RU2285728C2

RU2285728C2 - Method of the electromechanical working of the machine components

Info

Publication number: RU2285728C2
Application number: RU2004134769/02A
Authority: RU
Inventors: В чеслав Олегович Надольский (RU); Вячеслав Олегович Надольский; Сергей Александрович Яковлев (RU); Сергей Александрович Яковлев; Андрей Викторович Павлов (RU); Андрей Викторович Павлов
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2006-10-20
Also published as: RU2004134769A

Abstract

FIELD: metal working of the machine components; methods of electromechanical working of the machine components.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the metal working of the machine components, in particular, to the method of electromechanical working of the machine components. The technical result of the invention is the increased efficiency of the process of the electromechanical working. The electromechanical working is conducted by three tools moving simultaneously one after another along the axis of the detail and arranged uniformly around it. Each roller is connected to one of the phases of the three-phase alternating current source forming with the detail and other rollers the common electric circuit. At that the trajectory of movement of each subsequent roller lags behind of the

previous one by 0.32...0.34 pitch. The technical result of the invention is the increased productivity of the machine working, reduction of the electric power input, remedy distortions of the phases of the power supply network.

EFFECT: the invention ensures the increase of productivity of the machine working, reduction of the electric power input, remedy distortions of the phases of the power supply network.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к методам поверхностной электромеханической обработки (ЭМО) деталей машин, преимущественно тел вращения, в условиях массового и ремонтного производства.The invention relates to the field of metalworking, in particular to methods of surface electromechanical processing (EMO) of machine parts, mainly rotation bodies, under conditions of mass and repair production.

Известны способы электромеханической обработки (см. Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей электромеханической обработкой. - Л.: Машиностроение. - 1989. - 184 с. и Багмутов В.П., Паршев С.Н., Дудкина Н.Г., Захаров И.Н. Электромеханическая обработка: технологические и физические основы, свойства, реализация. - Новосибирск: Наука, 2003. - 318 с.) однофазным переменным или постоянным током, при которых через зону контакта деформирующего электрод-инструмента (ролика или пластины) и детали проходит ток большой плотности (10⁸-10⁹ А/м²) и низкого (1-6 В) напряжения, вследствие чего на контактирующей поверхности изделия выделяется большое количество джоулева тепла, происходят высокоскоростной нагрев локального микрообъема поверхности с одновременным его пластическим деформированием и последующее интенсивное охлаждение за счет отвода тепла внутрь детали, что приводит к повышению прочности и износостойкости. Однофазный электрический ток подводится к детали через электроконтактное устройство и специальную державку с электрод-инструментом. Способ существенно изменяет физико-механические свойства поверхностного слоя изделий и позволяет повысить их служебные характеристики.Known methods of electromechanical processing (see Askinazi B.M. Hardening and restoration of parts by electromechanical processing. - L.: Mechanical Engineering. - 1989. - 184 pp. And Bagmutov V.P., Parshev S.N., Dudkina N.G. , Zakharov IN Electromechanical processing: technological and physical foundations, properties, implementation. - Novosibirsk: Nauka, 2003. - 318 p.) Single-phase alternating or direct current, in which through the contact zone of the deforming electrode-tool (roller or plate) and parts passing current of high density (10 ⁸ -10 ⁹ A / m ² ) and low (1-6 V) tension, as a result of which a large amount of Joule heat is released on the contacting surface of the product, high-speed local heating of the surface microvolume with its simultaneous plastic deformation and subsequent intensive cooling due to heat dissipation inside the part occur, which leads to increased strength and wear resistance. A single-phase electric current is supplied to the part through an electrical contact device and a special holder with an electrode tool. The method significantly changes the physicomechanical properties of the surface layer of products and improves their performance characteristics.

Однако данный способ отличается низкой производительностью обработки поверхностей, большими потерями электроэнергии в технологической оснастке и по длине детали, значительным перекосом фаз питающей электрической сети ввиду однофазной нагрузки большой мощности и низким КПД процесса.However, this method is characterized by low surface treatment productivity, large losses of electricity in the tooling and along the length of the part, a significant phase imbalance of the power supply network due to the single-phase load of high power and low process efficiency.

Существует устройство для электромеханической обработки деталей машин (патент №2209711, кл. В 23 Н 5/04), в котором подвод электрической энергии к детали осуществляется гибкими шинами вторичной обмотки однофазного трансформатора с торроидальным сердечником, расположенным на суппорте токарного станка, непосредственно на два рабочих электрод-инструмента в виде роликов. Применение двухроликовой обработки приводит к повышению коэффициента полезного использования электрической энергии, снижает ее потери и увеличивает производительность обработки в два раза. Однако двухроликовая обработка повышает эффективность процесса лишь частично, сохраняя ряд перечисленных выше недостатков.There is a device for the electromechanical processing of machine parts (patent No. 2209711, class B 23 H 5/04), in which the supply of electrical energy to the part is carried out by flexible tires of the secondary winding of a single-phase transformer with a toroidal core located on the support of the lathe, directly on two workers electrode tool in the form of rollers. The use of two-roller processing leads to an increase in the efficiency of electric energy, reduces its losses and doubles the processing productivity. However, two-roller processing increases the efficiency of the process only partially, while retaining a number of the above disadvantages.

Технический результат предлагаемого изобретения - это повышение эффективности процесса ЭМО за счет увеличения производительности обработки и снижения потерь, повышение КПД процесса и устранение перекоса фаз.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the EMO process by increasing processing productivity and reducing losses, increasing process efficiency and eliminating phase imbalance.

Указанный результат достигается тем, что электромеханическая обработка производится тремя инструментами, каждый из которых подключен к одной из фаз трехфазного источника тока, например понижающего трансформатора, образуя с деталью и другими инструментами общую электрическую цепь, причем инструменты движутся одновременно друг за другом вдоль детали и расположены равномерно вокруг нее, а траектория движения последующего инструмента отстает от предыдущего на 0,32...0,34 шага.This result is achieved by the fact that electromechanical processing is carried out by three tools, each of which is connected to one of the phases of a three-phase current source, for example, a step-down transformer, forming a common electrical circuit with the part and other tools, and the tools move simultaneously one after another along the part and are evenly spaced around it, and the trajectory of the subsequent tool lags behind the previous one by 0.32 ... 0.34 steps.

На чертеже изображена упрощенная схема предлагаемого способа обработки. Рабочие инструменты 1 располагаются равномерно вокруг обрабатываемой поверхности детали 2, вращающейся с заданной скоростью v, в специальном устройстве (на чертеже не показано), обеспечивающем их равномерное механическое воздействие на обрабатываемую поверхность и возможность перемещения в продольном направлении относительно этого устройства таким образом, чтобы последующий инструмент отставал от предыдущего на одну треть (0,32...0,34) шага подачи устройства. Каждый инструмент подключается к одной из фаз трехфазного источника тока 3, например трансформатора. В месте контакта инструментов 1 с деталью 2 происходит мгновенный нагрев (током до 2000 А) ее поверхностного слоя и механическое воздействие инструментами с последующим охлаждением в глубь детали за счет ее массы, в результате чего выполняются различные операции электромеханической обработки. Сила тока, усилие прижатия инструментов к детали и их подача вдоль оси заготовки вместе со специальным устройством, материал и форма инструментов принимаются исходя из задач и требований технологического процесса.The drawing shows a simplified diagram of the proposed processing method. The working tools 1 are located evenly around the workpiece surface 2, rotating at a given speed v, in a special device (not shown in the drawing), ensuring their uniform mechanical impact on the workpiece and the ability to move in the longitudinal direction relative to this device so that the subsequent tool one third (0.32 ... 0.34) of the device feed step behind the previous one. Each tool is connected to one of the phases of a three-phase current source 3, for example, a transformer. At the contact point of tools 1 with part 2, its surface layer is instantly heated (current up to 2000 A) and mechanically exposed by tools, followed by cooling deep into the part due to its mass, as a result of which various electromechanical processing operations are performed. The current strength, the pressing force of the tools to the part and their supply along the axis of the workpiece together with a special device, the material and shape of the tools are taken based on the tasks and requirements of the process.

Неравномерное расположение инструментов может привести к неравномерности электрического сопротивления цепей отдельных фаз и, следовательно, к различной глубине нагрева детали.The uneven arrangement of tools can lead to uneven electrical resistance of the circuits of individual phases and, consequently, to different depths of heating of the part.

Таким образом, при применении данного способа обработки деталей машин трехфазным током повышается производительность обработки, снижаются потери электрической энергии при выполнении технологической операции, устраняется перекос фаз, в целом повышается эффективность процесса ЭМО.Thus, when using this method of processing machine parts with three-phase current, the processing productivity is increased, the loss of electrical energy during the technological operation is reduced, phase imbalance is eliminated, and overall the efficiency of the EMO process is increased.

Claims

A method of electromechanical processing, which simultaneously includes mechanical action with working tools and heating of the surface layer of the product by passing electric current through the contact zone of the tool with the part, characterized in that the processing is performed by three working tools, each of which is connected to one of the phases of a three-phase current source with the formation of a part and other tools of a common electrical circuit, and the tools are placed evenly around the axis of the part and are simultaneously fed another along the axis of the part with a lag of each successive tool from the previous 0.32 ... 0.34 supplying step.