Способ плазменно-механической обработки

 

Использование: резание труднообрабатываемых материалов. Сущность изобретения: способ предусматривает нагрев обрабатываемой поверхности заготовки струей плазмотронов, экранированной газожидкостной смесью, подаваемой под давлением 0,15-0.20 МПа, и последующее срезание удаляемого слоя. между плазмотроном и обрабатываемой поверхностью помещают анод с отверсгием, а в качестве газожидкостной смеси используют воздушно-водяную смесь. 1 з.п. ф-лы, 1 ил,

(5I)5 В 23 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

О

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5044072/08 (22) 26.05.92 (46) 07.09.93. Бюл. N. 33 — 36 (71) Научно-производственное объединение

"Востокмашзавод" (72) Евтифеев В.Г., Крестьянинов В.И,. Жиенбеков Г.P. (73) Научно-производственное объединение

"Востокмашза вод" (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1572749, кл, В 23 B 1/00, 1990.

Изобретение относится к механической обработке труднообра баты ваемых материалов с плазменным подогрево)я зоны резания, Известен способ механической обработки труднообрабатываемых материалов с подогревом эоны резания плазменной дугой, зажигаемой на подставном аноде. При этом подставной анод устанавливают выше уровня обрабатываемой поверхности на величину 0,4-0,6 оптимальной длины плазменной дуги, а после ее зажигания постэвной анод опускают ниже обрабатываемой поверхности(Рвт. св, ¹ 1000154, по кл.

В 23 В 1/00, 1983).

Этот способ обеспечивает стабильное горение плазменной дуги только при обработке сравнительно простых деталей. Однако исключается обработка деталей сложной конфигурации и неточного литья. снижается производительность за счет предварительной настройки дуги нэ обрабатываемую поверхность. (54) СПОСОБ ПЛАЗМЕННО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ (57) Использование: резание труднообрабэтываемых материалов. Сущность изобретения: способ предусматривает нагрев обрабатываемой поверхности заготовки струей плазмотронов, экранированной газожидкостной смесью, подаваемой под давлением 0,15-0.20 МПа, и последующее срезание удаляемого слоя. При этом между плаэмотроном и обрабатываемой поверхностью помещают анод с отверсгием, а в качестве газожидкостной смеси используют воздушно-водяную смесь. 1 з,п, ф-лы, 1 ил, Наиболее близким по технической сущности является способ плазменно-механической обработки, согласно которому обрабатываемую поверхность заготовки предварительно разогревают струей плаэмотрона, истекающей из его сопла. При этом струю экранируют по всей длине коаксиально расположенной гаэожидкостной смесью, в которую непрерывно вводят твердые компоненты, а газожидкостную смесь подают под давлением более 0,6 МПа.

Способ позволяет оптимизировать температуру зоны резания, снизить энергозатраты и улучшить условия труда за счет поглощения газожидкостной смесью вредного излучения плазменной струи, Однако известный способ имеет следующие недостатки: нет стабильного горения дуги при обработке заготовок с отверстиями и сложной конфигурации из труднообрэбатываемого материала и, как следствие. выход иэ строя

2000173 режущего инструмента, остановка процесса и снижение производительности; при попадании стружки на корпус плаэмотрона происходит короткое замыкание, горение плаэмотронов и выход его из строя; при использовании известного плазмотрона под напряжением находится обрабатываемое иэделие и оборудование, большой ток проходит через узлы оборудования и вызывает электрокоррозию их, Цель изобретения — раэработкаспособа механической обработки материалов, обеспечивающего стабильное горение плазменной дуги, повышение производительности процесса и исключение электрокоррозии используемого оборудования.

Это достигается тем, что в известном способе плазменно-механической обработки труднообрабатываемых материалов; включающем нагрев обрабатываемой поверхности струей плазмотрона, экранированной гаэожидкостной смесью, подаваемой под давлением, и последующее срезание материала, согласно изобретению, между плазмотроном и обрабатываемой поверхностью помещают анод с отверстием, а газожидкостную смесь подают под давлением 0,15-0,20 МПа.

Целесообразно использовать в качестве газожидкостной смеси воздушно-водяную смесь.

Помещение анода между плазмотроном и обрабатываемой поверхностью заготовки позволяет зажечь дугу между этим анодом и катодом плазмотрона и таким образом исключить подачу напряжения на заготовку и оборудование, а подаваемая поддавлением гаэожидкостная смесь выдувает уже нейтральную плазменную струю через отверстие в аноде на обрабатываемую поверхность.

Экспериментально установлено, что целесообразно поддерживать давление газожидкостной смеси на уровне 0,15-0,20 МПа, это обеспечивает стабильное горение плазменной дуги, стабильный разогрев обрабатываемой поверхности, устойчивую работу режущего инструмента.

По сравнению в прототипом патентуемый способ позволяет: исключить иэ электрической цепи обрабатываемое изделие, тем самым исключить электрокоррозию оборудования: обрабатывать детали любой конфигурации; исключить воэможность погасания плазмотронов и остановки технологического процесса при замыкании стружки на корпус плазмотрона и таким образом повысить производительность процесса;

55 стабилизировать процесс, так как исключается самопроизвольное погасанив плазмотрсна при обработке изделий сложной конфигурации; сохранить исходные механические свойства изделия после обработки, так как температуоа в зоне механической обработки не превышает температуры плавления материала.

На чертеже представлена схема обработки по патентуемому способу.

Способ осуществляется следующим о6раэом, В процессе обработки заготовки 1 режущим инструментом 2 разогрев обрабатываемой поверхности осуществляют струей 3 плазмотрона 4, истекающей из отверстия 5 подставного анода 6, а плазменную дугу 7, зажигаемую между анодом 6 и катодом 8, экранируют газожидкостной смесью 9, подаваемой давлением 0,15-0,2 МПа, В качестве гаэожидкостной смеси используют воздушно-водяную смесь, которая одновременно является и плазмообраэующей смесью.

Пример. Способ был реализован на карусельном станке ДКЕ-4000 при обработке брони конусной дробилки, изготовленной из стали 110Г 13 л твердостью 217 НВ, Устойчивая работа плазмотрона и механическая обработка были достигнуты при следующих режимах: ток дуги плазмотрона

250-400 А, напряжение на дуге около 200 В, потребляемая мощность плазмотрона, достаточная для прогрева зоны резания до

700-900"С 10 кВт, скорость перемещения изделия 0,25 — 0,5 м/с, ресурс формирования сопла и медного водоохлаждаемого анода—

20 смен, медный анод был установлен на расстоянии 40 — 60 мм от сопла плазмотрона и на расстоянии 60 — 100 мм от обрабатываемой поверхности, давление гаэожидкостной смеси 0,150,20 МПа, состав смеси воздух-вода.

Всего было обработано 9 изделий, чистота поверхности после обработки соответствовала 4 классу, изделия сохранили исходные механические свойства, трещины отсутствовали. За 42 операции (прохода) не было ни одного случая самопроизвольного погасания плазмотрона.

Формула изобретения

Способ плаэменно-механической обрабо1ки. включающий нагрев обрабатываемой поверхности струей плаэмо1рона, экранированной газожидкостной сме:ью. подаваемой под давлением и и следующее срезание удаляемогР маrr prrana, о i л и ч a}0 щ и Й с я if rë, i ro межлу пллз лотроном и

2000173

Составитель Л,Бердус

Техред М.Моргентал

Корректор С.Патрушева

Редактор Л.Народная

Закаэ 3057

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5

Проиэводстеенно-иэдательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 обрабатываемой поееркностью помещают анод с отверстием, а гаэожидкостную смесь подают под давлением 0,15-0.20 МПа, 2. Способ по п.1. отличающийся тем, что ч качестве газожидкостной смеси испольэу от воэдушно-водную смесь.