| Предыдущая глава |
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
| Следующая глава |
Конечно, электроэрозионная обработка пока проигрывала стандартному резанию по производительности — так, точение на токарных станках позволяло снимать до 300 кубических сантиметров металла в минуту, фрезерование — до 60, протяжка — до 30 и шлифование — до двух кубиков. При электроэрозионной обработке скорость снятия была до 25 кубических сантиметров в минуту, а при прошивке отверстий — и вообще половина сантиметра (что было, вообще-то, тоже немало — например, отверстие сечением один квадратный миллиметр можно было прошить за минуту на 50 сантиметров — а это длина ствола вполне серьезного стрелкового оружия — СКС или АК-42, который затем хоть растачивай стандартным способом (что гораздо проще по уже прошитому каналу), хоть обрабатывай более производительными электроэрозионными инструментами — наши технологи, посмотрев на то, как фактически настольные аппараты полностью автоматически — от подачи заготовки до ее прошивки и снятия уже готового изделия — проделывают каналы лишь с вдвое меньшей скоростью, что и "старые" сверлильные станки с массивными станинами и зажимными приспособлениями — задумчиво начинали чесать в затылке, а сравнивая старые сверла из легированной стали и новые стержни из обычной конструкционной стали в обмазке — чесали затылки вдвое сильнее). При этом уже электроконтактная обдирка позволяла снимать до 500 кубиков в минуту ! А уж простота оборудования была несравнимой — напомню, при электрообработке отсутствуют большие механические усилия, соответственно, станок должен выдержать вес детали и усилия от ее вращения — и все. Не требуется ни прочной станины, чтобы она выдерживала усилия резания, ни зажимных приспособлений, чтобы они также выдержали эти же усилия — от них требовалось только правильно сориентировать заготовку — так-то ее можно было держать хоть в руках, если бы не опасность удара током. Соответственно, чем дальше, тем все больше мы начали применять эти станки для выделки изделий по шаблону — управляющая схема оказывалась очень простой, так как ей также не требовалось выдерживать усилия резания.
И, конечно же, электроэрозионные методы выигрывали при обработке сложных изделий или изделий из твердых материалов. Про изготовление и заточку инструмента я уже упоминал, а вскоре и производство штампов, пуансонов и прочего инструмента, требовавшего высокой точности и твердости поверхности было почти полностью переведено на электрообработку. Да, начальные размеры заготовкам пока придавались с помощью обычных станков, но затем — закалка, упрочнение поверхности, напыление износостойких покрытий — и затем придание окончательных размеров выполнялись не шлифованием, а электрохимической шлифовкой. Да и броню чем дальше тем все больше мы обрабатывали электрометодами — установить на лист шаблон — систему труб и посадочных гнезд, установить в соответствующие гнезда шаблона прошивочные аппараты и прошить в бортовом листе небольшие отверстия для проволоки, затем установить аппараты резки отверстий, подсоединить шлангами емкости для подачи и сбора электролита, протянуть проволоку в отверстие, закрепить в приемной катушке, включить и отойти-любоваться, как аппараты протягивают проволоку с катушки на катушку, та под действием тока с помощью электролита отдирает незаметные кусочки брони, а аппарат движется по кругу, и кажется, что проволока проходит сквозь металл словно через масло, пока вырезанная стальная шайба не выпадет из уже готового отверстия для установки оси катка — электрометоды позволяли отказаться от сложных методов проделки отверстий механическим сверлением или огневым прожиганием с последующей механической разделкой дефектных краев. Причем скорости резки возрастали — если поначалу проволокой можно было снимать до 10 кубических миллиметров в минуту — то есть при толщине проволоки в миллиметр за минуту можно было прорезать сталь толщиной сантиметр на один миллиметр, то сейчас скорости поднялись уже до 50 кубических миллиметров, то есть в стали толщиной 5 сантиметров — как раз бортовая броня — окружность длиной 20 сантиметров — то есть диаметром 6 сантиметров — будет прорезана чуть больше чем за три часа. Да, небыстро, зато устраняется потребность в мощных станках и сложном металлорежущем инструменте, а медленность работы компенсировалась увеличением количества этих довольно простых станков — после установки первого рабочий запускал его в работу и переходил к установке второго — и так далее — для всех из нескольких десятков отверстий бортовых листов танков и другой бронетехники хватало двух-трех рабочих, десятка-другого станков и четырех часов рабочего времени. А на опытных станках мы получали скорости уже в сто кубических миллиметров — целый кубический сантиметр, и это был не предел — подбор проволоки, формы и длительности управляющих сигналов, силы тока, электролита — давали надежду на скорости до двухсот, а то и трехсот миллиметров в минуту. Да и многоэлектродную резку никто не отменял.
Конечно, осенью 1943 эти методы соседствовали со старыми, но выгода была налицо — все-таки обработка такой твердой стали как броня требовала много режущего инструмента из твердых сплавов, изготовить которые было не так-то просто. А с электрометодами все эти технические отверстия и лючки получались сравнительно просто, причем края не требовали дополнительной обработки — готовить листовые детали из брони можно было где угодно, в любом сарае — было бы электричество и не замерзал бы электролит. Ну разве что сошлифовать неровности и острые кромки — так тут и болгаркой можно пройтись.
И чем прочнее обрабатываемый материал — тем выгоднее было электричество. Так, мы много намучались с крепежными отверстиями в режущих пластинах — если сами пластины мы делали методом спекания, то отверстия приходилось потом прошлифовывать абразивом — без отверстий не всегда получалось надежно закрепить пластину в резце или фрезе. Попытка заложить отверстия в форме самих пресс-форм для выделки пластин приводила к частым расколам — все-таки отверстие — это неравномерность нагрузок, и если они возникают еще на этапе прессования — бороться с этим непросто. Электроимпульсная прошивка отверстия решила все проблемы — пластины все так же делались сплошными, а затем в них прошивались отверстия под крепления. И вообще — все эти сплавы карбидов, керамики — вдруг стали нам доступны для обработки в больших масштабах — лишь бы проводили электричество.
Но и обычные металлы вдруг открыли новые возможности — например, можно было прошивать узкие — хоть полмиллиметра — и длинные отверстия, например для фильер, через которые потом можно продавливать разный профиль из алюминия или пластика. Или делать компактные но эффективные теплообменные системы для химической промышленности. Или нарезать зубцы на шестеренках. Для обычной нарезки требуется зуборезный станок с червячной фрезой, в которой десятки режущих пластин установлены по винтовой направляющей, и при взаимном вращении заготовок и этой шестерни с одновременной ее подачей вдоль оси заготовки и нарезаются зубья. Или круглая фреза с режущими кромками, повторяющими форму зубцов шестеренок. Или долбежный станок, который своим единственным резцом вверх-вниз мало-помалу протачивает впадину между зубцами. Долго. С электроимпульсным станком все иначе — электроды нужной формы последовательно проходят поперек заготовок и вырывают из них лишнее, оставляя лишь зубья. Так, сначала черновым проходом с силой тока в 950 ампер и длинными импульсами от колебательного контура протачиваются впадины, причем точная форма электрода здесь не важна, поэтому на этой стадии можно использовать уже износившиеся электроды предыдущих стадий, вторым проходом импульсами длиной 90 наносекунд и током в 90 ампер приближают форму зубцов к требуемой, причем шероховатость становится 2,5 мкм, затем — один-два доводочных прохода, на которых получают шероховатость уже 0,18 мкм, и затем можно отполировать электро-химическим способом. Скорость создания шестерней сравнима с нарезкой, но из-за отсутствия больших усилий станок можно делать хоть из дерева и ставить на стол — собственно, первая версия такой и была. Плюс — после нарезки не всегда требуется закалка — по идее, на электрообработку можно ставить уже закаленные заготовки — электрообработка возьмет и такой металл. Разве что помедленнее. Но мы-то повадились подавать на электрообработку уже не круглые заготовки, а обкатанные на форму зубцов, то есть основная масса металла была уже распределена по окружности как надо и оставалось лишь ее подрихтовать — такая предварительная обкатка к тому же правильно ориентировала волокна металла и обеспечивала более устойчивые шестерни. Поэтому шестерней у нас становилось уж как-то совсем неприлично много — я как еще в конце лета 1941 обозначил их недостаток одной из основных наших проблем, так народ и продолжал долбить тему, и я пока никого не собирался останавливать — с массовым жилищным строительством механизмов также потребуется немало.
А электроэрозионная обработка позволяла еще и много других странных вещей — например, проволокой вырезать в цельном массиве стали косые щели с переменным наклоном стенок. Или выточить из графита хоть на деревообрабатывающем станке, а то и вручную стамеской, нужную конфигурацию ребер жесткости, прогрызть этой формой соответствующие узкие, длинные и глубокие щели в металлической пресс-форме — хоть алюминиевой, хоть стальной — и можно отливать широкие плоские пластиковые детали с ребрами жесткости, так что все эти штампы, пресс-формы и фильеры для экструзии пластикового и алюминиевого профиля мы уже делали на электро-эрозионных станках. На механических станках такое сделать просто невозможно, ну или очень сложно, а отливкой не всегда получается нужное качество — выделяющиеся из металла газы, недостаточный нагрев или излишнее локальное охлаждение — все это может испортить заливку тонких элементов будущих пресс-форм, тогда как при электроэрозионных методах обработки все эти факторы просто исчезают исходя из природы этих совершенно других процессов создания нужных пространственных форм. Поэтому от открывающихся возможностей у наших новоиспеченных конструкторов кружилась голова, порой сложность конструировавшихся ими изделий требовала остужать горячие головы, а то повадились пихать конструктивные элементы только потому что это можно было сделать. Но мы же не немцы — нам воевать надо, а не красоваться своим "Зырьте как я еще могу !". То есть сделать-то все это, как вдруг оказалось, можно, но надо сделать еще и быстро. Так что пусть не увлекаются.
ГЛАВА 21.
Мы и так-то начали выпускать детали затвора для СКС прокаткой на прокатных станах вместо их изготовления на протяжных или фрезерных станках. Ведь методы электроэрозионной обработки позволяли обрабатывать крупногабаритные детали, при этом не требовалось мощных двигателей — детали можно было поворачивать хоть вручную. И прокатные валы были как раз такими деталями, причем их длина могла достигать и пяти метров, а диаметр — метра. Громадина, которую надо где-то обточить, чтобы придать поверхности нужную гладкость для прокатки широкого листа. Или наоборот — создать в этой поверхности углубления, которые будут формировать сечение прокатываемых заготовок. И для этого нужны мощные огромные токарные станки. Точнее — были нужны. С появлением электроэрозионных установок самыми сложными моментами стали перенос и кантование таких крупных деталей. А уж дальше, водрузив ее на опоры в бетонном основании, накидывали шкив ременной передачи от слабенького движка, подводили снизу ванну для электролита, подключали электричество — и начинали неспешно обдирать, шлифовать, полировать, затем подводили установки для поверхностной закалки токами высокой частоты, проводили закалку, снова переключались на электрическое теперь уже шлифование и убирали возникшее коробление, затем подводили установки для напыления, покрывали нужные участки износостойкими покрытиями и опять — электричеством убирали коробление, после чего снова приступали к самой трудной части — вернуть вал на рабочее место.
Конечно, далеко не все валы у нас были такими огромными — такой вал требовался нам для прокатки тонколистового металла, а, например, броня, каталась меньшими валами — метр-два шириной и до полуметра диаметром — напомню, чем толще металл — тем проще его прокатать (точнее, меньше требуется усилий чтобы его деформировать), соответственно, тем менее жесткие валы требуются и тем больше можно делать деформацию, то есть снова — диаметр меньше, радиус деформации — больше. А заготовки для затворов СКС вообще катались из прутка на станах с валами длиной в полметра и диаметром тридцать сантиметров — малыши. Зато операций было много — откатать продольные желобы, канавки для удержания в затворной раме — там было порядка шестидесяти приемов обжатия, соответственно, технологи поставили в ряд шестьдесят прокатных станов высотой чуть более метра с горизонтальной или вертикальной ориентацией прокатных валов, рассчитали и изготовили сами валы с канавками для каждой операции и стали гнать потоком заготовки, почти попадающие в размер затвора — оставалось нарезать длинный отпрофилированный по форме затвора прут, пройтись вчистовую по ответственным поверхностям, проточить наклонные поверхности, приварить рукоятку перезаряжания — и можно было ставить в карабин. Если бы еще и остальные детали изготовлялись с такой же скоростью — так-то прокатный конвейер мог прокатать в сутки двадцать километров прутков — это заготовок на двести тысяч карабинов. Так что, проработав две недели, с него сняли валки для затворов и поставили валки для прокатки легких рельс под узкоколейку — все-равно остальные участки просто не успевали переработать такое количество затворов и за месяц, а рельсы нужны всегда — мы их уже клали куда только сможем, даже поверх существующих грунтовых дорог, так как обычные дороги и автотранспорт в нужных количествах мы пока не потянем, а стальные колеса и вагонные тележки из дерева — очень даже.
Да, у технологий были и недостатки — большой расход электроэнергии — в "лидерах" тут была электрохимическая обработка, которая требовала в сто раз больше электроэнергии чем обычное механическое резание, к тому же электроэнергия требовалась как можно более стабильного качества — но это был самый лучший способ, например, для формирования лопаточных каналов в наших новых экспериментальных двигателях. К тому же требовался большой расход электролитов, причем разных составов и чистых, требовалась вытяжка для удаления газообразных продуктов, сами электролиты требовалось очищать от металла, который был отщеплен от заготовок и электродов. Все вкусности новых технологий были незадаром. Так что мы не оставляли своим вниманием и старые технологии, но и новые продолжали развивать — к лету сорок третьего у нас работало уже полноценное НПО, где выпускали аппараты различного назначения, электроды, электролиты, а также вели широкую работу по подбору режимов обработки различных материалов, разработки электролитов, схем управления и прочего. По сути, мы получили 3D-печать, только наоборот — материал точно так же можно было обрабатывать небольшими усилиями, поэтому очень точно и практически по любым траекториям — даже высверливать криволинейные тонкие и длинные отверстия, если есть возможность управляемо изогнуть электрод внутри канала. Только в отличие от 3D-печати тут мы не наносили материал послойно, а наоборот изымали его. Что, впрочем, было даже получше — все-таки сплошную заготовку можно качественно подготовить в плане однородности ее внутренней структуры, тогда как при 3D-печати внутренняя структура будет формироваться из наплавленных друг на друга отдельных капель пластика или металла, которые, в отличие от электрошлаковой переплавки, должны подзастыть прежде чем на них можно будет положить следующие капли — то есть степень однородности получается не на высоте. Я, правда, пока вообще помалкивал про такие возможности — пусть конструктора и технологи сначала освоят то что есть.
| Предыдущая глава |
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
| Следующая глава |
