СПОСОБ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН Российский патент 2006 года по МПК C21D7/13 C21D1/40 

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к методам поверхностной электромеханической обработки (ЭМО) деталей машин, преимущественно тел вращения, в условиях массового и ремонтного производства.

Известны способы электромеханической обработки (см. Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей электромеханической обработкой. - Л.: Машиностроение. - 1989. - 184 с. и Багмутов В.П., Паршев С.Н., Дудкина Н.Г., Захаров И.Н. Электромеханическая обработка: технологические и физические основы, свойства, реализация. - Новосибирск: Наука, 2003. - 318 с.) однофазным переменным или постоянным током, при которых через зону контакта деформирующего электрод-инструмента (ролика или пластины) и детали проходит ток большой плотности (10⁸-10⁹ А/м²) и низкого (1-6 В) напряжения, вследствие чего на контактирующей поверхности изделия выделяется большое количество джоулева тепла, происходят высокоскоростной нагрев локального микрообъема поверхности с одновременным его пластическим деформированием и последующее интенсивное охлаждение за счет отвода тепла внутрь детали, что приводит к повышению прочности и износостойкости. Однофазный электрический ток подводится к детали через электроконтактное устройство и специальную державку с электрод-инструментом. Способ существенно изменяет физико-механические свойства поверхностного слоя изделий и позволяет повысить их служебные характеристики.

Однако данный способ отличается низкой производительностью обработки поверхностей, большими потерями электроэнергии в технологической оснастке и по длине детали, значительным перекосом фаз питающей электрической сети ввиду однофазной нагрузки большой мощности и низким КПД процесса.

Существует устройство для электромеханической обработки деталей машин (патент №2209711, кл. В 23 Н 5/04), в котором подвод электрической энергии к детали осуществляется гибкими шинами вторичной обмотки однофазного трансформатора с торроидальным сердечником, расположенным на суппорте токарного станка, непосредственно на два рабочих электрод-инструмента в виде роликов. Применение двухроликовой обработки приводит к повышению коэффициента полезного использования электрической энергии, снижает ее потери и увеличивает производительность обработки в два раза. Однако двухроликовая обработка повышает эффективность процесса лишь частично, сохраняя ряд перечисленных выше недостатков.

Технический результат предлагаемого изобретения - это повышение эффективности процесса ЭМО за счет увеличения производительности обработки и снижения потерь, повышение КПД процесса и устранение перекоса фаз.

Указанный результат достигается тем, что электромеханическая обработка производится тремя инструментами, каждый из которых подключен к одной из фаз трехфазного источника тока, например понижающего трансформатора, образуя с деталью и другими инструментами общую электрическую цепь, причем инструменты движутся одновременно друг за другом вдоль детали и расположены равномерно вокруг нее, а траектория движения последующего инструмента отстает от предыдущего на 0,32...0,34 шага.

На чертеже изображена упрощенная схема предлагаемого способа обработки. Рабочие инструменты 1 располагаются равномерно вокруг обрабатываемой поверхности детали 2, вращающейся с заданной скоростью v, в специальном устройстве (на чертеже не показано), обеспечивающем их равномерное механическое воздействие на обрабатываемую поверхность и возможность перемещения в продольном направлении относительно этого устройства таким образом, чтобы последующий инструмент отставал от предыдущего на одну треть (0,32...0,34) шага подачи устройства. Каждый инструмент подключается к одной из фаз трехфазного источника тока 3, например трансформатора. В месте контакта инструментов 1 с деталью 2 происходит мгновенный нагрев (током до 2000 А) ее поверхностного слоя и механическое воздействие инструментами с последующим охлаждением в глубь детали за счет ее массы, в результате чего выполняются различные операции электромеханической обработки. Сила тока, усилие прижатия инструментов к детали и их подача вдоль оси заготовки вместе со специальным устройством, материал и форма инструментов принимаются исходя из задач и требований технологического процесса.

Неравномерное расположение инструментов может привести к неравномерности электрического сопротивления цепей отдельных фаз и, следовательно, к различной глубине нагрева детали.

Таким образом, при применении данного способа обработки деталей машин трехфазным током повышается производительность обработки, снижаются потери электрической энергии при выполнении технологической операции, устраняется перекос фаз, в целом повышается эффективность процесса ЭМО.

Изобретение относится к области металлообработки деталей машин. Задачей изобретения является повышение эффективности процесса электромеханической обработки. Обработку детали проводят тремя инструментами, движущимися одновременно друг за другом вдоль оси детали и расположенными равномерно вокруг нее, каждый ролик подключен к одной из фаз трехфазного источника тока, образуя с деталью и другими роликами общую электрическую цепь, причем траектория движения последующего ролика отстает от предыдущего на 0,32...0,34 шага. Техническим результатом изобретения является повышение производительности обработки, снижение затрат электрической энергии, устранение перекоса фаз питающей сети. 1 ил.

Способ электромеханической обработки, включающий одновременно механическое воздействие рабочими инструментами и нагрев поверхностного слоя изделия путем пропускания электрического тока через зону контакта инструмента с деталью, отличающийся тем, что обработку производят тремя рабочими инструментами, каждый из которых подключен к одной из фаз трехфазного источника тока с образованием с деталью и другими инструментами общей электрической цепи, причем инструменты располагают равномерно вокруг оси детали и подают одновременно друг за другом вдоль оси детали с отставанием каждого последующего инструмента от предыдущего на 0,32...0,34 шага подачи.