УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ДВУМЯ ИНСТРУМЕНТАМИ

Полезная модель относится к области металлообработки, касается средств электромеханической обработки (ЭМО) деталей в условиях массового и ремонтного производства.
8
9
2
Известны устройства для ЭМО деталей, представляющие собой державку в виде динамометрического приспособления с использованием спиральной пружины и штока. На шток крепится токоподвод и головка с обрабатывающим электрод-инструментом в виде пластины или ролика, а вращение штока ограничивается стопором в виде винта или шпонки (см. Аскинази, Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой / Б.М. Аскинази. - М.: Машиностроение, 1989. - 200 с. и Яковлев, С.А. Влияние электрофизических параметров на электромеханическую обработку деталей машин: монография / С.А. Яковлев. - Ульяновск: УВАУ ГА (И), 2014. - 129 с.). Такие державки обеспечивают термомеханическое воздействие на поверхности деталей за счет того, что через зону контакта деформирующего электрод-инструмента (ролика или пластины) и детали проходит ток большой плотности (10-10А/м) и низкого (1-6 В) напряжения, вследствие чего на контактирующей поверхности изделия выделяется большое количество тепла, происходит высокоскоростной нагрев локального микрообъема поверхности с одновременным его пластическим деформированием и последующее интенсивное охлаждение за счет отвода тепла внутрь детали. Это приводит к уплотнению или перераспределению металла с одновременным повышением прочности и износостойкости поверхностного слоя изделия. Такие державки устанавливаются в резцедержателе станка. Для замыкания рабочего контура ЭМО электрический ток подводится к детали через электроконтактное устройство и державку с инструментом, которые образуют с деталью общую электрическую цепь.
Однако обработка державкой с одним рабочим инструментом отличается низкой производительностью обработки поверхностей, большими потерями электроэнергии в технологической оснастке и по длине детали, низким КПД процесса.
Известна двухинструментальная державка для электромеханической обработки деталей (Патент №97077 принят за прототип) в виде динамометрического приспособления с использованием спиральных пружин, на которые крепится головка, отличающаяся тем, что в головке на полуосях на одной линии установлены два инструмента с возможностью регулирования расстояния между ними с помощью изоляционных шайб, инструменты и полуоси изолированы друг от друга с помощью втулок, причем подвод электрического тока к инструментам осуществляется непосредственно через полуоси.
Данная конструкция значительно снижает потери электроэнергии в рабочем контуре и в самой детали, повышает производительность обработки.
К недостаткам этого устройства относится возможность искрообразования при обработке сложных поверхностей, например, конусов, сложность обработки труднодоступных участков, необходимость применения специальных теплостойких изоляционных материалов.
Известно устройство для электромеханической обработки деталей машин двумя инструментами (Патент №146551 принят так же за прототип), содержащее два инструмента, установленных на головках двух подпружиненных державок, при этом головки державок выполнены с возможностью токоподвода, отличающееся тем, что державки с инструментами установлены напротив друг друга с возможностью поперечного перемещения в направляющих, закрепленных с возможностью продольного и вращательного движения на кронштейнах, которые установлены в ползунах с возможностью одновременного синхронного поступательного перемещения в направляющих ползуна в поперечном направлении посредством вращения маховика винта, при этом направляющие ползуна зафиксированы на основании, а поперечное перемещение винта ограничивается фиксатором винта.
Данное устройство повышает производительность обработки, снижает затраты электрической энергии и повышает эффективность и качество процесса.
К недостаткам этого устройства относится сложность конструкции, неравномерность механического воздействия инструментов на обрабатываемую поверхность при возникновении биения деталей, например при неточном ее центрировании. При значительных биениях возможно появление искрообразования между инструментом и деталью.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции, повышение качества процессов ЭМО при выполнении различных технологических операций.
Поставленная задача достигается тем, что устройство имеет Г-образный упругий держатель, к держателю крепится центральный кронштейн с головкой и инструментом, через отверстия центрального кронштейна и упора в поперечном направлении перемещаются две штанги, на одном конце штанг закреплен левый кронштейн с головкой и инструментами, на другом конце штанг закреплен правый кронштейн, на правом кронштейне установлен винт, вращением винта изменяется расстояние между правым кронштейном и подпружиненным упором, а головки изолированы от кронштейнов с помощью изоляционных пластин.
На фигуре изображен общий вид устройства для электромеханической обработки деталей машин двумя инструментами. Устройство состоит из следующих сборочных единиц и деталей, соединенных с помощью болтов, винтов и гаек: Г-образного упругого держателя 1, центрального кронштейна 2, двух головок с возможностью токоподвода 3, двух инструментов 4, двух штанг 5, левого кронштейна 6, упора 7, правого кронштейна 8, винта 9, двух пружин 10 и двух изоляционных пластин 11.
Устройство для электромеханической обработки деталей машин двумя инструментами работает следующим образом. Устройство устанавливается в резцедержателе токарного станка г-образным держателем 1 и фиксируется болтами резцедержателя. Между инструментами устанавливается обрабатываемая деталь. Перемещением резцедержателя станка в сторону детали в поперечном направлении устройство правым инструментом 4 прижимается к детали с заданным усилием. Усилие прижатие правого инструмента контролируется по деформации г-образного упругого держателя.
Далее вращением винта 9 правый кронштейн 8 с закрепленными на ней двумя штангами 5, имеющими возможность перемещаться в поперечном направлении через отверстия центрального кронштейна и упора, перемещается вправо относительно подпружиненного упора 7, увлекая при этом вправо левый кронштейн 6 с левой головкой 3 и левым инструментом 4. Перемещению упора 7 в левом направлении препятствуют две тарированные пружины 10. После обеспечения контакта левого инструмента 4 с обрабатываемой деталью вращением винта 9 в том же направление обеспечивается необходимое усилие прижатия левого инструмента за счет действия пружин.
Далее включают вращение обрабатываемой детали и электрический ток в рабочей цепи ЭМО.
Режимы электромеханической обработки (плотность тока, давление и подача инструментов, скорость обработки), а также материал и форма инструментов принимаются исходя из задач и требований технологического процесса.
После выполнения технологической операции ЭМО отключают электрически ток, останавливаю вращение детали. Затем вращением винта 9 смещают правый кронштейн 8 в сторону упора 7, при этом сжатие пружин 10 уменьшается, а левый кронштейн 6 с левой головкой 3 и левым инструментом 4 отходят от детали. Отвод правой головки 3 с правым инструментом 4 обеспечивается отведением суппорта с закрепленным в нем приспособлением от детали.
Для изоляции головок 3 с инструментами 4 от других элементов устройства между головками и кронштейнами установлены изоляционные пластины 11.
Использование Г-образного упругого держателя и двух пружин обеспечивает более равномерное механическое воздействие инструментов на поверхность при возникновении биения деталей.
Техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является повышение качества процессов ЭМО при выполнении различных технологических операций за счет равномерного механическое воздействие инструментов на поверхность при возникновении биения деталей. Упрощается и облегчается конструкция устройства, устройство быстро устанавливается и снимается из резцедержателя станка, что не мешает выполнять обычные операции токарной обработки на станочном оборудовании.
Все это повышает эффективность и качество электромеханической обработки деталей машин двумя инструментами.