RU82611U1 - Устройство для электроэрозионного легирования - Google Patents
Устройство для электроэрозионного легирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU82611U1 RU82611U1 RU2008148281/22U RU2008148281U RU82611U1 RU 82611 U1 RU82611 U1 RU 82611U1 RU 2008148281/22 U RU2008148281/22 U RU 2008148281/22U RU 2008148281 U RU2008148281 U RU 2008148281U RU 82611 U1 RU82611 U1 RU 82611U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- capacitor
- tool
- discharge circuit
- alloying
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Устройство для электроэрозионного легирования, включающее источник переменного напряжения, подключенные к нему катушку вибратора с электродом-инструментом, электрод детали, мостовой выпрямитель, между положительным и отрицательным выходами которого подключены последовательно соединенные активное сопротивление и конденсатор, разрядный контур которого выполнен из двух изолированных проводников, один из которых подключен между положительной обкладкой конденсатора и электродом-инструментом, а второй - между отрицательной обкладкой конденсатора и электродом детали, отличающиеся тем, что разрядный контур конденсатора выполнен малоиндуктивным, а именно в виде коаксиального кабеля.
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 оппозитно 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.
Известно 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;
- низкое качество легированной поверхности (сплошность покрытия не выше 80%) из-за невозможности регулирования частоты и амплитуды вибрации электрод-инструмента.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является устройство электроискрового легирования [6], которое содержит два источника питания постоянного тока, электрод-инструмент с наконечником, электрод-детали, два ключа и формирователь импульсов, состоящий из двух катушек индуктивности, одна из которых включена в цепь тока легирования. Недостатком такого устройства является низкая производительность и большое энергопотребление, что вызвано малым током легирования из-за
дополнительно включенной в разрядный контур конденсатора индуктивности формирователя импульсов.
Техническим результатом полезной модели является повышение производительности процесса и качества электроэрозионного легирования поверхности деталей.
Технический результат достигается за счет устройства для электроэрозионного легирования, включающего источник переменного напряжения, подключенных к нему катушку вибратора с электродом-инструментом, электрод-детали, мостовой выпрямитель, между положительным и отрицательным выходами которого подключены последовательно соединенные активное сопротивление и конденсатор, разрядный контур которого выполнен из двух изолированных проводников, один из которых подключен между положительной обкладкой конденсатора и электродом-инструментом, а второй - между отрицательной обкладкой конденсатора и электродом-детали, согласно полезной модели разрядный контур конденсатора выполнен малоиндуктивным, а именно в виде коаксиального кабеля.
Предлагаемое устройство поясняется чертежом:
фиг.1 - показана электрическая функциональная схема устройства с выполнением разрядного контура конденсатора коаксиальным кабелем.
Устройство имеет источник 1 переменного напряжения, катушка 2 вибратора, электрод-инструмент 3, наконечник 4, электрод-детали 5, активное сопротивление 6, конденсатор 7, разрядный контур 8 конденсатора, изделие 9, выпрямитель мостовой 10.
Устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии напряжение с источника 1 питания подают на катушку 2 вибратора, ток в которой вызывает периодические, с удвоенной частотой источника 1 питания притягивания к ней электрод-инструмента 3, возврат в исходное состояние которого осуществляется за счет пружины (на фиг. не показана). Одновременно с этим, через выпрямитель 10 мостовой и активное сопротивление 6 заряжается конденсатор 7. При соприкосновении наконечника 4 с изделием 9 через место контакта происходит импульсный разряд конденсатора 7 по цепи: "+" конденсатора 7 - жила коаксиального кабеля 8 - электрод-инструмент 3 - наконечник 4 - изделие 9 - электрод - детали 5 - оплетка коаксиального кабеля 8 - " - " конденсатора 7. Ток разряда вызывает плавление и
испарение материала наконечника 4, продукты которого, диффундируя внутрь и осаждаясь на поверхности изделия 9, образуя легирующий слой в месте контакта.
При отрыве электрода-инструмента 3 от изделия 9 за счет роста тока в катушке 2 вибратора начинается повторный заряд конденсатора 7 от источника 1 питания.
Расчеты проведенные авторами заявляемого технического решения показали, что величина индуктивности разрядного контура, соединения в котором выполнены коаксиальным кабелем, более чем в 2 раза меньше величины индуктивности, когда соединения выполнены изолированными проводниками, произвольно расположенными в отдалении друг от друга. При этом амплитуда тока возрастет и, как следствие, пропорционально квадрату тока увеличивается тепловыделение в месте контакта, ведущее к увеличению площади легирования, равномерности и сплошности покрытия. Все это увеличивает производительность и качество легирования.
В момент соприкосновения электрода с деталью возникают большие токи короткого замыкания и электрод начинает греться, и, если не производить охлаждение, то 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 сжатый воздух или нейтральный газ. В качестве материала электрода используют твердый сплав, высокоуглеродистые сплавы железа или графит.
Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать электроэрозионное легирование сложнопрофильных поверхностей, что повышает производительность обработки и качество упрочнения.
Пример конкретной реализации устройства
В качестве источника питания был использован трансформатор ТП- 164-60 мощностью 60 Вт, мост диодный - ВК 1000 (10 А, 1000 В), активное сопротивление - С5-38, (20 Ом, 50 Вт), конденсатор К70-16, (8,5 мкФ, 100 В), восемь шт., соединенных параллельно, электрод выполнен из твердого сплава ВК8, соединения конденсатора с электрод-инструментом и с электродом-детали выполнены кабелем ШВВП- 2×0,75 мм.
Обработке подлежал режущий нож деревообрабатывающего станка, имеющий форму узкой прямоугольной пластины толщиной 4 мм и с размерами 50×400 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.
Электроэрозионное легирование осуществляли сплавом ВК8 при следующих параметрах:
- скорость перемещения электрод-инструмента, мм/сек. | - 1 |
- напряжение питающей сети, В (50 Гц) | - 220±20 |
- потребляемая мощность, кВА | - 2,2 |
- ток короткого замыкания, ампер | - 8,5 |
- емкость конденсаторов, мкф. | - 950 |
- напряжение холостого хода, вольт | - 90 |
- диаметр полого электрода, мм | - 8 |
- материал электрода | - ВК8 |
- скорость обработки, см2/ мин | - до 5,5 |
- частота следования импульсов, Гц | - 60 |
- охладитель | - сжатый воздух |
Технический результат - качество покрытия:
- толщина, мм | - 0,25 |
- сплошность, % | - 94 |
- интенсивность изнашивания, мг/ км | - 11,4 |
- шероховатость покрытия, Ra мкм | - 5,2 |
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.
В известном устройстве (прототип) ток разряда имел амплитуду в 1,42 раза меньшее значение, чем в предлагаемом устройстве. Поскольку тепловое действие пропорционально квадрату его величины, то в предлагаемом устройстве эффективность вклада запасенной энергии конденсатора 7 примерно в 2 раза больше.
Следствием этого является то, что при использовании предлагаемого устройства ширина легирующего слоя в 1,2-1,5 раз больше, чем в известном Устройстве. Кроме того, легирующий слой, полученный предлагаемым устройством, имеет более равномерное и сплошное покрытие.
Эксплуатационная стойкость обработанных деревообрабатывающих ножей зависила от материала электродов и увеличивалась в сравнении с обработанных устройством-прототипом в 1,3-1,7 раз.
Применение предлагаемого устройства для электроискрового легирования 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, В23Н 9/00, опубл. в бюл. №44, 1990
2. А.с. 1627353, В23Н 9/00, опубл. в бюл. №б, 1991
3. Установка Элитрон-22, паспорт АИИЗ. 299.157. ПС, Кишинев, 1986.
4. П-2171162, В23Н 7/04, опубл. 27.07.2001 г.
5. Пол. модель №2529, В23Н 7/18, опубл. в бюл. №8, 16.08.1996.
6. П-2140834, В23Н 9/00, опубл. 10.11. 1999.
Claims (1)
- Устройство для электроэрозионного легирования, включающее источник переменного напряжения, подключенные к нему катушку вибратора с электродом-инструментом, электрод детали, мостовой выпрямитель, между положительным и отрицательным выходами которого подключены последовательно соединенные активное сопротивление и конденсатор, разрядный контур которого выполнен из двух изолированных проводников, один из которых подключен между положительной обкладкой конденсатора и электродом-инструментом, а второй - между отрицательной обкладкой конденсатора и электродом детали, отличающиеся тем, что разрядный контур конденсатора выполнен малоиндуктивным, а именно в виде коаксиального кабеля.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008148281/22U RU82611U1 (ru) | 2008-12-08 | 2008-12-08 | Устройство для электроэрозионного легирования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008148281/22U RU82611U1 (ru) | 2008-12-08 | 2008-12-08 | Устройство для электроэрозионного легирования |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU82611U1 true RU82611U1 (ru) | 2009-05-10 |
Family
ID=41020348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008148281/22U RU82611U1 (ru) | 2008-12-08 | 2008-12-08 | Устройство для электроэрозионного легирования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU82611U1 (ru) |
-
2008
- 2008-12-08 RU RU2008148281/22U patent/RU82611U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3277267A (en) | Method and apparatus for treating electrically conductive surfaces | |
Nallusamy | Analysis of MRR and TWR on OHNS die steel with different electrodes using electrical discharge machining | |
CN102166676A (zh) | 绝缘陶瓷往复走丝电火花线切割加工方法及装置 | |
Liu et al. | Milling performance of titanium alloy based on short electric arc machining with direct current power source | |
Han et al. | Mechanism study of the combined process of electrical discharge machining ablation and electrochemical machining in aerosol dielectric | |
Muttamara et al. | A study of micro–EDM on silicon nitride using electrode materials | |
RU51359U1 (ru) | Устройство для электроискрового легирования | |
RU82611U1 (ru) | Устройство для электроэрозионного легирования | |
US3763343A (en) | Metal treating tool | |
CN100425710C (zh) | 钢丝(带)的高能连续电脉冲处理方法 | |
RU55659U1 (ru) | Устройство для электроискрового легирования | |
RU72165U1 (ru) | Устройство для электроэрозионного легирования | |
Li et al. | Discharge current shape control method and experiment in wire EDM | |
RU69788U1 (ru) | Устройство для электроискрового легирования | |
RU76593U1 (ru) | Устройство для электроэрозионного легирования | |
Garg et al. | Investigation of the effect of process parameters on surface roughness in wire EDM of titanium alloy | |
Vishwakarma et al. | Effect of different electrodes and dielectric fluids on metal removal rate and surface integrity of electric discharge machining: A review | |
RU2529U1 (ru) | Устройство для искрового легирования деталей | |
Upadhyay et al. | Experimental investigations into rotary magnetic field and tool assisted electric discharge machining using magneto rheological fluid as dielectric | |
Agafii et al. | Electrospark alloying for deposition on aluminum surface of Al-Sn coatings and their wear resistance under dry friction | |
RU2679160C1 (ru) | Способ электроискрового нанесения покрытий и устройство для его осуществления | |
RU2715928C1 (ru) | Способ электроискрового упрочнения поверхности изделия из токопроводящего материала | |
RU2414999C2 (ru) | Способ электроискровой обработки металлов | |
Janmanee et al. | A study of surface hardness affecting in electrical discharge machining on AISI P20 plastic mould steel | |
RU152430U1 (ru) | Устройство для электроэрозионного шлифования |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20091209 |