Интегральная установка для электромеханической обработки

 

Установка предназначена для использования в общем машиностроении для увеличения долговечности путем упрочнения и восстановления деталей машин электромеханической обработкой. Установка содержит силовой трансформатор с аппаратурой регулирования и контроля и технологически связанные с ним державку с рабочим инструментом, элементы токоподвода к инструменту и вспомогательную оснастку. Установку размещают в виде единого блока вместо резцедержателя на суппорте токарного станка. На основании установки закреплена с возможностью регулировки положения пружинная державка. С ней соединена двухрычажная качающаяся головка, имеющая регулируемые по длине плечи рычагов относительно оси качания головки и установленные на концах рычагов инструментальные ролики. Токоподвод к роликам выполнен непосредственно от трансформатора упругими шинами вторичной обмотки. При применении данной установки повышается эффективность процесса обработки, снижаются затраты электрической энергии в 5 раз и уменьшается материалоемкость конструкции до 6 раз. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для увеличения долговечности путем упрочнения и восстановления деталей машин электромеханической обработкой (ЭМО).

Известна установка УЭМО-1 для электромеханической обработки на токарновинторезном станке /Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1989, с. 78/, состоящая из понижающего трансформатора с аппаратурой регулирования и контроля, объединенных в одной конструкции, электроконтактного устройства (ЭКУ) к патрону, инструментальной державки, зажимаемой в суппорте станка, и двух токоподводящих кабелей.

Недостатком такой установки являются раздельное размещение блока силового питания, основных исполнительных элементов установки и вспомогательных частей, большие потери электрической энергии на нагрев токоподводящих кабелей и электроконтактного устройства, увеличенная вследствие этого мощность потребления энергии, большая материалоемкость конструкции и ступенчатое регулирование режимов обработки в рабочем диапазоне, низкая производительность процесса.

Известные источники тока для ЭМО (мощные низковольтные выпрямители и электромагнитные преобразователи) имеют еще большую металлоемкость и, кроме того, вращающиеся части сильно снижают надежность конструкции.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является установка УЭМО-2 (прототип), нашедшая более широкое применение, отличающаяся от установки УЭМО-1 наличием регулятора напряжения РНО-250-5, позволяющего плавно регулировать силу тока до 1000 А и ступенчато до 1800 А (см. там же, с. 79-89).

Однако эта установка тоже имеет недостатки, присущие установке УЭМО-1, хотя они менее выражены, т.к. основные элементы установки оптимизированы по конструкции, исполнению и рабочим параметрам.

Технический результат - снижение энергетических затрат, уменьшение веса установки и повышение эффективности процесса ЭМО.

Указанный результат достигается тем, что конструкция установки выполнена размещенной в виде единого блока вместо резцедержателя на суппорте, например, токарного станка и силового трансформатора торроидальной формы, на основании которого закреплена с возможностью регулировки положения пружинная державка, а с ней соединена двухрычажная качающаяся головка, имеющая регулируемые по длине плечи рычагов относительно оси качания и установленные на концах рычагов инструментальные (высаживающие, сглаживающие, упрочняющие и т. д.) ролики, причем токоподвод к роликам выполнен непосредственно от трансформатора упругими шинами вторичной обмотки трансформатора.

На чертеже изображена конструкция предлагаемой установки (общий вид). Она состоит из блока силового понижающего трансформатора 1 с торроидальным сердечником (на базе ЛАТРа) с аппаратурой регулирования и контроля (на чертеже не обозначены), закрепленного на основании 2, в качестве которого служат, например, поперечные салазки суппорта токарного станка. На основании 2 блока 1 зафиксирована винтами (на чертеже позиции не указаны) в исходном положении пружинная державка 3 с возможностью регулировки ее положения относительно основания, соединенная с двухрычажной качающейся относительно оси 4 головкой 5, плечи рычагов 6 которой имеют переменную длину относительно оси качания. На концах рычагов 6 установлены инструментальные ролики 7, к которым выполнен непосредственный токоподвод 8 от вторичной обмотки трансформатора 1 для обеспечения электромеханической обработки заготовки.

Интегральная установка работает следующим образом: закрепленную на станке заготовку диаметром d=50 мм из стали 40Х вращают со скоростью, например, v=0,04 м/сек. На рабочие ролики 7, подведенные к обрабатываемой поверхности заготовки, от вторичной обмотки трансформатора 1 подается напряжение. В месте контакта роликов 7 с заготовкой происходит разогрев током до 1200 А ее поверхностного слоя и пластическое деформирование под действием давления роликов 7 (глубина разогреваемого слоя металла и величина пластического деформирования регулируется с помощью соответствующих элементов управления и контроля). Подача инструмента вдоль оси заготовки обеспечивается кинематикой станка и составляет 0,07-16 мм/об. В результате термомеханического воздействия роликов осуществляются различные операции электромеханической обработки: восстановление, упрочнение и т.п.

Применение двухроликового подвода с расположением силовой установки вблизи обрабатываемой поверхности устраняет из вторичной электрической цепи ЭМО токоподводящие кабели, патрон и электроконтактное устройство, потребная электрическая мощность трансформатора при этом снижается в пять раз при сохранении рабочих параметров процесса. Органы контроля и управления режимами обработки в предлагаемой установке расположены в наиболее удобном для оператора месте, что позволяет наблюдать процесс обработки и управлять им в одной визуальной зоне.

Таким образом, при применении предлагаемого технического решения - модульной интегральной установки для электромеханической обработки широкой номенклатуры ответственных деталей различных машин и оборудования повышается эффективность процесса при высоком качестве обрабатываемых поверхностей, снижаются затраты электрической энергии в 5 раз и уменьшается материалоемкость конструкции установки до 6 раз.

Формула изобретения

Интегральная установка для электромеханической обработки, содержащая силовой понижающий трансформатор с аппаратурой регулирования и контроля, технологически связанные с ним вспомогательную оснастку с элементами токоподвода и подпружиненную державку, несущую головку с рабочим инструментом и предназначенную для крепления на суппорте токарного станка, отличающаяся тем, что силовой понижающий трансформатор с торроидальным сердечником также расположен на суппорте токарного станка, а пружинная державка закреплена с возможностью регулирования своего положения, при этом головка смонтирована в державке с возможностью качания и выполнена двухрычажной с регулируемыми по длине относительно оси качания плечами рычагов, несущих на концах рабочие инструменты в виде роликов, токоподвод к которым осуществлен непосредственно от трансформатора упругими шинами вторичной обмотки.

РИСУНКИ

Рисунок 1