Державка для комбинированной электро-механической импульсной обработки деталей, изготовленных из металлов

 

Полезная модель относится к устройствам для производства упрочняющей обработки поверхностей трущихся деталей машин и механизмов и может быть использовано при изготовлении деталей трибоузлов.

Технический результат, создаваемый предлагаемым устройством, состоит в обработке поверхностей детали одновременным электромеханическим сглаживанием и ударным динамическим и статическим воздействием, с пролонгацией ударных импульсов, за счет наличия в системе боек - шток - обрабатывающий инструмент волновода, что позволяет создать мелкодисперсный закаленный поверхностный слой и благоприятные остаточные сжимающие напряжения.

Устройство относится к области машиностроения, в частности, к устройствам, используемым для упрочняющей обработки поверхностей деталей машин и механизмов и может быть использовано при изготовлении деталей узлов трения машин,

Известен способ чистовой обработки поверхностей деталей из конструкционных сталей, электромеханической обработкой (Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1989. - 200 с.), заключающийся в поверхностном пластическом деформировании деталей в условиях трения скольжения под нагрузкой при одновременном пропускании постоянного электрического тока через зону контакта детали и инструмента.

Предложенная в вышеуказанной работе державка для электромеханической обработки состоящая из обрабатывающего инструмента, бронзовой втулки, гайки, шарикоподшипников, неподвижной оси, токопроводника, скользящего контакта меднографитовой щетки, текстолитовых втулок, пружин, вилки головки, штока державки, стопорящей гайки, корпуса, шпонки, спиральной пружины, гайки, стопора не позволяют достичь максимально возможного уровня повышения физико-механических и эксплуатационных свойств поверхностей обрабатываемых деталей.

Задачей полезной модели является улучшение качества обрабатываемых поверхностей за счет дополнительного динамического воздействия на обрабатываемую поверхность детали в процессе электромеханического сглаживания.

Поставленная задача решена за счет того, что державка для комбинированной электромеханоимпульсной обработки детали поверхностно-пластическим деформированием при пропускании электрического тока большой величины и малого напряжения через зону контакта инструмента и поверхностного слоя детали, используемый на токарном станке включает: обрабатывающий инструмент (сфера изготовленная из твердого сплава, например Т15К6), головку, стопорную и крепежную гайки, крышку, шток, корпус, спиральную пружину, боек, пружину, кулачковый вал, токопровод, приводной электродвигатель.

Сущность полезной модели поясняется чертежом (фиг.1). Обрабатываемая деталь 12, устанавливается на оправку, которая закрепляется в патроне токарного станка. Обрабатывающий инструмент 1 устанавливается в головку 2 державки, которая навинчивается по резьбе на шток 5. Для предотвращения отворачивания головки ее стопорят гайкой 3. Токопровод 13 для подвода электрического тока от источника тока к обрабатывающему инструменту, закреплен гайкой 3 на штоке 5. Крышка 4 по резьбе ввинчивается в корпус 6, отверстие в крышке является при этом направляющей для штока 5. Внутри корпуса державки 6 устанавливается спиральная пружина 7, для поджатия обрабатывающего инструмента 1 к поверхности обрабатываемой детали 12. В корпусе державки 6 устанавливается волновод 14, который передает ударный импульс от бойка 8 на шток и далее на обрабатывающий инструмент. Наличие волновода способствует пролонгации ударно-динамического воздействия на обрабатываемую поверхность, измельчению образовавшихся закалочных структур, при этом материал, форма и размер волновода могут существенно влиять на процесс статико-динамического воздействия на обрабатываемую поверхность, форму и величину ударного импульса и подбирается эмпирически для обеспечения необходимых, формируемых параметров качества поверхностного слоя. Приводной вал электрического двигателя 11, закрепленного на корпусе державки 6 соединен с кулачковым валом 10. Кулачек кулачкового вала 10 воздействует на боек 8 установленный в корпусе державки 6 и подпружиненный пружиной 9. Оси установленных в корпусе державки 6 штока 5 и кулачкового вала 10 перпендикулярны. Боек 8 установлен в корпусе державки 6 соосно с пружиной 7.

Работает державка для комбинированной электромеханоимпульсной обработки на токарном станке, следующим образом:

При включении станка, с заранее установленными технологическими режимами, с закрепленной в его патроне оправкой, на которой установлена обрабатываемая деталь 12, одновременно включается источник тока установки электромеханического сглаживания и приводной электродвигатель державки 11. Обрабатывающий инструмент 1, прижатый головкой 2 к торцу штока 5, поджат за счет поперечной подачи станка и пружины 7 к поверхности обрабатываемой детали, происходит сглаживание поверхности. Головка 2 обеспечивает закрепление обрабатывающего инструмента 1 навинчиванием по резьбе штока 5, исключение отвинчивания обеспечивается стопорением головки гайкой 3. Второй гайкой 3 обеспечивается закрепление токопровода 13 на оси штока 5. Через зону контакта обрабатывающего инструмента 1 и поверхности детали 12 проходит электрический ток подведенный по токопроводу 13 от источника тока, причем ток большой величины (500-1000 А) и малого напряжения (3-5 В). За счет этого происходит значительный нагрев зоны касания обрабатывающего инструмента 1 и обрабатываемой поверхности 12 и быстрое ее охлаждение по мере передвижения обрабатывающего инструмента по поверхности, за счет отвода тепла внутрь объема материала детали. Происходит процесс поверхностной закалки. Вал приводного электродвигателя 11, вращаясь, приводит во вращение кулачковый вал 10, установленный на нем соосно, кулачек которого воздействует на боек 8, который перемещается циклически в осевом направлении и торцовой частью ударяет по волноводу 14 (материал, форма и размеры волновода подбираются эмпирически). Волновод передает ударный импульс далее на шток 5. В результате обрабатывающий инструмент, скользящий по поверхности детали воспринимает кроме прижимающего усилия пружины 7, еще и циклически повторяющиеся ударные импульсы от бойка, а наличие в системе боек - обрабатывающий инструмент волновода 14 способствует пролонгации ударного воздействия на обрабатывающую поверхность, что приводит к увеличению глубины упрочненного слоя, а также измельчению образующихся закалочных структур. Пружина 9 в процессе работы державки обеспечивает постоянное поджатие бойка 8 к поверхности кулачка кулачкового вала 10.

Державка для комбинированной электромеханоимпульсной обработки на токарном станке для обработки поверхностей детали одновременным электромеханическим сглаживанием, ударным динамическим и статическим воздействием на поверхность, пролонгированным ударным импульсом за счет наличия в системе боек - обрабатывающий инструмент волновода, позволяет повысить эксплуатационные параметры обрабатываемой поверхности, создать в поверхностном слое мелкодисперсные закалочные мартенситные структуры и благоприятные сжимающие остаточные напряжения.

Державка для комбинированной электромеханоимпульсной обработки детали на токарном станке, содержащая корпус с установленным в нем штоком и кулачковым валом, оси которых перпендикулярны, и расположенными соосно бойком и пружиной для поджатия обрабатывающего инструмента к обрабатываемой детали, а также закрепленный на корпусе электрический двигатель, приводной вал которого соединен с кулачковым валом, токопровод для подвода электрического тока от источника тока к обрабатывающему инструменту, закрепленный гайкой на штоке, и головку державки для обрабатывающего инструмента, навинченную на шток, отличающаяся тем, что она снабжена волноводом, установленным внутри корпуса между бойком и штоком.



 

Похожие патенты:

Плазменная обработка представляет собой воздействие на обрабатываемую поверхность или объект посредством плазмы высокой температуры. При этом, форма, структура и размер рабочего образца трансформируется. Плазменно-механическая обработка металлов проводится с использованием специализированных приборов - плазмотронов (дугового и высокочастотного типов) и позволяет напылять на поверхность разные покрытия, а также производить бурение горных пород, сварку, наплавку, плазменную резку металлических образцов и другие работы.

Полезная модель относится к устройствам проведения такого вида наблюдений, при котором изучаются отдельные элементы технологического процесса механической обработки деталей машиностроения, а именно, регистрация, индикация и запись времени выполнения технологических операций

Данная полезная модель предназначена для плазменной обработки металлов, характеризующейся высокой производительностью и достижением при работе крайне сверхвысоких температур.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при обработке резанием деталей машин на металлорежущих станках с устройством числового программного управления (УЧПУ) класса PCNC
Наверх