RU186707U1

RU186707U1 - TOOL FOR COMBINED PROCESSING

Info

Publication number: RU186707U1
Application number: RU2018129839U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Робертович Эдигаров; Ботагоз Шайдуловна Алимбаева; Павел Сергеевич Перков; Алексей Николаевич Жуковский; Станислав Анатольевич Усадьбин; Дмитрий Александрович Кокотько; Дмитрий Александрович Пестряков; Илья Олегович Мамонтов; Амир Исаевич Муталиев; Сергей Юрьевич Анохин; Бекзат Мухтарович Шаменов; Бахтияр Аманжолович Пшембаев; Михаил Алексеевич Плахин; Николай Александрович Ефимов; Михаил Сергеевич Кузнецов
Original assignee: Вячеслав Робертович Эдигаров; Ботагоз Шайдуловна Алимбаева
Priority date: 2018-08-15
Filing date: 2018-08-15
Publication date: 2019-01-30

Abstract

Полезная модель относится к комбинированным методам обработки деталей машин и может быть использована для создания износостойких и коррозионно-стойких поверхностных слоев деталей электроискровым методом с последующей электромеханической обработкой. Многоэлектродный инструмент для комбинированной обработки содержит дисковые электроды для электроискровой обработки поверхности и твердосплавный ролик для последующей электромеханической обработки. Электроды закреплены на оси посредством упругих элементов и изолированы друг от друга для раздельного питания от независимых источников тока, твердосплавный ролик установлен в оправку, закрепленную на оси, и изолирован от электродов для раздельного питания от независимого источника тока. The utility model relates to combined methods of processing machine parts and can be used to create wear-resistant and corrosion-resistant surface layers of parts using the electrospark method, followed by electromechanical processing. A multi-electrode tool for combined processing contains disk electrodes for electrospark surface treatment and a carbide roller for subsequent electromechanical processing. The electrodes are fixed on the axis by means of elastic elements and are isolated from each other for separate power supply from independent current sources, the carbide roller is installed in a mandrel mounted on the axis and isolated from the electrodes for separate power supply from an independent current source.

Description

Полезная модель относится к комбинированным способам обработки стальных деталей и может быть использована в различных отраслях промышленности для создания износостойких и коррозионно-стойких поверхностных слоев деталей машин.The utility model relates to combined methods of processing steel parts and can be used in various industries to create wear-resistant and corrosion-resistant surface layers of machine parts.

Известно устройство для электроэрозионного легирования, содержащее дисковые электроды, закрепленные на оси с помощью электрододержателей, выполненных в виде кольцевых дисковых элементов с гофрами, и изолированные друг от друга для раздельного питания от независимых источников тока. Между электрододержателями установлены плоские индукторы для создания колебательного движения электродов за счет упругости гофров поперек направления вращения детали и электродов.A device for electroerosive alloying containing disk electrodes mounted on an axis using electrode holders made in the form of circular disk elements with corrugations, and isolated from each other for separate power supply from independent current sources. Flat inductors are installed between the electrode holders to create the oscillatory motion of the electrodes due to the elasticity of the corrugations across the direction of rotation of the part and electrodes.

Под действием импульсов силового тока, протекающего через индуктор, обеспечивающих осцилляцию эрозионного промежутка, достигаются амплитуды смещения электродов в интервале 0,05-1,2 мм. (SU, авт.св. N 1821300, кл. В23Н 9/00, 1993).Under the influence of pulses of the current flowing through the inductor, providing oscillation of the erosion gap, the amplitudes of the displacement of the electrodes in the range of 0.05-1.2 mm are achieved. (SU, ed. St. N 1821300, class B23H 9/00, 1993).

Известно, также устройство - многоэлектродный инструмент для электроэрозионного легирования, содержащий дисковые электроды, закрепленные на оси посредством упругих элементов, представляющих собой спиральные пружины, размещенные в выполненных в дисковых электродах полостях и изолированные друг от друга для раздельного питания от независимых источников тока, при этом электроды установлены под общим углом к оси вращения инструмента. (Патент РФ №2111095, кл. В23Н 9/00, 1998)It is also known that the device is a multi-electrode tool for electroerosive alloying, containing disk electrodes fixed on an axis by means of elastic elements that are coil springs placed in cavities made in disk electrodes and isolated from each other for separate power supply from independent current sources, while the electrodes mounted at a common angle to the axis of rotation of the tool. (RF patent No. 2111095, class B23H 9/00, 1998)

Для полученных, вышеуказанными способами покрытий характерны значительная шероховатость, образующаяся при определенных технологических режимах, наличие открытых пор, наплывов, структурных неоднородностей, трещин, способных вызвать процесс микрорезания поверхности сопрягаемой детали, образующих трибопару.The coatings obtained by the above methods are characterized by a significant roughness formed under certain technological conditions, the presence of open pores, sagging, structural inhomogeneities, cracks that can cause the process of micro cutting of the surface of the mating part forming a tribocouple.

Одним из эффективных способов повышения износостойкости и антифрикционных свойств покрытий при минимальных энергетических затратах может стать электромеханическая обработка (ЭМО) (Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой. - М.: Машиностроение, 1989). Основными причинами улучшения механических свойств покрытий и основы при ЭМО являются структурно-фазовые изменения поверхностного слоя, стимулированные высокоскоростным нагревом с одновременным силовым воздействием и последующим высокоскоростным охлаждениемOne of the effective ways to increase the wear resistance and antifriction properties of coatings with minimal energy costs can be electromechanical processing (EMO) (Askinazi BM Hardening and restoration of machine parts by electromechanical processing. - M .: Mashinostroenie, 1989). The main reasons for improving the mechanical properties of coatings and substrates during EMF are structural-phase changes in the surface layer stimulated by high-speed heating with simultaneous force action and subsequent high-speed cooling

Для решения поставленной задачи в известном устройстве для электроискрового легирования, содержащем дисковые электроды, закрепленные на оси посредством упругих элементов и изолированные друг от друга для раздельного питания от независимых источников тока, упругие элементы представляют собой спиральные пружины, размещенные в выполненных в дисковых электродах полостях, при этом электроды установлены под общим углом к оси вращения инструмента, на оси устанавливается оправка с закрепленным в ней твердосплавным роликом, изолированным от дисковых электродов для раздельного питания от независимого источника тока.To solve the problem in a known device for electrospark alloying containing disk electrodes mounted on an axis by means of elastic elements and isolated from each other for separate power supply from independent current sources, the elastic elements are coil springs placed in cavities made in disk electrodes, with the electrodes are mounted at a common angle to the axis of rotation of the tool, a mandrel is installed on the axis with a carbide roller fixed in it, insulated about disk electrodes for separate power supply from an independent power source.

На фиг. 1 изображен общий вид инструмента для комбинированной обработки.In FIG. 1 shows a general view of a tool for combined processing.

Корпус инструмента 1 содержит диэлектрическую полую ось вращения 2 с дисковыми электродами 5, закрепленными на ней с помощью плоских спиральных пружин прямоугольного сечения и держателей (на фиг. не показаны).The tool body 1 contains a dielectric hollow axis of rotation 2 with disk electrodes 5 mounted on it using flat coil springs of rectangular cross section and holders (not shown in Fig.).

Дисковые электроды 5 устанавливаются на оси вращения 2 под углом, изолируются между собой диэлектрическими втулками 4 и упруго прижимаются к обрабатываемой детали 6. На одном конце оси вращения имеются токосъемные кольца 9, к которым прижимаются с помощью пружин 11 щеточные контакты 10, установленные в щеткодержателях 12, которые закреплены на основаниях пазов 19 в корпусе.Disk electrodes 5 are mounted on the axis of rotation 2 at an angle, insulated with each other by dielectric bushings 4 and are elastically pressed against the workpiece 6. At one end of the axis of rotation there are slip rings 9 to which brush contacts 10 mounted in brush holders 12 are pressed using springs 11 which are fixed on the bases of the grooves 19 in the housing.

Твердосплавный ролик 7 закрепляется в оправке 3 гайкой 8, оправка 3 устанавливается на ось вращения 2.The carbide roller 7 is fixed in the mandrel 3 with a nut 8, the mandrel 3 is mounted on the axis of rotation 2.

Диэлектрическая ось вращения 3 закреплена на подшипниках 13 с помощью металлических втулок 14, на одной из которых установлена шестерня 15, входящая в зацепление с зубчатым колесом 18, закрепленным на ведущей оси вращения 16, установленной в подшипниках 17. Ведущая ось вращения через коническую зубчатую передачу, образованную двумя коническими зубчатыми колесами 20 и 21, установленными на конических роликоподшипниках 22, получает крутящий момент от исполнительного электродвигателя или от выходного шпинделя металлообрабатывающего станка (на фиг. не показан).The dielectric axis of rotation 3 is fixed to the bearings 13 using metal sleeves 14, on one of which a gear 15 is mounted that engages with a gear wheel 18 fixed to the driving axis of rotation 16 mounted in the bearings 17. The driving axis of rotation through the bevel gear, formed by two bevel gears 20 and 21 mounted on tapered roller bearings 22 receives torque from an actuator motor or from an output spindle of a metalworking machine (in FIG. not shown).

Инструмент для комбинированной обработки работает следующим образом.Tool for combined processing works as follows.

К детали 6, укрепленной на подвижном столе, с помощью ходовой передачи подводится инструмент для комбинированной обработки и создается необходимое упругое прижатие электродов 5 и прижатие твердосплавного ролика 7 к обрабатываемой поверхности. Затем включают исполнительный двигатель и источники тока. От источника тока (БП на фиг. 1) на контакты «О», «А» и «В» подается импульсный ток для осуществления электроискровой обработки поверхности 6 электродами 5. На контакты «О» и «С» подается переменный ток большой величины (до 1000 А) и малого напряжения (3-5 В) для осуществления последующей за электроискровой обработкой электромеханической обрабатываемой поверхности 6 твердосплавным роликом 7.A tool for combined processing is brought to the part 6 mounted on a movable table using a running gear and the necessary elastic pressing of the electrodes 5 and pressing of the carbide roller 7 to the work surface are created. Then include an executive motor and current sources. From the current source (PSU in Fig. 1), a pulse current is supplied to the contacts "O", "A" and "B" to conduct an electric spark surface treatment with 6 electrodes 5. An alternating current of large magnitude is supplied to the contacts "O" and "C" ( up to 1000 A) and low voltage (3-5 V) for the subsequent implementation of the electrospark machining of the electromechanical machined surface 6 with a carbide roller 7.

При вращении диэлектрической оси 2 дисковые электроды 5 за счет поджатая плоских спиральных пружин прямоугольного сечения меняют угол наклона относительно вертикальной оси на противоположный и точки их контакта с обрабатываемой поверхностью совершают поперечные смещения относительно поступательного движения инструмента, нанося покрытие на всю поверхность под электродами 5. При вращении оси и поступательном движении детали обеспечиваются колебательные смещения электродов 5 с высокой частотой вследствие упругого закрепления электродов и шероховатости детали, что способствует образованию межэлектродного зазора.When the dielectric axis 2 is rotated, the disk electrodes 5 change the angle of inclination relative to the vertical axis to the opposite due to the compression of flat coil springs of rectangular cross section, and they make transverse displacements relative to the translational movement of the tool with the point of contact with the machined surface, coating the entire surface under the electrodes 5. During rotation the axis and translational movement of the part are provided with oscillatory displacements of the electrodes 5 with a high frequency due to the elastic fixing of the electro Dov and roughness of the part, which contributes to the formation of interelectrode gap.

При вращении диэлектрической оси 2 вращается и твердосплавный ролик 7, в зоне его контакта с обрабатываемой поверхностью 6 происходит значительный нагрев за счет тепла образующегося при трении твердосплавного ролика и поверхности 6, а также за счет прохождения электрического тока через место контакта твердосплавного ролика и поверхности. В зоне обработки твердосплавным роликом происходит поверхностное пластическое деформирование поверхностного слоя с одновременной закалкой, в результате чего устраняются недостатки свойственные поверхностному слою, полученному электроискровой обработкой.When the dielectric axis 2 rotates, the carbide roller 7 also rotates, in the zone of its contact with the treated surface 6, significant heating occurs due to the heat generated during friction of the carbide roller and surface 6, as well as due to the passage of electric current through the contact point of the carbide roller and the surface. In the treatment zone with a carbide roller, surface plastic deformation of the surface layer occurs with simultaneous hardening, as a result of which the disadvantages inherent in the surface layer obtained by electrospark treatment are eliminated.

Устройство несложно конструктивно и позволяет наносить покрытия с высокой скоростью обеспечивая при этом сплошность слоя, снижение шероховатости, снижение количества открытых пор, наплывов, структурных неоднородностей и трещин.The device is structurally uncomplicated and allows you to apply coatings at a high speed while ensuring continuity of the layer, reducing roughness, reducing the number of open pores, sagging, structural heterogeneities and cracks.

Claims

A tool for combined processing, containing disk electrodes mounted on an axis by means of elastic elements made in the form of coil springs placed in cavities of disk electrodes isolated from each other for separate power supply by electric current and installed at a common angle to the axis of rotation of the tool, characterized in that a mandrel is additionally fixed on the axis, in which a carbide roller is installed, fixed with a nut, isolated from disk electrodes for separate power supply they shock.