Устройство для электроискровой обработки поверхностей

Авторы патента:

B23H7/26 - устройство для перемещения или установки электрода относительно заготовки; крепление электрода

Владельцы патента RU 2585600:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ФГБНУ ГОСНИТИ) (RU)

Изобретение относится к области электрофизических методов обработки материалов, в частности к электроискровому легированию, и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на деталях узлов трения и неподвижных соединений. Устройство содержит заключенный в корпус электромагнит, состоящий из магнитопровода с катушкой, и якорь в форме пластины, изготовленный из материала с низким удельным электрическим сопротивлением, на одном конце которого закреплен электрододержатель, причем на якорь под торцом магнитопровода электромагнита прикреплен сердечник, а другой конец якоря шарнирно закреплен на горизонтальную ось, зафиксированную к корпусу устройства. Также устройство содержит сопло подачи сжатого воздуха, жестко закрепленное в корпусе устройства и установленное над местом крепления электрододержателя к якорю, к соплу подсоединена трубка подачи сжатого воздуха, другим концом соединенная с регулятором давления сжатого воздуха. Изобретение обеспечивает возможность оперативного изменения характеристик вибрации для достижения оптимального режима обработки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электрофизических методов обработки материалов, в частности к электроискровому легированию, и может быть использована в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на деталях узлов трения и неподвижных соединений.

Известны электромагнитные устройства для электроискровой обработки поверхностей, в которых непрерывное колебательное движение электрода, контактирующего с поверхностью обрабатываемой детали, осуществляется с помощью неподвижного электромагнита, к магнитопроводу которого периодически притягивается подвижный якорь с электрододержателем. Обратный ход якоря осуществляется возвратной пружиной [Бурумкулов Ф.Х., Лезин П.П., Сенин П.В., Иванов В.И., Величко С.А., Ионов П.А. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика). Саранск, «Красный Октябрь», 2003, с. 49].

Проведенные исследования электроискровой обработки показали, что увеличение частоты следования импульсов с одновременным увеличением частоты вибрации электрода дает значительное увеличение производительности процесса [там же, с. 47]. Так, на установках для электроискровой обработки серии БИГ диапазон регулирования частоты вибрации составляет от 100 до 400 Гц [Установки для электроискровой обработки серии БИГ. Технические условия ТУ 3312-001=02069964-2012. Саранск, 2012. п. 1.3.4]. При изучении процесса электроискрового легирования частоту вибрации электрода изменяют от 10 до 2000 Гц (см. Лабораторная работа N; 3. Электроискровое легирование металлических материалов. Электронный ресурс - Режим доступа: http://5fan.ru/wievjob.php.id=50242. Рис. 4a). Жесткость возвратной пружины не может обеспечить оптимальность работы устройства в таком диапазоне изменения частоты, что приводит к снижению характеристик нанесенного покрытия.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство для электроискрового легирования металлов, описанное в авторском свидетельстве №248103 B23k, опубл. 05. 08. 1970. Устройство содержит заключенный в корпус электромагнит, состоящий из магнитопровода с катушкой, и якорь, выполненный из трех соединенных между собой пластин, внутренняя, на которую крепится электрододержатель, изготовлена из материала с низким удельным электрическим сопротивлением, а наружные, на одну из которых закреплен сердечник якоря, изготовлены из пружинной стали.

Недостатком данного устройства является:

- невозможность оперативного изменения характеристик вибрации (амплитуды, виброударной скорости) при изменении частоты вибрации;

- перегрев электрода на средних и жестких режимах обработки из-за отсутствия охлаждения, что приводит к снижению качества покрытия и отжигу пружин якоря.

Целью изобретения является создание устройства для электроискровой обработки поверхностей с возможностью оперативного изменения характеристик вибрации для достижения оптимального режима обработки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для электроискровой обработки поверхностей, содержащее заключенный в корпус электромагнит, состоящий из магнитопровода с катушкой, и якорь в форме пластины, изготовленный из материала с низким удельным электрическим сопротивлением, на одном конце которого закреплен электрододержатель, а также на якорь под торцом магнитопровода электромагнита прикреплен сердечник, а другой конец якоря шарнирно закреплен на горизонтальную ось, зафиксированную к корпусу устройства, и в устройство введено сопло подачи сжатого воздуха, жестко закрепленное в корпусе устройства и установленное над местом крепления электрододержателя к якорю, к соплу подсоединена трубка подачи сжатого воздуха, другим концом соединенная к регулятору давления сжатого воздуха. В устройстве зазор между торцом магнитопровода электромагнита и сердечником составляет 1,0-1,2 мм, сопло установлено над якорем на расстоянии 0, 5-3,0 мм при выходном диаметре сопла 0,2-2,5 мм, а давление воздуха может регулироваться в пределах 0,1-0,8 МПа.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве воздействие пружины на якорь заменено воздействием давления сжатого воздуха истекающего из сопла на поверхность якоря. Давление воздуха можно регулировать в широких пределах регулятором давления (см. например, Регуляторы давления сжатого воздуха. Электронный ресурс - Режим доступа: http://www.pnevmo-i.ru/regulators-pressure.htm), что дает возможность подстраивать вибрацию на любых частотах обработки. Зазор между торцом магнитопровода электромагнита и сердечником выбран из условий того, что при жестких режимах обработки требуется длительное время (несколько сот микросекунд) зарядки накопительных конденсаторов (600 мкФ и более) генераторов импульсов, и поэтому обработку ведут на малых частотах (100-150 Гц) с амплитудой вибрации электрода до 1 мм. Установка сопла над якорем на расстоянии 0,5-3,0 мм при выходном диаметре сопла 0,2-2,5 мм обосновывается теоретически (см. Технический словарь. Том 1. Диаметр - выходное отверстие - сопло. Электронный ресурс - Режим доступа: http://www.ai08.org/index.php/index) и проверено практически. Давление воздуха регулируется и может составлять на входе сопла 0,1-0,8 МПа.

Изобретение поясняется чертежом (Фиг.).

В корпусе 1 устройства, с помощью скобы 2, неподвижно крепится магнитопровод 3 с катушкой 4 электромагнита. Якорь 5, с прикрепленными к нему электрододержателем 6 и сердечником 7, одним концом шарнирно закреплен на оси 8, зафиксированной к корпусу 1. Над местом крепления электрододержателя 6 к якорю 5 при помощи скобы 9 установлено сопло 10 подачи сжатого воздуха. Сопло 10 гибкой трубкой 11 соединено с регулятором 12 давления сжатого воздуха. К якорю 5, при помощи кабеля 13, подводится напряжение от генератора импульсов технологического тока (на фиг. не показан). В электрододержатель 6 зажат электрод 14.

Устройство работает следующим образом.

Включение устройства осуществляется подачей на регулятор 12 сжатого воздуха, воздух попадает в сопло 10, а на катушку 4 подается импульсное напряжение. При этом воздух, поступающий из сопла 10 на поверхность якоря 5, создает давление, которое перемещает якорь 5, а соответственно и электрод 14, к поверхности обрабатываемой детали (на фиг. не показана). При поступлении импульса напряжения на катушку 4 электромагнита, сердечник 7 притягивается к торцу магнитопровода 3 и якорь 5, а соответственно и электрод 14, отдаляются от поверхности детали. При прекращении действия импульса напряжения на катушку 4, за счет давления воздуха, электрод 14 начинает приближаться к поверхности детали и цикл вибрационного движения электрода 14 повторяется. При помощи регулятора 12 производится настройка вибрации электрода и осуществляется электроискровая обработка поверхности детали. Сжатый воздух создает в корпусе 1 устройства избыточное давление и используется для охлаждения электрододержателя 6 и электрода 14 через зазор между электрододержателем 6 и корпусом 1.

Испытания пробного образца устройства для электроискровой обработки поверхностей показали, что с повышением частоты вибрации электрода необходимо повышать давление сжатого воздуха.

Изобретение дает возможность изменять характеристики вибрации электрода для получения оптимального режима электроискровой обработки и получать покрытия требуемых параметров.

1. Устройство для электроискровой обработки поверхностей, содержащее заключенный в корпус электромагнит, состоящий из магнитопровода с катушкой, и якорь в форме пластины, изготовленный из материала с низким удельным электрическим сопротивлением, на одном конце которого закреплен электрододержатель, отличающееся тем, что оно снабжено соплом подачи сжатого воздуха, жестко закрепленным в корпусе и установленным над местом крепления электрододержателя к якорю, причем на якорь под торцом магнитопровода электромагнита прикреплен сердечник, а другой конец якоря шарнирно закреплен на горизонтальную ось, зафиксированную на корпусе устройства, при этом к соплу подсоединена трубка подачи сжатого воздуха, которая другим концом соединена с регулятором давления сжатого воздуха.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зазор между торцом магнитопровода электромагнита и сердечником составляет 1,0÷1,2 мм.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сопло установлено над якорем на расстоянии 0,5÷3,0 мм при выходном диаметре сопла 0,2÷2,5 мм.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью регулирования давление воздуха в пределах 0,1÷0,8 МПа.

Изобретение относится к электроискровому легированию металлической поверхности со сложной геометрией. Предложена многоэлектродная технологическая оснастка для электроискрового легирования, содержащая многоэлектродную кассету, выполненную с возможностью монтирования в суппорте станка с регулировкой угла ее наклона.

Технологическая оснастка для локальной электроискровой обработки внутренних поверхностей тел вращения // 2527108

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технологическому инструменту для осуществления электрофизической обработки внутренних поверхностей деталей машин и механизмов, выполненных в форме цилиндра, в частности внутренней поверхности цилиндров двигателей внутреннего сгорания, корпусов гидроцилиндров, посадочных отверстий для подшипников и т.п.

Станок для электроэрозионной обработки // 2502586

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при проектировании и изготовлении станков для электроэрозионной обработки. Станок содержит основание, стойку, поперечные салазки, рабочую головку с выдвижной пинолью, электрододержатель, стол, смонтированный на опоре, образующей зазор между лицевой поверхностью стойки и задней поверхностью опоры, ванную, задняя стенка которой размещена в данном зазоре, смонтированную с возможностью перемещения в вертикальном направлении.

Устройство для электрохимической обработки вибрирующим электродом-инструментом // 2489238

Изобретение относится к технологическому оборудованию для размерной электрохимической обработки вибрирующим электродом-инструментом штампов, пресс-форм, пера турбинных и компрессорных лопаток, а также для электрохимического гравирования.

Способ и устройство для электрохимической резки тонкостенных электропроводных профилей с полировкой среза и скруглением кромок // 2473412

Изобретение относится к электрохимической резке тонкостенных электропроводных заготовок. .

Станок для электроэрозионного формообразования отверстий // 2455133

Изобретение относится к электроэрозионному станку, предназначенному для формообразования тангенциальных отверстий в топливных форсунках. .

Адаптивный шпиндельный узел для электроэрозионной обработки на станке с устройством чпу типа cnc // 2446924

Изобретение относится к области электроэрозионного фрезерования, в частности к адаптивному шпиндельному узлу, используемому на станке с устройством ЧПУ типа CNC для электроэрозионной обработки детали (28).

Устройство для электроэрозионной обработки глубоких отверстий малого диаметра // 2413598

Изобретение относится к устройствам для электроэрозионного и электрохимического прошивания отверстий малых диаметров в электропроводящих материалах и изделиях, например в лопатках газотурбинных двигателей.

Способ и устройство для электрохимической обработки // 2401184

Изобретение относится к размерной электрохимической обработке металлов и сплавов для формирования на сложнофасонной поверхности регулярного нано- и микрометрического слоя.

Электроэрозионный вырезной автоматизированный станок // 2399465

Изобретение относится к области обработки металла, в частности к устройствам для электроэрозионной резки металла проволочным электродом-инструментом. .

Устройство для электроискровой обработки поверхностей // 2588945

Изобретение относится к электроискровой обработке поверхности, в частности к электроискровому легированию, и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на деталях узлов трения и неподвижных соединений. Устройство для электроискрового легирования поверхности детали содержит генератор импульсов, выводы которого подключены к обрабатываемой детали и электроду, установленному в электрододержателе электромагнитного вибратора. Устройство также снабжено магнитной системой, установленной с возможностью создания пульсирующего магнитного поля с направлением вектора магнитной индукции параллельно обрабатываемой поверхности детали. Изобретение обеспечивает увеличение сплошности электроискрового покрытия. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для электроискровой обработки поверхности // 2619412

Изобретение относится к области электрофизических методов обработки материалов, в частности к электроискровому легированию, и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на плоских поверхностях различных изделий. Устройство содержит ручку управления, корпус и размещенные в корпусе магнитную систему, состоящую из сердечника с катушкой, и подвижный якорь с электрододержателем для закрепления электрода. При этом ручка управления и корпус соединены при помощи соединения типа ласточкина хвоста, паз типа ласточкина хвоста расположен вертикально на боковой поверхности корпуса, ползун типа ласточкина хвоста соединен с ручкой управления и выполнен с возможностью свободного перемещения в упомянутом пазу, а сверху и снизу упомянутого паза установлены ограничители движения упомянутого ползуна, верх корпуса выполнен с возможностью установки нагрузки. Техническим результатом является повышение равномерности толщины наносимого слоя и стабильность тока при нанесении покрытия за счет исключения влияния силы давления оператора на устройство. 3 ил.

Установка для создания покрытий на металлических поверхностях методом электроискрового легирования // 2623539

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для создания на металлических поверхностях различных покрытий методом электроискрового легирования. Установка содержит выносной аппликатор АП 10, подключенный к базовому модулю БМ 30 с блоками электропитания БП 31, генерации электрических импульсов БГ 32 и управления работой установки БУ 33, причем указанный блок генерации электрических импульсов БК 33 содержит несколько независимых генераторов указанных импульсов, а базовый модуль БМ 30 дополнительно содержит блок БРГ 34 формирования подвода рабочего газа в зону легирования, блок БСВ 35 формирования подвода сжатого воздуха в качестве рабочего тела для сменного АП 10 с пневматическим приводом вибрационного механизма ДЭ 12 и блок БП 31 формирования электропитания для подключения к БМ 30 системы осветительных приборов местного и общего освещения зоны легирования. Технический результат – повышение качества электроискрового легирования металлических поверхностей и расширение возможностей установки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Устройство для электрохимической обработки ступенчатых валов // 2623971

Изобретение относится к электрохимической обработке металлов и сплавов и предназначено для обработки ступенчатых валов. Устройство содержит диэлектрический корпус, внутренняя часть которого выполнена в виде призмы, в каждой плоскости которой встроены регулируемые опоры осевой фиксации заготовки, оси которых пересекаются в центре оси заготовки и расположены друг относительно друга под углом 90°. На корпусе установлена крышка из электроизоляционного материала, базируемая по диагонали двумя центровочными штифтами и выполненная с возможностью регулирования межэлектродного зазора по другой диагонали с помощью винтового механизма. Внутренняя часть крышки выполнена по продольным и поперечным размерам заготовки и на ней размещены по два электрода-инструмента на каждую ступень заготовки. Технический результат: повышение точности формы и качества обработанных поверхностей путем минимизации уровня остаточных напряжений и равномерного распределения их по всему объему изделия, за счет одновременного съема поверхностного слоя со всего объема обрабатываемой заготовки. 5 ил.

Способ электрохимической обработки непрофилированным электродом-инструментом и устройства для его осуществления // 2647413

Изобретение относится к области электрохимической обработки и может быть использовано для прорезки узких криволинейных пазов и щелей в деталях из высокопрочных сталей и сплавов. В способе электрохимическую обработку осуществляют многокоординатным перемещением в несколько последовательных переходов вращающимся электродом-инструментом, выполненным в виде закрепленной с обоих концов длинной упругой пластины постоянного поперечного сечения с существенно различным соотношением габаритных размеров в направлении осей симметрии, вращающихся вокруг продольной оси. При этом в способе первый переход может быть осуществлен на постоянном напряжении, при этом оси начального и конечного одноименных поперечных сечений пластины повернуты относительно друг друга, вокруг продольной оси, на определенный угол сдвига γ, обеспечивая создание винтовой закрутки электрода-инструмента. Также первый переход может быть осуществлен на импульсном напряжении, без предварительной закрутки пластины при угле сдвига γ=0, при этом изменяют фазу включения импульса напряжения или группы импульсов напряжения в каждом обороте электрода-инструмента в зависимости от направления вектора подачи, обеспечивая включение импульса или группы импульсов в момент, когда ось симметрии, параллельная длинной стороне поперечного сечения электрода-инструмента образует с вектором подачи заданный угол ϕ, меньший 90 градусов, а выключают напряжение после поворота электрода-инструмента на угол 2ϕ от момента включения. Причем последующие переходы осуществляют в пазе, предварительно полученном на первом переходе, при этом импульсы напряжения подают синхронно с вращением электрода-инструмента, но со смещением фазы включения импульса и фазы выключения импульса на 90 градусов относительно вектора скорости подачи в направлении к обрабатываемой начисто поверхности паза. Технический результат: обеспечение большой глубины прорезаемого паза, возможность сложноконтурной вырезки с переменными углами наклона образующей. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 пр.