ДЕРЖАВКА ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ЭЛЕКТОМЕХАНИЧЕСКОЙ УДАРНОЙ ОБРАБОТКИ

Устройство относится к области машиностроения, в частности, к устройствам, используемым для упрочняющей обработки поверхностей деталей машин и механизмов и может быть использовано при изготовлении деталей узлов трения машин.
Известен способ чистовой обработки поверхностей деталей из конструкционных сталей, электромеханической обработкой (Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1989. - 200 с.), заключающийся в поверхностном пластическом деформировании деталей в условиях трения скольжения под нагрузкой при одновременном пропускании постоянного электрического тока через зону контакта детали и инструмента.
Предложенная в вышеуказанной работе державка, для электромеханической обработки состоящая из обрабатывающего инструмента, бронзовой втулки, гайки, шарикоподшипников, неподвижной оси, токопроводника, скользящего контакта меднографитовой щетки, текстолитовых втулок, пружин, вилки головки, штока державки, стопорящей гайки, корпуса, шпонки, спиральной пружины, гайки, стопора не позволяют достичь максимально возможного уровня повышения физико-механических и эксплуатационных свойств поверхностей обрабатываемых деталей.
Задачей полезной модели является улучшение качества обрабатываемых поверхностей, увеличение глубины упрочненного слоя, за счет дополнительного динамического воздействия на обрабатываемую поверхность детали в процессе электромеханического сглаживания.
Поставленная задача решена за счет того, что державка для комбинированной электромеханической ударной обработки детали поверхностно-пластическим деформированием при пропускании электрического тока большой величины и малого напряжения через зону контакта обрабатывающего инструмента и поверхностного слоя детали, используемый на токарном станке включает: обрабатывающий инструмент (например сферической формы, изготовленная из твердого сплава, например Т15К6), головку, стопорную и крепежную гайки, крышку, шток, корпус, спиральную пружину, боек, пружину, кулачковый вал, токопровод, приводной электродвигатель.
Сущность полезной модели поясняется чертежом (фиг.1). Обрабатываемая деталь 12, устанавливается на оправку, которая закрепляется в патроне токарного станка. Обрабатывающий инструмент 1 устанавливается в головку 2 державки, которая навинчивается по резьбе на шток 5. Для предотвращения отворачивания головки ее стопорят гайкой 3, а второй гайкой 3 закрепляют токопровод 13 по которому подводят электрический ток от источника тока к обрабатывающему инструменту. Крышка на резьбе ввинчивается в корпус 6, отверстие в крышке является при этом направляющей для штока 5. Внутри корпуса державки 6 устанавливается спиральная пружина 7, для создания статического нагружения в зоне обработки, поджатием обрабатывающего инструмента 1 к поверхности обрабатываемой детали 12. В корпусе державки 6 устанавливается перпендикулярно оси штока кулачковый вал 10 с приводом от приводного электрического двигателя 11. Кулачек кулачкового вала 10 воздействует на боек 8 установленный в корпусе державки соосно со штоком и подпружиненный пружиной 9.
Работает державка для комбинированной электромеханической ударной обработки на токарном станке, следующим образом:
При включении станка, с заранее установленными технологическими режимами, с закрепленной в его патроне оправкой, на которой установлена обрабатываемая деталь 12, одновременно включается источник тока установки электромеханического сглаживания и приводной электродвигатель державки 11. Начинается процесс комбинированной электромеханической ударной обработки поверхности детали. Обрабатывающий инструмент 1, закрепленный в державке головкой 2, поджат за счет поперечной подачи станка и пружины 7 к поверхности обрабатываемой детали, за счет этого происходит сглаживание поверхности. Головка 2 обеспечивает закрепление обрабатывающего инструмента 1 навинчиванием по резьбе штока 5, а исключение отвинчивания обеспечивается стопорением головки гайкой 3. Второй гайкой 3 обеспечивается закрепление токопровода 13 на оси штока 5 и обеспечение плотного контакта токопровода с деталями державки. Через зону контакта обрабатывающего инструмента 1 и поверхности детали 12 проходит электрический ток подведенный по токопроводу 13 от источника тока, причем ток большой величины (500-1000 А) и малого напряжения (3-5 В). За счет этого происходит значительный нагрев зоны касания обрабатывающего инструмента 1 и обрабатываемой поверхности 12 и быстрое ее охлаждение по мере передвижения обрабатывающего инструмента по поверхности, за счет отвода тепла внутрь объема материала детали. Происходит процесс поверхностной закалки. Вал приводного электродвигателя 11, вращаясь, приводит во вращение кулачковый вал 10, установленный на нем соосно, кулачек которого воздействует на боек 8, который перемещается циклически в осевом направлении и торцовой частью ударяет по торцу штока 5. Обрабатывающий инструмент, скользящий по поверхности детали воспринимает кроме прижимающего усилия пружины 7 еще и циклически повторяющиеся ударные импульсы от бойка, тем самым обеспечивается как статическое нагружение зоны обработки, так и динамическое. Пружина 9 в процессе работы державки обеспечивает постоянное поджатие бойка 8 к поверхности кулачка кулачкового вала 10.
Державка для комбинированной электромеханической ударной обработки на токарном станке для обработки поверхностей детали одновременным электромеханическим сглаживанием и поверхностным пластическим деформированием за счет прижатия обрабатывающего инструмента с определенным усилием к поверхности детали, а также за счет одновременного ударно-деформационного воздействия на поверхностный слой, что позволяет повысить эксплуатационные параметры обрабатываемой поверхности, создать в поверхностном слое мелкодисперсные мартенситные структуры и благоприятные сжимающие остаточные напряжения.