Сборный электрод-инструмент для электроалмазной резки

Полезная модель относится к комбинированной обработке металлов, сочетающих механическое и электрохимическое воздействие на обрабатываемую поверхность, преимущественно из труднообрабатываемых материалов, например из вольфрама, титана и т.д. Данная полезная модель позволяет повысить качество обрабатываемой поверхности путем исключения «ударного» внедрения и вибраций электрода-инструмента. Для этого в сборный электрод инструмент для электроалмазной резки, выполненный составным из набора совмещенных эксцентрично расположенных дисков 2 и 3 вводят дополнительный диск 1, который расположен относительно оси вращения электрода-инструмента без эксцентриситета и установлен между этими дисками 2 и 3 с возможностью постоянного контакта с заготовкой 4, позволяющего произвести плавное врезание, при этом диски с эксцентриситетом 2 и 3 расположены по взаимно-перпендикулярным осям координат. 1 с.п.ф.

Полезная модель относится к комбинированной обработке металлов, сочетающих механическое и электрохимическое воздействие на обрабатываемую поверхность, преимущественно из труднообрабатываемых материалов, например из вольфрама - твердых сплавов, закаленных материалов - чугуна и др.

Известен «Способ резки металлов электрическими методами» по А.С.1641539, Бюлл. 14 от 15.04.1991, заключающийся в подаче электролита в зону резания через форсунки на плоскость вращающегося дискового электрода-инструмента, а давление электролита изменяют по сигналу преобразователя биений пропорционально амплитуде биений электрода-инструмента через одну форсунку - синфазно, а через другую противофазно.

К недостаткам данного изобретения можно отнести то, что обработку материала производят одинарным отрезным кругом, находящимся в постоянном контакте с обрабатываемой деталью, что не обеспечивает интенсивного электрохимического растворения поверхности материала и отвода продуктов растворения, а также устранения биения электрода-инструмента, значит все это приводит к быстрому износу электрода-инструмента и в итоге к некачественной резке (обработке). Еще одним недостатком является сложная система преобразователей и регуляторов.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемой полезной модели является «Сборный электрод-инструмент для электроабразивной резки» по авторскому свидетельству SU 1641540, Бюл. 14, 1991, содержащий набор дисков совмещенных друг с другом с эксцентриситетом относительно оси вращения электрода-инструмента.

Недостатками данного устройства сборного электрода-инструмента является следующее: при внедрении инструмента в тело заготовки возникает «ударное» врезание, которое вызывает вибрацию инструмента и заготовки, что снижает качество обработки, а также может привести к их повреждению, как инструмента, так и заготовки, что в целом приводит к снижению качества обработки.

Решаемой задачей предполагаемой полезной модели является -повышение качества обрабатываемой поверхности путем исключения «ударного» врезания и вибраций электрода-инструмента.

Поставленная задача достигается тем, что в Сборный электрод-инструмент для электроалмазной резки, выполненный составным, в виде набора совмещенных эксцентрично расположенных дисков введен дополнительный диск, который расположен относительно оси вращения электрода-инструмента без эксцентриситета и установлен между этими дисками с возможностью постоянного механического контакта с заготовкой, позволяющего произвести плавное врезание, при этом диски с эксцентриситетом расположены по взаимно перпендикулярным осям координат.

Для пояснения сущности рассмотрим Фиг.1 - предлагаемый сборный электрод-инструмент и Фиг.2 - расположение центров вращения периферии дисков, где:

1 - диск без эксцентриситета

2, 3 - диски с эксцентриситетом

4 - заготовка

5 - источник питания.

Электрод-инструмент выполнен составным в виде дисков 1, 2, 3, например алмазных отрезных кругов на металлической основе, наложенных один на другой. При этом диск 1 центральный без эксцентриситета относительно оси вращения, а диски 2 и 3 крайние размещены с эксцентриситетом (e₁) и (е₂) относительно оси вращения. Электрод-инструмент 1, 2, 3 соединен с отрицательным, а заготовка 4 - с положительным полюсом источника питания 5.

Электрод-инструмент работает следующим образом:

В зазор между составным электродом-инструментом (дисками 1, 2, 3) и заготовкой 4 подают электролит. К обрабатываемой заготовке 4 дисками 1, 2, 3 подают напряжение от источника питания 5.

При вращении электрода инструмента и подаче его на врезание в заготовку - обработка осуществляется вследствие электрохимического растворения материала обрабатываемой заготовки, механического резания и удаления продуктов обработки. Вследствие наличия диска 1 без эксцентриситета, расположенного в центре между дисками с эксцентриситетом 2 и 3 обеспечивается постоянный контакт между диском 1 и заготовкой 4, это способствует «безударному» (плавному) врезанию попеременно дисков 2 и 3 в заготовку. При этом вибраций электрода-инструмента не возникает. Фазовый сдвиг этих циклов обработки для каждого из алмазных дисков определяется величиной , где m - число алмазных дисков, входящих в составной диск. Эксцентричность положения алмазных дисков обеспечивают по взаимно перпендикулярным координатам и их симметричность по фазовому сдвигу и относительно центрального диска 1.

Приведем пример:

Производят резку с частотой вращения n=2800 об./мин. сборным электродом-инструментом из трех алмазных отрезных дисков на металлической основе диаметром 100 мм, толщиной 0,3 мм. Разрезают высокочистый вольфрамовый стержень, вольфрам относится к классу труднообрабатываемых материалов, имеющих высокую твердость и хрупкость. Заготовку размером 6 мм, L=120 мм разрезают на пластины (таблетки) размером 6, L=1,2 мм в среде проточного электролита - 15%-ный водный раствор нитрата натрия (NaNo₃) при напряжении =8 В. При обработке не наблюдается «ударного врезания» и вибрации электрода-инструмента. Обработанные поверхности таблетки (пластины) гладкие, без сколов и трещин. Чистота поверхности R_a=0,5-0,63.

При сравнении с известными аналогами по технико-экономическим показателям данное устройство сборного электрода-инструмента, состоящего из нескольких дисков совмещенных с эксцентриситетом друг с другом по взаимно перпендикулярным координатам и не менее одного диска расположенного без эксцентриситета относительно оси вращения электрода-инструмента позволяет повысит качество обрабатываемой поверхности на 50% и снизить трудоемкость при изготовлении заготовок до 80-90%.

Сборный электрод-инструмент для электроалмазной резки, выполненный составным в виде набора совмещенных эксцентрично расположенных дисков, отличающийся тем, что в набор эксцентрично расположенных дисков введен дополнительный диск, который расположен относительно оси вращения электрода-инструмента без эксцентриситета и установлен между этими дисками с возможностью постоянного механического контакта с заготовкой, позволяющего произвести плавное врезание, причем диски с эксцентриситетом расположены по взаимно перпендикулярным осям координат.