Инструмент для электромеханической упрочняющей обработки Советский патент 1992 года по МПК B24B39/00 

Изобретение относится к области электромеханической обработки и предназначено для обработки валиков.

Известен инструмент для электромеханической обработки, имеющий цилиндрическую рабочую поверхность. Инструмент и обрабатываемая деталь соединена с источником технологического тока.

Наиболее близким к изобретению является державка со спиральной пружиной. Эта державка содержит инструмент в виде ролика, который крепится на бронзовой втулке, вращающейся на подшипниках вокруг оси. В известном инструменте ролик выполнен цельным. Недостатком указанного инструмента является неравномерность нагрева электрическим током рабочего участка контакта из-за различного электросопротивления, что приводит к повышенному износу ролика и ухудшению шероховатости обработанной поверхности детали.

Целью изобретения является повышение стойкости инструмента и уменьшение шероховатости обработанной поверхности детали. Это достигается тем, что инструмент

оснащен дополнительным токоподводом, ролик выполнен из набора пластин, размещенных на оси, перпендикулярно ей, при этом центральная пластина выполнена из электроизолирующего инструментального материала, остальные пластины выполнены из электропроводных материалов и соединены с токоподводами, расположенными по разные относительно центральной пластины стороны, а удельные электросопротивления электропроводных пластин ролика уменьшаются от центра к периферии или выполнены из одинакового материала, изолированы друг от друга, а каждый токопод- вод выполнен сборным из изолированных между собой пластин, при этом каждая пластина ролика установлена в контакте с одной из пластин соответствующего тохо- подвода.

На фиг.1 изображен описываемый инструмент; на фиг.2 - второй его вариант.

Инструмент содержит (фиг. 1) ролик, выполненный в виде набора элементов 1-3, изготовленных из материалов с различным удельным сопротивлением уменьшающиел с

s|

1 о ел

4

мися от центра к периферии, например, меди, стали, минералокерамики, что способствует перераспределению силы тока, регулированию интенсивности тепловых источников и исключает прохождение тока через контакт центральной пластины 3 с деталью, Элементы 1, 2 армируются твердым сплавом 4, а внутренний диаметр ролика изолируется втулкой 5 от оси 6, вращающейся в двух конических роликовых подшипниках 7, осевую фиксацию которых осуществляют при помощи двух гаек 8 и распорных втулок 9. Наружные кольца подшипников размещают в головке 10, в которой с двух сторон выполнены отверстия, в которых размещены медно-графитовые то- коподводы 11, изолированные от головки изолирующими прокладками 12 и поджимаемые к элементам 1,2 пружиной 13, которая надета на кабель 14 и поджата крышкой 15, имеющей резьбу и закрученной в головку 10. В корпусе 16 размещена пружина 17, которая поджимает шток 18, а натяг пружины производят гайкой 19. Головка 10 навинчена на шток 18 и застопорена гайкой 20, а при помощи стопора 21 шток зафиксирован в корпусе, который соединен с планкой 22, закрепляемой в резцедержателе токарного станка.

Другой вариант составного ролика (фиг.2) выполнен из набора элементов 23, 24, 25, 26 имеющих одинаковое удельное сопротивление, изолированные друг от друга прокладками 27, 28, разделенные по середине ролика неэлектропроводной инструментальной пластиной 29. В пазу головки размещают изолированные друг от друга прокладками 30 и 31 медно-графитовые токоподводы 32 и 33,34 и 35, находящиеся в контакте с элементами 23, 24 и 25, 26, что способствует регулированию силы тока И и 2, и возможности распределения теплоты и получения разных температур нагрева участков контакта ab и be, исключая падение тока на участок cd.

Токоподводы 32, 33 и 34, 35 соединены с проводами А, В вторичной обмотки трехфазного трансформатора (не показан), третья фаза которого С подсоединяется к детали.

Предлагаемый инструмент работает следующим образом. Подача тока осуществляется от источника питания, например, силового трансформатора (не показай) через кабель 14 (фиг. 1), медно-графитовый то- коподвод 11 к элементам 1, 2 ролика, которые из-за использования различного удельного сопротивления элементов способствуют перераспределению силы тока и регулированию интенсивности тепловых

источников в зоне контакта с деформированным металлом, а применение неэлектропроводного инструментального материала в элементе 3 способствует увеличению износостойкости ролика. Силу прижатия электрода 11 к ролику регулируют пружиной 13 и крышкой 15, которая завинчивается в головку 10, Для регулирования силы прижатия ролика к упрочняемой поверхности служит пружина 17, которая поджимается гайкой 19, а сам изолированный -ролик вращается на оси 6, в свою очередь, вращается на двух опорах конических роликовых подшипников 7, осевая фиксация которых производится при помощи двух втулок 9 и гаек 8. Правую часть ролика вводят в работу, когда при обработке деталей типа валов в несколько проходов на токарных станках по окончании рабочего хода,

используют холостой ход в качестве рабочего, что сокращает время на обработку по сравнению с существующими.

Второй вариант ролика (фцг.2) работает следующим образом. Ток от источника подается по проводам А и В с силой тока h и z, которая регулируется в зависимости от интенсивности нагрева участков ab и be. Далее через изолированные медно-графитовые щетки 32 и 33, каждая из которых находится

в контакте с изолированными между собой элементами 1 и 2, ток проходит через контактные площадки ab и be и через деталь поступает на третью фазу С, через которую проходит ток силой з, а инструментальная

неэлектропроводная пластина 29, позволяет исключить прохождение тока через участок be и тем самым повысить стойкость ролика и улучшить качество обработанной поверхности.

Пример. При обработке детали типа валика из стали 1Х18Н9Т, имеющей удельное электрическое сопротивление . 1.25 Ом см, объемную удельную теплоемкость С у0 1,02 кал/см °С, при скорости вращения на токарном станке 16К20 v 60 м/мин. Ролик выполнен из элементов 1 из материала (фиг.1) 8НХС с 0,63 Ом см и элемента 2 из

ВТ5 с/эвт5 1,08 Ом см, третий элемент 4 выполнен из неэлектропроводного инструментального материала , а 4 элемент из твердого сплава ВК8. Сила прижатия ролика Ру 600 Н. При нагреве контактной области 1-го и 2-го элементов с деталью до температуры 1000°С через первый элемент проходит ток силой 11 1160 А, через второй элемент г 715 А при напряжении U 4 В.

При сравнении стойкостей предлагаемого ролика по сравнению с прототипом получено увеличение стойкости в 2,3 раза при уменьшении шероховатости обработанной поверхности с начального Ран 1.6 мкм до Rai 0,1 мкм - при вводе тока с повышением производительности обработки для чего используют обратный холостой ход инструмента для работы элементов 1,2 правой части ролика (фиг.1) или элементов 25, 26 (фиг.2)

Формула изобретения 1. Инструмент для электромеханической упрочняющей обработки, содержащий установленную на державке ось с роликом и токоподвод для соединения ролика с источником тока, отличающийся тем, что, с целью увеличения стойкости инструмента и улучшения качества обработки за счет уменьшения шероховатости обрабатываемой поверхности, инструмент оснащен до- полнительным токоподводом, ролик выполнен из набора пластин, размещенных

на упомянутой оси перпендикулярно ей, при этом центральная пластина выполнена из электроизолирующего инструментального материала, а остальные пластины выполне- ны из электропроводных материалов и соединены с токоподводами, расположенными по разные относительно центральной пластины стороны.

2. Инструмент поп.1,отличающий0 с я тем, что пластины выполнены из материалов с различными удельными электросопротивлениями и расположены вдоль оси в порядке уменьшения их удельных сопротивлений от центра к периферии.

5 3. Инструмент по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что ролик оснащен изоляционными прокладками, расположенными между электропроводными пластинами, выполненными из одинакового материала, а каждый

0 токоподвод выполнен сборным из изолированных между собой пластин, при этом каждая из пластин ролика установлена в контакте с одной из пластин соответствующего токоподвода.

Сущность изобретения: ролик выполняется сборным, состоящим из элементов, имеющих различное удельное сопротивление, что способствует распределению силы тока, проходящего через эти элементы, и тем самым регулированию температуры зоны контакта. Третий элемент выполняется из неэлектропроводного инструментального материала и вследствие этого через этот участок контакта ток не проходит, поэтому увеличивается стойкость ролика и улучшается шероховатость обработанной поверхности. 2 ил.

8 6

8

1

Деталь

Фиг.2