Устройство для электроискровой обработки поверхностей
Владельцы патента RU 2588945:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ФГБНУ ГОСНИТИ) (RU)
Изобретение относится к электроискровой обработке поверхности, в частности к электроискровому легированию, и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на деталях узлов трения и неподвижных соединений. Устройство для электроискрового легирования поверхности детали содержит генератор импульсов, выводы которого подключены к обрабатываемой детали и электроду, установленному в электрододержателе электромагнитного вибратора. Устройство также снабжено магнитной системой, установленной с возможностью создания пульсирующего магнитного поля с направлением вектора магнитной индукции параллельно обрабатываемой поверхности детали. Изобретение обеспечивает увеличение сплошности электроискрового покрытия. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области электрофизических методов обработки материалов, в частности, к электроискровому легированию, и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на деталях узлов трения и неподвижных соединений.
Одной из основных характеристик нанесенного покрытия электроискровым способом является сплошность.
"Под сплошностью (плотностью) слоя понимается отсутствие в упрочненном слое раковин и различных микропустот. Она снижается при неравномерном покрытии, при наличии на поверхности окисных пленок и значительной шероховатости упрочняемой поверхности. При чистовом легировании обеспечивается высокая сплошность покрытия, а с увеличением энергии импульсов она уменьшается и увеличивается количество раковин" (nano / Электроискровое легирование [Электронный ресурс] - Режим доступа: www.nanoplazma.ru).
"Нарушение сплошности металла происходит сначала на ограниченных участках вследствие неоднородности свойств и затем, накапливаясь во все большем объеме, приводит тело к разрушению" [Ентус Н.Р. Трубчатые печи. - М.: Химия. - 1977. - с. 32).
Известны устройства для электроискровой обработки поверхностей модели "Элитрон" (Элитрон-10, -20, -22, -52), состоящие из генератора технологического тока и ручного электромагнитного вибратора [Бурумкулов Ф.Х., Лезин П.П., Сенин П.В., Иванов В.И., Величко С.А., Ионов П.А. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика). Саранск, «Красный Октябрь», 2003, с. 323].
Недостатками этих устройств является недостаточная сплошность нанесенного покрытия, например экспериментально установлено, что для восстановления плоских золотников необходимо наносить покрытие со сплошностью не менее 88% (Раков Н.В. Автореферат: Технология и средства восстановления деталей гидрораспределителей с плоскими золотниками методом электроискровой обработки: На примере гидрораспределителя Р-12П. Общие выводы. п. 3). Подбор материала электрода показал, что данную величину сплошности можно достичь только электродом из бронзы, не являющимся оптимальным материалом для восстановления золотников (Бурумкулов Ф.Х. и др. с. 105).
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является устройство для электроискрового легирования поверхностей, которое содержит генератор импульсов, подключенный своими выводами к детале и электроду, установленному в электрододержатель электромагнитного вибратора (Типовые операции ЭЭО. Часть 8. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://metallicheckiy-portal.ru/articles/obrabotka/elektro-erozionnaya/tipovie_operacii/9).
Недостатком устройства является невысокая сплошность покрытия.
Задачей изобретения является увеличение сплошности электроискрового покрытия.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для электроискрового легирования поверхностей, содержащее генератор импульсов, своими выводами подключенный к детали и электроду, установленному в электрододержателе электромагнитного вибратора, снабжено магнитной системой, создающей пульсирующее магнитное поле с направлением вектора магнитной индукции параллельно обрабатываемой поверхности находящейся внутри его детали, причем в качестве магнитной системы используют электромагнит с П-образным магнитопроводом и установленной на нем электрической катушкой, обмотка которой подключена к сети переменного тока, или статор трехфазного асинхронного двигателя, обмотки которого подключены к однофазной сети переменного тока.
Технический результат достигается за счет того, что магнитное поле, воздействуя на искру, заставляет ее перемещаться (сканировать) по поверхности детали, увеличивая площадь обработки поверхности.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором изображен генератор 1 импульсов, своими выводами подключенный к детали 2 и электроду 3, который установлен в электрододержатель вибратора 4. На чертеже показана также магнитная система 5, состоящая из П-образного магнитопровода 6, в магнитный зазор которого установлена деталь 2 так, что направление вектора магнитной индукции поля параллельно обрабатываемой поверхности детали 2. Для создания пульсирующего магнитного поля на магнитопроводе 6 закреплена электрическая катушка 7, подключенная к сети переменного тока. В качестве магнитной системы может быть использован статор трехфазного асинхронного двигателя, обмотки которого подключены к однофазной сети переменного тока.
Устройство работает следующим образом.
При включении генератора 1 и подаче напряжения на катушку 7 магнитной системы 5, магнитная система 5 генерирует пульсирующее магнитное поле, изменяющееся по синусоидальному закону с направлением вектора индукции параллельно обрабатываемой поверхности детали 2. При касании вибрирующим электродом 3 поверхности детали 2 между ними, за счет импульсного тока генератора 1, возникает искра. Изменяющееся по величине магнитное поле и действующее на искру перпендикулярно заставляет искру перемещаться (сила Ампера) по поверхности детали 2 с массопереносом материала электрода 3 на поверхность детали 2. За счет этого расширяется площадь обработанной поверхности, что увеличивает сплошность покрытия.
Затем электрод 3 отводится от поверхности детали 2. При последующем касании электрода 3 поверхности детали 2 процесс обработки повторяется.
Экспериментальная проверка устройства показала увеличение сплошности при электроискровом легировании на мягких и средних режимах обработки (энергия импульса от 0,01 до 3,0 Дж) на 5-7%, на жестких режимах (энергия импульса более 3,0 Дж) на 6-15%. Так сплошность покрытия электродом из материала 13Х25Н18 при нанесении на образец из стали 30Х на 3 режиме установки Элитрон-22Б возросла до 89%, по отношению к 84% (Бурумкулов Ф.К. и др. с. 105), что дает возможность восстанавливать плоские золотники более износостойким материалом, чем бронза. Увеличение сплошности покрытия наблюдается при магнитной индукции 0,3 Тл на торцах электромагнита.
1. Устройство для электроискрового легирования поверхности детали, содержащее генератор импульсов, выводы которого подключены к детали и электроду, установленному в электрододержателе электромагнитного вибратора, отличающееся тем, что оно снабжено магнитной системой, установленной с возможностью создания пульсирующего магнитного поля с направлением вектора магнитной индукции параллельно обрабатываемой поверхности детали.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве магнитной системы используют электромагнит с П-образным магнитопроводом и установленной на нем электрической катушкой, обмотка которой подключена к сети переменного тока.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве магнитной системы используют статор трехфазного асинхронного двигателя, обмотки которого подключены к однофазной сети переменного тока.
