Устройство для размерной электрохимической обработки длинномерных нежестких деталей Советский патент 1991 года по МПК B23H3/00 

Изобретение относится к металлообработке, конкретно к электрохимической обработке, и предназначено для обработки нежестких валов.

Целью изобретения является повышение точности путем исправления коробления нежестких валов.

Средство регулирования электрических параметров содержит датчик контроля прогиба вала, связанный с источником питания через блок управления. К второму входу блока подключен задатчик закона изменения технологического тока за время одного оборота вала, приводимого во вращение от привода. Ванна размещена в пазах П-образных фланцев, закрепленных на державке. Ванна имеет возможность поперечного перемещения в пазах фланцев, величина которого зависит от величины искривления вала. Датчик контроля прогиба поджат к наружной поверхности ванны, фиксирует величину прогиба и вырабатывает управляющий сигнал.

На фиг.1 изображены схема устройства и разрез А-А; на фиг.2 - схема крепления обрабатываемого вала; на фиг.З - закон изменения тока за период Т, равный времени одного оборота вала; на фиг.4 - схема распределения остаточных напряжений; на фиг.5 - положение ванны, когда вал обращен к датчику выпуклой стороной; на фиг.6 - то же, когда вал обращен к датчику вогнутой стороной.

Устройство для размерной электрохи мической обработки длинномерных нежестких деталей содержит ванну 1 с фланцами 2, выполненными из нетокопроводящего материала, электрод 3, закрепленный внутри ванны 1, гидроизолирующие прокладки 4, установленные между фланцами 2 и крышками 5, упорные кольца 6 из токонеп- роводящего материала, обеспечивающие

Os 00

ел

СО О

постоянный межэлектродный зазор в процессе обработки, штуцера 7 и 8 для подвода и отвода электролита, упор 9, закрепленный на ванне, при вращении вала 10 упирающийся в державку 11, предохраняя ванну От проворота, упорные фланцы 12, средство регулирования параметров процесса, включающее датчик 13 контроля прогиба вала, поджимаемый к наружной поверхности ванны пружиной 14, блок 15 вычисления, блок 16 управления, источник 17 тока и задатчик 18 закона изменения технологического тока.

Устройство работает следующим образом.

Вал 10 пропускают через локальную ванну 1 и устанавливают в центрах токарного станка. Ванну вставляют в пазы фланцев 12, установленных на державке 11, закрепленной в резцедержателе станка. Ванна имеет возможность перемещения в пазах фланцев в поперечном направлении на величину прогиба вала 10, Включают источник тока и подачу электролита. Валу сообщают вращение, а ванне - продольную подачу. Датчик 13 контроля, поджатый к поверхности ванны, фиксирует ее перемещение и вырабатывает сигнал, пропорциональный прогибу вала. Сигнал через управляющие элементы передается на источник 17 тока. В соответствии с этим источник изменяет величину тока по гармоническому закону с периодом, равным времени одного оборота вала, и амплитудой, пропорциональной прогибу вала в том месте, где находится ванна. Ось вала при его вращении перемещается относительно оси центров (оси вращения), вызывая перемещение ванны в пазах фланцев 12. Съем осуществляется в зоне расположения электрода 3. В случае, когда вал повернут к датчику 13 контроля выпуклой стороной, сила тока максимальна, и наоборот. Регулированию подлежит амплитуда колебаний тока. Постоянная составляющая устанавливается из условия обеспечения максимальной производительности до начала обработки и на исправление коробления влияния не оказывает.

Приме р. Осуществляли электрохимическую обработку на лабораторном образце. Обрабатывали вал диаметром р 30 мм, длиной I 800 мм из стали 12ХТ8Н10Т с прогибом f- 1,5 мм. Предварительно экспериментально установили распределение осевых остаточных напряжений и определили коэффициент пропорциональности К 6,76. На основании полученных данных определили знак и интенсивность остаточных напряжений: в поверхностном слое сформировались сжимающие напряжения величиной 6.0 кг/мм2 до глубины 0,15 мм. Электролит-раствор поваренной соли, концентрация 250 г/л. Зазор 4 мм. Точность 0,008 мм. Режимы обработки: напряжение

23 В, постоянный ток 300 А. Последний изменяли по гармоническому закону при наличии прогиба. Подача ванны 0,21 мм/об, частота вращения вала 200 об/мин. На концах вала снимался равномерный припуск

0,12 мм-это соответствовало величине осевых остаточных напряжений 14 кг/мм в оставшемся поверхностном слое. В месте, имеющем прогиб 1,5 мм, величина амплитуды, равная произведению коэффициента К

на величину прогиба, составила 10,1 А. Изменение тока 20,2 А. В результате этого изменения в сечении, перпендикулярном оси вращения, был снят переменный припуск. С выпуклой стороны снят слой 0,13 мм, с вогнутой - 0,11 мм, величины остаточных напряжений равны соответственно ТО кг/мм2 с выпуклой стороны и 18 кг/мм с вогнутой стороны. Величина прогиба 0,02 мм. Формула изобретения

Устройство для размерной электрохимической обработки длинномерных нежестких деталей, содержащее размещаемую на обрабатываемом участке локальную заполненную электролитом ванну, в которой установлен электрод-инструмент, источник технологического тока и средство регулирования электрических параметров процесса, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем исправления коробления нежестких валов, в устройство введены, привод вращения обрабатываемого вала, а также державка с двумя упорными фланцами П-образной формы, в пазах которых с возможностью поперечного пёремещения установлена ванна, а средство регулирования выполнено в виде датчика контроля прогиба обрабатываемого вала, связанного с источником питания через блок управления, к второму входу которого

подключен задатчик закона изменения технологического тока за время-одного оборота вала, причем датчик закреплен на державке и размещен напротив электрода с наружной стороны ванны и находится с ее поверхностью в постоянном упругом контакте.

t

ъ

wT

О)

со ел со а

ФигЛ

Изобретение относится к металлообработке, конкретно к электрохимической обработке, и предназначено для обработки нежестких валов. Целью изобретения является повышение точности обработки путем исправления коробления нежестких валов. Обрабатываемый вал, проходящий сквозь ванну с электролитом, приводится во вращение. Датчик контроля отслеживает величину прогиба вала. ГЪ- лученный сигнал передается через электрическую цепь на источник тока. Технологический ток за время одного оборота вала меняется по гармоническому закону. При прохождении через зону обработки выпуклой части ток максимальный. Этим обеспечивается снятие неравномерного припуска в сечении, перпендикулярном оси вала. Остаточные напряжения перераспределяются, способствуя исправлению коробления. 6 ил. ел с

12 1 Щ 3

Ось / Вращения

Фиг. $

Ось Вращений Фиг 6