Способ электромеханической обработки деталей машин


C21D1/40 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2285728:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия (RU)

Изобретение относится к области металлообработки деталей машин. Задачей изобретения является повышение эффективности процесса электромеханической обработки. Обработку детали проводят тремя инструментами, движущимися одновременно друг за другом вдоль оси детали и расположенными равномерно вокруг нее, каждый ролик подключен к одной из фаз трехфазного источника тока, образуя с деталью и другими роликами общую электрическую цепь, причем траектория движения последующего ролика отстает от предыдущего на 0,32...0,34 шага. Техническим результатом изобретения является повышение производительности обработки, снижение затрат электрической энергии, устранение перекоса фаз питающей сети. 1 ил.

 

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к методам поверхностной электромеханической обработки (ЭМО) деталей машин, преимущественно тел вращения, в условиях массового и ремонтного производства.

Известны способы электромеханической обработки (см. Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей электромеханической обработкой. - Л.: Машиностроение. - 1989. - 184 с. и Багмутов В.П., Паршев С.Н., Дудкина Н.Г., Захаров И.Н. Электромеханическая обработка: технологические и физические основы, свойства, реализация. - Новосибирск: Наука, 2003. - 318 с.) однофазным переменным или постоянным током, при которых через зону контакта деформирующего электрод-инструмента (ролика или пластины) и детали проходит ток большой плотности (108-109 А/м2) и низкого (1-6 В) напряжения, вследствие чего на контактирующей поверхности изделия выделяется большое количество джоулева тепла, происходят высокоскоростной нагрев локального микрообъема поверхности с одновременным его пластическим деформированием и последующее интенсивное охлаждение за счет отвода тепла внутрь детали, что приводит к повышению прочности и износостойкости. Однофазный электрический ток подводится к детали через электроконтактное устройство и специальную державку с электрод-инструментом. Способ существенно изменяет физико-механические свойства поверхностного слоя изделий и позволяет повысить их служебные характеристики.

Однако данный способ отличается низкой производительностью обработки поверхностей, большими потерями электроэнергии в технологической оснастке и по длине детали, значительным перекосом фаз питающей электрической сети ввиду однофазной нагрузки большой мощности и низким КПД процесса.

Существует устройство для электромеханической обработки деталей машин (патент №2209711, кл. В 23 Н 5/04), в котором подвод электрической энергии к детали осуществляется гибкими шинами вторичной обмотки однофазного трансформатора с торроидальным сердечником, расположенным на суппорте токарного станка, непосредственно на два рабочих электрод-инструмента в виде роликов. Применение двухроликовой обработки приводит к повышению коэффициента полезного использования электрической энергии, снижает ее потери и увеличивает производительность обработки в два раза. Однако двухроликовая обработка повышает эффективность процесса лишь частично, сохраняя ряд перечисленных выше недостатков.

Технический результат предлагаемого изобретения - это повышение эффективности процесса ЭМО за счет увеличения производительности обработки и снижения потерь, повышение КПД процесса и устранение перекоса фаз.

Указанный результат достигается тем, что электромеханическая обработка производится тремя инструментами, каждый из которых подключен к одной из фаз трехфазного источника тока, например понижающего трансформатора, образуя с деталью и другими инструментами общую электрическую цепь, причем инструменты движутся одновременно друг за другом вдоль детали и расположены равномерно вокруг нее, а траектория движения последующего инструмента отстает от предыдущего на 0,32...0,34 шага.

На чертеже изображена упрощенная схема предлагаемого способа обработки. Рабочие инструменты 1 располагаются равномерно вокруг обрабатываемой поверхности детали 2, вращающейся с заданной скоростью v, в специальном устройстве (на чертеже не показано), обеспечивающем их равномерное механическое воздействие на обрабатываемую поверхность и возможность перемещения в продольном направлении относительно этого устройства таким образом, чтобы последующий инструмент отставал от предыдущего на одну треть (0,32...0,34) шага подачи устройства. Каждый инструмент подключается к одной из фаз трехфазного источника тока 3, например трансформатора. В месте контакта инструментов 1 с деталью 2 происходит мгновенный нагрев (током до 2000 А) ее поверхностного слоя и механическое воздействие инструментами с последующим охлаждением в глубь детали за счет ее массы, в результате чего выполняются различные операции электромеханической обработки. Сила тока, усилие прижатия инструментов к детали и их подача вдоль оси заготовки вместе со специальным устройством, материал и форма инструментов принимаются исходя из задач и требований технологического процесса.

Неравномерное расположение инструментов может привести к неравномерности электрического сопротивления цепей отдельных фаз и, следовательно, к различной глубине нагрева детали.

Таким образом, при применении данного способа обработки деталей машин трехфазным током повышается производительность обработки, снижаются потери электрической энергии при выполнении технологической операции, устраняется перекос фаз, в целом повышается эффективность процесса ЭМО.

Способ электромеханической обработки, включающий одновременно механическое воздействие рабочими инструментами и нагрев поверхностного слоя изделия путем пропускания электрического тока через зону контакта инструмента с деталью, отличающийся тем, что обработку производят тремя рабочими инструментами, каждый из которых подключен к одной из фаз трехфазного источника тока с образованием с деталью и другими инструментами общей электрической цепи, причем инструменты располагают равномерно вокруг оси детали и подают одновременно друг за другом вдоль оси детали с отставанием каждого последующего инструмента от предыдущего на 0,32...0,34 шага подачи.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления нефтенасосных штанг из низкоуглеродистых сталей типа 20Н2М, 15Х2ГМФ, 20ХГНМ и др.

Изобретение относится к ремонту и восстановлению резьбы на деталях. .

Изобретение относится к электромеханической обработке и может найти применение в машиностроении. .

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 машиностроения при изготовлении изделий северного исполнения и анализа причин пониженной ударной вязкости сварных соединений и их профилактике.

Изобретение относится к энергосберегающим технологиям в теплоэнергетике и может быть использовано преимущественно в металлургии для нагрева или плавки черных и цветных металлов.

Изобретение относится к области электротермического оборудования, а именно к шахтным электрическим печам сопротивления периодического действия для термообработки деталей в контролируемой атмосфере.

Изобретение относится к области термической обработки крупногабаритных изделий типа соединительных деталей трубопроводов или толстостенных труб большого диаметра из малоуглеродистой и низколегированной сталей.

Изобретение относится к области термической обработки крупногабаритных изделий типа соединительных деталей трубопроводов или толстостенных труб большого диаметра из малоуглеродистой и низколегированной сталей.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для поверхностной закалки изделий. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления чугунных форм при производстве стеклотары методом литья. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для поверхностного упрочнения металлов. .

Изобретение относится к устройству для термообработки с прокатного нагрева, по меньшей мере, участков поперечного сечения по длине последовательно изготавливаемого сортового проката.

Изобретение относится к области термической обработки, в частности к обработке изделий высококонцентрированными источниками энергии, и может быть использовано для поверхностной закалки изделий.

Изобретение относится к области индукционного нагрева тонких плоских изделий в электромагнитном поле, в частности нагрева кромок тонких слябов с толщиной 20-50 мм и полос подката
Наверх