УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к металлообработке.
Известно устройство для магнитно-абразивной обработки, содержащее две магнитные системы, полюса противоположной полярности которых расположены друг против друга и которые собраны из блоков, разделенных изоляционными прокладками, каждый из которых выполнен в виде постоянного магнита и Г-образного полюсного наконечника, при этом рабочие поверхности магнитных систем выполнены плоскими прямоугольными и установлены с возможностью изменения расстояния между ними и поворота на угол 180° и в зазоре между ними размещены режущие элементы, выполненные из зерен магнитно-абразивного порошка (Патент РФ №2098258, МПК В24В 31/112, опубл. 1997).
Недостатком описанного устройства является низкая производительность обработки поверхности детали, обусловленная уменьшением съема металла режущими элементами из зерен магнитно-абразивного порошка вследствие того, что непостоянная величина зазора между рабочими поверхностями магнитных систем приводит к изменению напряженности магнитного поля за счет чего зерна магнитно-абразивного порошка, находящиеся на участках магнитного поля с меньшей напряженностью не достаточно плотно прижимаются к обрабатываемой поверхности.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство для магнитно-абразивной обработки, содержащее головку с торцевой рабочей поверхностью и корпусом, являющимся сердечником, образованным внутренним и наружным кольцевыми полюсами, в кольцевой канавке которого
размещены электромагнитные катушки, односторонне расположенные относительно обрабатываемой детали и установленные по отношению к обрабатываемой детали с зазором, в котором размещены режущие элементы, выполненные из зерен магнитно-абразивного порошка (Авторское свидетельство №315577, МПК В24В 31/10, опубл. 1971).
Недостатками описанного устройства являются низкая производительность вследствие того, что для достижения заданной шероховатости обрабатываемой поверхности требуется совершить несколько рабочих проходов устройства, что обусловлено неспособностью режущих элементов, выполненных из зерен магнитно-абразивного порошка и совершающих работу под действием магнитного поля, при вращении устройства внедрятся в обрабатываемую поверхность детали на величину достаточную для срезания припуска за один рабочий проход, а также небольшой период стойкости режущих элементов из зерен магнитно-абразивного порошка, обусловленный затуплением острых кромок и разрушением элементов, вызванным разделением магнитной и абразивной составляющих зерен порошка за счет воздействия механических нагрузок и значительного колебания температуры вследствие нагрева от трения режущих элементов в процессе обработки и остывания их после окончания работы.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения производительности и увеличение периода стойкости режущих элементов устройства.
Для достижения указанного технического результата в устройстве для магнитно-абразивной обработки, содержащем головку с торцевой рабочей поверхностью и корпусом, являющимся сердечником, образованным внутренним и наружным кольцевыми полюсами, в кольцевой канавке которого размещены электромагнитные катушки, односторонне расположенные относительно обрабатываемой детали и установленные по отношению к обрабатываемой детали с зазором, в котором размещены режущие элементы, выполненные из зерен магнитно-абразивного порошка, каждое из зерен
магнитно-абразивного порошка выполнено с покрытием из поверхностно-активных веществ.
Повышение производительности и увеличение периода стойкости режущих элементов устройства обусловлено тем, что каждое из зерен магнитно-абразивного порошка выполнено с покрытием из поверхностно-активных веществ.
Повышение производительности достигается за счет того, что в процессе обработки поверхностно-активные вещества покрытия зерен порошка адсорбируются на обрабатываемой поверхности детали и это уменьшает механическую прочность ее поверхностного слоя, снижая работу на срезание припуска и облегчая условия микрорезания и пластического деформирования обрабатываемой поверхности детали, вследствие чего уменьшается количество проходов устройства, необходимое для достижения требуемой шероховатости обрабатываемой поверхности детали.
Увеличение периода стойкости режущих элементов устройства, выполненных из зерен магнитно-абразивного порошка, обеспечивается за счет того, что поверхностно-активные вещества покрытия зерен, адсорбируясь на обрабатываемой поверхности, уменьшают механическую прочность поверхностного слоя, снижая работу на срезание припуска, в результате этого происходит уменьшение механической нагрузки на режущие элементы, а также снижается действие силы трения режущих элементов с обрабатываемой поверхностью, что приводит к снижению выделения тепла при трении, а, следовательно, и уменьшению температуры нагрева режущих элементов. Перепад температур в зернах магнитно-абразивного порошка, образованный нагреванием их в процессе обработки и остыванием после обработки, уменьшается и, как следствие, зерна меньше подвержены растрескиванию и разделению на магнитную и абразивную составляющие.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено устройство для магнитно-абразивной обработки, продольный
разрез; на фиг.2 - зерно магнитно-абразивного порошка, продольный разрез.
Кроме того, на чертеже обозначено следующее:
N - отрицательный полюс электромагнита;
S - положительный полюс электромагнита;
Ф - магнитный поток.
Устройство для магнитно-абразивной обработки содержит головку (фиг.1) с рабочей торцевой поверхностью и корпусом, являющимся сердечником 1, образованным внутренним и наружным кольцевыми полюсами N и S. В кольцевой канавке сердечника 1 размещены электромагнитные катушки 2, односторонне расположенные относительно обрабатываемой детали 3 и установленные по отношению к обрабатываемой детали 3 с зазором, в котором размещены режущие элементы 4. При этом электромагнитные катушки 2 соединены с силовой питающей цепью посредством токопроводящего устройства (последние на чертеже не показаны), закрепленного на сердечнике 1 изолирующей подушкой 5. Режущие элементы 4 выполнены из зерен магнитно-абразивного порошка. Причем каждое из зерен (фиг.2) состоит из магнитной 6 и абразивной 7 составляющих и выполнено с покрытием 8 из поверхностно-активных веществ. В качестве магнитной 6 составляющей зерен может быть использован спеченный порошок железа марки ПШ2М по ГОСТ 9894 - 81, в качестве абразивной 7 составляющей - белый электрокорунд, а в качестве покрытия - поверхностно-активные вещества марки ОП-10 по ГОСТ 8433-81.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При подаче постоянного тока от силовой питающей цепи на электромагнитные катушки 2 возникает магнитный поток Ф. В случае, когда обрабатываемая деталь 3 выполнена из магнитного материала (фиг.1) магнитный поток Ф проходит по внутреннему и наружному кольцевым полюсам сердечника 1, пронизывает зазор между полюсами и деталью 3, в котором размещены режущие элементы 4, выполненные из зерен магнитно-абразивного порошка
с покрытием из поверхностно-активных веществ, и после этого магнитный поток Ф замыкается в обрабатываемой детали 3. В случае, когда обрабатываемая деталь 3 небольшой длины выполнена из немагнитного материала, ее устанавливают на магнитопроводном основании приспособления, на котором замыкается магнитный поток Ф, пронизывая обрабатываемую деталь 3. При вращении электромагнита режущие элементы 4, размещенные в зазоре и прижатые к поверхности обрабатываемой детали 3 и полюсам электромагнита, перемещаются относительно детали 3 и производят обработку поверхности детали. В процессе обработки каждый из режущих элементов внедряется абразивными 7 составляющими зерна в материал поверхности детали 3 на глубину резания. При перемещении под действием сил магнитного поля режущие элементы 4 пластически деформируют и диспрегнируют часть поверхностного слоя обрабатываемой детали 3, срезая часть припуска. Перемещаясь вдоль поверхности обрабатываемой детали 3, каждый из режущих элементов контактирует с ней слоем покрытия из поверхностно-активных веществ. При этом часть покрытия пластически деформируется, отделяется от зерна и адсорбируется на поверхности обрабатываемой детали 3. Это снижает механическую прочность поверхностного слоя обрабатываемой детали, уменьшая величину работы, направленной на разрушение поверхностного слоя, и облегчая условия микрорезания и пластического деформирования поверхности обрабатываемой детали.
Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволит повысить производительность и увеличить период стойкости режущих элементов устройства.