Способ обработки токопроводящих материалов и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК B23B1/00 

113

Изобретение относится к станкостроению.

Цель изобретения - повышение производительности обработки токопро- водящих материалов и стойкости инструмента .

На чертеже изображено устройство для обработки токопроводящих материалов .

Устройство включает инструмент 1, к которому через регулировочное сопротивление г, посредством токосъем ного устройства 2 подключен генератор 3 электрических импульсов, дру- гой полюс которого через неподвижный контакт 4 подключен к обрабатываемой детали 5. Инструмент 1 помещен в ка- тугаку соленоида 6, которая через регулировочное сопротивление г также подключена к генератору 3 электрических импульсов. На поверхности инструмента 1 находится чувствительньп элемент магнитоупругог о датчика 7, который управляет генератором 3 элект- рических импульсов.

В процессе обработки инструментом } детали 2 в связи с неоднородностью обрабатываемого материала, неточностью, непостоянством геомет- рических параметров режущего инструмента, изменяющейся жесткостью технологической системы и т.п., т.е. в связи с изменяющимися в процессе обработки условиями резания, возникают динамические вынужденные коле- бания, что характеризуется пульсирую г;ими силовыми нагрузками на инструмент и, соответственно, возникновением пульсирующих напряжений в материале инструмента. Чувствительный элемент магнитоупругого датчика 7, находящийся на поверхности инструмента, фиксирует изменение механических напряжений в материале инструмента через изменения магнитных свойств материала. При возникновении в материале инструмента импульса механического напряжения, что соответствует максимальной нагрузке на инструмент, срабатывает датчик 7 и по- дает сигнал на генератор 3 электрических имцульсов. Срабатывает генератор 3, в результате чего в момент максимальной нагрузки на инструмент через зону обработки проходит задан- ный импульс тока силой 40-60А.

Одновременно с импульсом тока в цепь инструмент - деталь от того же генератора 3 электрических импуль

t, „ с,

„ 5 S 0 5

0

52

сов поступает имг1ул1)С тока в катушку-соленоида 6, в результате чего создают импульс ManniTHcjro поля, индукция которого составляет 0,9 - 1,2 Тл при максимальной нагрузке на инструме)1т. При Э1 ом инструмент, по которому проходит электрический ток, находится под воздействием магнитного катушки соленоида. Взаимодействие магнитного поля тока, протекающего по инструменту, с магнитным полем соленоида, следующее с частотой динамических вынужденных колебаний, вызывает сложное вращательное и возвратно-поступательное движение инструмента в осевом и радиальном направлениях. Колебания инструмента в указанных направлениях обеспечивают умен1,шение усилий резания и повышение качества обработанных поверхностей.

Крутильные упругие колебания, возникающие в материале инструмента и действуюг(ие. по всей его длине, способствуют снятию напряжений скручивания, возникающих в инструменте под действием максимальней нагрузок процесса резания.

Импульсы тока, следующие через зону обработки с частотой динамических колебаний в зоне контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью и стружкой, по закону ; :оуля-Ленца

обусловливают выделение теплоты О I

О 0,24 f t. Rd4, кал,

f где ( - время прохождения импульса

тока, с; i - величина тока, проходящего .

через зону обработки. А; R - сопротивление зоны контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью и стружкой. Ом. Выделенная теплота приводит к нагреву и оплавлению стружки и набегающей обрабатываемой погзерхности. Вследствие образования тонкой пластической пленки создается полусухое трение, снижается коэффициент трения и, соответственно, уменьшается усилие резания. Кроме того, магнитное поле протекающего по стружке электрического тока, взаимодействуя с, магнитным цолем солезюида, способствует удалению стружки из зоны резания .

При токарной обработке неподвижный контакт электрической цепи подключают к инструменту, а токосъемное

устройство устанавливают на шпиндел станка. Чувствительный элемент маг- нитоупругого датчика устанавливают на поверхности инструмента или детали. В катушку соленоида помещают обрабатываемую деталь с тем, чтобы в результате взаимодействия магнитного поля тока, протекающего по детали с магнит1П 1м полем катушки соленоида, вызвать осевые и крутильные колебания. Физико-механические процессы аналогичны процессам, проте- каюпшм при обработке концевым инструментом.

Таким образом, пропускание им- пульсов электрического Тока синхронно с динамическими вынужденными колебаниями, возникающими в результат постоянно изменяющихся условий обработки, и синхронное создание импульсов магнитного поля, в которое помещен инструмент, обеспечивает протекание ряда физико-механических процессов в зоне обработки, которые способствуют снижению нагрузок на иструмент в момент максимального напряжения в нем, что позволяет повысить производительность процесса обработки на 20-40%, улучшить качество обрабатываемых поверхностей, повысить стойкость инструмента в 1,4 - 1,7 раза.

Редактор М. Товтин

Составитель В. Семенов

Техред М.ДКДЫК Корректор М. Демчик

Заказ 5147/10Тираж 969Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Произиодственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5

0

5

0

Формула изобретения

1.Способ обработкитокопроводящих материалов с пропусканием электрического тока по цепи инструмент - деталь, отличающийся тем, что, с целью повьппения производительности и повышения стойкости инструмента, ток пропускают импульсами синхронно с динамическими вынужденными колебаниями, возникающими в процессе резания, синхронно с которыми также создают импульсы магнитного поля.

2. Устройство для обработки токопроводящих материалов, содержащее источник электрического тока и то- косъемное устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и повьщ е- ния стойкости инструмента, устройство снабжено магнитоупругим датчиком, чувствительный элемент которого предназначен для размещения на поверхности инструмента или детали, и катушкой соленоида, предназначеннои для размещения соответственно дета.ш или инструмента, а в качестве ника тока использован генератор электрических импульсов, соели}и и- ный с выходом магнитоупругого датчика и катушкой соленоида.

Изобретен -.J относится к станкостроению, а именно к обработке токо- проводящих материалов. Цель изобретения - повьшение производительности обработки токопроводящих материалов и повышение стойкости инструмента. По цепи инструмент - деталь пропускают электрический ток импульсами, синхронизированными с динамическими вынужденными колебаниями, которые возникают в процессе резания. При этом синхронно создают импульсы магнитного поля. Для осуществления такого способа обработки устройство включает инструмент 1, к которому через регулировочное сопротивление г посредством токосъем- ного устройства 2 подключен генератор электрических импульсов 3, другой полюс которого через подвижный контакт 4 подсоединен к обрабатьшаемой детали 5. Инструмент 1 помещен в катушку соленоида 6, которая через регулировочное сопротивление г также подключена к генератору электрических импульсов З.На поверхности инструмента 1 находится чувствительный элемент магнитоупругого датчика 7, который управляет генератором электрических импульсов.3. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. с (Л 00 00 о О5 ел