способ электромеханической обработки деталей машин

Формула изобретения

Способ электромеханической обработки деталей машин, включающий одновременное механическое воздействие рабочими инструментами и нагрев поверхностного слоя изделия путем пропускания электрического тока через зону контакта инструмента с деталью, при этом инструменты располагают равномерно вокруг оси детали и подают одновременно друг за другом вдоль оси детали, образуя с деталью и одним из инструментов общую электрическую цепь, отличающийся тем, что обработку производят шестью инструментами с отставанием каждого последующего инструмента от предыдущего на 0,16 0,17 шага подачи, причем инструменты подсоединяют попарно к концам вторичных обмоток трехфазного трансформатора и располагают оппозитно через 179 181° с образованием шестифазной схемы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлообработки, касается методов поверхностного упрочнения деталей машин электромеханической обработкой (ЭМО), 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 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 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 инструментом или через два инструмента, которые образуют с деталью общую электрическую цепь. Способ значительно изменяет физико-механические свойства поверхностного слоя изделий и позволяет повысить их служебные характеристики.

Однако данные способы отличаются 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.

Известен способ электромеханической обработки деталей машин по патенту РФ № 2285728 С2 (принят за прототип, см. Бюл. № 29, от 20.10.2006), включающий одновременно механическое воздействие рабочими инструментами и нагрев поверхностного слоя изделия путем пропускания электрического тока через зону контакта инструмента с деталью, в котором 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 0,16 0,17 шага подачи.

Этот способ повышает производительность обработки, снижает затраты электрической энергии, устраняет перекос фаз.

Технический результат предлагаемого изобретения - это дальнейшее повышение эффективности процесса ЭМО за счет увеличения производительности обработки и повышение КПД процесса.

Указанный результат достигается тем, что электромеханическая обработка производится шестью инструментами, с отставанием каждого последующего инструмента от предыдущего на 0,16 0,17 шага подачи, инструменты подсоединяются попарно к концам вторичных обмоток трехфазного трансформатора и располагаются оппозитно через 179 181⁰, образуя шестифазную схему.

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 шестую (0,16 0,17) шага подачи устройства.

Инструменты подсоединяются попарно к концам вторичных обмоток трехфазного трансформатора и располагаются оппозитно через 179 181°, образуя с деталью и другим парным инструментом общую электрическую цепь. 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 шестифазным током в два раза повышается производительность обработки, снижаются непроизводительные потери электрической энергии при выполнении технологической операции, повышается эффективность процесса ЭМО по сравнению с трехфазной схемой.