Способ обработки токопроводящимабразивным инструментом и устройствок шлифовальному станку для егоосуществления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 841889

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03. 05. 78 (21) 2607711/25-08 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 30.06,81. Бюллетень Рй 24

Дата опубликования описания 30. 06. 81 (51)Ч. Кл.

В 23 Р 1/1О

Государственный комитет (53) УДК621,9.. 048. 4, . 06 (088. 8) по делам изобретений и открытий

QpQк".p" 4 8y%..

Э. Я. Гродзинский, P. Б. Исакова, Л. С. Зуоатова", A. Т. Маконовицкая и А. Х. Гринберг " р :

«v„ .; (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежу11их станков (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТОКОПРОВОДЯЩИМ АБРАЗИВНЫМ

ИНСТРУМЕНТОМ И УСТРОЙСТВО К ШЛИФОВАЛЬНОМУ

СТАНКУ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к комбинированным методам обработки, когда на заготовку и инструмент, в процессе обработки воздействуют импульсным электрическим напряжением.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ комбинированной обработки, при котором шлифование алмазным токопроводящим кругом ведут в среде диэлектрика и одновременно возбуждают,между заготовкой и кругом электрические разряды. Роль электро» искрового процесса состоит в очист-. ке круга от стружки (устранение

"зас ливания") и, за счет частичного разрушения связки, непрерывном вскрытии новых рабочих зерен.

Кроме того, благодаря электротермическому воздействию на поверхность заготовки и ее "дроблению" эрозионными лунками облегчается процесс микрорезания металла. Как известно, под возбуждением электрических разря дов понимается пробой диэлектрика между инструментом и заготовкой с последующим подводом энергии к ним через образовавшийся канал разряда„

Поэтому на электроды падают импуль5 сы напряжения, формируемые.на выходе выпускаемых для электроискровой обработки металлов серийных импульсных генераторов "ШГИ", "ГКИ", "ГТИ"

10 и т.п. С помощью таких генераторов в заполненном диэлектриком рабочем зазоре между электродами возбуждаются электроискровые разряды со следующими параметрами: частота от 8 до

440 кГц, длительность импульсов от !, 0 до 100 мкс,амплитуда напряжения

65-200 В (11.

° Основными недостатками известногб способа являются необходимость использования при его реализации конструктивно сложных, трудных в эксплуатации и достаточно дорогих высокочастотных импульсных генераторов, а также ограничение области прнмене3 84 ния способа ввиду относительно низкой мощности таких генераторов, 4%

Цель изобретения — интенсификация процесса, увеличение периода стойкости инструмента. Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки в среде диэлектрика токопроводящим абразивным инструментом с подачей электрического импульсного напряжения на инструмент и заготов ку максимальную амплитуду импульсов напряжения устанавливают ниже амплитуды необходимой для пробоя диэлектрика между инструментом и заготовкой, частоту следования импульсов

10-500 Гц, их длительность 0,5-10 мс, 50

Возникающие в зоне шлифования и правки контактно-дуговые разряды обеспечивают непрерывную очистку круга от стружки, а также вскрытие рабочих зерен, Благодаря значи55 тельной мощности источника питания, например однополупериодного выпрямителя на 3 кВт, в момент замыкания круга с за1 отовкой через стружку не1

Пфи этом осуществляют одновременно с процессом шлифования электроэрозионную правку круга вне зоны шлифования.

Кроме того, в устройство, содер- жащее соединенные с источником питания токопроводящий абразивный инструмент и заготовку и систему подачи в зону шлифования диэлектрика, введен дополнительный правящий электрод, подключенный к тому же полюсу источника питания, что и заготовка.

Причем в качестве правящего электрода используют сопло системь11подачи диэлектрика.

В предлагаемом способе шлифования задача электроэрозионной очистки круга от стружки и вскрытия рабочих зерен может быть решена не только путем возбуждения электрических разрядов (т.е. пробоя среды с последующим подводом энергии через образовавшийся канал разряда), но и путем коммутирования так называемых дуг размыкания, т ° е. электрических разрядов, возникающих при разрыве (вследствие механического движения или развития разряда) микроконтактов между электродами.

Применение для эрозионной очистки и вскрытия круга контактно-дуговых разрядов вместо электроискровых позволяет снизить максимальное амплитудное значение напряжения с

65-200 В до 2-50 В, уменьшить частоту следования импульсов с 8-200 кГц до 3-500 Гц, использовать вместо высокочастотных импульсных генераторов более простые и более мощные источники питания, в частности однодвухполупериодные выпрямители.

1889 4

Необходимое для возникновения контактно-дуговых разрядов периодическое замыкание и размыканйе точечных контактов между электродами обеспечивается самой стружкой в результате ее оплавления токами короткого замцкания или при механичесь ком разрыве контактов при вращении круга. Подачу напряжения на электро10 ды предлагается осуществлять периодически, т.е. импульсно, что обеспечи вает минимальный износ кругов при достаточно высоком периоде их стойкости. На практике в зависимости

15 от обрабатываемого материала, характеристик круга, механических режимов шлифования меняют длительность импульсов напряжения от 0,5 до 10 мс, а частоту их следования от 10 до

500 Гц.

На чертеже схематично изображено устройство.

Устройство состоит из источника

1 питания, подключенного одним полю— сом через переменное сопротивление

2 к токопроводящей заготовке З,уста-. новленной на столе 4. Второй полюс источника 1 соединен с абразивным токопроводящим кругом 5 через токосъемник 6. Круг изолирован от массы станка, например, за счет конструк— ции планшайбы 7.

Изолированный от массы станка правящий электрод 8 подсоединен через переменное сопротивление- 9 к тому же полюсу, что и заготовка 2, и поджат к рабочей поверхности круга 5 с помощью пружины 10 или гидропривода. Предусмотрено сопло Il дпя

4О подачи диэлектрика.

Способ осуществляется следующим образом.

Подают через сопло 11 в зону шлифования диэлектрик. Включают источник

45 питания 1, подают на круг 5, заготовку 3 и правящий электрод 8 низковольтное импульсное напряжение и начинают процесс шлифования и правки.

84188

5 происходит резкого снижения выходного напряжения, что обеспечивает эффективность процесса при больших площадях контакта круга с заготовкой (до 80-100 сьев) и скоростях врезной подачи, например, при заточке до 8-10 мм/мин при площади контакта 1 гм . В случае, если круг

2 очищен от стружки и хорошо вскрыт, ток в цепи правки снижается. 10

Вместо специального правящего электрода может быть использовано сопло 11, подающее диэлектрик в зо ну шлифования. В этом случае его электрически изолируют от массы 15 станка, снабжают сменным насадком и подключают к источнику 1.

Параллельное подключение зон правки и шлифования к одному источнику и наличие регулировочных сопротивлений 2 и 9 позволяет конструктивно просто и экономично решить .задачу оптимизации условий шлифования и правки.При увеличении скоростей подач омическое сопротивление ра- 25 бочей зоны непрерывно снижается, а величина технологического тока и, следовательно, интенсивность правки автоматически возрастают, что приво;., дит к недопустимому износу круга. 30

Меняя величины сопротивлений 2 и

9, можно в этом случае снизить величину технологического тока, одновременно увеличив интенсивность правки в отдельной зоне.

20

1. Способ обработки токопроводящим абразивным инструментом, осуществляемый в диэлектрической среде в условиях подачи электрического импульсного напряжения на инструмент и заготовку, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, максимальную амплитуду импульсов напряжения устанавливают ниже

Пример . Шлифование на модернизированном станке ЗГ71 твердого

-сплава ВК-8. Размер образца 70 «145« х10 мм; круг АПП 250«16«75«5, АСВ

160/125, Мl — 100; рабочая жидкость— водный раствор 0,3 нитрита, 0,2 триэтаноламина; источник питания— однополупериодный выпрямитель мощностью 3 кВт с максимальным амплитуд45 ным напряжением 23 В, частота следования импульсов 50 Гц, длительность импульса — 1,3 мс. Механические режимы шлифования: — скорость продольной подачи 10-12 м/мин, величи- на поперечной подачи 1,5 мм/ход, глубина шлифования 0,05 мм/проход. В качестве правящего электрода, упруго поджатого к рабочей поверхности круга, применяют брусок сечением 16«16 мм из чугуна СЧ15-32. Отрицательный полюс источника питания подключают к заготовке и правящему электроду, положительный — к инструменту. При

9 6 включении станка и источника питания в цепи шлифов-ания возникает контактно-дуговой ток 6А; а в цепи правки

2 А (при выведенных сопротивлениях

2 и 9). При шлифовании ВК-8 на ука-: занных режимах производительность составляет 650 мм /мин, относительный износ 0,9 мг/г, шероховатость

0,63-0,5 мкм. Мощность на приводе шпинделя стабилизируется на, уровне

1,5 кВт.

При выключении цепи правки и шлифования на тех же режимах повышаются износ круга до 1,2 мг/г и шероховатость до 0,8-0,63 мкм, При использовании известного способа и шлифовании в тех же условиях относительный износ состав— ляет 1,8 мг/г, а мощность 1,6 кВт.

Наибольшая производительность при шлифовании сплава ВК-8 с использованием предлагаемого способа и устройства составляет 2000 мм /мин

5 при износе 0,9 мг/г, в то время как по известному способу максимальная производительность не превышает

1000 мм /мин при.износе 2 мг/г. Период стойкост и круга на форсированных режимах с 25 мин (известный) по- вышается да 380 мин (предлагаемый способ) .

Таким образом, предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволяют интенсифицировать процесс шлифования, упростить его аппаратурное оформление.

Предлагаемый способ может найти применение на любых металлообрабатывающих предприятиях, занимающихся шлифованием труднообрабатьюаемых материалов..

Ориентировочный годовой экономический эффект от применения предлагаеМого способа и устройства на сдном станке составляет 18,5 тыс.руб °

Формула изобретения

1889

Составитель M. Климовская

Редактор В. Петраш Техред Ж. Кастелевич Корректор В. Синицкая

Заказ 4949/14 . Тираж 1148 Подписное

--ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 84 ам6литуды, необходимой для пробоя слоя диэлектрика между инструментом и заготовкой, и ведут процесс при длительности импульсов 0 5-10 мс ,и частоте следования 10-500 Гц.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения периода стойкости инструмента, одновременно осуществляют его электроэрозионную правку вне зоны обработки.

3. Устройство к шлйфовальному станку для осуществления способа по п.2, снабженное источником питания с контактными элементами, предназначенными для подключения его полюсов к инструменту и заготовке, включающее систему подачи диэлектрической среды в зону обработки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, в него введен дополнительный правящий электрод, который подключен к тому же полюсу источника питания, что и за-. готовка °

4. Устройство по п.3, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упро10 й(ения конструкции, в качестве правящего электрода использовано сопло системы подачи диэлектрической средыi

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 494130, кл. В 23 P 1/10, 1976.