RU188215U1

RU188215U1 - Device for combined processing of metal products with replaceable conductive tools

Info

Publication number: RU188215U1
Application number: RU2018127962U
Authority: RU
Inventors: Михаил Анатольевич Борисов; Дмитрий Антонович Софронов
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2018-07-30
Publication date: 2019-04-03

Abstract

Полезная модель относится к области металлообработки, в частности к устройствам для комбинированной обработки металлических изделий сменными токопроводящими инструментами. Устройство содержит два источника тока 1 и блок переключения токов 2. В блоке переключения токов 2 установлены выключатели 3 и 4. В инструментальную оправку 5 поочередно устанавливаются сменные токопроводящие инструменты 6. Один из инструментов выполнен в виде абразивного инструмента, а второй инструмент выполнен в виде электрода. Положительные полюса источников токов 1 соединены с обрабатываемой деталью 7, а отрицательные полюса источников тока 1 соединяются поочередно с инструментальной оправкой 5. Технический результат заключается в повышении качества обработанной поверхности. 1 ил.The utility model relates to the field of metalworking, in particular to devices for the combined processing of metal products with replaceable conductive tools. The device contains two current sources 1 and a current switching unit 2. Switches 3 and 4 are installed in the current switching unit 2. Interchangeable conductive tools are installed in the tool holder 5 one at a time. One of the tools is made in the form of an abrasive tool, and the second tool is made in the form of an electrode . The positive poles of the current sources 1 are connected to the workpiece 7, and the negative poles of the current sources 1 are connected alternately with the tool holder 5. The technical result is to improve the quality of the processed surface. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области металлообработки, в частности к устройствам для комбинированной обработки металлических изделий сменными токопроводящими инструментами.The utility model relates to the field of metalworking, in particular to devices for the combined processing of metal products with replaceable conductive tools.

Известен способ электроабразивной обработки токопроводящим кругом, включающий электрофизико-химическое воздействие на обрабатываемую деталь и на круг при его правке непосредственно в течение всего рабочего цикла обработки, регулирование процессов обработки и правки путем подачи асимметричных импульсов тока разной полярности. При этом создают одну общую электрическую цепь деталь-электролит-круг (патент РФ №2489236, МПК В23Н 5/06, 2011). Для реализации способа используется устройство, состоящее из источника питания, блока управления симисторами и тиристорами (БУСТ) и реле времени микропроцессорного двухканального УТ24.There is a method of electro-abrasive treatment with a conductive circle, including electrophysical and chemical effects on the workpiece and on the wheel when it is straightened directly during the entire working cycle of the processing, the regulation of the processing and dressing by applying asymmetric current pulses of different polarity. In this case, they create one common electrical circuit part-electrolyte-circle (RF patent No. 2489236, IPC V23H 5/06, 2011). To implement the method, a device is used consisting of a power source, a control unit of triacs and thyristors (BUST) and a time relay of a microprocessor two-channel UT24.

Недостаток указанного способа состоит в том, что используется один источник питания, что не позволяет устанавливать индивидуально значения величин рабочего тока и тока правки инструмента.The disadvantage of this method is that it uses one power source, which does not allow you to set individually the values of the operating current and the current dressing tool.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для электроабразивной обработки, содержащее последовательно соединенные источник тока и блок коммутации токов, выполненный с возможностью подачи с его выхода импульсов тока прямой и обратной полярности в электрическую цепь, образованную обрабатываемым изделием, электролитом и токопроводящим абразивным кругом, и блок управления коммутацией токов, выполненный с возможностью изменения длительности и частоты импульсов тока и связанный с упомянутым блоком коммутации. Устройство снабжено вторым источником тока, упомянутый блок управления снабжен программируемым микроконтроллером, а упомянутый блок коммутации выполнен в виде двух твердотельных реле, входы которых связаны с соответствующими упомянутыми источниками тока, а выходы - с выходами блока коммутации. Управляющие входы упомянутых реле соединены с выходом упомянутого блока управления, при этом один из упомянутых источников тока выполнен с возможностью формирования импульсов рабочего тока, а другой - с возможностью формирования импульсов тока правки токопроводящего круга (патент на полезную модель №172551 от 25.04.2016 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a device for electro-abrasive processing, containing a serially connected current source and a current switching unit, configured to supply direct and reverse polarity current pulses to the electrical circuit formed by the workpiece, electrolyte and a conductive abrasive wheel and a current switching control unit, configured to change the duration and frequency of the current pulses and associated with said switching unit. The device is equipped with a second current source, said control unit is equipped with a programmable microcontroller, and said switching unit is made in the form of two solid state relays, the inputs of which are connected to the corresponding mentioned current sources, and the outputs are connected to the outputs of the switching unit. The control inputs of the said relays are connected to the output of the said control unit, while one of the mentioned current sources is capable of generating pulses of the working current, and the other with the possibility of forming current pulses of editing the conductive circle (utility model patent No. 172551 of 04.25.2016. )

Предлагаемая конструкция устройства позволяет устанавливать индивидуально значения величин рабочего тока и тока правки инструмента за счет применения двух источников тока с разными значениями напряжения и силы тока. Его недостаток состоит в том, что абразивные зерна токопроводящего круга оставляют следы механической обработки на изделии, что ухудшает качество обработанной поверхности.The proposed device design allows you to set individually the values of the operating current and the current dressing tool due to the use of two current sources with different values of voltage and current strength. Its disadvantage is that the abrasive grains of the conductive circle leave traces of machining on the product, which affects the quality of the processed surface.

Для решения поставленной задачи используется устройство для комбинированной обработки металлических изделий сменными токопроводящими инструментами. Оно содержит инструментальную оправку, два источника тока и блок переключения токов, выполненный с возможностью подачи тока в электрическую цепь, образуемую обрабатываемым изделием, электролитом и токопроводящим инструментом. Инструментальная оправка выполнена с возможностью поочередной установки в нее сменных токопроводящих инструментов. Инструменты выполнены в виде абразивного инструмента и электрода. В блоке переключения токов установлены выключатели, обеспечивающие подключение каждого из токопроводящих инструментов к своему источнику тока, при этом источники тока выполнены с возможностью поочередного соединения отрицательным полюсом с инструментальной оправкой, а положительным полюсом соединены с обрабатываемым изделием.To solve this problem, a device is used for the combined processing of metal products with replaceable conductive tools. It contains a tool holder, two current sources and a current switching unit, configured to supply current to the electric circuit formed by the workpiece, electrolyte and a conductive tool. The tool holder is configured to alternately install interchangeable conductive tools. Tools are made in the form of an abrasive tool and an electrode. In the current switching unit, switches are installed that provide the connection of each of the conductive tools to its current source, while the current sources are configured to alternately connect the negative pole to the tool holder, and the positive pole connected to the workpiece.

Предлагаемая конструкция устройства позволяет повысить качество обработанной поверхности за счет использования в конце цикла обработки инструмента без абразивных зерен. Удаление обрабатываемого материала происходит только за счет его анодного растворения, что приводит к уменьшению следов предварительной механической абразивной обработки. Режимами электроабразивной и электрохимической обработки можно управлять индивидуально, в том числе за счет использования в каждом процессе своего источника тока с требуемым напряжением и силой тока.The proposed design of the device allows to improve the quality of the processed surface due to the use of tools without abrasive grains at the end of the processing cycle. Removal of the processed material occurs only due to its anodic dissolution, which leads to a decrease in traces of preliminary mechanical abrasive treatment. The modes of electroabrasive and electrochemical processing can be controlled individually, including through the use of a current source with the required voltage and current strength in each process.

На фиг. 1 показа принципиальная схема устройства.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a device.

Устройство содержит два источника тока 1 и блок переключения токов 2. В блоке переключения токов 2 установлены выключатели 3 и 4. В инструментальную оправку 5 поочередно устанавливаются сменные токопроводящие инструменты 6. Один из инструментов выполнен в виде абразивного инструмента, а второй инструмент выполнен в виде электрода. Положительные полюса источников токов 1 соединены с обрабатываемой деталью 7, а отрицательные полюса источников тока 1 соединяются поочередно с инструментальной оправкой 5.The device contains two current sources 1 and a current switching unit 2. Switches 3 and 4 are installed in the current switching unit 2. Interchangeable conductive tools are installed in the tool holder 5 one at a time. One of the tools is made in the form of an abrasive tool, and the second tool is made in the form of an electrode . The positive poles of the current sources 1 are connected to the workpiece 7, and the negative poles of the current sources 1 are connected alternately with the tool holder 5.

Устройство работает следующим образом. Первоначально в инструментальную оправку 5 устанавливается инструмент 6, выполненный в виде абразивного инструмента. Выключатель 3 замыкает контакты электрической цепи, в которую входят первый источник тока, обрабатываемое изделие 7 и абразивный инструмент 6, взаимодействующие с электролитом. Происходит электрохимическое воздействие на деталь 7, в результате которого разрушается поверхностный слой детали, удаляемый абразивным инструментом 6. По окончании процесса электроабразивной обработки выключатель 3 размыкает контакты. Подача тока прекращается. Инструмент 6 меняется на инструмент, выполненный в виде электрода. Выключатель 4 замыкает контакты электрической цепи, в которую входят второй источник тока, обрабатываемое изделие 7 и электрод 6, взаимодействующие с электролитом. Происходит электрохимическое воздействие на деталь 7, в результате которого разрушается поверхностный слой детали, что приводит к устранению следов предварительной обработки абразивным кругом.The device operates as follows. Initially, tool 6 is installed in the tool holder 5, made in the form of an abrasive tool. The switch 3 closes the contacts of the electric circuit, which includes the first current source, the workpiece 7 and the abrasive tool 6, interacting with the electrolyte. An electrochemical effect occurs on the part 7, as a result of which the surface layer of the part, which is removed by the abrasive tool 6, is destroyed. At the end of the process of electro-abrasive processing, the switch 3 opens the contacts. The current supply is interrupted. The tool 6 is changed to a tool made in the form of an electrode. The switch 4 closes the contacts of the electric circuit, which includes the second current source, the workpiece 7 and the electrode 6, interacting with the electrolyte. There is an electrochemical effect on the part 7, as a result of which the surface layer of the part is destroyed, which leads to the elimination of traces of pre-treatment with an abrasive wheel.

Работоспособность устройства проверяли при обработке торца детали диаметром 10 мм, изготовленной из стали 08Х18Н10Т с использованием гравера ЗУБР ЗГ-160ЭК, оснащенного щеточным устройством, для подвода электрического тока к цанговой оправке поочередно от отрицательных полюсов двух источников тока напряжением 12В и 9В. Обрабатываемое изделие закреплялось с помощью специального изолированного приспособления, оснащенного электрическими клеммами, соединенными с положительными полюсами источников тока. Первоначально проводилась электроабразивная обработка детали цилиндрической алмазной головкой диаметром 3 мм. Размер зерна 80-100 мкм. В зону обработки подавался электролит на водной основе (NaNO₃ - 3%, NaNO₂ - 1%, Na₂CO₃ - 0,5%). Режимы обработки: число оборотов в минуту -30000, время обработки - 120 секунд, напряжение источника тока - 12В. Затем проводилась дополнительная обработка детали электродом, изготовленным из бронзовой проволоки диаметром 2,3 мм. Режимы обработки: число оборотов в минуту - 30000, время обработки - 120 секунд, напряжение источника тока - 9В. Проведенные испытания подтвердили работоспособность устройства.The device’s operability was checked when processing the end face of a part with a diameter of 10 mm made of 08Kh18N10T steel using the ZUBR ZG-160EK engraver equipped with a brush device for supplying electric current to the collet mandrel alternately from the negative poles of two current sources of voltage 12V and 9V. The workpiece was fixed using a special insulated device equipped with electrical terminals connected to the positive poles of the current sources. Initially, electro-abrasive machining of a part was carried out with a cylindrical diamond head with a diameter of 3 mm. The grain size is 80-100 microns. A water-based electrolyte was supplied to the treatment zone (NaNO ₃ - 3%, NaNO ₂ - 1%, Na ₂ CO ₃ - 0.5%). Processing modes: rpm -30000, processing time - 120 seconds, voltage of the current source - 12V. Then, an additional processing of the part was carried out with an electrode made of bronze wire with a diameter of 2.3 mm. Processing modes: revolutions per minute - 30000, processing time - 120 seconds, voltage of a current source - 9V. The tests confirmed the operability of the device.

Claims

A device for the combined processing of metal products with replaceable conductive tools, containing a tool holder, two current sources and a current switching unit, configured to supply current to an electrical circuit formed by the workpiece, electrolyte and a conductive tool, characterized in that the tool holder is made with the possibility of alternating installation of replaceable conductive tools in it, made in the form of an abrasive tool and an electrode, and in the block Switching currents installed switches ensuring the connection between each of the conductive tool to its power source, the current sources are adapted to alternately connecting the negative pole of the tool holder, and the positive pole - to the workpiece.