RU2585600C1 - Device for electric spark processing surfaces - Google Patents

Device for electric spark processing surfaces Download PDF

Info

Publication number
RU2585600C1
RU2585600C1 RU2015110001/02A RU2015110001A RU2585600C1 RU 2585600 C1 RU2585600 C1 RU 2585600C1 RU 2015110001/02 A RU2015110001/02 A RU 2015110001/02A RU 2015110001 A RU2015110001 A RU 2015110001A RU 2585600 C1 RU2585600 C1 RU 2585600C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
compressed air
armature
nozzle
fixed
electromagnet
Prior art date
Application number
RU2015110001/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Алексеевич Гришко
Валерий Игоревич Иванов
Валентин Павлович Лялякин
Сергей Александрович Соловьев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ФГБНУ ГОСНИТИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ФГБНУ ГОСНИТИ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ФГБНУ ГОСНИТИ)
Priority to RU2015110001/02A priority Critical patent/RU2585600C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2585600C1 publication Critical patent/RU2585600C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/26Apparatus for moving or positioning electrode relatively to workpiece; Mounting of electrode

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to electrophysical methods of processing materials, particularly, to spark alloying, and can be used in machine building and repair for obtaining wear-resistant coatings on parts of friction units and fixed joints. Device comprises encased electromagnet consisting of magnetic conductor with coil and armature in form of a plate made of material with low resistivity, at one end of which is fixed electrode holder, armature core is secured at end of magnetic conductor of electromagnet, and other end of armature is hinged on horizontal axis, fixed to housing of device. Device also has compressed air supply nozzle, which is rigidly fixed in device housing and installed above place of attachment of electrode holder to anchor, to nozzle is compressed air feed tube, other end connected with compressed air pressure regulator.
EFFECT: invention enables rapid change of characteristics of vibration to achieve optimal mode of processing.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электрофизических методов обработки материалов, в частности к электроискровому легированию, и может быть использована в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на деталях узлов трения и неподвижных соединений.The invention relates to the field of electrophysical methods of processing materials, in particular to spark alloying, and can be used in engineering and repair production to obtain wear-resistant coatings on parts of friction units and fixed joints.

Известны электромагнитные устройства для электроискровой обработки поверхностей, в которых непрерывное колебательное движение электрода, контактирующего с поверхностью обрабатываемой детали, осуществляется с помощью неподвижного электромагнита, к магнитопроводу которого периодически притягивается подвижный якорь с электрододержателем. Обратный ход якоря осуществляется возвратной пружиной [Бурумкулов Ф.Х., Лезин П.П., Сенин П.В., Иванов В.И., Величко С.А., Ионов П.А. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика). Саранск, «Красный Октябрь», 2003, с. 49].Known electromagnetic devices for electric spark surface treatment, in which the continuous oscillatory movement of the electrode in contact with the surface of the workpiece is carried out using a stationary electromagnet, to the magnetic circuit of which the movable armature with the electrode holder is periodically attracted. The return stroke of the anchor is carried out by a return spring [Burumkulov F.Kh., Lezin P.P., Senin P.V., Ivanov V.I., Velichko S.A., Ionov P.A. Electrospark technology for restoration and hardening of machine parts and tools (theory and practice). Saransk, "Red October", 2003, p. 49].

Проведенные исследования электроискровой обработки показали, что увеличение частоты следования импульсов с одновременным увеличением частоты вибрации электрода дает значительное увеличение производительности процесса [там же, с. 47]. Так, на установках для электроискровой обработки серии БИГ диапазон регулирования частоты вибрации составляет от 100 до 400 Гц [Установки для электроискровой обработки серии БИГ. Технические условия ТУ 3312-001=02069964-2012. Саранск, 2012. п. 1.3.4]. При изучении процесса электроискрового легирования частоту вибрации электрода изменяют от 10 до 2000 Гц (см. Лабораторная работа N; 3. Электроискровое легирование металлических материалов. Электронный ресурс - Режим доступа: http://5fan.ru/wievjob.php.id=50242. Рис. 4a). Жесткость возвратной пружины не может обеспечить оптимальность работы устройства в таком диапазоне изменения частоты, что приводит к снижению характеристик нанесенного покрытия.Studies of electrospark processing showed that an increase in the pulse repetition rate with a simultaneous increase in the electrode vibration frequency gives a significant increase in the process productivity [ibid, p. 47]. So, on installations for electric spark processing of the BIG series, the range of regulation of the frequency of vibration is from 100 to 400 Hz [Installations for electric spark processing of the BIG series. Specifications TU 3312-001 = 02069964-2012. Saransk, 2012. p. 1.3.4]. When studying the process of electrospark alloying, the vibration frequency of the electrode is changed from 10 to 2000 Hz (see Laboratory work N; 3. Electrospark alloying of metal materials. Electronic resource - Access mode: http://5fan.ru/wievjob.php.id=50242. Fig. 4a). The stiffness of the return spring cannot ensure the optimal operation of the device in such a frequency range, which leads to a decrease in the characteristics of the applied coating.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство для электроискрового легирования металлов, описанное в авторском свидетельстве №248103 B23k, опубл. 05. 08. 1970. Устройство содержит заключенный в корпус электромагнит, состоящий из магнитопровода с катушкой, и якорь, выполненный из трех соединенных между собой пластин, внутренняя, на которую крепится электрододержатель, изготовлена из материала с низким удельным электрическим сопротивлением, а наружные, на одну из которых закреплен сердечник якоря, изготовлены из пружинной стали.The closest analogue (prototype) is a device for electric spark alloying of metals, described in copyright certificate No. 248103 B23k, publ. 05. 08. 1970. The device contains an electromagnet enclosed in a housing, consisting of a magnetic circuit with a coil, and an armature made of three interconnected plates, the inner one on which the electrode holder is mounted, made of a material with low electrical resistivity, and the outer ones, one of which anchors core is fixed, made of spring steel.

Недостатком данного устройства является:The disadvantage of this device is:

- невозможность оперативного изменения характеристик вибрации (амплитуды, виброударной скорости) при изменении частоты вибрации;- the impossibility of operational changes in the characteristics of vibration (amplitude, vibrational velocity) when changing the frequency of vibration;

- перегрев электрода на средних и жестких режимах обработки из-за отсутствия охлаждения, что приводит к снижению качества покрытия и отжигу пружин якоря.- overheating of the electrode in medium and hard processing conditions due to lack of cooling, which leads to a decrease in the quality of the coating and annealing of the armature springs.

Целью изобретения является создание устройства для электроискровой обработки поверхностей с возможностью оперативного изменения характеристик вибрации для достижения оптимального режима обработки.The aim of the invention is to provide a device for electric spark surface treatment with the ability to quickly change the characteristics of the vibration to achieve the optimal processing mode.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для электроискровой обработки поверхностей, содержащее заключенный в корпус электромагнит, состоящий из магнитопровода с катушкой, и якорь в форме пластины, изготовленный из материала с низким удельным электрическим сопротивлением, на одном конце которого закреплен электрододержатель, а также на якорь под торцом магнитопровода электромагнита прикреплен сердечник, а другой конец якоря шарнирно закреплен на горизонтальную ось, зафиксированную к корпусу устройства, и в устройство введено сопло подачи сжатого воздуха, жестко закрепленное в корпусе устройства и установленное над местом крепления электрододержателя к якорю, к соплу подсоединена трубка подачи сжатого воздуха, другим концом соединенная к регулятору давления сжатого воздуха. В устройстве зазор между торцом магнитопровода электромагнита и сердечником составляет 1,0-1,2 мм, сопло установлено над якорем на расстоянии 0, 5-3,0 мм при выходном диаметре сопла 0,2-2,5 мм, а давление воздуха может регулироваться в пределах 0,1-0,8 МПа.This goal is achieved in that a device for electric spark surface treatment, containing an electromagnet enclosed in a housing, consisting of a magnetic circuit with a coil, and a plate-shaped anchor made of a material with low electrical resistivity, at one end of which an electrode holder is fixed, as well as an anchor a core is attached under the end of the magnet core of the electromagnet, and the other end of the armature is pivotally mounted on a horizontal axis fixed to the device’s body, and into the device of the compressed air nozzle is rigidly fixed in the housing unit and installed over the place of fixing the electrode to the armature, is connected to the nozzle air supply tube, the other end connected to a compressed air pressure regulator. In the device, the gap between the end face of the magnetic core of the electromagnet and the core is 1.0-1.2 mm, the nozzle is mounted above the armature at a distance of 0.5-3.0 mm with an outlet diameter of the nozzle 0.2-2.5 mm, and air pressure regulated within 0.1-0.8 MPa.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве воздействие пружины на якорь заменено воздействием давления сжатого воздуха истекающего из сопла на поверхность якоря. Давление воздуха можно регулировать в широких пределах регулятором давления (см. например, Регуляторы давления сжатого воздуха. Электронный ресурс - Режим доступа: http://www.pnevmo-i.ru/regulators-pressure.htm), что дает возможность подстраивать вибрацию на любых частотах обработки. Зазор между торцом магнитопровода электромагнита и сердечником выбран из условий того, что при жестких режимах обработки требуется длительное время (несколько сот микросекунд) зарядки накопительных конденсаторов (600 мкФ и более) генераторов импульсов, и поэтому обработку ведут на малых частотах (100-150 Гц) с амплитудой вибрации электрода до 1 мм. Установка сопла над якорем на расстоянии 0,5-3,0 мм при выходном диаметре сопла 0,2-2,5 мм обосновывается теоретически (см. Технический словарь. Том 1. Диаметр - выходное отверстие - сопло. Электронный ресурс - Режим доступа: http://www.ai08.org/index.php/index) и проверено практически. Давление воздуха регулируется и может составлять на входе сопла 0,1-0,8 МПа.The essence of the invention lies in the fact that in the device the action of the spring on the armature is replaced by the effect of the pressure of compressed air flowing from the nozzle onto the surface of the armature. Air pressure can be regulated over a wide range by a pressure regulator (see, for example, Compressed air pressure regulators. Electronic resource - Access mode: http://www.pnevmo-i.ru/regulators-pressure.htm), which makes it possible to adjust the vibration to any processing frequencies. The gap between the end face of the electromagnet magnetic core and the core is selected from the conditions that during hard processing conditions it takes a long time (several hundred microseconds) to charge the storage capacitors (600 μF or more) of the pulse generators, and therefore the processing is carried out at low frequencies (100-150 Hz) with an amplitude of vibration of an electrode to 1 mm. The installation of the nozzle above the anchor at a distance of 0.5-3.0 mm with an output diameter of the nozzle of 0.2-2.5 mm is theoretically justified (see Technical Dictionary. Volume 1. Diameter - exit port - nozzle. Electronic resource - Access mode: http://www.ai08.org/index.php/index) and verified practically. The air pressure is adjustable and can be 0.1-0.8 MPa at the nozzle inlet.

Изобретение поясняется чертежом (Фиг.).The invention is illustrated in the drawing (Fig.).

В корпусе 1 устройства, с помощью скобы 2, неподвижно крепится магнитопровод 3 с катушкой 4 электромагнита. Якорь 5, с прикрепленными к нему электрододержателем 6 и сердечником 7, одним концом шарнирно закреплен на оси 8, зафиксированной к корпусу 1. Над местом крепления электрододержателя 6 к якорю 5 при помощи скобы 9 установлено сопло 10 подачи сжатого воздуха. Сопло 10 гибкой трубкой 11 соединено с регулятором 12 давления сжатого воздуха. К якорю 5, при помощи кабеля 13, подводится напряжение от генератора импульсов технологического тока (на фиг. не показан). В электрододержатель 6 зажат электрод 14.In the housing 1 of the device, using the bracket 2, the magnetic circuit 3 is fixedly mounted with the coil 4 of the electromagnet. Anchor 5, with an electrode holder 6 and a core 7 attached to it, is pivotally attached at one end to an axis 8 fixed to the housing 1. Above the point of attachment of the electrode holder 6 to the anchor 5, a nozzle 10 for supplying compressed air is installed using the bracket 9. The nozzle 10 by a flexible tube 11 is connected to a pressure regulator 12 of compressed air. To the armature 5, using cable 13, voltage is supplied from the pulse generator of the technological current (not shown in Fig.). An electrode 14 is clamped in the electrode holder 6.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Включение устройства осуществляется подачей на регулятор 12 сжатого воздуха, воздух попадает в сопло 10, а на катушку 4 подается импульсное напряжение. При этом воздух, поступающий из сопла 10 на поверхность якоря 5, создает давление, которое перемещает якорь 5, а соответственно и электрод 14, к поверхности обрабатываемой детали (на фиг. не показана). При поступлении импульса напряжения на катушку 4 электромагнита, сердечник 7 притягивается к торцу магнитопровода 3 и якорь 5, а соответственно и электрод 14, отдаляются от поверхности детали. При прекращении действия импульса напряжения на катушку 4, за счет давления воздуха, электрод 14 начинает приближаться к поверхности детали и цикл вибрационного движения электрода 14 повторяется. При помощи регулятора 12 производится настройка вибрации электрода и осуществляется электроискровая обработка поверхности детали. Сжатый воздух создает в корпусе 1 устройства избыточное давление и используется для охлаждения электрододержателя 6 и электрода 14 через зазор между электрододержателем 6 и корпусом 1.The device is turned on by supplying compressed air to the regulator 12, air enters the nozzle 10, and a pulse voltage is supplied to the coil 4. In this case, the air coming from the nozzle 10 to the surface of the armature 5 creates a pressure that moves the armature 5, and accordingly the electrode 14, to the surface of the workpiece (not shown in Fig.). When a voltage pulse arrives at the coil 4 of the electromagnet, the core 7 is attracted to the end of the magnetic circuit 3 and the armature 5, and accordingly the electrode 14, are moved away from the surface of the part. Upon termination of the voltage pulse on the coil 4, due to air pressure, the electrode 14 begins to approach the surface of the part and the cycle of vibrational movement of the electrode 14 is repeated. With the help of the regulator 12, the vibration of the electrode is adjusted and electric spark surface treatment of the part is carried out. Compressed air creates excess pressure in the housing 1 of the device and is used to cool the electrode holder 6 and the electrode 14 through the gap between the electrode holder 6 and the housing 1.

Испытания пробного образца устройства для электроискровой обработки поверхностей показали, что с повышением частоты вибрации электрода необходимо повышать давление сжатого воздуха.Tests of a test sample of a device for electric spark surface treatment showed that with an increase in the frequency of vibration of the electrode, it is necessary to increase the pressure of compressed air.

Изобретение дает возможность изменять характеристики вибрации электрода для получения оптимального режима электроискровой обработки и получать покрытия требуемых параметров.The invention makes it possible to change the characteristics of the vibration of the electrode to obtain the optimal mode of electrospark processing and obtain coatings of the required parameters.

Claims (4)

1. Устройство для электроискровой обработки поверхностей, содержащее заключенный в корпус электромагнит, состоящий из магнитопровода с катушкой, и якорь в форме пластины, изготовленный из материала с низким удельным электрическим сопротивлением, на одном конце которого закреплен электрододержатель, отличающееся тем, что оно снабжено соплом подачи сжатого воздуха, жестко закрепленным в корпусе и установленным над местом крепления электрододержателя к якорю, причем на якорь под торцом магнитопровода электромагнита прикреплен сердечник, а другой конец якоря шарнирно закреплен на горизонтальную ось, зафиксированную на корпусе устройства, при этом к соплу подсоединена трубка подачи сжатого воздуха, которая другим концом соединена с регулятором давления сжатого воздуха.1. Device for electric spark surface treatment, comprising an electromagnet enclosed in a housing, consisting of a magnetic circuit with a coil, and a plate-shaped anchor made of a material with low electrical resistivity, at one end of which an electrode holder is fixed, characterized in that it is provided with a feed nozzle compressed air, rigidly fixed in the housing and installed above the place of attachment of the electrode holder to the anchor, and the core is attached to the anchor under the end face of the electromagnet magnetic core And the other end of the armature is pivotally mounted on a horizontal axis fixed on the chassis, wherein the nozzle is connected to a compressed air supply pipe which other end is connected to a compressed air pressure regulator. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зазор между торцом магнитопровода электромагнита и сердечником составляет 1,0÷1,2 мм.2. The device according to p. 1, characterized in that the gap between the end face of the magnetic core of the electromagnet and the core is 1.0 ÷ 1.2 mm. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сопло установлено над якорем на расстоянии 0,5÷3,0 мм при выходном диаметре сопла 0,2÷2,5 мм.3. The device according to p. 1, characterized in that the nozzle is mounted above the armature at a distance of 0.5 ÷ 3.0 mm with an output diameter of the nozzle of 0.2 ÷ 2.5 mm. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью регулирования давление воздуха в пределах 0,1÷0,8 МПа. 4. The device according to p. 1, characterized in that it is made with the possibility of regulating the air pressure within 0.1 ÷ 0.8 MPa.
RU2015110001/02A 2015-03-23 2015-03-23 Device for electric spark processing surfaces RU2585600C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110001/02A RU2585600C1 (en) 2015-03-23 2015-03-23 Device for electric spark processing surfaces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110001/02A RU2585600C1 (en) 2015-03-23 2015-03-23 Device for electric spark processing surfaces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2585600C1 true RU2585600C1 (en) 2016-05-27

Family

ID=56096219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015110001/02A RU2585600C1 (en) 2015-03-23 2015-03-23 Device for electric spark processing surfaces

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2585600C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU248103A1 (en) * Опытный завод института прикладной физики Молдавской ССР DEVICE FOR ELECTRIC DIFFERENT MEASUREMENT OF METALS
SU1484513A1 (en) * 1987-06-03 1989-06-07 Опытный Завод Института Прикладной Физики Ан Мсср Vibrator for spark-erosion alloying
RU2529U1 (en) * 1994-08-16 1996-08-16 Акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" DEVICE FOR SPARKLY ALLOYING PARTS
RU2071885C1 (en) * 1995-01-11 1997-01-20 Товарищество с ограниченной ответственностью фирма "ПЭЛМ" Electroerosion alloying vibrator
JP2000153412A (en) * 1998-11-17 2000-06-06 Sodick Co Ltd Feeder for tool electrode in electric discharge machining device
MD1982B1 (en) * 2001-12-17 2002-08-31 Andrei Tcacenco Electromagnetic air-cooled vibrator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU248103A1 (en) * Опытный завод института прикладной физики Молдавской ССР DEVICE FOR ELECTRIC DIFFERENT MEASUREMENT OF METALS
SU1484513A1 (en) * 1987-06-03 1989-06-07 Опытный Завод Института Прикладной Физики Ан Мсср Vibrator for spark-erosion alloying
RU2529U1 (en) * 1994-08-16 1996-08-16 Акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" DEVICE FOR SPARKLY ALLOYING PARTS
RU2071885C1 (en) * 1995-01-11 1997-01-20 Товарищество с ограниченной ответственностью фирма "ПЭЛМ" Electroerosion alloying vibrator
JP2000153412A (en) * 1998-11-17 2000-06-06 Sodick Co Ltd Feeder for tool electrode in electric discharge machining device
MD1982B1 (en) * 2001-12-17 2002-08-31 Andrei Tcacenco Electromagnetic air-cooled vibrator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bhattacharyya et al. Experimental investigation on the influence of electrochemical machining parameters on machining rate and accuracy in micromachining domain
Munda et al. Control of micro-spark and stray-current effect during EMM process
JP2007512942A (en) Aerosol charge modification device
EA001749B1 (en) Method of and arrangement for electrochemical machining
RU2585600C1 (en) Device for electric spark processing surfaces
Wang et al. Direct amplitude control for voice coil motor on high frequency reciprocating rig
Heinz Jr Fundamental study of magnetic field-assisted micro-EDM for non-magnetic materials
CN101700589B (en) Piezoelectric self-excited impulse-type micro electro discharge machining device and machining method thereof
RU2108212C1 (en) Method of electric-spark application of metal platings
RU2679160C1 (en) Method of electrospark doping and device for implementation thereof
Martinez-Alvarado et al. Pulsed power supply for electrochemical machining
RU2588945C1 (en) Device for electric spark processing surfaces
RU2708196C1 (en) Electric-spark coating application method
CN103394989A (en) Working chamber special for derusting machine and vibrating-type derusting machine
RU78453U1 (en) MULTI-ELECTRODE TOOL FOR ELECTROEROSION ALLOYING
RU2619412C1 (en) Device for surface spark erosion
RU72165U1 (en) DEVICE FOR ELECTROEROSION ALLOYING
JP2007042287A (en) Ion generator
RU2740936C1 (en) Electric spark coating application method and device for implementation thereof
Bajpai et al. Vibration characteristics of micro-EDM using variable dielectric media
RU184152U1 (en) SURFACE ELECTRIC SPARKING DEVICE
RU2190044C2 (en) Apparatus for microarc applying of oxide coating on metals and their alloys
RU2623539C1 (en) Installation to create coatings on metal surfaces by the method of electric-spark doping
RU109684U1 (en) ELECTRIC SPARKING DEVICE
Kabini et al. Evaluation of the performance of a transistorised pulse generation circuit in electrical discharge machining

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180324