устройство для электромеханической обработки детали

Формула изобретения

Устройство для электромеханической обработки детали, содержащее силовой понижающий трансформатор и рабочий инструмент, закрепленные на подвижном основании станка, трансформатор включает сердечник, первичную обмотку и вторичный контур с подводом тока к закрепленной на станке с возможностью вращения обрабатываемой детали, отличающееся тем, что сердечник силового трансформатора выполнен кольцевым и в его отверстии коаксиально с ним размещена с минимальным рабочим зазором обрабатываемая деталь, функционально являющаяся в рабочем состоянии вторичной обмоткой силового трансформатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к методам поверхностной электромеханической обработки (ЭМО) деталей, например, в условиях ремонтного производства.

Известно устройство для электромеханической поверхностной обработки изделий (см. Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей электромеханической обработкой. - Л: Машиностроение, 1989. - 184 с.), которое состоит из понижающего трансформатора с аппаратурой регулирования и контроля, объединенных в одной конструкции, электроконтактного устройства к патрону, инструментальной державки, зажимаемой в суппорте станка, и двух токоподводящих кабелей. Устройство позволяет получить например, твердый поверхностный слой повышенной износостойкости при сохранении вязкой сердцевины детали.

Недостатками такого устройства являются значительные потери электрической энергии на нагрев токоподводящих кабелей, электроконтактного устройства, увеличенная вследствие этого мощность потребления энергии, большая материалоемкость и низкая надежность конструкции.

Известно устройство для электромеханической обработки по патенту РФ 2127183 (принятое за прототип, см. бюл. 7, от 10.03.99), содержащее силовой понижающий трансформатор, элементы токоподвода, державку с рабочим инструментом и предназначенное для крепления на станке, которое во многом устраняет недостатки упомянутого выше устройства.

Однако данное устройство также имеет достаточно высокие энергетические потери и металлоемкость.

Технический результат - это снижение энергетических затрат, повышение КПД, уменьшение веса, упрощение конструкции устройства и повышение эффективности процесса ЭМО.

Указанный результат достигается тем, что силовой понижающий трансформатор устройства установлен с минимальным рабочим зазором к обрабатываемой детали, коаксиально к ней и с возможностью его перемещения вдоль ее продольной оси, причем вторичным контуром трансформатора является непосредственно сама обрабатываемая деталь, которая образует замкнутую электрическую цепь через рабочий инструмент.

На чертеже изображена упрощенная схема предлагаемого устройства, которое состоит из блока силового понижающего трансформатора 1 с контрольно-регулирующей аппаратурой (на чертеже не выделены), установленного на подвижном основании станка (не показано). В отверстии сердечника трансформатора 1 размещена с минимальным рабочим зазором и коаксиально с ним обрабатываемая деталь 2, которая одним концом закреплена, например, в поводковом патроне 3 токарного станка, а другой поджат центром задней бабки 4. К обрабатываемой поверхности детали 2 подведен рабочий инструмент 5, также закрепленный на подвижном основании (на чертеже не обозначено). Обрабатываемая деталь 2 в рабочем состоянии является вторичным контуром силового трансформатора 1, электрически замкнутая через рабочий инструмент 5.

Устройство работает следующим образом: закрепленную на станке длинномерную заготовку 2, например, диаметром d=50 мм из стали 40Х вращают с заданной скоростью V. На рабочий инструмент 5 (ролик, перемещающийся с подачей S), подведенный с усилием Р к обрабатываемой поверхности заготовки 2, которая в рабочем состоянии служит одновременно вторичной обмоткой силового трансформатора 1, подается напряжение. В месте контакта инструмента 5 с заготовкой происходит практически мгновенный разогрев (током до 1200 А) ее поверхностного слоя и пластическое деформирование под действием давления инструмента 5 (глубина разогреваемого слоя металла, величина его пластического деформирования регулируются в соответствии с требованиями технологического процесса). Перемещение устройства с рабочим инструментом вдоль оси заготовки обеспечивается кинематикой станка, в результате чего выполняются различные операции ЭМО: упрочнение, восстановление и др.

Таким образом, при применении предлагаемого технического решения для электромеханической обработки длинномерных деталей типа валов, труб, втулок, гильз, пластин и т.п. снижаются энергетические затраты при выполнении технологической операции, уменьшается металлоемкость и упрощается конструкция устройства, в целом повышается эффективность процесса ЭМО.