УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

УСТнНОБКн ДйЯ ЗйЕКТРОИСКРОВиГО иЕГИРОБнНйЯ МЕТЙЛЯИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.
Полезная модель относится к области электроискровой обработки и может быть использована в электроискровых установках для электроискрового легирования поверхностей металлических деталей.
Известна установка для электроискрового легирования металлических поверхностей порошковыми материалами (Гитлевич н.Е. и др. Оборудование для электроискрового легирования металлических поверхностей порошковыми материалами - Электронная обработка материалов, 1983г., К б, с. 78 - 81), содержащая генератор релаксационного типа для получения низковольтных сильноточных импульсов и генератор высоковольтных слаботочных импульсов подключенные параллельно межэлектродному промежутку через разделительную цепочку диодов. Синхронизация следования импульсов от обоих генераторов достигается за счёт синхронного отпирания тиристоров, включенных в ра зрядные цепи генераторов. Высоковольтные слаботочные электрические импульсы инициируют низковольтные сильноточные, а управление частотой следования импульсов позволяет так вести процесс электроискрового легирования, что каждая частица порошка проходит все фазовые превращения, т.е. плавится, испаряется и наносится на обрабатываемую поверхность. Это позволяет в максимальной степени реализовать энергетические возможности источника низковольтных сильноточных импульсов. Известная установка обладает производительностью до 12 см /мин. Однако высота неровностей получаемых покрытий достигает значительных величин- до 150 мкм. Кроме того при дальнейшем увеличении частоты следования низковольтных сильноточных импульсов производительность обработки не увеличивается. Следует отметить и тот факт, что установка, обладает значительной сложностью конструкции как электрической так и механической час- 2 тей, а процесс обработки ведётся в области значительных рабочих напрйжений и знергий разряда и следовательно требуются большие меры предосторожности в процессе её эксплуатации
Наиболее близкой по технической сущности является установка для электроискрового легирования металлических поверхностей порошковыми материалами (Научно - технический прогресс в машиностроении, под редакцией Фролова К.В выпуск 3 Современные методы упрочнения поверхностей деталей машину Москва, 1997г, с. 144 - 146), содержащая генератор релаксационного типа для получения низковольтных сильноточных импульсов, включающий низковольтную цепь с токоограничивающим сопротивлением и накопительным конденсатором и цепь высоковольтного слаботочного напряжения с токоограничивающим сопротивлением, подключённые параллельно межэлектродному промежутку Разделение высоковольтной и низковольтной цепей осуществляется столбиком диодов включённых в разрядную цепь релаксационного генератора низковольтных сильноточных импульсов. Столбик диодов препятствует проникновению высокого напряжения в низковольтную сильноточную цепь релаксационного генератора. Величина тока в высоковольтной цепи ограничивается токоограничивающим сопротивлением.Высоковольтный слаботочный источник служит для инициирования низковольтных сильноточных импульсов при попадании частицы порошка в межэлектродный промежуток. В качестве рабочего тела использован порошкообразный материал. Данная установка обладает производительностью до 8 см /мин, более проста в изготовлении и более безопасна в работе ввиду меньших рабочих напряжений и энергий разряда.
Однако из-за неравномерного движения частиц гшрошка они инициируют низковольтный сильноточный импульс с энергией, как правило, не достаточной для плавления и нанесения всех частиц, находящихся в межэлектродном промежутке, так как накопительный конденсатор релаксационного генератора не всегда успевает зарядится до требуемого напряжения. Это затрудняет процесс управления формированием наносимого слоя на деталь и не позволяет создавать качественные по сплошности и высоте неровностей покрытия. Одновременно при увеличении частоты следований низковольтных сильноточных импульсов возникающие при импульсном разряде ударные волны образуют зону повышенного давления препятствующую проникновению частиц порошка в канал разряда - это препятствует дальнейшему повышению производительности обработки. Высота неровностей получаемых покрытий достигает 150 мкм.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества получаемых покрытий с помощью электроискрового легирования компактным электродом.
Средство достижения технического результата состоит в том, что известная установка для электроискрового легирования металлических поверхностей, содержащая низковольтную сильноточную цепь с токоограничивашщим сопротивлением и накопительным конденсатором, и высоковольтную слаботочную цепь с токоограничивающим сопротивлением, подключённые параллельно межеэлектродному промежутку и отделённые друг от друга разделительным диодом, установленным в разрядную часть низковольтной сильноточной цепи релаксационного генератора сильноточных низковольтных импульсов, оснащена рабочим телом, выполненным в виде компактного электрода, а в разрядную часть высоковольтной слаботочной цепи между межэлектродным промежутком и токоограничивающим сопротивлением включен разделительный диод, при этом параллельно межэлектродному промежутку между разделительным диодом и токоограничивающим сопротивлением установлен накопительный конденсатор.
Применение в качестве рабочего тела компактного электрода позволяет вести обработку на любой желаемой частоте следования низковольтных сильноточных - рабочих импульсов, так как в данном случае ударные волны, возникающие в процессе импульсных разрядов практически никакого влияния на интенсивность переноса материала с электрода (анода) на деталь (катод) не оказывают. Таким образом снимается ограничение по производительности обработки, которая прямо пропорциональна частоте следования низковольтных сильноточных импульсов.
т п, ет л г y/jr VX
ного конденсатора позволяет получать высоковольтные слаооточные лмпульсы следующие с частотой, кратной частоте колебаний компактного электрода и тем самым стабилизировать частоту следования низковольтных сильноточных импульсов Зто позволяет более эффективно осуществлять процесс управления формированием наносимого покрытия по сплошности высоте неровностей и толщине
Разделительный диод в высоковольтной слаботочной цепи исключает прохождение импульсов обратной полярности через межэлектродный промежуток и тем самым препятствует инициации дополнительных нежелательных низковольтных сильноточных импульсов
Сущность полезной модели поясняется чертежом фиг Л
Схема установки включает в себя следующие основные элементы: токоограничивающее сопротивление 1 низковольтной зарядной цепи релаксационного генератора низковольтных сильноточных импульсов; накопительный конденсатор 2 генератора низковольтных сильноточных импульсов; разделительный диод 3, установленный в разрядную цепь генератора низковольтных сильноточных импульсов; межэлектродный промежуток 4; разделительный диод 5, установленный в разрядной цепи релаксационного генератора высоковольтных слаботочных импульсов; накопительный конденсатор б релаксационного генератора высоковольтных слаботочных импульсов; токоограничивашщее сопротивление 7 высоковольтной зарядной цепи релаксационного генератора высоковольтных слаботочных импульсов Низковольтный и высоковольтный источники постоянного тока с напряжениями Ui и U2 на схеме не показаны
Схема работает следующим образом При расстоянии между электродами - анодеСэлектроде) и катоде (детали) большем, чем пробивное для обоих напряжений Ui и U2, накопительные конденсаторы 2 и 6.полностью заряжены, через токоограничивающие сопротивления i и 7 соответственно При сближении.электродов до расстояния , соответствующего пробойному расстоянию для напряжения U2, происходит высоковольтный слаботочный разряд, инициирующий импульс от релаксационного генератора низковольтных сильноточных импульсов импульсов При коротком замыкании электродов происходит пол- .
- о ный разряд накопительных конденсаторов 2 и 0. При расхождении здектродов начйнаетса процесс зарада обоих конденсаторов. Параметры элементов схемы установки подбираются таким образом , чтобы накопительный конденсатор 2 успел зарядиться до возможно большего напряжения, а напряжение на конденсаторе 6 к этому моменту должно достигнуть величины достаточной для формирования инициирующего высоковольтного слаботочного импульса. При выполнении этого условия произойдёт ещё один сильноточный низковольтный разряд с энергией близкой к первому. Таким образом частота следования рабочих низковольтных сильноточных импульсов от релаксационного генератора будет равна удвоенной частоте колебаний электрода (анода) с большей вероятностью, что благоприятно сказывается на процессе формирования наносимого покрытия. Разделительный диод 3 препятствует проникновению высокого напряжения в низковольтную цепь, а разделительный диод 5 в высоковольтной слаботочной цепи исключает прохождение импульсов обратной полярности через межэлектродный промежуток 4. Токоограничивающее сопротивление  выполнено переменным и позволяет изменять постоянную времени заряда конденсатора D. Однако при этом происходит и изменение тока короткого замыкания в высоковольтной цепи.
Предлагаемая установка реализована на базе установки для электроискрового легирования с RC - генератором. Технические и технологические характеристики базовой установки, прототипа и предлагаемой представлены в таблице. Технологические характеристики по базовой и предлагаемой установкам получены в результате лабораторных испытаний. Данные по прототипу взяты из литературных источников.
Из таблицы ясно видна эффективность предлагаемого варианта установки. Производительность обработки по сравнению с базовым вариантом возросла на 20% при одновременном уменьшении шероховатости покрытия на 7Х, а толщина получаемых покрытий возросла на iSJi.
If/w. у Установки Показатели Базовая
Рабочее напряжение,
В.
Емкость накопительноги конденсатора рабочих импульсов, мкФ.
частота следования рабочих импульсов, Гц.
Стабильность частоты следования рабочих импульсов.
Инициирующее напряжение, кБ.
Вид рабочего тела
Толщина получаемого покрытия, мкм.
Высота неровностей
МКМ f.
производительность см мин.
50-300
25-100
100-600
100-600
100-200
5-40
оольшая
малая
0.5-1.00.5-5
(импульсное)(постоянное)
КомпактныйПорошок электрод
50-200 20-150 3-8 . 1.;зЯ 1 -,f-4   для электроискрового легирования  Предлагаемая  Известная  (прототип)