Способ электроискровой обработки металлов

Авторы патента:


Способ электроискровой обработки металлов
Способ электроискровой обработки металлов

 


Владельцы патента RU 2414999:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" (RU)

Изобретение относится к электроискровой обработке металлов и может быть использовано при поверхностном легировании, разметке листов, для маркировки изделий и выполнения информационных и художественных рисунков. Способ электроискровой обработки изделия из металла включает перемещение электрода, находящегося под потенциалом относительно обрабатываемого изделия и периодически входящего с ним в электрический контакт, при этом электрод приводят во вращение вокруг собственной оси и перемещают относительно обрабатываемого изделия, прижимая наконечник электрода под углом к поверхности изделия. При выполнении способа отсутствует необходимость фиксации расстояния между электродом и обрабатываемым изделием, понижается уровень вибрации электрода. Изобретение позволяет улучшить эргономичность способа электроискровой обработки, увеличить срок службы и расширить функциональные возможности устройств электроискровой обработки, используемых для его реализации. 2 ил.

 

Изобретение относится к технике электроискровой обработки металлов и может найти применение при поверхностном легировании, разметке листов, для маркировки изделий и выполнения информационных и художественных рисунков.

Известен способ электроискровой обработки металлов [патент RU №2223848, опубл. 20.02.2004], включающий возвратно-поступательное перемещения электрода, находящегося под потенциалом относительно обрабатываемого изделия и периодически входящего с ним в электрический контакт, в момент разрыва которого происходит электроэрозионная модификация изделия.

Недостатком этого способа является его низкая эргономичность при использовании его в устройствах ручной электроискровой обработки и отсутствие возможности автономной работы в полевых условиях. Недостатком является также короткий срок службы электромеханического привода электрода из-за больших ударных динамических нагрузок на его элементы, характерных для возвратно-поступательного перемещения держателя с электродом.

Задачей изобретения является создание более эргономичного способа электроискровой обработки металла, а также расширение функциональных возможностей и увеличения срока службы устройств, работающих по заявляемому способу.

Техническим результатом предложенного способа электроискровой обработки металлов является:

- понижение уровня вибраций электрода и отсутствие необходимости фиксации оператором расстояния между электродом и обрабатываемым изделием, что позволяет существенно улучшить эргономичность способа (удобство работы оператора) при использовании в устройствах ручной электроискровой обработки металлов;

- расширение функциональных возможностей (автономность) устройств, работающих по предлагаемому способу, что, в свою очередь, обеспечивает мобильность оператора, существенно расширяя сферу производства работ, например, на кабельных трассах, линиях электропередач, трубопроводах и др.

- повышение срока службы электромеханического привода электрода в устройствах, где реализован предложенный способ, за счет исключения динамических нагрузок, связанных с возвратно-поступательным движением привода электрода.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе электроискровой обработки изделия из металла, включающем перемещение электрода, находящегося под потенциалом относительно обрабатываемого изделия и периодически входящего с ним в электрический контакт, электрод приводят во вращение вокруг собственной оси и перемещают относительно обрабатываемого изделия, прижимая наконечник электрода под углом к поверхности изделия.

При создании изобретения авторами было экспериментально показано, что для улучшения эргономических показателей и увеличения срока службы устройств электроискровой обработки, обеспечения возможности их автономной работы, достаточно перейти от возвратно-поступательного движения электрода к вращательному, а также произвести прижатие вращающегося электрода к обрабатываемой поверхности.

На фиг.1а) приведена схема питания электроискрового разряда, где 1 - аккумуляторная батарея, 2 - токоограничивающее сопротивление, 3 - электродвигатель, 4 - электрод, 5 - обрабатываемое изделие. На фиг.1б) приведена осциллограмма тока, протекающего через разряд, где вдоль оси абсцисс отложено время в миллисекундах, а вдоль оси ординат - ток в амперах.

На фиг.2а) показаны образцы надписей на различных металлах, произведенные ручным способом электроискровой обработки металлов. На фиг.2б) показан макет ручного инструмента электроэрозионной обработки металлов (электрокарандаш) в процессе его работы.

Работа предложенного способа осуществляется следующим образом.

Фиксируют электрод 4 на валу электродвигателя 3 и подают от аккумуляторной батареи 1 на электрод потенциал относительно обрабатываемого изделия 5 через токоограничивающее сопротивление 2. Также от аккумуляторной батареи 1 подают питание на электродвигатель 3, приводя его во вращение, под углом прижимают наконечник электрода 4 к поверхности изделия 5 и перемещают по поверхности. При этом за счет шероховатости поверхности изделия и вибрации вала электродвигателя во время вращения электрода происходит периодический разрыв и восстановление электрического контакта между электродом и изделием. Во время разрыва контакта возникает электрическая искра, вызывающая эрозию изделия.

В способе-прототипе возвратно-поступательное движение электрода обеспечивается с частотой питающей сети за счет ее синусоидального характера. Поэтому затруднительно обеспечить при таком способе автономность устройств, в которых он реализован. Действительно, для обеспечения автономности нужно использовать источники постоянного тока - батареи или аккумуляторы, которые нельзя напрямую применять для устройства, функционирующего в соответствии с прототипом. Для обеспечения автономности устройства по прототипу необходимо создание специального преобразователя постоянного тока в переменный, что удорожает устройство, снижает его кпд и ухудшает массогабаритные показатели.

При реализации предложенного способа достаточно в устройстве для обеспечения его автономности использовать электродвигатель постоянного тока. Экспериментально нами был подобран режим питания искрового разряда и скорости вращения электродвигателя, при которых достигаются наилучшие показатели по эффективности нанесения искрового следа на обрабатываемом изделии. На фиг.1а) приведена схема питания устройства, функционирующего в соответствии с предложенным способом, а на фиг.1б) - соответствующие осциллограммы тока электрической искры. Нанесение отчетливого следа со скоростью 1 см/с обеспечивалось при следующих условиях: наконечник электрода выполнен из высокоуглеродистой стальной проволоки (сталь марки Ст.45) диаметром 1 мм, напряжение источника 1 питания искры 26 В (последовательно соединенные никель-кадмиевые аккумуляторы на 13 В каждый), токоограничивающее сопротивление 2 величиной 2,5 Ом, напряжение питания электродвигателя 3 типа ДПМ-20-Н1-04 составило 13 В, скорость вращения электродвигателя с закрепленным на его оси электродом 4 составила 100 об/с, средний ток разряда 3-4 А. На фиг.2а) показаны образцы ручной маркировки на различных металлах, выполненные с применением предложенного способа, на фиг.2б) - устройство ручной гравировки для реализации предложенного способа (электрокарандаш) в макетном исполнении. Как видно из фиг.2а) способ позволяет наносить надписи на изделия из различных металлов - сталь, алюминий, медь и др. При работе с таким электрокарандашом отмечена существенно более высокая комфортность по сравнению с прототипом, что выражается в том, что не требуется приноравливания оператора к работе электрода с возвратно-поступательным механизмом привода, где следует точно выбирать расстояние между наконечником и обрабатываемым изделием и стараться выдерживать его на постоянном уровне во всем периоде работы в условиях ощутимой вибрации, что приводит к быстрому уставанию руки оператора. В предлагаемом способе вибрации электрода на порядок ниже, чем в прототипе и не требуется специальных усилий для фиксации расстояния между электродом и обрабатываемым изделием, достаточно лишь легко прижать (фактически «прислонить») наконечник электрода под углом к обрабатываемому изделию.

Существенным преимуществом предложенного способа является увеличенный по сравнению с прототипом срок службы выполненного на его основе устройства за счет исключения ударных динамических нагрузок на электропривод, свойственных возвратно-поступательному режиму его работы. Расширились функциональные возможности (автономность) устройств, работающих по предлагаемому способу.

Способ электроискровой обработки изделия из металла, включающий перемещение электрода, находящегося под потенциалом относительно обрабатываемого изделия и периодически входящего с ним в электрический контакт, отличающийся тем, что электрод приводят во вращение вокруг собственной оси и перемещают относительно обрабатываемого изделия, прижимая наконечник электрода под углом к поверхности изделия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области идентификации материальных ресурсов и может быть использовано для маркировки электропроводящих деталей, например продукции проката, деталей транспортных средств, продукции машиностроения, авиастроения и т.д.

Изобретение относится к области идентификации стволов стрелкового огнестрельного оружия по следам на выстрелянных пулях. .

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть использовано для электрохимического маркирования токопроводящих поверхностей изделий матричной символикой, предпочтительно символикой Data Matrix.
Изобретение относится к термостойкой краске, которая может быть использована для маркировки сварочных электродов, металлических изделий в горячем состоянии, а также для дополнительной защиты огнеупорной футеровки печей.
Изобретение относится к области конструирования и производства огнестрельного гладкоствольного оружия и может быть использовано для идентификации единицы гладкоствольного стрелкового оружия, выпускаемого малыми партиями.
Изобретение относится к области конструирования и производства штучного огнестрельного гладкоствольного оружия и может быть использовано для идентификации единицы гладкоствольного стрелкового оружия, выпускаемого малыми партиями.
Изобретение относится к области конструирования и производства штучного огнестрельного оружия и может быть использовано для идентификации ствола нарезного стрелкового оружия, выпускаемого малыми партиями.
Изобретение относится к области конструирования и производства штучного огнестрельного оружия и может быть использовано для маркировки патронника стрелкового оружия, выпускаемого малыми партиями.
Изобретение относится к области конструирования и производства штучного огнестрельного оружия и может быть использовано для идентификации ствола нарезного стрелкового оружия, выпускаемого малыми партиями.
Изобретение относится к области конструирования и производства штучного огнестрельного оружия и может быть использовано для идентификации ствола нарезного стрелкового оружия, выпускаемого малыми партиями.

Изобретение относится к технологии механической обработки деталей, преимущественно из вязких труднообрабатываемых материалов, а также закаленных сталей. .

Изобретение относится к области буровой техники и используется при производстве буровых долот, оснащенных пластинами из поликристаллических алмазов (PDC). .
Изобретение относится к технологии подготовки рабочих валков дрессировочного стана. .

Изобретение относится к биоцидам, а более конкретно к способу приготовления гидрозолей, содержащих жидкости в качестве носителей диспергированных твердых наночастиц с покрытием в форме капсул.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам электроконтактной резки металла, и может быть использовано для высокопроизводительной обработки заготовок.
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к технологии упрочнения канавок поршня методом искрового упрочнения, и может быть использовано для упрочнения канавок алюминиевых поршней двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области обработки металла воздействием электрического тока, в частности к электроискровому легированию. .
Изобретение относится к электродуговой обработке поверхности металлических изделий в вакууме и может быть использовано в черной и цветной металлургии, а также в машиностроительных отраслях производства.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, например, для упрочнения инструмента, направляющих скольжения оборудования, где недопустимо нанесение частиц упрочняющего сплава.

Изобретение относится к области обработки металла воздействием электрического тока, в частности к устройствам для упрочнения, восстановления деталей машин электроискровой обработкой, и может быть использовано для нанесения на детали магнитопроводных покрытий
Наверх