Устройство для электроэрозионного разрезания пакета труб Советский патент 1996 года по МПК B23H7/12 B23H7/36 

Ю Г Ю

ON

О 00

Использование: электроэрозионное разрезание труб. Сущность изобретения: в упоре выполнены отверстия в количестве, равном количеству труб в пакете, и соответствующим образом расположенные. Отверстия с помощью трубопроводов соединены с системой подачи рабочей жидкости. В нерабочей зоне ванны размещен дополнительный подвижный захват, установленный с возможностью перемещения вдоль оси ванны. Захват имеет пустотелые губки, выполненные из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, которые с помощью трубопроводов соединены с системой подачи криогенной жидкости. Рабочая жидкость внутри труб в зоне захвата замораживается, благодаря чему создаются хорошие условия для прокачки рабочей жидкости через зону реза. 4 ил. оз d 00 о ЧО ел -4 СЛ

р

и

Изобретение относится к области электрофизических методов обработки, более конкретно, к электроэрозионному разрезанию труб, преимущественно с использованием дугового разряда. Изобретение может быть использовано в различных отраслях машиностроения для разрезания труб из токопроводящих, в первую очередь труднообрабатываемых, материалов.

Целью изобретения является повышение производительности разрезания и улучшение качества реза.

На фиг. 1 схематично представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2, 3 и 4 - его сечения.

Устройство содержит станину 1, на которой с возможностью поперечного перемещения установлен суппорт 2. На суппорте смонтирована электроконтактная головка 3, несущая дисковый электрод-инструмент 4, приводимый во вращение электродвигателем 5. Со станиной 1 соединена ванна 6, в которой размещается пакет разрезаемых труб

Внутри ванны расположены два подвижных захвата для перемещения и фиксации пакета заготовок 11. Эти же захваты 11 служат для обеспечения токоподвода от источника питания 12 через шины 13 к пакету разрезаемых труб 7. Один из захватов расположен между зоной обработки и упором 8, второй - за зоной обработки в нерабочей части ванны. Конкретное положение захватов 11 и величины их перемещения

определяются главным образом длиной отрезаемых кусков труб.

В нерабочей зоне ванны за захватом 11 (в направлении от зоны обработки) размещен дополнительный подвижный захват 14. Захват 14 установлен с возможностью перемещения вдоль оси ванны независимо от захватов 11. Дополнительный захват имеет пустотелые губки 15, выполненные из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, которые с помощью трубопроводов 16 соединены с системой подачи криогенной жидкости (на рисунке не показана) .

Устройство работает следующим образом. В ванну 6 загружают пакет труб 7, устанавливая его в захваты 11 (находящиеся в открытом состоянии). Зажимают захваты И. при этом трубы в пакете занимают заданное положение, соответствующее расположению отверстий в упоре 8.

Путем перемещения захватов И подают пакет труб 7 до прижима торцов труб с заданным усилием к упору 8. Дополнительный захват 14 перемещают к противоположному по отношению к упору 8 концу пакета труб и устанавливают в таком положении, чтобы губки 15 захвата охватывали все без исключения трубы пакета. Поскольку длина труб в пакете может быть различной, захват

14 располагают, ориентируясь на самую короткую трубу в пакете. Зажимают губки захвата 14, при этом материал губок вступает в механический контакт с поверхностями труб, входящих в состав пакета.

Заполняют ванну 6 рабочей жидкостью на основе воды. После заполнения ванны водой включают систему прокачки криогенной жидкости, и жидкость (например, жидкий азот) по трубопроводам 16 поступает в полости губок 15. Температура губок быстро снижается до значений, значительно ниже температуры замерзания рабочей жидкости. Также значительно снижается температура стенок труб, находящихся в тепловом контакте с губками 15. В результате рабочая жидкость внутри труб замерзает, образуя ледяные пробки 17. Происходит также формирование некоторых объемов льда на наружной поверхности пакета труб и губок

15 захвата 14. Объем формирующегося льда, протяженность пробок и скорость кристаллизации регулируются путем изменения расхода криогенной жидкости через пустотелые губки 15 и температуры жидкости. После формирования ледяных пробок включают подачу рабочей жидкости через трубопроводы 9.

Поскольку трубы перекрыты ледяными пробками, внутри труб создается некоторое избыточное давление. Его величина регулируется таким образом, чтобы усилие, возникающее вследствие избыточного давления в трубах, не приводило к выдавливанию пробок из труб.

Затем включают электродвигатель 5 привода электрода-инструмента 4, подачу суппорта 2 с электроконтактной головкой 3, источник питания 12, и выполняют разрезание пакета труб 7.

При прорезании стенки трубы кромкой электрода-инструмента за счет наличия избыточного давления рабочей жидкости внутри трубы возникает интенсивный поток рабочей жидкости через зазор между стенками прорези и боковыми поверхностями электрода-инструмента. Наличие такого потока локализует размеры газового пузыря, существующего вокруг дуговых разрядов, до обычных при электроэрозионной обработке короткой дугой размеров (то есть образование газового пузыря больших размеров внутри трубы исключается). Существенно улучшаются условия реализации электроэрозионного процесса на внутренних кромках разрезаемой трубы, что приводит к улучшению качества внутренних кромок после разрезания. Увеличивается часть длины пути продуктов эрозии, проходящая в жидкой среде, что ускоряет кристаллизацию продуктов эрозии, уменьшает их скорость, и таким образом, приводит к уменьшению количества приварившегося к внутренней поверхности трубы грата.

По мере углубления рабочей кромки электрода-инструмента в пакет разрезаемых труб увеличивается суммарная площадь, через которую протекает поток рабочей жидкости из внутренних полостей труб в ванну. С целью обеспечения стабильности потока рабочей жидкости и поддержания постоянной величины избыточного давления в полостях труб целесообразно по мере врезания электрода-инструмента увеличивать

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для электроэрозионного разрезания пакета труб, содержащее дисковый электрод-инструмент, привод вращения электрода-инструмента, ванну, систему подачи рабочей жидкости, подвижные захваты, предназначенные для перемещения, фиксации заготовок и обеспечения токоподвода к ним, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и качества

расход рабочей жидкости через трубопроводы 9.

После выполнений разрезания пакета труб суппорт 2 с электроконтактной головкой 3 возвращается в исходное положение. Выключаются вращение электрода-инструмента, технологический ток, прокачка рабочей жидкости, происходит разжим захватов 11. Отрезанные трубы удаляются из ванны 6 (автоматически или вручную). Перемещают захваты 11 вдоль оси разрезаемого пакета труб, в заданных точках производят их зажим и перемещают в зажатом состоянии таким образом, чтобы торцы труб оказались поджатыми к упору 8. Дополнительный захват 14 при этом перемещается вместе с пакетом труб независимо от перемещения захватов 11, губки 15 не разжимаются. После выполнения указанных действий цикл разрезания повторяется.

После отрезки последней части пакета труб для извлечения из захвата 14 отходов (обрезков) труб производят разжим губок 15, для чего предварительно растапливают лед, сформировавшийся на поверхности губок (путем их кратковременного нагрева электрическим током, путем прокачки через полости губок горячей воды или другим известным способом).

Предложенное устройство для электроэрозионного разрезания пакета труб по сравнению с известными обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:

повышение производительности электроэрозионного разрезания труб на 50 - 70% за счет улучшения подачи рабочей жидкости в межэлектродный зазор;

уменьшение величины шероховатости и глубины измененного слоя на обработанных поверхностях за счет исключения оплавления внутренних кромок; существенное уменьшение количества грата, приваривающегося к внутренней поверхности трубы, за счет уменьшения размеров газового .пузыря и ускорения процесса кристаллизации продуктов эрозии при их движении внутри трубы.

реза, устройство снабжено упором и дополнительным подвижным захватом, расположенными по обе стороны от зоны резания, и системой прокачки криогенной жидкости, при этом в упоре выполнены отверстия, связанные с системой подачи рабочей жидкости, а дополнительный захват выполнен полым, причем полости дополнительного

71809575 захвата связаны с системой прокачки криогенной жидкости.