способ электромеханической обработки деталей машин

Формула изобретения

Способ электромеханической обработки, включающий одновременно механическое воздействие рабочими инструментами и нагрев поверхностного слоя изделия путем пропускания электрического тока через зону контакта инструмента с деталью, отличающийся тем, что обработку производят тремя рабочими инструментами, каждый из которых подключен к одной из фаз трехфазного источника тока с образованием с деталью и другими инструментами общей электрической цепи, причем инструменты располагают равномерно вокруг оси детали и подают одновременно друг за другом вдоль оси детали с отставанием каждого последующего инструмента от предыдущего на 0,32...0,34 шага подачи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к методам поверхностной электромеханической обработки (ЭМО) деталей машин, преимущественно тел вращения, в условиях массового и ремонтного производства.

Известны способы электромеханической обработки (см. Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей электромеханической обработкой. - Л.: Машиностроение. - 1989. - 184 с. и Багмутов В.П., Паршев С.Н., Дудкина Н.Г., Захаров И.Н. Электромеханическая обработка: технологические и физические основы, свойства, реализация. - Новосибирск: Наука, 2003. - 318 с.) однофазным переменным или постоянным током, при которых через зону контакта деформирующего электрод-инструмента (ролика или пластины) и детали проходит ток большой плотности (10⁸-10⁹ А/м ²) и низкого (1-6 В) напряжения, вследствие чего на контактирующей поверхности изделия выделяется большое количество джоулева тепла, происходят высокоскоростной нагрев локального микрообъема поверхности с одновременным его пластическим деформированием и последующее интенсивное охлаждение за счет отвода тепла внутрь детали, что приводит к повышению прочности и износостойкости. Однофазный электрический ток подводится к детали через электроконтактное устройство и специальную державку с электрод-инструментом. Способ существенно изменяет физико-механические свойства поверхностного слоя изделий и позволяет повысить их служебные характеристики.

Однако данный способ отличается низкой производительностью обработки поверхностей, большими потерями электроэнергии в технологической оснастке и по длине детали, значительным перекосом фаз питающей электрической сети ввиду однофазной нагрузки большой мощности и низким КПД процесса.

Существует устройство для электромеханической обработки деталей машин (патент №2209711, кл. В 23 Н 5/04), в котором подвод электрической энергии к детали осуществляется гибкими шинами вторичной обмотки однофазного трансформатора с торроидальным сердечником, расположенным на суппорте токарного станка, непосредственно на два рабочих электрод-инструмента в виде роликов. Применение двухроликовой обработки приводит к повышению коэффициента полезного использования электрической энергии, снижает ее потери и увеличивает производительность обработки в два раза. Однако двухроликовая обработка повышает эффективность процесса лишь частично, сохраняя ряд перечисленных выше недостатков.

Технический результат предлагаемого изобретения - это повышение эффективности процесса ЭМО за счет увеличения производительности обработки и снижения потерь, повышение КПД процесса и устранение перекоса фаз.

Указанный результат достигается тем, что электромеханическая обработка производится тремя инструментами, каждый из которых подключен к одной из фаз трехфазного источника тока, например понижающего трансформатора, образуя с деталью и другими инструментами общую электрическую цепь, причем инструменты движутся одновременно друг за другом вдоль детали и расположены равномерно вокруг нее, а траектория движения последующего инструмента отстает от предыдущего на 0,32...0,34 шага.

На чертеже изображена упрощенная схема предлагаемого способа обработки. Рабочие инструменты 1 располагаются равномерно вокруг обрабатываемой поверхности детали 2, вращающейся с заданной скоростью v, в специальном устройстве (на чертеже не показано), обеспечивающем их равномерное механическое воздействие на обрабатываемую поверхность и возможность перемещения в продольном направлении относительно этого устройства таким образом, чтобы последующий инструмент отставал от предыдущего на одну треть (0,32...0,34) шага подачи устройства. Каждый инструмент подключается к одной из фаз трехфазного источника тока 3, например трансформатора. В месте контакта инструментов 1 с деталью 2 происходит мгновенный нагрев (током до 2000 А) ее поверхностного слоя и механическое воздействие инструментами с последующим охлаждением в глубь детали за счет ее массы, в результате чего выполняются различные операции электромеханической обработки. Сила тока, усилие прижатия инструментов к детали и их подача вдоль оси заготовки вместе со специальным устройством, материал и форма инструментов принимаются исходя из задач и требований технологического процесса.

Неравномерное расположение инструментов может привести к неравномерности электрического сопротивления цепей отдельных фаз и, следовательно, к различной глубине нагрева детали.

Таким образом, при применении данного способа обработки деталей машин трехфазным током повышается производительность обработки, снижаются потери электрической энергии при выполнении технологической операции, устраняется перекос фаз, в целом повышается эффективность процесса ЭМО.