RU119665U1

RU119665U1 - INSTALLATION FOR ELECTROMAGNETIC SURFACE

Info

Publication number: RU119665U1
Application number: RU2012116801/02U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Николаевич Бышов; Марина Николаевна Горохова; Дмитрий Геннадьевич Чурилов; Светлана Дмитриевна Полищук
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2012-08-27

Abstract

Установка для электромагнитной наплавки, содержащая устройство для наплавки ферромагнитных порошкообразных металлов на поверхность изделия, выполненное с электромагнитом и сердечником, являющимся электродом, и бункер с порошком, жестко закрепленным на сердечнике электромагнита, и средство для размещения держателя и упора, выполненное в виде скобы, связанное с корпусом оправки посредством введенного в оправку шарнира, отличающаяся тем, что установка снабжена катушкой электромагнита, установленной на конце выходного канала бункера для ферромагнитного порошка, и реле, подключенным параллельно вторичной обмотке сварочного трансформатора, средством для размещения держателя с инструментом, выполненным в виде жестко закрепленного корпуса, выполняющего роль нижней части скобы, связанного с верхней частью скобы шарниром и пружиной. Installation for electromagnetic surfacing, containing a device for surfacing ferromagnetic powder metals on the surface of the product, made with an electromagnet and a core, which is an electrode, and a hopper with powder rigidly fixed on the core of the electromagnet, and means for placing the holder and stop, made in the form of a bracket, connected with a mandrel body by means of a hinge inserted into the mandrel, characterized in that the installation is equipped with an electromagnet coil installed at the end of the output channel of the ferromagnetic powder hopper, and a relay connected in parallel with the secondary winding of the welding transformer, with means for placing a holder with a tool made in the form of a rigidly fixed a body acting as the lower part of the bracket, connected to the upper part of the bracket by a hinge and a spring.

Description

Полезная модель относится к устройствам нанесения металлических покрытий электрическими разрядами в магнитном поле при использовании в качестве наносимого металла или сплава ферромагнитных порошков и предназначена для восстановления изношенных деталей машин типа «вал».The utility model relates to devices for applying metal coatings by electric discharges in a magnetic field when ferromagnetic powders are used as the applied metal or alloy and is intended for the restoration of worn parts of shaft machines.

Известно средство для размещения держателя с алмазным выглаживателем и упора выполненного в виде скобы, связанной с корпусом оправки посредством введенного в оправку шарнира. (А.с. СССР 806382, МПК B24B 39/00, 1979, опубл. 23.02.1981. Бюл. №7).Known means for accommodating a holder with a diamond smoother and a stop made in the form of a bracket connected to the mandrel body by means of a hinge inserted into the mandrel. (AS USSR 806382, IPC B24B 39/00, 1979, publ. 23.02.1981. Bull. No. 7).

Оправка в виде скобы несет на себе держатель с выглаживателем и оппозитно расположенный упор. Средняя часть скобы соединена шарниром с корпусом, закрепляемым в резцедержателе суппорта станка. Оси шарнира и шпинделя находятся в горизонтальной плоскости. Скоба охватывает деталь, имеющую радиус обрабатываемой поверхности. Геометрические оси окружности радиуса и шпинделя не совпадают на величину эксцентриситета. При этом скоба находится в положении, при котором между осью симметрии скобы и горизонтальной плоскостью образован угол. Перед началом обработки скоба переводится в рабочее положение поперечной подачей суппорта, при котором достигается контакт выглаживателя и упора с деталью и нужная сила выглаживания. В процессе вращения детали, установленной в центрах станка с экцентриситетом r, создается биение обрабатываемой поверхности равное 2r. В этом случае скоба, ведомая деталью как эксцентриковой шайбой, совершает колебательное движение относительно шарнира. Скоба отклоняется от среднего положения вверх и вниз на угол α, величина которого зависит от эксцентриситета r. Благодаря этому движению значительная часть биения на инструмент не передается. Выглаживание детали заканчивается отводом оправки суппортом. Конструкция оправки в виде скобы и вертикально расположенных на ней выглаживателей и упора создает возможность быстрой смены детали и сокращения вспомогательного времени. Упругим элементом оправки может служить пружина, воздействующая на держатель при жесткой скобе, либо сама скоба с жестко закрепленным на ней держателем. Упругий элемент тарируется, и сила выглаживания контролируется известными способами.The mandrel in the form of a bracket carries a holder with a smoother and an opposed stop. The middle part of the bracket is connected by a hinge to the body, fixed in the tool holder of the caliper of the machine. The hinge and spindle axes are in a horizontal plane. The bracket covers a part having a radius of the machined surface. The geometric axis of the circle of radius and spindle do not coincide by the amount of eccentricity. In this case, the bracket is in a position in which an angle is formed between the axis of symmetry of the bracket and the horizontal plane. Before starting the treatment, the bracket is moved to the working position by the transverse feed of the caliper, at which the contact of the smoothing device and the stop with the part and the necessary smoothing force are achieved. During the rotation of the part installed in the centers of the machine with an eccentricity r, a runout of the machined surface equal to 2r is created. In this case, the bracket driven by the part as an eccentric washer oscillates with respect to the hinge. The bracket deviates from the middle position up and down by an angle α, the value of which depends on the eccentricity r. Thanks to this movement, a significant part of the beating is not transmitted to the instrument. Smoothing the part ends with the mandrel retracting the caliper. The design of the mandrel in the form of a bracket and vertical smoothers and an emphasis on it makes it possible to quickly change parts and reduce auxiliary time. An elastic element of the mandrel can be a spring acting on the holder with a rigid bracket, or the bracket itself with a holder rigidly fixed to it. The elastic element is calibrated, and the smoothing force is controlled by known methods.

Однако средство для размещения держателя с алмазным выглаживателем и упора, выполненное в виде скобы, связанной с корпусом оправки посредством введенного в оправку шарнира имеет недостатки. Известное средство не дает возможности его совместного применения с процессом нанесения металлопокрытия и использования технологического тепла, выделяемого при наплавке из-за разрушения алмазного выглаживателя и предназначено только для обработки деталей типа «вал».However, the means for accommodating the holder with a diamond smoother and an abutment made in the form of a bracket connected to the mandrel body by means of a hinge inserted into the mandrel have disadvantages. The known tool does not allow its combined use with the process of applying metal coating and the use of process heat generated during surfacing due to the destruction of the diamond smoother and is intended only for processing parts such as "shaft".

Также известно устройство для наплавки ферромагнитных порошкообразных металлов состоящее из корпуса, электромагнита с сердечником, на конце которого закреплен рабочий наконечник со сферической рабочей частью и бункер с желобом для подачи наплавляемого ферромагнитного металлического порошка. (А.с. СССР 515607, МПК B23K 9/04, 1973, опубл. 30.05.1976. Бюл №20).It is also known a device for surfacing ferromagnetic powdered metals consisting of a body, an electromagnet with a core, at the end of which a working tip is fixed with a spherical working part and a hopper with a groove for supplying the deposited ferromagnetic metal powder. (AS USSR 515607, IPC B23K 9/04, 1973, publ. 05/30/1976. Bull №20).

Известное устройство для наплавки ферромагнитных порошкообразных металлов работает следующим образом. Устройство устанавливается на токарном станке. В бункер засыпается ферромагнитный порошок. Между рабочим наконечником и обрабатываемой деталью, изолированной от корпуса станка, устанавливается определенный зазор. Деталь и наконечник подключаются к полюсам машинного генератора, а электромагнит к источнику питания. При вращении детали в зазор из бункера, вибрирующего вместе с сердечником, непрерывно и равномерно подается ферромагнитный порошок, который удерживаясь в зазоре магнитным полем, создаваемым электромагнитом, замыкает электрическую цепь «рабочий наконечник-деталь», расплавляется и под действием электромагнитных сил наносится на обрабатываемую поверхность.A known device for surfacing ferromagnetic powdered metals works as follows. The device is mounted on a lathe. Ferromagnetic powder is poured into the hopper. Between the working tip and the workpiece isolated from the machine body, a certain clearance is established. The part and the tip are connected to the poles of the machine generator, and the electromagnet to the power source. When the part is rotated, a ferromagnetic powder is continuously and evenly fed into the gap from the hopper, which vibrates with the core, which, being held in the gap by the magnetic field created by the electromagnet, closes the working tip-part electrical circuit, melts and, under the influence of electromagnetic forces, is applied to the treated surface .

Однако известное устройство для наплавки ферромагнитных порошкообразных металлов имеет недостатки. При работе известного устройства для наплавки ферромагнитных порошкообразных металлов происходит потеря ферромагнитного порошка при паузе между импульсами сварочного тока. Кроме того, сформированные наложением температурного режима остаточные напряжения растяжения снижают усталостную прочность восстановленных деталей. Нанесенные покрытия обладают высокой пористостью и шероховатостью.However, the known device for surfacing ferromagnetic powdered metals has disadvantages. When the known device for surfacing ferromagnetic powdered metals, a loss of ferromagnetic powder occurs during a pause between pulses of the welding current. In addition, the residual tensile stresses formed by superimposing the temperature regime reduce the fatigue strength of the restored parts. The applied coatings have high porosity and roughness.

В основу полезной модели поставлена задача - увеличение номенклатуры восстанавливаемых деталей, повышение качества металлопокрытия, увеличение долговечности рабочего инструмента и уменьшение потерь ферромагнитного порошка.The utility model is based on the task of increasing the range of reconditioned parts, improving the quality of metal coating, increasing the durability of the working tool and reducing the loss of ferromagnetic powder.

Технический результат заключается в том, что созданная установка для электромагнитной наплавки позволяет совместить процесс нанесения металлопокрытия и поверхностного пластического деформирования деталей типа «кулачек», при этом используется технологическое тепло, выделяемое при электромагнитной наплавке, уменьшение пористости металлопокрытия, повышение сцепляемости металлопокрытия с основой детали, изменение величины и знака остаточных напряжений, увеличение номенклатуры восстанавливаемых деталей, повысить коэффициент использования ферромагнитного порошка.The technical result consists in the fact that the created installation for electromagnetic surfacing allows you to combine the process of applying metal coating and surface plastic deformation of parts of the "fist" type, using process heat generated during electromagnetic welding, reducing the porosity of the metal coating, increasing the adhesion of the metal coating to the base of the part, changing the magnitude and sign of residual stresses, an increase in the nomenclature of the parts being restored, to increase the utilization coefficient mations of the ferromagnetic powder.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для электромагнитной наплавки, содержащая устройство для наплавки ферромагнитных порошкообразных металлов на поверхность изделия, выполненное с электромагнитом и сердечником, являющимся электродом, и бункер с порошком, жестко закрепленным на сердечнике электромагнита и средство для размещения держателя и упора, выполненное в виде скобы, связанное с корпусом оправки посредством введенного в оправку шарнира, а установка снабжена катушкой электромагнита, установленной на конце выходного канала бункера для ферромагнитного порошка и реле, подключенное параллельно вторичной обмотке сварочного трансформатора, средством для размещения держателя с инструментом, выполненным в виде жестко закрепленного корпуса, выполняющего роль нижней части скобы, связанного с верхней частью скобы шарниром и пружиной.The specified technical result is achieved by the fact that the installation for electromagnetic surfacing, comprising a device for surfacing ferromagnetic powdered metals on the surface of the product, made with an electromagnet and a core, which is an electrode, and a hopper with powder, rigidly fixed to the core of the electromagnet and means for placing the holder and stop, made in the form of a bracket connected to the mandrel body by means of a hinge inserted into the mandrel, and the installation is equipped with an electromagnet coil mounted on Onze outlet hopper for the ferromagnetic powder and a relay connected parallel to the secondary winding of the welding transformer, a means to accommodate a tool holder, formed as a rigidly fixed body, acting in the bottom part of the bracket associated with the upper part of the bracket and the hinge spring.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленная установка для электромагнитной наплавки соответствует критерию «новизна», так как имеет отличия от прототипа:Comparative analysis with the prototype shows that the claimed installation for electromagnetic surfacing meets the criterion of "novelty", as it differs from the prototype:

1. Установка для электромагнитной наплавки снабжена катушкой электромагнита, установленной на конце выходного канала бункера для ферромагнитного порошка.1. The installation for electromagnetic surfacing is equipped with an electromagnet coil mounted on the end of the output channel of the hopper for ferromagnetic powder.

2. Установка для электромагнитной наплавки снабжена реле, подключенное параллельно вторичной обмотке сварочного трансформатора.2. The installation for electromagnetic surfacing is equipped with a relay connected in parallel with the secondary winding of the welding transformer.

3. Средство для размещения держателя с инструментом выполнено в виде жестко закрепленного корпуса, выполняющего роль нижней части скобы, шарнирно связанного с верхней частью скобы.3. Means for accommodating the holder with the tool is made in the form of a rigidly fixed body that acts as the lower part of the bracket pivotally connected to the upper part of the bracket.

4. Средство для размещения держателя с инструментом снабжено пружиной, соединяющей неподвижный корпус с шарнирно подвижной верхней частью скобы.4. Means for accommodating the holder with the tool is equipped with a spring connecting the fixed housing with a pivotally movable upper part of the bracket.

С целью уменьшения потерь ферромагнитного порошка установка для электромагнитной наплавки снабжена катушкой электромагнита расположенной на конце выходного канала бункера для ферромагнитного порошка. Ферромагнитный порошок поступает из бункера к концу выходного канала и запирается «магнитным замком», образованным катушкой электромагнита. При отсутствии тока в цепи сварочного трансформатора (в период паузы между импульсами сварочного тока) ферромагнитный порошок не поступает в рабочий зазор.In order to reduce losses of ferromagnetic powder, the installation for electromagnetic surfacing is equipped with an electromagnet coil located at the end of the output channel of the hopper for ferromagnetic powder. The ferromagnetic powder comes from the hopper to the end of the output channel and is locked with a “magnetic lock” formed by an electromagnet coil. In the absence of current in the welding transformer circuit (during a pause between pulses of the welding current), the ferromagnetic powder does not enter the working gap.

С целью размыкания цепи катушки электромагнита и подачи ферромагнитного порошка в рабочий зазор при прохождении импульса сварочного тока установка для электромагнитной наплавки снабжена реле, подключенное параллельно вторичной обмотке сварочного трансформатора. При отсутствии импульсов сварочного тока реле замыкает цепь катушки электромагнита и ферромагнитный порошок не поступает в рабочий зазор.In order to open the circuit of the coil of the electromagnet and supply the ferromagnetic powder to the working gap during the passage of the welding current pulse, the installation for electromagnetic surfacing is equipped with a relay connected in parallel with the secondary winding of the welding transformer. In the absence of welding current pulses, the relay closes the coil of the electromagnet coil and the ferromagnetic powder does not enter the working gap.

С целью увеличения номенклатуры обрабатываемых деталей, уменьшения пористости наплавленного металлопокрытия, повышения сцепляемости металлопокрытия с основой детали, изменения величины и знака остаточных напряжений, установка для электромагнитной наплавки снабжена средством для размещения держателя с инструментом, которое выполнено в виде жестко закрепленного корпуса, выполняющего роль нижней части скобы, шарнирно связанного с верхней частью скобы.In order to increase the nomenclature of the workpieces, reduce the porosity of the deposited metal coating, increase the adhesion of the metal coating to the base of the part, change the magnitude and sign of the residual stresses, the installation for electromagnetic surfacing is equipped with a tool to accommodate the holder with a tool, which is made in the form of a rigidly fixed case acting as the lower part staples articulated to the top of the staple.

С целью перемещения верхней части скобы относительно корпуса установлен шарнир. Пружина, связывающая неподвижный корпус и шарнирно подвижную верхнюю часть скобы, создает добавочную силу накатывания на набегающем участке обрабатываемой детали. Известно, что при работе двигателя именно эта часть кулачка интенсивно изнашивается за счет активного перемещения приводимой кулачком в движение группы деталей (толкатель, клапан, толкатель-плунжер и др.). Увеличение усилия деформирования за счет установленной пружины на рабочем участке обрабатываемого кулачка, образуется плотностное и износостойкое металлопокрытие. Кроме того, рациональное распределение усилия деформирования позволяет увеличить долговечность накатника.In order to move the upper part of the bracket relative to the housing, a hinge is installed. The spring connecting the fixed housing and the pivotally movable upper part of the bracket creates an additional rolling force on the incident part of the workpiece. It is known that during engine operation it is this part of the cam that wears out intensively due to the active movement of a group of parts driven by the cam (pusher, valve, plunger-pusher, etc.). An increase in the deformation force due to the installed spring on the working section of the cam being processed produces a dense and wear-resistant metal coating. In addition, the rational distribution of the deformation force allows to increase the durability of the knurl.

Выявленные признаки технического решения заявляемой установки для электромагнитной наплавки позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «Существенные отличия».The identified signs of a technical solution of the inventive installation for electromagnetic surfacing allow us to conclude that the technical solution meets the criterion of "Significant differences".

На фигуре представлена установка для электромагнитной наплавки. Установка для электромагнитной наплавки содержит верхнюю скобу 1 с держателем 2 и накатником 3, соединенную шарниром 4 и пружиной 5 с корпусом 6, закрепленным в резцедержателе суппорта станка (резцедержатель суппорта станка не показан). Оси шарнира 4 и шпинделя находятся в горизонтальной плоскости (шпиндель не показан). Наплавочная часть установки для электромагнитной наплавки содержит: электромагнит 7 с сердечником 8, на конце которого закреплен рабочий наконечник 9 и бункер 10 с выходным каналом 11 и катушкой электромагнита 12, в цепи питания которой установлено реле 13, подключенное параллельно с вторичной обмоткой сварочного трансформатора 14.The figure shows the installation for electromagnetic surfacing. The installation for electromagnetic surfacing contains an upper bracket 1 with a holder 2 and a knurl 3 connected by a hinge 4 and a spring 5 with a housing 6 fixed in the toolholder of the machine support (tool holder of the machine support is not shown). The axis of the hinge 4 and the spindle are in a horizontal plane (spindle not shown). The surfacing part of the installation for electromagnetic surfacing contains: an electromagnet 7 with a core 8, at the end of which a working tip 9 and a hopper 10 with an output channel 11 and an electromagnet coil 12 are fixed, a relay 13 is installed in the power supply circuit connected in parallel with the secondary winding of the welding transformer 14.

Установка работает следующим образом. Установка крепится на токарном станке (токарный станок не показан). В бункер 10 засыпается ферромагнитный порошок. Между рабочим наконечником 9 и обрабатываемой деталью, устанавливается определенный рабочий зазор. При вращении обрабатываемой детали в рабочий зазор из бункера 10, вибрирующего вместе с сердечником 8, подается ферромагнитный порошок, который удерживаясь в рабочем зазоре магнитным полем, создаваемым электромагнитом 7, замыкает электрическую цепь «рабочий наконечник-деталь». Ферромагнитный порошок расплавляется и под действием электромагнитных сил наносится на обрабатываемую деталь. При отсутствии импульса сварочного тока электрическая цепь «рабочий наконечник-деталь» размыкается, побуждая реле замкнуть цепь катушки электромагнита, при этом на конце выходного канала бункера образуется «магнитный замок» и ферромагнитный порошок не поступает в рабочий зазор.Installation works as follows. The unit is mounted on a lathe (lathe not shown). Ferromagnetic powder is poured into the hopper 10. Between the working tip 9 and the workpiece, a certain working clearance is established. When the workpiece is rotated, a ferromagnetic powder is fed into the working gap from the hopper 10, which vibrates with the core 8, which, being held in the working gap by the magnetic field created by the electromagnet 7, closes the working tip-component electric circuit. The ferromagnetic powder is melted and, under the influence of electromagnetic forces, is applied to the workpiece. In the absence of a welding current pulse, the “working tip-part” electric circuit opens, causing the relay to close the electromagnet coil circuit, while at the end of the output channel of the hopper a “magnetic lock” is formed and the ferromagnetic powder does not enter the working gap.

Сформированное нагретое покрытие, для повышения качественных показателей обрабатываемой детали типа «кулачек», подвергается поверхностному пластическому деформированию с использованием технологического тепла, выделяемого при наплавке за счет средства для размещения держателя 2 с накатником 3, выполненного в виде корпуса 6 и верхней скобы 1, связанных с помощью шарнира 4 и пружины 5. Каждый проход накатника по набегающему участку кулачка (обрабатываемая деталь) сопровождается перемещением верхней скобы 1 относительно корпуса 6 за счет шарнира 4. Пружина 5 создает добавочную силу накатывания на набегающем участке обрабатываемой детали. Известно, что при работе двигателя именно эта часть кулачка интенсивно изнашивается за счет активного перемещения приводимой кулачком в движение группы деталей (толкатель, клапан, толкатель-плунжер и др.).Formed heated coating, to improve the quality of the workpiece type "fist", is subjected to surface plastic deformation using process heat generated during surfacing by means for placing the holder 2 with knurling 3, made in the form of a housing 6 and the upper bracket 1, associated with using the hinge 4 and the spring 5. Each pass of the knurl on the incident section of the cam (workpiece) is accompanied by the movement of the upper bracket 1 relative to the housing 6 due to Figure 4. Spring 5 creates an additional rolling force on the incident section of the workpiece. It is known that during engine operation it is this part of the cam that wears out intensively due to the active movement of a group of parts driven by the cam (pusher, valve, plunger-pusher, etc.).

Заявляемая полезная модель позволяет совместить процесс нанесения металлопокрытия электромагнитной наплавкой и поверхностного пластического деформирования деталей типа «кулачек» с использованием технологического тепла выделяемого при наплавке, что позволяет повысить плотность и износостойкость металлопокрытия конкретно на рабочей части кулачка за счет создания наибольшего значения силы накатывания только на набегающей части кулачка. Кроме того, рациональное распределение силы накатывания позволяет увеличить долговечность накатника. Применение «магнитного замка» при отсутствии импульса сварочного тока позволяет уменьшить потери ферромагнитного порошка при электромагнитной наплавке.The inventive utility model allows you to combine the process of applying metal coatings with electromagnetic welding and surface plastic deformation of parts such as “fists” using process heat generated during surfacing, which allows to increase the density and wear resistance of the metal coating specifically on the working part of the cam due to the creation of the greatest value of rolling force only on the incident part cam. In addition, the rational distribution of the rolling force allows to increase the durability of the knurl. The use of a “magnetic lock” in the absence of a welding current pulse allows to reduce the loss of ferromagnetic powder during electromagnetic surfacing.

Claims

Installation for electromagnetic surfacing, containing a device for surfacing ferromagnetic powdered metals on the surface of the product, made with an electromagnet and a core, which is an electrode, and a hopper with powder, rigidly fixed to the core of the electromagnet, and means for placing the holder and stop, made in the form of a bracket, connected with the mandrel body by means of a hinge inserted into the mandrel, characterized in that the installation is equipped with an electromagnet coil mounted on the end of the output channel of the hopper for I have a ferromagnetic powder, and a relay connected in parallel with the secondary winding of the welding transformer, means for placing the holder with a tool, made in the form of a rigidly fixed housing that acts as the lower part of the bracket connected to the upper part of the bracket by a hinge and a spring.