УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ
DEVICE FOR ELECTRIC SPARK ALLOYING

Изобретение относится к области электрофизических методов обработки металлов, в частности к устройствам для упрочнения деталей машин электроискровым легированием.
Известно устройство для электроискрового легирования, содержащее источник питания, привод перемещения детали, механизм позиционирования, состоящий из узлов продольного и поперечного перемещения головки с вращающимся электрод-инструментом, установленным на каретке, и механизм механической обработки покрытия в виде диска, который имеет общую ось с электрод-инструментом (Патент РФ №2101145, В23Н 9/00).
Недостатком известного устройства является низкое качество получаемых поверхностей.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для электроискрового легирования, содержащее источник питания, привод перемещения детали, механизм позиционирования, состоящий из узлов продольного и поперечного перемещения головки с вращающимся электрод-инструментом, установленным на каретке, и механизм механической обработки покрытия, который имеет общую ось с электрод-инструментом и установлен с возможностью вращения вокруг своей оси (Патент РФ №2334603, В23Н 9/00).
Основным недостатком устройства является невысокое качество получаемого покрытия, так как механическая обработка приводит к удалению значительной части нанесенного покрытия торцевой поверхностью диска, выполненного в виде абразивного инструмента.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение производительности и качества получаемого покрытия.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для электроискрового легирования, содержащем источник питания, привод перемещения детали, механизм позиционирования, состоящий из узлов продольного и поперечного перемещения головки с вращающимся электрод-инструментом, установленным на каретке, и механизм обработки покрытия, который имеет общую ось с электрод-инструментом и установлен с возможностью вращения вокруг своей оси, согласно изобретению механизм обработки покрытия выполнен в виде ультразвукового пустотелого волновода с ультразвуковым генератором, при этом электрод-инструмент проходит через волновод.
Использование ультразвукового пустотелого волновода с ультразвуковым генератором повышает качество получаемого покрытия за счет взаимодействия волновода с поверхностью обрабатываемой детали, в результате чего в поверхностных слоях возникают пластические деформации, что ведет к упрочнению поверхностной структуры металла и формированию сжимающих остаточных напряжений, которые компенсируют растягивающие остаточные напряжения, образующиеся в покрытии после электроискровой обработки. Кроме того, происходит снижение шероховатости.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема работы устройства для электроискрового легирования на теле вращения и на фиг.2 - то же на плоской поверхности.
Устройство содержит источник питания и ультразвуковой генератор (не показаны), привод 1 перемещения (например, вращения, см. фиг.1) детали 2 и механизм позиционирования (известной конструкции), состоящий из узлов продольного и поперечного перемещения головки с вращающимся электрод-инструментом 3, установленным на каретке, и механизм обработки покрытия, выполненный в виде пустотелого ультразвукового волновода 4. При этом электрод-инструмент 3 проходит через пустотелый ультразвуковой волновод 4.
Устройство работает следующим образом.
После включения устройства в сеть через источник питания приводится в движение механизм позиционирования, который посредством каретки выводит головку с вращающимся электрод-инструментом 3 на вращающуюся деталь 2, см. фиг.2 (либо на плоскую деталь 2 с поступательным движением, см. фиг.2). По достижении необходимого межэлектродного расстояния происходит перенос материала электрод-инструмента 3 на поверхность детали 2 под действием электрического разряда. Затем электрод-инструмент 3 начинает движение от детали 2, на поверхности которой остается прочно с ней соединенный слой материала электрод-инструмента. Одновременно ультразвуковой пустотелый волновод 4 касается полученного покрытия детали 2 и посредством вибрации на ультразвуковой частоте пластически деформирует легированный слой, повышая его качество, при этом ультразвуковой пустотелый волновод 4 движется за электрод-инструментом. Режим работы устройства устанавливают экспериментально исходя из условий обеспечения высокой прочности сцепления легированного слоя с деталью 2 и необходимого качества и шероховатости поверхности обрабатываемой детали 2 посредством ультразвукового пустотелого волновода 4.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить производительность и качество получаемого покрытия за счет интенсификации процесса нанесения, ультразвуковой обработки легированного покрытия и выбранного конструктивного решения.