Способ механической обработки деталей с нагревом срезаемого слоя

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к механической обработки труднообрабатываемых материалов. Способ механической обработки деталей с нагревом срезаемого слоя включает пропускание электрических разрядов и удаление нагретого слоя режущим инструментом . Перед пропусканием электрических разрядов вводят охлаждающий агент в зону, расположенную между задней поверхностью режущего инструмент и обрабатываемой поверхности детали, наносят пленку диэлектрической жидкости, а пропускание электрических разрядов между электродами и обрабатываемой деталью осуществляют в две стадии: первоначально их пропускают через пленку диэлектрической жидкости и нагревают срезаемый слой до температуры, равной 30-35% температуры плавления обрабатываемого материала, а затем разряды пропускают через воздушный промежуток при дальнейшем нагреве срезаемого слоя до температуры, составляющей 50-55% от температуры плавления материала. 2 ил. ел с

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 23 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4882779/08 (22) 14.11.90 (46) 23:02.93. Бюл. N- 7 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Е.К.Липатов (56) Патент США М 4098153, кл. В 23 В 1/00, 1979. (54) СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ С НАГРЕВОМ СРЕЗАЕМОГО

СЛОЯ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к механической обработки труднообрабатываемых материалов. Способ механической обработки деталей с нагревом срезаемого слоя включает пропускание электрических разрядов и удаление нагретого слоя режущим инструменИзобретение относится к области металлообработки, в частности к обработке труднообрабатываемых материалов с нагревом срезаемого слоя и может быть ис,пользовано в производстве деталей авиационной и инструментальной отраслей промышленности.

Цель изобретения заключается в повышении производительности и качества обрабатываемойй поверхности детали., На фиг.1 показан общий вид устройства со стороны суппорта токарного станка; на . фиг.2 — вид А на фиг,1.

Устройство для осуществления заявляемого способа механической обработки содержит корпус 1. электроды 2, 3, . шинопроводы 4, 5, 6, источник технологиче5U „179634ОА1 том. Перед пропусканием электрических разрядов вводят охлаждающий агент в зону, расположенную между задней поверхностью режущего инструмент и обрабатываемой поверхности детали, наносят пленку диэлектрической жидкости, а пропускание электрических разрядов между электродами и обрабатываемой деталью осуществляют в две стадии; первоначально их пропускают через пленку диэлектрической жидкости и нагревают срезаемый слой до температуры, равной 30-35% температуры плавления обрабатываемого материала, а затем разряды пропускают через воздушный промежуток при дальнейшем нагреве срезаемого слоя до температуры. составляющей 50 — 55% от температуры плавления материала. 2 ил, ского тока 7, сопла 8, 9. отсекатель 10, приспособление 11.для установки обрабатываемой детали 12. Электроды 2, 3 посредством шинопроводов 4. 5 соединены с отрицательным полюсом источника тока 7, а приспособление 11 посредством щеточного подводи присоединено к положительному полюсууказанного источника. Электроды 2, 3 изолированы друг от друга и установлены на корпусе 1, изготовленном из токонепроводящих материалов. Корпус 1 кинематически связан с суппортом станка. Сопло 8 . соединено с устройством подачи хладагента, а сопло 9 с устройством подачи диэлектрической жидкости. Отсекатель 10 предназначен для удаления излишней жидкости и обеспечения заданной толщины пленкидиэлектрической жидкости, которую

1796340 выбирают в пределах 0,02 — 0,03 мм. Режущий инструмент 13 изолирован от станка.

Заявляемый способ механической обработки осуществляют следующим образом. Электроды 2, 3 устанавливают по отношению,.к обрабатываемой поверхности детали 12 на зазор "S", величина которого . выбирается из технологических соображений. Деталь 12 приводят во вращение со скоростью, соответствующей скорости резания, а режущему инструменту 13 сообщают движение подачи в направлении оси детали 12. На обрабатываемую поверхность детали 12 из сопла 8 подают хладагент, в качестве которого можно применять жид- 15 кий азот, углекислоту, Посредством хладагента обрабатываемая поверхность детали охлаждается,до низкой температуры, значение которой не превышает температуры окружающей среды. Затем на охлажденный 20 участок обрабатываемой поверхности детали посредством подачи из сопла 9 наносят пленку диэлектрической жидкости, в качестве которой применяют техническую воду с антикоррозионными добавками. Посредст- 25 вом отсекателя 10 пленка диэлектрической жидкости становится равной заданной толщине, оптимальное значение которой составляет 0,02 — 0;03 мм и соответствует величине межэлектродного зазора "$", За- 30 тем между электродом 3 и обрабатываемой поверхностью детали 12 через нанесенную диэлектрическую пленку пропускают электрический разряд, посредством которого участок обрабатываемой поверхности на- 35 гревают до температуры, составляющей (30 — 35 0) от температуры плавления обрабатываемого материала, Такой перепад температур, позволяет устранить образование трещин и глубоких структурных измене- 40 ний, превышающих величину снимаемого припуска. Заданный перепад температур обеспечивается посредством подвода необходимой мощности разряда и его длительности, а также пропусканием 45 электрического разряда через пленку диэлектрической жидкости, при котором по сравнению с пропусканием разряда через ваздушнь1й промежуток значительно.стабилизиру1отся параметры разряда и темпера- 50 туры нагреваемого слоя детали. После пропускания электрического разряда через пленку диэлектрической жидкости его пропускают между электродом 2 и участок детали 12, ранее нагретым разрядом, 55 пропущенным через пленку диэлектрической жидкости, При пропускании электрического разряда между электродом 2 и деталью 12 через воздушный. промежуток участок поверхности детали нагревают до температуры, соответствующей (50-55) /, температуры плавления материала детали.

8 результате нагрева срезаемого слоя от двух последовательных электрических разрядов, температура нагрева указанного слоя равна (80-90)/ температуры плавления обрабатываемого материала, что соответствует оптимальной температуре нагрева, После пропускания электрических разрядов и нагрева срезаемого слоя до заданной температуры его удаляют режущим инструментом 13.

Пример 1. Производят токарную обработку вала многоступенчатого центробежного нефтеперекачивающего насоса, наплавленного износостойким сплавом ППТН-500.

Размеры вала: наружный диаметр вала

85 мм, длина вала 920 мм. Точение вала производят с применением прототипа при. следующих параметрах; частота вращения детали 15,9 1/с; скорость резания 0,72 м/с; глубина резания 0,7 мм; подача 0,1 мм/об; температура нагрева срезаемого слоя

950 С; напряжение между электродами 220

В; сила тока 350 А; время действия электрических разрядов 3 3 . 10 с; время между двумя разрядами 1 103 с; скважность разрядов 3; время обработки детали (машинное) 57,8 мин; стойкость режущего инструмента 1,08 мин (1,8 ч), Пример 2. Производят токарную обработку вала, размеры и материал которого приведены в примере 1.

Обработку вала производят по предлагаемому способу при следующих параметрах: частота вращения детали 21,7 1/с; скорость резания 0,99 м/с; глубина резания

0,7 мм; подача 0,12 мм/об; температура нагрева срезаемого слоя (общая) 950ОС; температура нагрева при первом разряде

360 С; напряжение между электродом 3 и деталью 12 278; технологический ток 650 А; длительность разряда 3 10 с; время между разрядами 1,2 10 з с; скважность разрядов 4; напряжение между электродом 2 и деталью 12 18 8; технологический ток 920 А; длительность импульса разряда 3 10 с; время между разрядами 1,2 10з с; скважность разрядов 4; стойкость режущего инструмента 13 162 мин (2,7 ч); время обработки детали (машинное) 36,4.

По сравнению с прототипом применение заявляемого технического решения обеспечи.вает повышение производительности обработки на 37 j; снижение себе1796340 стоимости обработки на 29,4 ; повышение стойкости режущего инструмента на 33, Кроме того, применение заявляемого способа механической обработки позволяет повысить качество обрабатываемой

Формула изобретения

Способ механической обработки деталей с нагревом срезаемого слоя, при котором в процессе механической обработки срезаемый слой нагревают пропусканием электрических разрядов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности и качества обрабатываемой поверхности, в процессе механической обработки на обрабатываемую поверхность последовательно подают хладагент и наносят слой диэлектрической жидкости толповерхности деталей, устранить образование трещин, глубоких структурных изменений и значительно улучшить экологические условия осуществления процесса обработки. щиной 0,02 — 0,03 мм, при этом первоначально электрические разряды пропускают через слой диэлектрической жидкости до достижения температуры срезаемого слоя

30 — 35 от температуры плавления обрабатываемого материала, а последующие электрические разряды пропускают через воздушный промежуток до достижения температуры срезаемого слоя 50-55 от температуры плавления обрабатываемого материала, 179 б340

Составитель E. Липатов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н, Мил окова

Редактор С. Козлова

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

Заказ 615 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5