RU2209711C2

RU2209711C2 - Apparatus for electromechanical working of part

Info

Publication number: RU2209711C2
Application number: RU2001108849/02A
Authority: RU
Inventors: В.О. Надолский; В.И. Жиганов; С.А. Яковлев; Д.В. Воронин
Original assignee: Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия
Priority date: 2001-04-02
Filing date: 2001-04-02
Publication date: 2003-08-10

Abstract

FIELD: metal working, electromechanical working of parts such as shafts, sleeves, tubes. SUBSTANCE: power step-down transformer and working tool are mounted on movable foundation of machine tool. Transformer includes core, primary winding, secondary circuit providing electric current applying to part mounted in machine tool with possibility of rotation. Core of transformer is annular one and worked part is coaxially arranged at minimum working gap in its opening. At working mode of apparatus worked part is secondary winding of transformer. EFFECT: simplified design providing lowered cost of technological operations, reduced metal consumption, enhanced efficiency of working process. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к методам поверхностной электромеханической обработки (ЭМО) деталей, например, в условиях ремонтного производства. The invention relates to the field of metalworking, in particular to methods of surface electromechanical processing (EMO) of parts, for example, in the conditions of repair production.

Известно устройство для электромеханической поверхностной обработки изделий (см. Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей электромеханической обработкой. - Л: Машиностроение, 1989. - 184 с.), которое состоит из понижающего трансформатора с аппаратурой регулирования и контроля, объединенных в одной конструкции, электроконтактного устройства к патрону, инструментальной державки, зажимаемой в суппорте станка, и двух токоподводящих кабелей. Устройство позволяет получить например, твердый поверхностный слой повышенной износостойкости при сохранении вязкой сердцевины детали. A device is known for electromechanical surface treatment of products (see B. Askinazi. Hardening and restoration of parts by electromechanical processing. - L: Mechanical Engineering, 1989. - 184 p.), Which consists of a step-down transformer with regulation and control equipment combined in one design , an electrocontact device to the cartridge, a tool holder clamped in the support of the machine, and two current-carrying cables. The device allows to obtain, for example, a solid surface layer of increased wear resistance while maintaining the viscous core of the part.

Недостатками такого устройства являются значительные потери электрической энергии на нагрев токоподводящих кабелей, электроконтактного устройства, увеличенная вследствие этого мощность потребления энергии, большая материалоемкость и низкая надежность конструкции. The disadvantages of such a device are significant losses of electrical energy for heating current-carrying cables, an electrical contact device, the resulting increased power consumption, high material consumption and low reliability of the design.

Известно устройство для электромеханической обработки по патенту РФ 2127183 (принятое за прототип, см. бюл. 7, от 10.03.99), содержащее силовой понижающий трансформатор, элементы токоподвода, державку с рабочим инструментом и предназначенное для крепления на станке, которое во многом устраняет недостатки упомянутого выше устройства. A device for electromechanical processing according to the patent of the Russian Federation 2127183 (adopted as a prototype, see bul. 7, dated 10.03.99), containing a power step-down transformer, current lead elements, a holder with a working tool and intended for mounting on a machine, which largely eliminates the disadvantages the above device.

Однако данное устройство также имеет достаточно высокие энергетические потери и металлоемкость. However, this device also has a fairly high energy loss and metal consumption.

Технический результат - это снижение энергетических затрат, повышение КПД, уменьшение веса, упрощение конструкции устройства и повышение эффективности процесса ЭМО. The technical result is a reduction in energy costs, increasing efficiency, reducing weight, simplifying the design of the device and increasing the efficiency of the EMO process.

Указанный результат достигается тем, что силовой понижающий трансформатор устройства установлен с минимальным рабочим зазором к обрабатываемой детали, коаксиально к ней и с возможностью его перемещения вдоль ее продольной оси, причем вторичным контуром трансформатора является непосредственно сама обрабатываемая деталь, которая образует замкнутую электрическую цепь через рабочий инструмент. This result is achieved by the fact that the power step-down transformer of the device is installed with a minimum working clearance to the workpiece, coaxial to it and with the possibility of its movement along its longitudinal axis, the secondary part of the transformer being directly the workpiece itself, which forms a closed electrical circuit through the working tool .

На чертеже изображена упрощенная схема предлагаемого устройства, которое состоит из блока силового понижающего трансформатора 1 с контрольно-регулирующей аппаратурой (на чертеже не выделены), установленного на подвижном основании станка (не показано). В отверстии сердечника трансформатора 1 размещена с минимальным рабочим зазором и коаксиально с ним обрабатываемая деталь 2, которая одним концом закреплена, например, в поводковом патроне 3 токарного станка, а другой поджат центром задней бабки 4. К обрабатываемой поверхности детали 2 подведен рабочий инструмент 5, также закрепленный на подвижном основании (на чертеже не обозначено). Обрабатываемая деталь 2 в рабочем состоянии является вторичным контуром силового трансформатора 1, электрически замкнутая через рабочий инструмент 5. The drawing shows a simplified diagram of the proposed device, which consists of a power step-down transformer unit 1 with control and regulation equipment (not highlighted in the drawing) mounted on a movable base of the machine (not shown). In the opening of the core of the transformer 1, the workpiece 2 is placed with a minimum working gap and coaxially with it, which is fixed at one end, for example, in the drive chuck 3 of the lathe, and the other is pressed by the center of the tailstock 4. A working tool 5 is brought to the workpiece surface 2, also fixed on a movable base (not indicated in the drawing). The workpiece 2 in working condition is a secondary circuit of a power transformer 1, electrically closed through a working tool 5.

Устройство работает следующим образом: закрепленную на станке длинномерную заготовку 2, например, диаметром d=50 мм из стали 40Х вращают с заданной скоростью V. На рабочий инструмент 5 (ролик, перемещающийся с подачей S), подведенный с усилием Р к обрабатываемой поверхности заготовки 2, которая в рабочем состоянии служит одновременно вторичной обмоткой силового трансформатора 1, подается напряжение. В месте контакта инструмента 5 с заготовкой происходит практически мгновенный разогрев (током до 1200 А) ее поверхностного слоя и пластическое деформирование под действием давления инструмента 5 (глубина разогреваемого слоя металла, величина его пластического деформирования регулируются в соответствии с требованиями технологического процесса). Перемещение устройства с рабочим инструментом вдоль оси заготовки обеспечивается кинематикой станка, в результате чего выполняются различные операции ЭМО: упрочнение, восстановление и др. The device operates as follows: a long workpiece 2 mounted on the machine, for example, with a diameter of d = 50 mm made of 40X steel, is rotated at a predetermined speed V. On a working tool 5 (a roller moving with a feed S), brought with a force P to the workpiece surface 2 , which in working condition serves simultaneously as the secondary winding of the power transformer 1, voltage is applied. At the point of contact of the tool 5 with the workpiece, its surface layer is almost instantly heated (by current up to 1200 A) and plastic deformation occurs under the pressure of the tool 5 (the depth of the heated metal layer, the magnitude of its plastic deformation are regulated in accordance with the requirements of the technological process). The movement of the device with the working tool along the axis of the workpiece is provided by the kinematics of the machine, as a result of which various EMO operations are performed: hardening, restoration, etc.

Таким образом, при применении предлагаемого технического решения для электромеханической обработки длинномерных деталей типа валов, труб, втулок, гильз, пластин и т.п. снижаются энергетические затраты при выполнении технологической операции, уменьшается металлоемкость и упрощается конструкция устройства, в целом повышается эффективность процесса ЭМО. Thus, when applying the proposed technical solution for electromechanical processing of lengthy parts such as shafts, pipes, bushings, sleeves, plates, etc. energy costs are reduced when performing a technological operation, metal consumption is reduced and the design of the device is simplified, the overall efficiency of the EMO process is increased.

Claims

A device for electromechanical processing of a part, comprising a power step-down transformer and a working tool mounted on a movable base of the machine, the transformer includes a core, a primary winding and a secondary circuit with a current supply to the workpiece fixed to the machine and rotatable, characterized in that the core of the power transformer is made the workpiece, which is functionally in the working state, is coaxially placed with a ring and in its hole coaxially with it with a minimum working clearance The secondary winding of a power transformer.