RU51359U1 - Устройство для электроискрового легирования - Google Patents

Устройство для электроискрового легирования Download PDF

Info

Publication number
RU51359U1
RU51359U1 RU2005126125/22U RU2005126125U RU51359U1 RU 51359 U1 RU51359 U1 RU 51359U1 RU 2005126125/22 U RU2005126125/22 U RU 2005126125/22U RU 2005126125 U RU2005126125 U RU 2005126125U RU 51359 U1 RU51359 U1 RU 51359U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
cooler
increase
alloying
technical result
Prior art date
Application number
RU2005126125/22U
Other languages
English (en)
Inventor
Геннадий Иванович Астафьев
Евгений Михайлович Файншмидт
Владимир Федорович Пегашкин
Дмитрий Александрович Крашенинников
Василий Францевич Пилипенко
Original Assignee
Нижнетагильский технологический институт УГТУ-УПИ
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 Нижнетагильский технологический институт УГТУ-УПИ filed Critical Нижнетагильский технологический институт УГТУ-УПИ
Priority to RU2005126125/22U priority Critical patent/RU51359U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU51359U1 publication Critical patent/RU51359U1/ru

Links

Landscapes

  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к электрофизическим методам обработки в частности к электроискровому легированию режущего инструмента, штамповой оснаски и деталей машин. Техническим результатом полезной модели является увеличение толщины легированного слоя, повышение сплошности покрытия и увеличение производительности устройства. Технический результат достигается за счет того, что в электрическую схему устройства дополнительно введен релейный элемент, подключенный по входу к датчику напряжения, а по выходу- к блоку управления, кроме того электрод-инструмент выполнен в виде полого стержня (трубчатый) и охлаждается путем подачи охладителя во внутрь электрода, в качестве охладителя используют азот, аргон или другой нейтральный газ. В качестве материала электрода используют твердый сплав, высокоуглеродистые сплавы железа или графит.

Description

Полезная модель относится к электрофизическим методам обработки, в частности к электроискровому легированию режущего инструмента, штамповой оснаски и деталей машин.
Известно устройство для электроэрозионного легирования, у которого электромагнитный вибратор сообщает вибрацию электроду, закрепленному в шарнире. Оправка, с закрепленными на ней опозитно постоянными магнитами, вращается электродвигателем с помощью шкива и передаточного элемента. При этом магнитное поле смещает свободный конец электрода на величину, не превышающую диаметр электрода, что обеспечивается конструкцией шарнира. В момент разряда магнитное поле постоянных магнитов вытесняет расплав из точки касания электрода и распределяет его по обрабатываемой поверхности. Вступая в контакт с обрабатываемой поверхностью, электрод совершает возвратно-поступательное и вращательное движение и под действием электрических разрядов происходит процесс нанесения электродного материала на упрочняемую поверхность [1].
Недостатком данного устройства является недостаточная сплошность наносимого покрытия и малая производительность установки.
Известно устройство для электроэрозионной обработки, в котором для автоматического поддержания расстояния между электродами применены неподвижный корпус с магнитопроводом и катушкой и подвижная часть, состоящая из электрододержателя с катушкой, подключенной к датчику тока или напряжения на искровом промежутке через блок управления [2].
Недостатком данного устройства является то, что подвижная часть является электромагнитным успокоителем, т.к. возникающие в нем вихревые токи при движении в магнитном поле создают значительные реакции, тормозящие резкие движения подвижной части. Это ухудшает качество наносимого покрытия и снижает производительность установки.
Известно устройство, содержащее источник питания, вибратор и генератор, электрическая схема которого содержит накопительную емкость, электрический зарядный ключ, выполненный на основе двух транзисторов и транзисторного модуля, элементы управления транзисторным ключом, разрядный тиристор с элементами управления им,
блок синхронизации вибратора и генератора импульсов [3]. Основными недостатками известного устройства являются: невысокая надежность и стабильность работы, высокие удельные энергозатраты на процесс легирования, малая производительность устройства.
Известно устройство для электроискрового упрочнения, содержащее трансформатор, соединенный с выпрямителем через переключатель режимов работы, выход выпрямителя соединен с резисторными ограничителями тока, которые в свою очередь соединены с накопительными конденсаторами и обрабатывающим электродом. Обрабатываемая деталь соединяется с рабочим дросселем и выпрямителем, параллельно рабочему дросселю подключена катушка электромагнитного вибратора [4] Недостатком данного устройства является низкая производительность из-за перегрева упрочняющего электрода и низкая частота искровых разрядов, что снижает сплошность и качество покрытия.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство, содержащее неподвижную часть - корпус с магнитопроводом и катушкой и подвижную часть, состоящую из электрододержателя с катушкой, подключенной к датчику тока и напряжения на искровом промежутке через блок управления. [5]. Электрод, закрепленный в электрододержателе, взаимодействует с деталью, причем длительность контакта электрода с деталью регулируется током короткого замыкания, протекающего через соленоид обратной связи. Для предотвращения перегрева электрод постоянно обдувается сжатым воздухом.
Однако у данного устройства имеется ряд недостатков:
- низкая производительность устройства вследствии использования стержневых электродов небольшого диаметра;
- упрочняющий слой получается с недостаточной толщиной;
- большие энергозатраты на процесс легирования;
- обдув электрода производится сжатым воздухом с внешней стороны, что не исключает контакта переносимой капельки-электрода с кислородом воздуха.
В момент соприкосновения электрода с деталью возникают большие токи короткого замыкания и электрод начинает греться, и, если не производить охлаждения, электрод может раскалиться и будет происходить налипание капелек материала-электрода на деталь. При этом получается шероховатая и рваная поверхность. Кроме того происходит окисление материала нагретого электрода за счет взаимодействия с кислородом воздуха, что приводит к быстрому износу электрода. Для улучшения поверхности упрочняемой детали необходимо создание в зоне искры электрода бескислородной атмосферы.
Техническим результатом полезной модели является улучшение поверхности легированного слоя, повышение сплошности покрытия и увеличение производительности устройства.
Технический результат достигается за счет устройства искрового легтрования у которого, для стабилизации частоты и амплитуды вибрациии электрода, в электрическую схему дополнительно введен релейный элемент, подключенный по входу к датчику напряжения, а по выходу к блоку управления, кроме того электрод -инструмент выполнен в виде полого стержня (трубчатый) и охлаждается путем подачи охладителя во внутрь электрода, в качестве охладителя используют азот, аргон или другой нейтральный газ. В качестве материала электрода используют твердый сплав, высокоуглеродистые сплавы железа или графит.
Предлагаемое устройство поясняется чертежом.
- на фиг 1 показана электрическая функциональна схема устройства
Устройство для электроискрового легирования деталей имеет неподвижный корпус с магнитопроводом и катушкой, а также подвижную часть, состоящую из электрододержателя и катушки. Электрод, закрепленный в электрододержателе, взаимодействует с деталью. Электрод выполнен в виде полого цилиндра и постоянно охлаждается охладителем, в качестве охладителя используют азот, аргон или другой нейтральный газ.
Как показано на фиг.1 подвижная катушка 1 и неподвижная 2 подключены к источникам 3 и 4 питания, и усилителю мощности 5. Источники питания и усилитель мощности образуют блок управления. Вход усилителя мощности 5 подключен к датчику напряжения 6 через релейный элемент 7. Искровой промежуток 8 включен в схему питания 9 через электрические клемы.
Устройство работает следующим образом.
В начальный момент электрод лежит на детали и напряжение на входе датчика 6 равно нулю. При этом через подвижную катушку 1, включенную на выходе усилителя мощности 5 протекает электрический ток. В результате взаимодействия магнитных полей подвижной катушки 1 и неподвижной катушки 2, подключенных от источников питания 3 и 4, возникает магнитная сила, втягивающая подвижную катушку 1 с электрододержателем. Это приводит к отрыву электрода от детали. В этот этот момент напряжение на выходе датчика напряжения 6 увеличивается и достигает напряжения срабатывания релейного элемента 7. Это вызывает
изменение направления движения тока в подвижной катушке 1 и электрододержатель начинает движение к поверхности детали. При сближении электрода с деталью до расстояния нескольких десятков микрометров напряженность поля достигает значений, при которых возникает электрический разряд.
При последующем замыкании электрода на деталь происходит разряд накопительной емкости и массоперенос материала электрода на обрабатываемую деталь. При этом происходит насыщение упрочненного слоя газами (растворенный кислород, оксиды углерода и др.), что ухудшает процесс диффузии материала электрода и ухудшает поверхность упрочняемой детали.
В момент соприкосновения электрода с деталью возникают большие токи короткого замыкания и электрод начинает греться, и, если не производить охлаждение, электрод может раскалиться и будет происходить налипание капелек материала-электрода на деталь.
Кроме того происходит окисление нагретого электрода за счет взаимодействия с кислородом воздуха, что приводит к быстрому износу электрода. Для устранения этого недостатка предлагается производить охлаждение электрода охладителем. В качестве охладителя используют газы-азот, аргон или другой нейтральный газ. В качестве материала электрода используют твердый сплав, высокоуглеродистые сплавы железа или графит. Для эффективного охлаждения электрод выполняют трубчатым и охладитель подается во внутрь электрода.
Пример конкретной реализации устройства
Обработке подлежал режущий нож деревообрабатывающего станка, имеющий форму узкой прямоугольной пластины толщиной 4 мм и с размерами 40×300 мм. Ножевая пластина была изготовлена из рядовой углеродистой стали. Электроэрозионной обработке подвергалась большая поверхность ножа, начиная от режущей кромки на всю длину пластины и шириной, равной половине ширины пластины. Легирование осуществляли сплавом Т15К6 при следующих параметрах:
- скорость перемещения суппорта с устройством
легирования, мм/обор. - 1
- технологический ток, ампер - 90
- емкость конденсаторов, мкф. - до 2400
- напряжение холостого хода, вольт - 85
- диаметр полого электрода, мм - 60
- материал электрода - твердый сплав
- скорость обработки, мм2/сек - до 180
- толщина легирующего слоя, мм - 0,2
- шероховатость покрытия, Ra мкм - 10,0
- частота следования импульсов, гц - 100
- газ охладитель - азот
Процесс упрочнения проводили на разных режимах при емкостях разрядных конденсаторов соответственно: 1850, 2100, 2400 мкф. Рабочие электроды, используемые в процессе легирования, были выполнены из материалов марки ВК-8 и Т15К6. При оптимальных условиях и емкости конденсаторов 2100 мкф. была достигнута наилучшая производительность установки с толщиной наложения упрочненного слоя до 0,20 мм. Установка устойчиво обеспечивала заданный режим.
Используя микроскоп типа МПБ-2 с 24 кратным увеличением установили, что вся поверхность имела равномерное электроэрозионное покрытие, между отдельными участками разрывов не наблюдалось. При необходимости легирование можно повторить методом наложения 2-го упрочняющего слоя.
Эксплуатационная стойкость обработанных деревообрабатывающих ножей зависила от материала электродов и увеличивалась в 1,5-2,8 раз. Наилучшие показатели по стойкости показали ножи, обработанные электродами марки Т15К6.
Введение в электрическую схему управления устройства релейного элемента позволяет стабилизировать частоту и амплитуду вибраций электрода, что значительно повышает производительность обработки. Кроме того полый электрод постоянно охлаждается охладителем, что исключает окисление электрода кислородом воздуха, а это значительно улучшает качество упрочняемой поверхности
Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить толщину легированного слоя, повысить сплошность покрытия, его сцепляемость с основным металлом и повысить производительность процесса. Кроме того, устройство позволяет равномерно покрывать легирующим слоем плоские, цилиндрические и сложнопрофильные поверхности.
Таким образом, заявляемое техническое решение полностью выполняет поставленную задачу.
Заявляемое техническое решение не известно в Российской Федерации и за рубежом и отвечает требованиям критерия " новизна ". Техническое решение может быть реализовано промышленным способом в условиях серийного производства с использованием известных технических средств, технологий и материалов и отвечает требованиям критерия "промышленная применимость".
Использованная литература
1. А.с. 1609564, В 23 Н 9/00, опубл. в бюл. №44, 1990
2. А.с. 1627353, В 23 Н 9/ 00, опубл. в бюл. № 6, 1991
3. Установка Элитрон-22, паспорт АИИЗ. 299.157. ПС, Кишинев, 1986.
4. П-2171162, В 23 Н 7/04, опубл. 2001.07.27.
5 Пол. модель №2529, В 23 Н 7/18, опубл. в бюл. №8, 16.08.1996

Claims (3)

1. Устройство для электроискрового легирования, содержащее электрод-инструмент, источник питания постоянного тока и трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с обдуваемым электродом-инструментом и обрабатываемой деталью, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит релейный элемент, подключенный по входу к датчику напряжения, а по выходу - к блоку управления, кроме того электрод-инструмент выполнен в виде полого стержня (трубчатый) и охлаждается путем подачи охладителя вовнутрь электрода.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве охладителя используют азот или сжатый воздух.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве материала электрода используют твердый сплав, высокоуглеродистые сплавы железа или графит.
Figure 00000001
RU2005126125/22U 2005-08-17 2005-08-17 Устройство для электроискрового легирования RU51359U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005126125/22U RU51359U1 (ru) 2005-08-17 2005-08-17 Устройство для электроискрового легирования

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005126125/22U RU51359U1 (ru) 2005-08-17 2005-08-17 Устройство для электроискрового легирования

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU51359U1 true RU51359U1 (ru) 2006-02-10

Family

ID=36050218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005126125/22U RU51359U1 (ru) 2005-08-17 2005-08-17 Устройство для электроискрового легирования

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU51359U1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD400Z (ru) * 2010-09-23 2012-02-29 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Устройство для электроискрового легирования (варианты)
MD454Z (ru) * 2010-10-06 2012-07-31 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Установка для электроискрового легирования
RU2655420C1 (ru) * 2017-06-02 2018-05-28 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Устройство для электроискрового легирования металлов

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD400Z (ru) * 2010-09-23 2012-02-29 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Устройство для электроискрового легирования (варианты)
MD454Z (ru) * 2010-10-06 2012-07-31 Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы Установка для электроискрового легирования
RU2655420C1 (ru) * 2017-06-02 2018-05-28 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Устройство для электроискрового легирования металлов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nallusamy Analysis of MRR and TWR on OHNS die steel with different electrodes using electrical discharge machining
RU51359U1 (ru) Устройство для электроискрового легирования
CN108161051B (zh) 磁场辅助平面钻削设备
Liu et al. Milling performance of titanium alloy based on short electric arc machining with direct current power source
CN114262855A (zh) 一种高频脉冲电磁耦合辅助超声滚压强化加工方法及装置
Luo An energy-distribution strategy in fast-cutting wire EDM
Yadav et al. Investigations on rotary tool near-dry electric discharge machining
RU55659U1 (ru) Устройство для электроискрового легирования
Kou et al. Machining mechanisms and characteristics of moving electric arcs in high-speed EDM milling
Banker et al. Review to performance improvement of die sinking EDM using powder mixed dielectric fluid
Kumar et al. Comparison of material transfer in electrical discharge machining of AISI H13 die steel
RU76593U1 (ru) Устройство для электроэрозионного легирования
RU69788U1 (ru) Устройство для электроискрового легирования
RU82611U1 (ru) Устройство для электроэрозионного легирования
KR100787275B1 (ko) 방전 표면 처리 방법 및 방전 표면 처리 장치
Rai et al. Parametric optimization of WEDM using grey relational analysis with Taguchi method
Liu et al. Milling performance of Inconel 718 based on DC short electric arc machining with graphite and W-Ag electrode materials
Reddy et al. Experimental investigation–magnetic assisted electro discharge machining
RU2529U1 (ru) Устройство для искрового легирования деталей
Dai et al. Research on milling performance of titanium alloy in a new hybrid process combining short electric arc and electrochemical machining
CN209773659U (zh) 平面电火花处理装置
Krastev et al. Surface modification of steels by electrical discharge treatment in electrolyte
Sahu et al. Machinability Appraisement of Inconel 825 during Electro-Discharge Machining: Use of Transformer Oil as Dielectric Media
RU2732260C1 (ru) Устройство для электроискрового вибрационного легирования металлов
RU164627U1 (ru) Устройство для электроэрозионного легирования металлических поверхностей

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)