Интегральная установка для электромеханической обработки

 

Изобретение относится к электромеханической обработке и может найти применение в машиностроении. Интегральная установка содержит силовой трансформатор с аппаратурой регулирования и контроля, технологически связанные с ним державку с рабочим инструментом и элементами токоподвода к инструменту и стабилизирующее устройство. Стабилизирующее устройство выполнено в виде индуктивности, введенной во вторичный контур обмотки трансформатора, с сопротивлением, превышающим суммарную величину контактного сопротивления “электрод-деталь” и равным (500-600)10-6 Ом. Интегральная установка обеспечивает высокую стабильность процесса и как следствие равномерность глубины упрочнения поверхности заготовок. 1 ил.

Установка предназначена для использования в машиностроении и обеспечивает увеличение долговечности деталей машин путем электромеханического упрочнения и восстановления их поверхностных слоев.

Известна установка УЭМО-2, имеющая плавную регулировку тока до 1000А за счет регулятора напряжения РНО-250-5 и ступенчатую до 1800А [1].

Недостатком такой установки являются большие потери электроэнергии на разогрев токоподводящих кабелей и электроконтактного устройства, увеличенная вследствие этого мощность потребления энергии, большая материалоемкость конструкции, низкая производительность процесса [1].

Наиболее близким к предлагаемой конструкции является интегральная установка для электромеханической обработки [2] (прототип), содержащая силовой трансформатор с аппаратурой регулирования и контроля, технологически связанные с ним державку с рабочим инструментом, элементами токопровода к инструменту и вспомогательную оснастку.

Недостатком такой установки, как и известных других, является нестабильность процесса упрочнения - значительный разброс выходных параметров режима обработки и, как следствие, неравномерность глубины упрочнения поверхности детали.

Технологический результат: высокая стабильность процесса и, как следствие, равномерность глубины упрочнения поверхности заготовки.

Указанный результат достигается тем, что во вторичный контур обмотки трансформатора введена дополнительная индуктивность (стабилизирующее устройство), превышающая по величине суммарное контактное сопротивление “электрод-деталь” и равная (500...600)10-6 Ом.

Предлагаемая установка содержит силовой трансформатор с аппаратурой регулирования и контроля, технологически связанные с ним державку с рабочим инструментом, элементами токоподвода к инструменту и вспомогательную оснастку.

Для процесса формирования упрочнения на поверхности детали основным энергетическим параметром является сила тока, проходящего через контакт “инструмент-деталь”.

Стабильность процесса теплообразования определяется, в первую очередь, стабильностью силы тока при случайных отклонениях контактных сопротивлений и других параметров электрической цепи.

Известно, что одним из недостатков электромеханической обработки изделий является отсутствие высокой стабильности процесса получения требуемых параметров качества обрабатываемой поверхности (глубины упрочнения). Анализ литературных данных показывает [1, 3, 4], что даже в условиях эксперимента существует разброс таких параметров, как плотность тока, достигающая 20...50% (плотность тока напрямую связана с глубиной упрочнения). В производственных условиях нестабильность процесса при электромеханической обработке связана с изменением давления, износа инструмента, попаданием в зону обработки окислов металла, жировых и масляных загрязнений, которые и приводят к изменению электроконтактного сопротивления, отсюда мгновенное изменение плотности тока и, как результат, неравномерность глубины упрочнения, а также ухудшение шероховатости обработанной поверхности (выплески, подплавления, впадины и т.д.).

Стабильность процесса упрочнения напрямую зависит от стабильности силы тока I2 (А) при случайных отклонениях сопротивлений

где Uxx - напряжение холостого хода трансформатора, (В);

Z - полное комплексное сопротивление при электромеханической обработке, (Ом).

Таким образом, величина силы тока обработки определяется величиной напряжения холостого хода Uxx (В) и полным комплексным сопротивление Z (Ом) при электромеханической обработке

где r2 - активное сопротивление контура, (Ом);

rd - активное сопротивление контакта “инструмент-деталь”, (Ом);

x2 - индуктивное сопротивление трансформатора и токоподводящего контура во вторичной цепи, (Ом).

По данным [1, 3, 4] сопротивление трансформаторов Zk мощностью 25...50 кВА, применяемых для ЭМО, составляет (30...50)10-6 Ом; активное сопротивление r2 составляет (20...30)10-6 Ом; сопротивление контакта “инструмент-деталь” rd может колебаться в пределах (70...400)10-6 Ом.

Конструкция предлагаемой установки (общий вид) изображена на чертеже. Она состоит из силового понижающего трансформатора 1 с аппаратурой управления и контроля (не показано), стабилизирующего устройства 2, подвешенных над зоной обработки. На салазках токарного станка крепится основание 3, зафиксированное винтами (не показано), в котором крепится пружинная державка 4 с возможностью регулировки ее положения относительно основания, соединенная с двухрычажной качающейся относительно оси 5 головкой 6, плечи рычагов 7. На концах рычагов 7 установлены инструментальные ролики 8, к которым при помощи кабелей 9 подводится ток большой силы и малого напряжения.

Интегральная установка работает следующим образом. Закрепленную в кулачках патрона токарного станка заготовку, например, d=50 мм из стали 40Х, вращают со скоростью 0,04 м/сек. На рабочие ролики 8, подведенные к обрабатываемой поверхности изделия, через клеммы токоподводов при помощи кабелей 9 подводится рабочее напряжение от силового понижающего трансформатора 1. Через зону контакта “инструмент-деталь” проходит рабочий ток большой силы и малого напряжения, которые и обеспечивают упрочнение. Подача инструмента вдоль оси заготовки обеспечивается кинематикой станка и соответствует 0,07-16 мм/об.

Таким образом, при применении предложенной интегральной установки для обработки деталей машин достигается значительное повышение стабильности процесса - равномерное упрочнение заготовки по глубине при равномерной шероховатости поверхности.

Введение дополнительной индуктивности требует применения трансформаторов с повышенным напряжением холостого хода (например, трансформаторы подвесных точечных машин с напряжением до 14...16 В).

Список использованной литературы

1 Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой. М.: Машиностроение, 1989. - 200 с.

2. Патент №2127183, В 24 В 39/04; В 23 Р 6/00.

3. Глебов Э.В., Пескарев Н.А., Фейгенбаум Д.С. Расчет и конструирование машин контактной сварки. Л.: Энергоиздат, 1989. - 424 с.

4. Рыськова З.С. Трансформаторы для контактных электросварочных машин. М.: Госэнергоиздат, 1978. - 244 с.

Формула изобретения

Интегральная установка для электромеханической обработки, содержащая силовой трансформатор с аппаратурой регулирования и контроля, технологически связанные с ним державку с рабочим инструментом и элементами токоподвода к инструменту, отличающаяся тем, что она снабжена стабилизирующим устройством в виде индуктивности, введенной во вторичный контур обмотки трансформатора, с сопротивлением, превышающим суммарную величину контактного сопротивления “электрод-деталь” и равным (500600)10-6 Ом.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и используется для изготовления резьбы на длинномерных деталях, работающих при знакопеременных нагрузках и в условиях абразивной среды
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству листового проката из низкоуглеродистой кипящей стали
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при восстановлении изношенных чугунных гильз цилиндров

Изобретение относится к машиностроению и ремонту машин, в частности к восстановлению изношенных внутренних цилиндрических поверхностей

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к производству инструмента для бурения шпуров и взрывных скважин малого диаметра

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

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке металлов давлением

Изобретение относится к области термической обработки металлов и сплавов и может быть использовано в машиностроительной и других областях промышленности, которые являются потребителями высокопрочных аустенитных сталей

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для резания и финишной обработки наружных и внутренних поверхностей металлов с использованием энергии ультразвуковых колебаний

Изобретение относится к холодной обработке металлов резанием и пластическим деформированием и может быть использовано при обработке цилиндрических поверхностей длинномерных нежестких деталей с предъявленными к ним высокими требованиями по геометрии и чистоте обработки поверхности, например при изготовлении валов электроцентробежных нефтяных насосов

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к устройствам для упрочнения деталей из сталей и сплавов поверхностным пластическим деформированием

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для финишной обработки поверхностей использованием энергии ультразвуковых колебаний

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к обработке деталей поверхностным пластическим деформированием

Изобретение относится к устройствам для ультразвукового деформационного упрочнения стальными шариками деталей типа тел вращения и может найти применение в различных отраслях машиностроения

Изобретение относится к обработке металлов давлением

Изобретение относится к области защиты сталей от таких видов коррозии, как коррозионное растрескивание под напряжением, межкристаллитная коррозия, питтинговая коррозия, щелевая коррозия, общая коррозия

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано также в ремонтном производстве при отделочной обработке шеек коленчатых валов после их перешлифовки под ремонтный размер или после восстановления металлопокрытиями
Наверх