги.

Плазмотрон - специальное устройство, в котором дуговой разряд интенсивно обжимается потоком рабочего плазмообразующего газа, вследствие чего удается получить стабилизированную плазменную дугу, способную сохранить нагревающие свойства при достаточном удалении от поверхности обрабаты-

Вода

Рис. 4. Схема дугового плазмотрона прямого (о) и косвенного (б) действии:

/ - изолятор; 2 - электрод; 3 - сопло; 4 - обрабатываемая заготовка ; 5 - электрическая (плазменная) дуга

ваемого материала. Элементы плазмотрона - катод и анод - активно охлаждаются водой через систему внутренних каналов. Дуговой разряд образуется между катодом и заготовкой (прямая дуга) (рис. 4, а) или между катодом и соплом (косвенная или независимая дуга) (рис. 4,6).

Основные технические характеристики некоторых отечественных плазменных установок, которые применяются для ПМО, представлены в табл. 1.

Существуют три типа источников питания для установок ПМО.

Вьшрямители с регулированием тока с помощью дросселей насыщения, просты в обслуживании и надежны в работе; этими источниками комплектуется большинство серийно выпускаемых типов плазменного оборудования (АПР-402 и АПР-403). Вследствие большой инерционности и низкого со5ф при. работе выход иа требуемый режим нагрева происходит не сразу, что позволяет применять эти источники для прерывистого точения.

Индуктивно-емкостные преобразователи с вертикальными

1. Плаз.мснные установки, применяемые для ПМО