Устройство для магнитной обработки деталей Советский патент 1991 года по МПК C21D1/04 

Щи2.1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам магнитной обработки цилиндрических металлических деталей, и может быть использовано для снятия внутренних напряжений при изготовлении прецизионных деталей.

Цель изобретения - повышение производительности путем создания эффекта биения электрических колебаний.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - кривые колебаний, получаемые на выходе первого и второго генераторов.

Устройство содержит обмотки 1-4, расположенные вокруг деталей 5, причем обмотки 1 и 3 соединены между собой через первый конденсатор 6 и подсоединены через первый измерительный преобразователь 7 мощности к первому генератору 8 электрических колебаний, а обмотки 2 и 4 соединены между собой через второй конденсатор 9 и подсоединены через второй измерительный преобразователь 10 мощности к второму генератору 11 электрических колебаний.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом обработки определяют первую резонансную частоту обрабатываемой детали 5, затем ее вставляют в устройство между обмотками 1-4 и закрепляют с торцов. Первый генератор 8 электрических колебаний настраивают на резонансную частоту обрабатываемой детали 5. На обмотку 1 подается напряжение Ui Uocos w t(rfle ш 2ni - разонансная частота). А так как третья обмотка 3 соединена с первой обмоткой 1 через первый конденсатор 6, который смещает фазу колебаний на величину п, то на обмотку 3 приходит напряже- ние, которое выражается формулой U3 UoCos( CDM+ л). Второй генератор 11 электрических колебаний настраивается на частоту, незначительно отличающуюся от резонансной частоты детали, т.е. на ). Величина До) зависит от габаритов обрабатываемой детали, материала, из которого она изготовлена, и т.д. и обычно составляет (5-10)% от tui . Напряжение, которое подается с второго генератора 11 электрических колебаний на вторую обмотку 2, выражается формулой U2 UoCos( йл + Д со )t. Та к как четвертая обмотка 4 соединена с обмоткой 2 через второй конденсатор 9, который смещает фазу напряжения на величину л, то во время работы устройства на эту обмотку поступает напряжение, которое выражается формулой (Jj J0Cos(a)i +Aw)t +7Г. При работе

двух генераторов на частотах, отличающихся одна от другой на незначительную частоту Aw, возникает эффект биения, который заключается в сложении двух колебаний с

одинаковыми амплитудами и незначительно отличающимися частотами.

Кривая I на фиг.1 изображает колебания, которые возбуждает первый генератор 8 электрических колебаний, кривая II - колебания, которые возбуждает второй генератор 11 электрических колебаний. Эти кривые различаются только разностью частот А о, все остальные параметры одинаковы. На изображенном участке кривих можно

выделить два одинаковых по длине периода Ti и Т2.

В периоде Ti колебания направлены в одну сторону, затем в периоде Та верхняя кривая I переворачивается относительно

своего первоначального положения, затем эта кривая опять возвращается в исходное состояние, т.е. в каждом последующем периоде кривая I меняет свое положение, в то время как кривая II постоянно находится в

своем исходном состоянии. Это явление называется эффектом биения. Благодаря эффекту биения в устройстве возникает вращающееся магнитное поле, которое в течение периода Ti вращается в одну сторону, а в течение периода Т2 меняет направление

вращения на противоположное, по окончании периода Т2 направление вращения опять меняется, и так происходит непрерывно в течение всей работы устройства, т.е. в данном случае магнитное поле качается вокруг оси детали. Так как обрабатываемая деталь 5 закреплена с торцов, то она качаться вокруг своей оси не может, поэтому в ней возникают крутильные напряжения переменного направления вращения, которые, складываясь с внутренними напряже- ниями, приводит к их равномерному снятию и перераспределению. Изменяя Аи), можно регулировать частоту крутильных колебаний и подобрать ее такой, что

эффективность процесса увеличивается.

Контроль за процессом снятия и перераспределения внутренних напряжений осуществляют с помощью двух измерительных преобразователей 7 и 10 мощности. Их

работа основана на следующем.

В начале обработки 5 на резонансной частоте устройство потребляет наибольшую мощность, затем по мере снижения величины внутренних напряжении и ее перераспределения величина потребляемой мощности снижается и, начиная с момента полного снятия внутренних напряжений и их перераспределения, стабилизируется.

Этот процесс изменения и стабилизации величины потребляемой мощности регистрируют измерительные преобразователи 7 и 10 мощности, по равенству показаний которых можно считать, что процесс обработки закончен, и деталь снимается с зажимов.

Таким образом, использование эффекта биения в предлагаемом устройстве позволяет создать качающееся вокруг реи детали магнитное поле, благодаря которому уст- ройство обладает низкой инерционностью, что повышает производительность обработки. Контроль за потребляемой мощностью, определяемой с помощью измерительных преобразователей мощности, позволяет до- статочно просто и точно определить момент окончания обработки, что дает возможность обрабатывать детали по оптимальному ре- жиму.

Для сравнения двух устройств стержне- вые детали, изготовленные из стали 20, подвергались обработке на предлагаемом устройстве и на базовом. Поле обработки качество полученных деталей контролировалось рентгеновским методом. В результа- те обработки в обоих случаях величины внутренних напряжений уменьшались примерно на одинаковую величину, но при этом

производительность труда на предлагаемом устройстве в 2,5 раза выше и в 1,5 раза снижен уровень шума по сравнению с базовым устройством.

Предлагаемое устройство характеризуется также низким шумом, большими возможностями автоматизации и универсальностью, обеспечивающими его эффективное использование в гибких производственных системах и робототехниче- ских комплексах.

Формула изобретения Устройство для магнитной обработки деталей, преимущественно металлических цилиндрической формы, содержащее электромагнитный контур в виде генератора электрических колебаний и обмоток, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности путем создания эффекта биения электрических колебаний, оно снабжено дополнительным электромагнитным контуром в виде обмоток и генератора, конденсаторами и преобразователями мощности, при этом обмотки основного и дополнительного контуров попарно соединены с генератором через конденсатор и преобразователь мощности в каждом контуре.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к магнитной обработке цилиндрических металлических деталей, и может быть использовано для снятия внутренних напряжений при изготовлении прецизионных деталей. Цель изобретения повышения производительности путем создания эффекта биения электрических колебаний. Устройство содержит основной и дополнительный электромагнитные контуры в виде обмоток 1-4 и генераторов электрических колебаний. При этом обмотки 1,3 попарно соединены между собой через конденсатор 6 и через измерительный преобра- зователь мощности 7 с генератором электрических колебаний 8, а обмотки 2.4 - соответственно через конденсатор 9, преобразователь 10 с генератором 11. При работе двух генераторов не различных частотах происходит сложение двух колебаний с одинаковыми амплитудами и незначительно отличающимися частотами и возникает эффект биения, благодаря которому снижают инерционность устройства. 2 ил.

t,c