Инструмент для электроконтактной обработки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3690046/25-08 (22) 06. 01. 84 (46) 30.03.86. Бюл. Р 12 (71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) Е.С.Коренченко, И.И.Бевз и В.А. Борисенко (53) 621.9.047(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 904957, кл. В 23 Н // В 23 P 1/06, 1982. (54) (57) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ОБРАБОТКИ металлов, выполненный в виде полого цилиндра, на нерабочую поверхность которого нанесено

° зВ 1229ЩД A (51) 4 В 23 Н 1/04 // В 23 К 9/00 изоляционное покрытие, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения долговечности инструмента, на его рабочую поверхность нанесено покрытие, состоящее из частиц тугоплавкого диэлектрика и металла, причем соотношение диаметров частиц-диэлектрика и металла выражено зависимостью

8 d -d ° 10d

d и где 3 — диаметр частиц диэлектри2 ка, — диаметр частиц металла; — критический диаметр час"КР тиц расплавленного металла.

1220901

Изобретение относится к металлообработке, а именно к конструкциям инструментов для электроконтактных методов обработки.

Целью изобретения является увели- 5 чение долговечности инструмента путем уменьшения износа и за счет нанесения на рабочую поверхность покрытия из тугоплавкого диэлектрика и металла с определенным соотношением диаметров частиц диэлектрика и металла для удержания последних силами поверхностного натяжения в расплавленном виде в процессе обработки на поверхности инструмента. 15

На фиг. 1 показан инструмент для электроконтактной обработки; на фиг. 2— структура покрытия, нанесенного на рабочую поверхность инструмента; на фиг. 3 — график зависимости критического диаметра частицы металла от цент робежных сил инерции, действующих на каплю расплавленного металла, от плотности металла и коэффициента поверхностного натяжения.

Инструмент 1 для электроконтактной обработки металлов выполнен в виде цилиндра, например, из стали с радиусом, большим диаметра разрезаемой детали 2 и равным 0,15 м.

На нерабочую поверхность цилиндра нанесено изоляционное покрытие 3 из эпоксидной смолы и абразивного материала, служащее для уменьшения износа инструмента за счет предотвраще 35 ния возникновения электрической дуги в местах контакта нерабочей поверхности с разрезаемым материалом.

На рабочую поверхность инструмента 1 нанесено покрытие 4 из смеси 40 тугоплавкого диэлектрика 5, например абразивного материала,и металла 6, например окиси железа, служащее для уменьшения капельного износа инструмента 1. При этом диаметр частиц ме- 45 талла 6 выбран в соответствии с выражением 1л - ь„р где d — диаметр частиц металла;

d †критическ диаметр час- 50

k тиц металла.

Для образования частиц металла 6 такого диаметра диаметр частиц диэлектрика 5 должен соответствовать выражению 55

8 d

Критический диаметр частиц металла 6 — (d„„ ). определен по графику зависимости критического диаметра частицы металла от центробежных сил инерции, действующих на каплю расплавленного металла, от плотности металла и коэффициента поверхностного натяжения (фиг. 3). и - е (- - — ), и„ где p — плотность металла;

d — коэффициент поверхностного натяжения; а — центробежная сила инерции, действующая на каплю расплавленного металла, определяемая выражением

Ч а = где Ч вЂ” линейная скорость при вращении инструмента;

R — - радиус инструмента.

Для стального инструмента радиусом

0,15 м, вращающегося со скоростью

V = 34 м/с, р = 7,8 х 10 г/м, — 1000 дин/см, критический диаметр частиц металла равен d„„ 0,145 мм.

Диаметр частиц металла 6 покрытия выбран 0,145 мм. Для создания частиц металла 6 такого диаметра диаметр частиц диэлектрика 5 должен соответствовать

1,16 мм d 1,45 мм.

Обработка детали 2 посредством предлагаемого инструмента для электроконтактной обработки металлов осуществляется следующим образом.

До начала работы деталь 2 и инструмент 1 находятся на некотором расстоянии друг от друга.в состоянии покоя и подключены к разным полюсам источника 7 питания.

При включении привода (не показан3 инструмент 1 вращается вокруг своей оси, например, против часовой стрелки, а обрабатываемая деталь 2 — по часовой стрелке. Затем включается источник 7 питания, между инструментом 1 и деталью 2 создается разность потенциалов. Инструмент 1 опускается и устанавливается у поверхности детали 2.

В зазоре между поверхностью инструмента 1 и поверхностью детали 2 возникает дуговой разряд. Электрическая дуга в зазоре между инструментом 1 и деталью 2 плавит как деталь, так и

1220901 инструмент. При этом на поверхности инструмента образуются пятна расплавленных частиц металла 6, ограниченные диэлектриком 5, на которые действуют силы поверхностного натяжения и внешние силы — электродинамические, инерционные, гидравлические и т.д.

При этом, если диаметр частиц диэлектрика 5 будет меньше восьми диаметров частиц металла 6, например

d< = 7 dn диаметр частиц металла 6 будет значительно меньше критического диаметра частиц металла 6.

За счет увеличения содержания диэлектрика 5 в смеси покрытия 4 электросопротивление покрытия 4 возрастает, что приводит к увеличению плотности тока и быстрому разрушению инструмента. Кроме того, площадь контакта инструмента 1 с поверхностью детали 2 значительно уменьшается, что снижает качество обработки детелей за счет образования неровностей обрабатываемой поверхности.

При нанесении покрытия 4из смеси металла 6 и диэлектрика с диаметром частиц

<. dg -10 диаметр частиц металла 6 будет меньше или равен критическому диаметру 30 частиц металла -6 и к .

Образовавшиеся на поверхности инструмента 1 капли расплавленного металла Ь удерживаются сипами поверхностного натяжения, превосходящими по величине внешние силы, действующие на каплю расплавленного металла. Отрыва капель с поверхности инструмента 1 практически не происходит.

Капельный износ инструмента 1 снижается до минимума. При нанесении покрытия 4 из смеси металла 6 и диэлектрика 5 с диаметром частиц, большим десяти диаметров частиц металла 6, диаметр частиц металла 6 будет больше критического.

При этом внешние силы, действующие на каплю расплавленного металла

6, будут по величине превосходить силы поверхностного натяжения. Под действием внешних сил размеры капли постепенно увеличиваются, капля отрывается от поверхности инструмента 1.

Интенсивность капельного износа значительно увеличивается.

Предлагаемый инструмент 1 для электроконтактной обработки металлов может быть использован также для круглого шлифования деталей из металлов любой твердости. Протекающие при этом процессы аналогичны описанным, имеющим место при обработке детали 2 резанием.

Изобретение по сравнению с прототипом позволяет повысить долговечность инструмента за счет снижения износа.

1220901

Составитель Б. Кузнецов

Редактор М. Бандура Техред И.Верес Корректор А. Обручар

Заказ 1527/17 Тираж 1001 Подписное

ЪНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4