RU51359U1 - Устройство для электроискрового легирования - Google Patents
Устройство для электроискрового легирования Download PDFInfo
- 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
Links
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 abstract description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
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.
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)
| 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 |
-
2005
- 2005-08-17 RU RU2005126125/22U patent/RU51359U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| 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 |
|---|---|---|
| Kou et al. | Machining characteristics and removal mechanisms of moving electric arcs in high-speed EDM milling | |
| Nallusamy | Analysis of MRR and TWR on OHNS die steel with different electrodes using electrical discharge machining | |
| Liu et al. | Milling performance of titanium alloy based on short electric arc machining with direct current power source | |
| RU51359U1 (ru) | Устройство для электроискрового легирования | |
| Luo | An energy-distribution strategy in fast-cutting wire EDM | |
| RU55659U1 (ru) | Устройство для электроискрового легирования | |
| US3763343A (en) | Metal treating tool | |
| Yu et al. | Surface finishing of die and tool steels via plasma-based electron beam irradiation | |
| RU72165U1 (ru) | Устройство для электроэрозионного легирования | |
| CN111250746A (zh) | 电磁声多场复合辅助钻削微小深孔的方法及装置 | |
| Kou et al. | Machining mechanisms and characteristics of moving electric arcs in high-speed EDM milling | |
| CN104874880A (zh) | 非导电材料电火花铣削加工伺服装置 | |
| RU76593U1 (ru) | Устройство для электроэрозионного легирования | |
| Kumar et al. | Comparison of material transfer in electrical discharge machining of AISI H13 die steel | |
| RU69788U1 (ru) | Устройство для электроискрового легирования | |
| RU82611U1 (ru) | Устройство для электроэрозионного легирования | |
| KR20060037259A (ko) | 방전 표면 처리 방법 및 방전 표면 처리 장치 | |
| Dutta et al. | Hybrid electric discharge machining processes for hard materials: a review | |
| Rai et al. | Parametric optimization of WEDM using grey relational analysis with Taguchi method | |
| CN101890541A (zh) | 超微细电火花加工机床的主轴旋转进给装置 | |
| 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 | |
| Dai et al. | Surface finishing by atmospheric pressure micro plasma beam irradiation | |
| Krastev et al. | Surface modification of steels by electrical discharge treatment in electrolyte | |
| CN209773659U (zh) | 平面电火花处理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |