RU1775480C - Способ термического упрочнени стальных изделий и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование изобретение относитс  к машиностроению и может быть мспользо вано дл  термической обработки режущего инструмента, в частности рамных пил Цель изобретени  - повышение качества упрочнени  за счет более равномерного нагрева зубьев по всей их ширине Сущность способ включает поочередный нагрев зубьев движущегос  инструмента 5 плазменной струей, плазмотрона 4. Новым  вл етс  то, что движение инструмента Ь имеет шаговый характер, а плазмотрону сообщают возвратно-поступательные перемещени  в поперечном направлении относительно плоскости инстоу- мента 5 При этом значение тока подаваемого

Description

фиг 1

на плазмотрон 4, скорость продвижени  плазмотрона 4 над инструментом 5 и рассто ние от сопла 11 плазмотрона 4 до конца зуба, имеют определенные пределы величины . Устройство включает приспособлени  дл  зажати  и продвижени  инструмента 5, плазмотрона 4 с соплом 11. Новым  вл етс 

то, что устройство снабжено механизмом возвратно-поступательного движени  плазмотрона 4 и шагового перемещени  инструмента 5. Сопло 11 плазмотрона 4 снабжено электромагнитом дл  жесткой фиксации плазменной струи в одном положении . 2 с. п. ф-лы, 3 табл., 3 ил.

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  термической обработки режущего инструмента, в частности дереворежущих пил.

Известен способ, а также устройство дл  закалки зубьев пил электроконтактным нагревом. Недостатком этого способа и устройства  вл етс  то, что закалка происходит по всему сечению зуба, что повышает его хрупкость.

Известны способ и устройство дл  закалки зубчатых изделий в электромагнитном поле индуктора. Недостаток этого способа и устройства - сложность оборудовани  и невозможность местного упрочне- ни  режущих кромок зуба.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому решению  вл етс  способ плазменного упрочнени  пилообразного режущего инструмента и устройство дл  его осуществлени . Способ заключаетс  в скоростном нагреве вершин зубьев высокотемпературной плазмой с последующим самоохлаждением их за счет отвода тепла вглубь металла. Устройство, реализующее этот способ, содержит приспособление дл  зажати  и перемещени  вперед и назад пилообразного режущего инструмента, в частности , рамных пил. Плазмотрон в этом устройстве установлен неподвижно. Пила перемещаетс  относительно плазмотрона вдоль своей продольной плоскости.

Недостатком известного способа  вл етс  неравномерность нагрева по всей ширине режущей кромки зубьев при перемещении плазменной струи вдоль закал емого инструмента из-за флуктуации плазменной струи. Кроме того, лева  и права  кромки зуба при этом упрочн ютс  в неодинаковой степени. Степень закалки середины и краев вершины зуба различна, особенно заметно это различие при плазменной обработке пил толщиной более 4 мм и пил с разводом зубьев (в данном случае неравномерность распределени  твердости по ширине кромки может дости- гать 40 %).

Целью предполагаемого изобретени   вл етс  повышение качества упрочнени  за счет более равномерного и оптимального нагрева зубьев по всей их ширине.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе плазменного упрочнени  пилообразного режущего инструмента, включающем поочередный нагрев зубьев продвигающегос  пилообразного инструмента плазменной струей, согласно изобретению, плазмотрону сообщают возвратно-поступательные перемещени  в поперечном относительно плоскости инструмента направлении, а движению пилообразного инструмента придают однонаправленный шаговый характер, причем поперечное движение плазмотрона производ т в момент каждой остановки пилообразного инструмента, над вершиной его зуба, со скоростью 5-30 мм в секунду, при этом ток на плазмотрон подают в пределах 80-350 А, а рассто ние между соплом плазмотрона и вершиной обрабатываемого зуба выдерживают в пределах 2-10 мм.

Поставленна  цель достигаетс  также тем, что устройство дл  плазменного упрочнени  пилообразного режущего инструмента, включающее приспособлени  дл  зажати  инструмента и продвижени  его в продольном направлении, плазмотрон, имеющий плазменное сопло с установленным внутри него катодом , систему электро-, газо-и водоснабжени  плазмотрона., согласно изобретению, снабжено механизмом возвратно-поступательного перемещени  плазмотрона, а приспособление дл  продвижени  пилообразного инструмента имеет шаговый механизм, при этом плазмотрон снабжен электромагнитом, установленным внутри сопла, концентрично его выходному отверстию, дл  создани  направленного вдоль продольной плоскости инструмента электрического магнитного пол , действующего на участок между торцом катода и выходным срезом сопла.

Пример. Были проведены опытные плазменные закалки режущих кромок зубьев рамных пил из стали 9ХФ. Опытна  установка на основе заточного станка типа ТЧПР-2 и плазмотрона ГН-5. Питание плазмотрона от преобразовател  ПС-500. Плаз- мообразующий газ-аргон.

Результаты закалок приведены в табл. 1-3.

Из приведенных в табл. 1, 2 и 3 результатов видно, что предложенный режим упрочнени   вл етс  наиболее оптимальным. На фиг. 1 изображено устройство дл  плазменного упрочнени , вид сверху; на фиг. 2 - сопло плазмотрона с электромагнитом, вид сбоку, разрез; на фиг. 3 - расположение электромагнита на сопле плазмотрона, вид снизу.

Устройство имеет основание 1, на котором закреплены станины 2 и 3. На направл ющей станине 2 расположен плазмотрон 4 с возможностью перемещени  вдоль нее. На станине 3 крепитс  обрабатываемый инструмент 5 зубь ми кверху. Станина 3 может свободно перемещатьс  вдоль основани  1 на всю длину инструмента 5. С плазмотроном 4 через редуктор сообщен электродвигатель 6. На основании 1 укреплен электродвигатель 7, привод щий в движение кулисный шаговый механизм 8, штырь 9 которого зацепл етс  зубом 17 пилообразного инструмента 5. Электродвигатели 6 и 7 электромеханически св заны между собой. Плазмотрон 4 подключен к системе 10 электро-, газо- и водоснабжени .

Плазмотрон 4 имеет сопло 11 (см. 2, 3), с внутренним отверстием, включающим конический участок 12 и выходное цилиндрическое отверстие 13. В области конического участка 12 расположен торец катода 14. Внутрь выходного конца сопла 12 вделан электромагнит 15 таким образом, что он расположен вокруг отверсти  13, дл  создани  электромагнитного пол  на участке междуторцом катода 14 и выходным срезом сопла 11, или, другими словами, на уровне цилиндрического отверсти  13. Вырывающа с  из сопла 11 плазменна  стру  16 может иметь ширину, больше ширины зуба 17.

Устройство работает следующим образом .

Включаетс  электродвигатель 7, кулисный шаговый механизм 8 прокручиваетс  и штырь 9, зацепл  сь за зуб 17 инструмента 5, проталкивает последний на один шаг, равный длине основани  зуба 17. Зуб 1-7 при этом останавливаетс  точно под линией следовани  сопла 11 плазмотрона 4. После остановки двигател  7, через электромеханическую св зь включаетс  электродвигатель 6, и работающий плазмотрон 4 продвигаетс  по направл ющей станине 2

над инструментом 5, закал   его зуб 17. После остановки двигател  6 включаетс  электродвигатель 7 и инструмент 5 продвигаетс  вперед еще на один шаг, подставл  

5 следующий зуб 17 дл  обработки, Далее включаетс  электродвигатель 6 и плазмотрон 4, возвраща сь в исходное положение, вновь проходит над инструментом 5. закал   его следующий зуб 17. Таким образом

0 проходит обработку весь пилообразный инструмент 5.

При этом ток на плазмотрон 4 подаетс  в пределах 80-350 А, скорость движени  плазмотрона 4 над инструментом 5 состав5 л ет 5-30 мм/с, а рассто ние между соплом 11 и плазмотрона 4 и вершиной зуба 17 устанавливаетс  о пределах 2-10.

Электромагнит 15 создает электрическое магнитное поле, направленное вдоль

0 продольной плоскости инструмента 5. Плазменна  стру  16 под действием электромагнитного пол  приобретает вид, показанный на фиг. 3, с расширением вниз от среза сопла. При воздействии электромагнитного

5 пол  флуктуации плазменной струи прекращаютс  и она жестко фиксируетс  в одном положении, что увеличивает равномерность нагрева зубьев и повышает качество закалки инструмента.

0 Предлагаемый способ плазменного упрочнени  пилообразного режущего инструмента и устройство дл  его осуществлени  позвол ет, по сравнению с прототипом и другими известными техническими решени5  ми, превысить качество упрочн емой поверхности и увеличить тем самым срок службы режущих инструментов.

Claims (2)

1. Формула изобретени  Q 1- Способ термического упрочнени  стальных изделий, преимущественно пилообразного режущего инструмента, включающий перемещение инструмента заданным образом, нагрев зубьев инструмента плаз- 5 менной струей от плазмотрона с заданной . силой тока и рассто нием между соплом . плазмотрона и вершиной обрабатываемого зуба, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества изделий путем равномерн ной закалки зубьев, перемещение инструмен- та осуществл ют с остановками, плазмотрону сообщают возвратно-поступательное движение в поперечном относи;ельно плоскости, инструмента направлении, при этом попереч- с- ное движение плазмотрона осуществл етс  в момент остановки инструмента над вершинами его зуба со скоростью 5-30 мм/с, силу тока задают величиной 80-350 А, а рассто ние между соплом и вершиной зуба поддерживают равным 2-10 мм,
2. 2. Устройство дл  термического упрочнени  стальных изделий, преимущественно пилообразного режущего инструмента, содержащее приспособление дл  зажати  и движени  в продольном направлении инструмента , плазмотрон, выполненный в виде сопла с установленным внутри катодом, систему электрогазоводоснабжени  плазмотрона , отличающеес  тем, что, с целью улучшени  качества изделий путем равномерной закалки зубьев, устройство снабжено меха н из м ом возвратно-поступательного перемещени  плазмотрона, внутри сопла концентрично его выходному отверстию электромагнитом , а приспособление дл  движени  инструмента - шаговым механизмом.

   Таблица 1

   Таблица 2

   Таблица 3

   фиа.з

   1