Электрод-инструмент для изготовления деталей типа стержней

 

Изобретение относится к области электрофизической обработки ,в частности, к размерной обработке металлов электрической дугой, и может быть использовано для изготовления деталей типа стержней. Целью изобретения является уменьшение энергоемкости процесса и удельного расхода электрода-инструмента из графитизированного материала. Это достигается за счет локализации обрабатываемой поверхности в плане, для чего на поверхности электрода 3 установлен металлический бандаж 4, воспринимающий радиальную нагрузку от давления среды, прокачиваемой под давлением через межэлектродный зазор от центра к периферии электрода. Для повышения точности в качестве бандажа используют электрододержатель 5. Электрод запрессовывают в гнездо в электрододержателе, а затем обрабатывают центральное отверстие. Технологически просто использовать бандаж в виде плотно намотанной в один ряд проволоки. Можно для обеспечения быстросменности соединять бандаж с электродом посредством резьбы. Для увеличения рабочего тока и, следовательно, производительности процесса можно бандаж выполнять из материала с повышенной электропроводностью по сравнению с электропроводностью графитизированного материала, что обеспечивает протекание тока к дуге 2 по материалу бандажа. 4 ил. 4 з.п.ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5И 4 B 23 H 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4191166/25-08 (22) 06.02,87 (46) 07.06.89. Бюл. Ф 21 (71) Кировоградский институт сельскохозяйственного машиностроения (72) В.М.Боков, В.И.Носуленко и В.M.Æåðäèé (53) 621.9.048(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 368965, кл. В 23 Н 1/00, 1968..SU„, 14845 0 А1

2 (54) ЭЛЕКТРОД-ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ТИПА СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к области электрофизической обработки, в частности к размерной обработке металлов электрической дугой, и может быть использовано для изготовления деталей типа стержней. Целью изобретения является уменьшение энергоемкости и удельного расхода электрода-инстру1484500 мента из графитизированного материала. Это достигается за счет локализации обрабатываемой поверхности в плане, для чего на поверхности электрода 3 .установлен металлический бандаж 4, воспринимающий радиальную нагрузку от давления среды, прокачиваемой под давлением через межэлектродный зазор от центра к периферии электрода. Для повышения точности в качестве бандажа используют электрододержатель 5. Электрод запрессовывают в гнездо в электрододержателе, а затем обрабатывают центральное отИзобретение относится к электрофизической обработке, в частности к размерной обработке металлов электрической дугой, и может быть использовано в машиностроении для получения деталей типа стержней.

Цель изобретения — уменьшение энергоемкости процесса и удельного расхода электрода-инструмента из гра- tg фитизированного материала.

Цель достигается за счет локализации обрабатываемой поверхности в плане тем, что в электроде-инструменте, изготовленном из графитизиро- !5 ванного материала и предназначенном для получения деталей типа стержней способом размерной обработки металлов электрической дугой при прокачке рабочей среды под давлением через 20 межэлектродный зазор по направлению от центра к периферии электрода-инст. румента, на наружной боковой поверхности электрода-инструмента плотно установлен бандажный пояс, восприни- 25 мающий радиальную нагрузку от давления рабочей среды, с целью повышения точности обработки в .качестве бандажного пояса используют электрододержатель; с целью упрощения технологии изготовления бандажный пояс выполнен в виде плотно намотанной в один ряд проволоки, с целью повышения производительности обработки, бандажный поям BbUIQJTHpH из материала, обладающего повышенной электропроводностью, 35 при этом он установлен на резьбе. верстие. Технологически просто использовать бандаж в виде плотно намотанной в один ряд проволоки. Можно для обеспечения быстросменности соединять бандаж с электродом посредством резьбы. Для увеличения рабочего тока и, следовательно, производительности процесса можно бандаж выполнять из материала с повышенной электропроводностью повышенно по сравнению с злектропроводностью графитированного материала, что обеспечивает протекание тока к дyrе 2 по материалу бандажа. 4 з.п . ф-лы, 4 ил.

На фиг. 1 изображен электрод-инструмент в рабочем положении; на фиг. 2 — электрод-инструмент с бандажным поясом в виде электрододержателя; на фиг. 3 — то же, с бандажным поясом, выпоЛненным в виде плотно намотанного слоя проволоки, на фиг, 4 — то же, с бандажным поясом, установленным на резьбе.

Для формирования детали типа стержня 1 способом размерной обработки металлов электрической дугой 2 тонкостенный электрод-инструмент 3, изготовленный из графитизированного материала, с бандажным металлическим поясом 4 закрепляют на электрододер" жателе 5 (или непосредственно, на шпинделе станка). Рабочую среду нагнетают последовательно с боковой внутренней 6, торцевой 7 и боковой наружный 8 межэлектродные зазоры через центральное отверстие 9 в электрододержателе 5 под технологическим давлением 0,2-10 МПа, зависящим от поперечного размера стержня 1 d (чем меньше диаметр стержня, тем больше давление). Процесс обработки производят при постоянном токе, полярность которого определяется обрабатываемым материалом. При этом электрическая дуга 2 горит в торцевом межэлектродном зазоре 7 в поперечном потоке рабочей среды. Скорость потока определяет качество обработанной поверхности: чем больше ско5 1484500 рость, тем меньше шероховатость боковой поверхности 10 стержня 1.

Благодаря наличию металлического бандажного пояса 4, воспринимающего радиальную нагрузку от давления рабочей среды, представляется возможным существенно уменьшить толщину стенки предлагаемого электрода-инструмента

3 по сравнению с известным 11.Вследствие этого уменьшается объем удаляемого металла, а следовательно, и энергоемкость процесса обработки деталей типа стержней..

Точность обработки стержня зависит от точности крепления электродаинструмента к электрододержателю, а электрододержателя — к шпинделю станка. Поскольку графитизированный материал, из которого изготовлен электрод-инструмент, является мягким (не поддающимся точной обработке, например, шлифовке), предлагается, с целью повышения точности обработки стержня для бандажного пояса, использовать часть 12 электрододержателя.

Это позволяет запрессовать электродинструмент 13 в электрододержатель, а затем точно изготовить рабочее отверстие, базируясь за хвоставик 14 электрододержателя 5. Хвостовик 14 можно точно изготовить и закрепить в шпинделе 15 станка известными средствами, например с помощью направляющего конуса f6.

С целью упрощения технологии изготовления электрода-инструмента в условиях единичного производства деталей типа стержней, целесообразно бандажный пояс выполнить в виде плотно намотанной в один ряд 17 проволоки.

Производительность процесса размерной обработки электрической дугой прямо пропорциональна технологическому току. Ток в цепи в момент короткого замыкания определяется выражени5

1 — длина проводника, м, à — удельное сопротивление проводника, Ом мм м " .

Из выражения (1) следует, что при прочих равных условиях ток, проходящий через проводник, зависит от его удельного сопротивления, По этой hpzчине для увеличения тока, а следовательно, и производительности обработки целесообразно бандажный пояс выполнить из материала, обладающего пониженным удельным сопротивлением,или, другими словами, повышенной электропроводностью. Тогда основнои ток к дуге 2 потечет по материалу бандажного пояса, поскольку удельное сопротивлениее графитизированного материала примерно на три порядка выше удельного сопротивления, например, меди или алюминия. Это позволяет уменьшить в 4-6 раз площадь поперечного сечения бандажного пояса 4, по сравнению с площадью поперечного сечения графитизированного материала, что расширяет технологические возможности

В .условиях серийного и массового изготовления деталей типа стержней возникает потребность частой и быстрой замены изношенной рабочей части электрода-инструмента, изготовленной из графитизированного материала, Кроме того, применение метода запрессовывания рабочей части электрода-инструмента в бандажный пояс электрододержателя ограничено некоторым критическим диаметром рабочей части, увеличение размера которого приводит к ее выталкиванию из электрододержателя 12 давлением рабочей среды. С целью обеспечения быстросменности рабочей части и повышения надежности крепления предлагается бандажный пояс устанавливать на резьбе 18, которая позволяет обеспечить быструю замену рабочей части без снятия электрододержателя со шпинделя станка и существенно уменьшить ем

U U S

R S.1 где Х «

S ток, А; напряжение, В; сопротивление, Ом, площадь поперечного сечения

2, проводника, мм высоту рабочей части Н по сравнению

I с высотой Н, принимаемой, завышен- ной под запрессовку для надежности крепления, а также обеспечить надежный электрической контакт бандажного пояса с графитизированным материалом, что уменьшает вероятность возникновения электрических дуг в месте контакта при прохождении тока большей силы (I = 100-1000 А) .

1484500

Пример. Из заготовок ф 0 мм, высотой 50 мм, изготовленных из стали 45, получают стержни ф 10 мм, высотой 40 мм при прокачке органичес5 кой рабочей среды через межэлектродный зазор по направлению от центра к периферии электрода-инструмента.

Объектом испытания являются изготов.ленные из графитизированного матерна- 10 ла марки ИПГ-7 известные электродыинструменты с различной толщиной стенки и предлагаемый электрод-инструмент, на наружную поверхность которого плотно установлен бандажный 15 пояс, воспринимающий радиальную нагрузку от давления рабочей среды. Испытания проводят при условии ввода в зону обработки одинаковой мощности.

Использование предлагаемого элект- 20 рода-инструмента по сравнению с известным позволяет сократить время обработки стержня примерно на порядок, уменьшить расход электроэнергии примерно B 9 раз, ее удельный расход графитизированного материала (расход графитизированного материала на изготовление одного электродаинструмента) примерно в 15 раз, а также уменьшить высоту микронеровностей обработанной поверхности примерно на 35-40%.

Формула изобретения

1. Электрод-инструмент для изготовления деталей типа стержней методом размерной обработки электрической дугой при прокачке рабочей среды под давлением через межэлектродный зазор по направлению от центра электрода-инструмента к периферии, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергоемкости процесса и уменьшения удельного расхода при использовании электродаинструменга из графитизированного материала, на его наружной боковой поверхности плотно установлен бандажный пояс, предназначенный для восприятия радиальной нагрузки от давления рабочей среды в процессе обработки.

2. Электрод-инструмент по п. отличающийся тем, что в качестве бандажного пояса использован электрододержатель, !

3. Электрод-инструмент по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления, бандажный пояс выполнен в виде плотно намотанной в один ряд проволоки.

4. Электрод-инструмент по пп. 1-3, отличающийся тем, что бандажный пояс установлен на резьбе, 5. Электрод-инструмент по пп.1-3, отличающийся тем, что, с целью повышения производительиости обработки, бандажный пояс выполнен из материала, обладающего повышенной по сравнению с материалом электродаинструмента электропроводностью.

1484500

Составитель И.Комарова

Техред М.Ходанич Корректор Т.Малец .

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 2976/10 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101