Установка для нанесения покрытий ферромагнитными порошками Советский патент 1980 года по МПК B24B31/10 

1

Изобретение относится к устройствам для наращивания и упрочнения эле.ктропроводящих поверхностей деталей в магнитном поле ферромагнитными порошками и может найти применение в 5 машиностроении и машиноремонте.

Известна установка для нанесений покрытий ферромагнитными порошками, удерживаемыми в рабочем зазоре мах- нитным полем, создаваемым магнитной Ю системой, состоящей из магнитопровода и подпружиненного сердечника, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, перпендикулярном к по- 15 верхностй детали,причем сердечник и деталь включены в электрическую . цепь внешнего импульсного источника тока.

При подаче в рабочий зазор гранул 20 ферромагнитного порошка (микроэлектродов последние замыкают электрическую цепь, плавятся проходящим по ним током, а полученный расплав распределяется по поверхности детали и проко-25 вывается в момент удара по ней сердечников 1 .

Недостатком известного устройства является то, что интенсивностьудара сердечников по детали и, следователь-30

но, эффект перемещения расплава и проковки наплавленного слоя зависит от того же магнитного потока, который удерживает микроэлектроды в рабочих зазорах, так как интенсивность удара и, следовательно, эффект проковки функционально связаны с технологическим магнитным потоком, причем, чем больше магнитный поток, тем больше амплитуда осцилляции и интенсивнее удар. Однако повы1иенное значение магнитной индукции 3 рабочих зазорах ведет к увеличенному выбросу расплава из зазоров вследствие электродинамических сил взаимодействия тока, протекающего через расплав, с-магнитнымпотоком взазорах. Для одновременной оптимизации процесса как по величине магнитного потока в рабочих зазорах, так и по эффекту проковки слоя и перемешиванию расплава, необходимо иметь возможность управлять технологическим магнитным потоком и амплитудой осцилляции сердечников независимо друг от друга.

Кроме того, прохождение всего магнитного потока (за вычетом потока рассеивания) через рабочие зазоры и детаипь вызывает у последней большую остаточную намагниченность, что приодит к запаздыванию отхода сердечиков от наплавляемой поверхности в омент паузы тока в катушках. Наблюается как бы прилипание сердечниов к детали. Это явление вызывает сбой осцилляции сердечников, снижает стабильность наплавки.

Цель изобретения - повышение качества обработки и стабилизация процесса обработки.

Достижение поставленной цели обеспечивается тем, что в установке для нанесения покрытий ферромагнитными порошками магнитопровод выполнен из двух П-образных частей,,расположенных по обе стороны от сердечника на стойках из немагнитного материала, смонтированных на основании с возможностью установочного перемещения вдоль сердечника, на боковых сторонах которого, обращенных к П-образным частям магнитопровода выполнены выступы, а сам сердечник установлен на плоских пружинах, закрепленных на основании.

Кроме того, с целью регулирования технологического магнитного потока сердечник снабжен винтом из ферромагнитного материала.

На чертеже схематически показана установка, общий вид.

Обрабатываемая деталь 1 закреплена например, в центрах, электроизолированных от корпуса установки втулками 2. Сменный полюсный наконечник 3, смонтированный неподвижно на сердечнике 4 электромагнита 5, отстоит своим торцом от поверхности детали на некоторый рабочий зазор. Неподвижный корпус вращающегося центра б соединен с одним полюсом импульсного источника тока, а сердечник 4, и следовательно, наконечник 3 - с другим. Сердечник 4, имеет выступы и монтируется с помощью плоских пружин 7 на основании 8, электроизолированном от станины прокладкой 9. В сердечнике выполнено резьбовое отверстие, играющее роль регулируемого воздушного зазора, в которое ввернут винт 10 из ферромагнитного материала. Магнитопровод электромагнита 5 состоит из двух П-образных частей 11, смонтированных на немагнитных стсэйках 12. Стойки 12 имеют в своей нижней части продольные пазы, через которые пропущены болты 13, крепящие , стойки к основанию.

Установка работает следующим обpasoivi.

1 устанавливается, например , в центрах и приводится в технологически необходимое движение. Корпус центра 6 и сердечник 4 подключаются к полюсам внешнего импульсного источника тока, тем самым подается напряжение на деталь 1 и полюсный наконечник 3. Между торцом полюсного наконечника и направляемой поверхностью устанавливается некоторый рабочий зазор. П-образные части 11 магнитопровода, расположенные в одной плоскости с сердечником 4, смещаются относительно его выступов в осевом направлении на величину h и фиксируются на основании 8 болтами 13. Катушка электромагнита 5 подключается к источнику импульсного электри- . ческого тока. Возникающий при этом магнитный поток делится на две составляющие. Меньшая из них - технологический поток , - пронизывает полюсный наконечник 3, рабочий зазор, деталь 1 и удерживает микроэлектроды в рабочем зазоре при их поступлении из дозатора. Большая часть магнитного потока Фоси,. ответвляется через выступы в П-образные части 11 магнитопровода. Смещением магнитопровода относительно сердечника достигается искривление магнитносиловых линий в области выступов на сердечнике и появление в связи с этим продольной составляющей потока Qp. За счет этой продольной составляющей обеспечивается продольная сила притяжения выступов сердечника к торцам.П-образных частей магнитопровода и тем самым его поступательное движение по направлению к детали. В конце каждого поступательного хода сердечника к детали осуществляется удар полюсного наконечника 3 по обрабатываемой поверхности. При этом плоские пружины 7 играют одновременно роль направляющих и упругих элементов системы, обеспечиаая как траекторию перемещения сердечников, так и возврат их в исходное положение в момент паузы тока в катушке электромагнита. В конце каждого поступательного хода сердечника к детали осуществляется удар полюсного наконечника 3 по обрабатываемой поверхности.

Величина потока Фдсд самым амплитуда осцилляции и интенсивность удара,регулируется независимо от потока ФТР;(„ изменением зазора h. С увеличением зазора h при установочных перемещениях магнитопровода 11 достигается увеличение магнитного сопротивления зазоров Гмагнитная провод1 мость уменьшается) и величина потока Ф уменьшается. Соответственно становится меньше продольная составляющая этого потока, что в свою очередь приводит к снижению продольной силы притяжения выступов- сердечника к торцам магнитопровода. В результате амплитуда уменьшается.

Уменьшением эазоров h до нулевого значения достигается рост потока , 0 его продольной составляющей, продольной силы притяжения и, как результат, увеличение амплитуды осцилляции.

При дальнейшем смещении магнитопровода вдоль оси сердечника, т.е. 5 когда зазоры h уже отсутствуют и

обеспечивается перекрытие выступов сердечника торцами магнитопровода, магнитно-силовые линии входят в торцы магнитопровода под углом, близки к прямому. Это ведет к уменьшению продольной составляющей потока Форц. и к уменьшению амплитуды осцилляции

Технологический магнитный поток Ф р регулируется независимо от потока Фор ввинчиванием или вывинчивание из сердечника 4 ферромагнитного винта 10. При ввинчивании винта 10, например, на половину глубины резьбового отверстия, происходит частично заполнение отверстия ферромагнитной массой. Соответственно магнитное сопротивление воздушного зазора, роль которого в сердечнике и выполняет резьбовое отверстие, уменьшает.ся/ а поток ,„ возрастает .

в связи с тем, что технологический магнитный поток Ф пронизывающий деталь, составляет лишь часть, причем меньшую, суммарного потока электромагнита, остаточная намагниченность детали незначительна, а явление залипания сердечника и сбоя осцилляции устраняется.

Гранулы ферромагнитного порошка (микроэлектроды), поступающие из дозатора в -рабочий зазор, удерживаются там технологическим магнитным потоком Фтелн замыкают электрическую цепь наконечник-деталь, расплавляются совместно с некоторыми микрообъемами на поверхности детали Полученный расплав равномерно распределяется по направляемой поверхности и проковывается после кристаллизации при ударе сердечника по детали.

Данное устройство позволяет обеспечить стабильную осцилляцию сердечника и при одном электромагните. Тогда размеры установки становятся не связанными с габаритами обрабатываемой детали и,кроме того, появляется возможность, используя предлагаемое устройство в качестве типового блока, монтировать двух и многополюсные установки, располагая электромагниты в пространстве необходимым образом.

Рациональное использование энергии магнитного поля в данном устройстве позволяет повысить его КПД и

сводит к минимуму явление залипания сердечника и сбоя осцилляции. Следовательно, процесс электроферромагнитной обработки стабилизируется.

Использование плоских пружин обеспечивает не только демпфирование колебаний, но и траекторию перемещения сердечника, что позволяет отказаться от направляющих, примененных в известном устройстве, и тем самым упрощает конструкцию, повышает ее надеж0ность.

Данная конструкция обеспечивает повьлдение качества наплавленных слоев, исключение сбоев осцилляции, а также надежное управление амплитудой

5 осцилляции и, следовательно, эффектом проковки.

формула изобретения

0

1.Установка для нанесения покрытий ферромагнитными порошками, удерживаемыми в рабочем зазоре магнитным полем, создаваемым магнитнс й системой, состоящей из магнитопровода и

5 подпружиненного сердечника, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, перпендикулярном к поверхности детали, причем сердечник и деталь

0 включены в электрическую цепь внешнего импульсного источника тока, отличающаяся тем, что,

с -целью повышения качества обработки и стабилизации процесса обработки, магнитопровод выполнен из двух П-об5разных частей, расположенных по обе стороны от сердечника на стойках из немагнитного материгша, смонтированных на основании с возможностью установочного перемещения вдоль сердечни0ка, на боковых сторонах которого, обращенных к П-образным частям магнитопровода, выполнены выступы, а сам сердечник установлен на плоских пружинах, закрепленных на основании.

5

2.Установка поп.1,отличаю щ а я с я тем, что, с целью регулирования технологического магнитного потока, сердечник снабжен винтом из ферромагнитного материала.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 492132, кл.- В 23 К 11/00, 1973. fi