Устройство для электроконтактной обработки

 

(11)

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.09.80 (21) 2986642/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

В 23 P 1/02

Гесударствекмй камитет

СССР

Опубликовано 23.01.83. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 28.01.83 (53) УДК 621.9.048..4.06 (088.8) пе делам лзабретелкй и еткрмткй (72) Автор изобретения

T. С. Золян (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ

ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к обработке на электроэрозионных установках, в частности, с помощью электроконтактных устройств, используемых для обработки различных труднообрабатываемых металлов, и может найтиарименение при обработке твердых и сверх- твердых, материалов типа титановых сплавов, износостойких изделий из различных высокохромовых сталей, чугунов и т. п.

Известны и широко применяются электроэрозионные устройства для обработки металлов, в которых инструмент из токопроводящего металла и обрабатываемая заготовка включены последовательно в цепь постоянного тока с зазором, замыкаемым дугой, и разрушение металла в зоне обработки происходит под действием дуговых разрядов (1).

Недостатком данных устройств является недостаточно высокая производительность обработки материалов.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является установка, в которой используется разновидность электроэрозионной обработки — электроконтактная обработка, где обрабатывающий инструмент выполнен в виде вращающегося диска, а постоянный электрический ток подводится к нему от источника питания при помощи щеточного механизма. При сближении диска-инструмента с обрабатываемой поверхностью до контакта и последующем их размыкании возникают совместные эрозионнодуговые и механические воздействия на обрабатываемый металл. В зависимости от характера обработки выбирается среда, в которой производится обработка — либо жидкая среда для качественной обработки, либо воздушная для более грубой, но более производительной обработки (2) .

Недостаток известного устройства --- необходимость автономного блока питания в виде трансформатора переменного тока с выпрямительным устройством.

Целью изобретения является уменьшение габаритов, упрощение конструкции и придание ей компактности.

Указанная пель достигается тем, что блок питания электрической дуги выполнен в виде источника магнитного поля, например катушки с ферромагнитным сердечником, создающим магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости обрабатывающего диска- и н стру мента.

990463

Кроме того, при включении катушки с ферромагнитным сердечником последовательно в электрическую цепь, составленную из диска, электрической дуги и обрабатываемой детали, обеспечивается режим самовозбуждения, благодаря чему отпадает надобность в постороннем источнике тока.

Этого же можно достичь при замене катушки с ферромагнитным сердечником постоянным магнитом или помещая диск в магнитное поле.

При необходимости питания дуги током более сложной формы (переменным, импульсным прямоугольной формы, импульсным треугольной формы, трапецеидальной и т. и.) осуществляется подпитка катушки с ферромагнитным сердечником током заданной сложной формы.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство для электроконтактной обработки включает в себя диск-инструмент 1, магнитную систему 2 в виде катушки с ферромагнитным сердечником, токос ьемник 3, установленный на вале диска-инструмента 1 и токоподводящей шины 4. В рабочем состоянии обрабатываемая деталь 5 подсоединяется к устройству через шину 4, а цепь замыкается через электрическую дугу 6, образуемую при вращении диска-инструмента 1 от постороннего привода (не показан). Токосъемник 3 обеспечивает снятие тока с вала диска ввиду его малой скорости (линейной) и его протяженности. Для пуска устройства в работу необходимо образование дуги 6 между вращающимся диском-инструментом 1 и обрабатываемой деталью 5, которая может быть получена любым известным способом, например их непосредственным соприкосновением и последующим раздвиганием. Обработка детали 5 осуществляется под действием дуговых разрядов.

Устройство работает следующим образом.

При вращении диска-инструмента 1, воздействие создаваемого магнитной системой 2 магнитного поля на различно удаленные от центра вращающегося диска 1 точки, имеющие соответственно различные линейные скорости в этом поле, приводят к возникновению между ними разности потенциалов, пропорциональных, при прочих равных условиях, индукции В и линейной скорости V вращения периферии диска-инструмента 1. По этой причине между валом и периферией диска возникает разность потенциалов U, величина которой в зависимости от требуемой по техническому режиму регулируется величиной индукции магнитного поля В и скоростью вращения диска Ч согласно выражению

U= BVR, где R — радиус диска инструмента 1.

Указанная разность потенциалов !! вызывает в электрической цепи, состояц ей из обмотки магнитной системы 2 и диска 1 с общим сопротивлением r ток I = U:r = BVR:г.

Этот ток 1, в свою очередь, приводит к росту U и т. д., поскольку катушка магнитной системы 2 играет роль обмотки самовозбуждения, обеспечивая тем самым режим самовозбуждения устройства до достижения им номинального режима работы. Разность потенциалов U, возниКающая между валом диска 1 и его периферией, идет на поддержание электрической дуги 6, мощность которой в зависимости от т1!ебований технологического режима можно регулировать изменением величины индукции В и скорости вращения

V диска 1. Такое исполнение позволяет автоматически поддерживать пропорциональность между током обработки и током намагничивания, чем значительно облегчает регулирование технологического процесса обработки металлов.

Ток дуги 6 может достигать десятков тысяч ампер при U в 20 — 30 В. Например, для обеспечения работ, требующих высокой производительности (резка слитков и т. и.) такой режим может быть обеспечен при В=! тл, V= 44 м/с, R = 0,5 м, г = 10 з Ом, так как 1= В VR:ã=!.44 0,5:10 = 22000 А, или при В = 2тл, V=22 м/с, R=0,5 м, 1=22000 А, или же при В=2 тл, V=11 м/с, R=! м, 1=22000 А.

З0 При проведении работ, не требующих больших энергетических затрат, В = 1 тл, V = 20 м/с, R =- 0 5 м, г == 10 з Ом, 1 = 10000 А.

Для работ, требующих повышенного качества обработки, может быть применен режим с В= I тл, R = 0,25 м, V = 20 м/с, г = 10 4 Ом, 1 =

= 5000А, или даже при В = 1 тл, R = 0,25 M \ = IÎù/с, г = 10 alga, = 2500 А.

40 Закономерность, позволяющая регулировать ток дуги, таким образом, задается указанной формулой для разности потенциалов

U= BVR, а саморегулирование — изменением величин, входяших в эту формулу.

Совмещение источником питания и устройства для электроконтактной обработки в одно целое значительно уменьшает общие габариты, упрощает конструкцию и эксплуатацию предлагаемого устройства и уменьшает его стоимость почти вдвое. Диск-инструмент 1 может быть выполнен в виде ротора униполярной машины. При таком исполнении роль блока питания электрической дуги 6 берет на себя ротор униполярной маши55 ны, а токосъем (токоотвод) осуществляется через дугу 6 между ротором (диском-инструментом 1) и обрабатываемой металлической деталью 5. Тем самым автоматически

990463

Ь 6

Формула изобретения

Составитель Г. Ермаков

Редактор П. Коссей Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Заказ 1023/19 Тираж 1l04 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 решается вопрос токосъема с периферии ротора униполярной машины — весьма сложного и дорогого устройства, которым, как известно, всецело определяется создание высокоэффективных униполярных машин большой мощности, на которое, кроме прочего, приходится до половины общих потерь энергии в униполярной машине известных типов.

Другим преимуществом такого выполнения является отсутствие надобности в особой пускорегулирующей аппаратуре и т. п., ввиду полного соответствия режима обработки то- !О ку униполярной машины, вследствие чего устраняются недостатки как присущие униполярной машине, так и устройству для электроконтактной обработки металлов.

В целом, кроме уменьшения габаритов, упрощения конструкции и исключения необходимости в двух разнородных источниках питания и др., предлагаемое устройство позволяет повысить производительность до !О-и раз и снизить затраты на изготовление почти вдвое по сравнению с известными устрой- QQ ствами для электроконтактной обработки.

Предлагаемое устройство может найти применение в металлообрабатывающей и станкостроительной !!ромышленности, металлургии и т. п., в частности, при обработке крупногабаритных деталей типа слитков, слябов и т. п.

1. Устройство для электроконтактной обработки электрической дугой, создаваемой источником питания, один вывод которого подключен к приводимому во вращение дисковому электроду-инструменту, а второй предназначен для подключения к заготовке, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, источник питания выполнен в виде источника магнитного поля, силовые линии которого направлены перпендикулярно тор. цовым поверхностям дискового электродаинструмеита.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник магнитного поля выполнен в виде катушки с ферромагнитным сердечни. ком, охватывающей дисковый электрод-инструмент.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес» тем, что дисковый электрод-инструмент выполнен в виде ротора униполярной машины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское с в идетел ь ство ССС P

Хе 663516, кл. В 23 P 1/04, 1979.

2. Уштомская Д. А. Опыт электроконтактной обработки металлов. Л., Издание

ЛДНТП, 1979, с. 4 — 19.