УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРОИСКРОВОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ТИПА "ВАЛ"

Полезная модель относится к области ремонтного производства и может быть использована в качестве устройства для механизированной электроискровой обработки поверхностей деталей типа «вал».
Известно устройство для электроискровой обработки деталей типа «вал» на базе токарно-винторезного станка, включающее электродвигатель, клиноременную передачу, станину, коробку скоростей, шпиндель, планшайбу, токарный трехкулачковый патрон, коробку подач, суппорт, резцедержатель, генератор импульсного тока, токосъемник и обрабатывающую головку (Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика) / Бурумкулов Φ.X., Лезин П.П., Сенин П.В. и др. - Саранск: тип. «Красный Октябрь», 2003 г., стр. 344; Металлорежущие станки (альбом общих видов, кинематических схем и узлов) Кучер A.M., Киватицкий М.М., Покровский А.А. Изд-во «Машиностроение», 1972 г., с. 30.).
Недостатком известного устройства является не возможность нанесения электроискрового покрытия необходимой толщины для восстановления деталей гидроагрегатов типа «вал» за счет наличия кинематической связи между коробкой подачи и коробкой скоростей, а также дискретного (ступенчатого) изменения значений частоты вращения шпинделя с заготовкой и поступательного перемещения суппорта, с закрепленной в нем обрабатывающей головкой.
Технический результат заключается в повышении толщины электроискровых покрытий в механизированном режиме, достаточной для восстановления изношенных поверхностей деталей гидроагрегатов типа «вал».
Технический результат достигается тем, что устройство содержит электродвигатель, вал которого связан клиноременной передачей с входным валом коробки скоростей, связанным кинематической связью со шпинделем, на одном конце которого между планшайбой и токарным трехкулачковым патроном закреплен токосъемник, соединенный через гибкий кабель с «минусом» генератора импульсного тока. С «плюсом» генератора импульсного тока через гибкий кабель соединена обрабатывающая головка, установленная в резцедержателе, закрепленном на суппорте, связанным кинематической связью с коробкой подач. Коробка скоростей и коробка подач закреплены на станине. Дополнительно содержит второй электродвигатель, два частотных преобразователя, два энкодера, червячный редуктор и два контроллера импульсов. Первый частотный преобразователь соединен с первым электродвигателем. Первый энкодер закреплен на другом конце шпинделя и соединен с первым контроллером импульсов. Второй частотный преобразователь связан со вторым электродвигателем, вал которого соединен с червячным редуктором, выходной вал которого соединен с входным валом коробки подач, на котором установлен второй энкодер, соединенный со вторым контроллером импульсов.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, включающее первый частотный преобразователь 1, соединенный с первым электродвигателем 2, вал 3 которого связан клиноременной передачей с входным валом 4 коробки скоростей 5, закрепленной на станине 6. Входной вал 4 коробки скоростей 5 связан кинематической связью со шпинделем 7, на одном конце которого между планшайбой 8 и токарным трехкулачковым патроном 9 закреплен токосъемник 10, соединенный через гибкий кабель к «минусу» генератора импульсного тока 11. На противоположном конце шпинделя 7 закреплен первый энкодер 12, соединенный с первым контроллером импульсов 13. Второй частотный преобразователь 14 соединен со вторым электродвигателем 15, валом 16 соединенный с червячным редуктором 17, выходным валом 18 соединенный с входным валом 19 коробки подач 20, на котором установлен второй энкодер 21, соединенный со вторым контроллером импульсов 22. Коробка подач 20 закреплена на станине 6 и связана кинематической связью с суппортом 23 с закрепленным на нем резцедержателем 24, в котором установлена обрабатывающая головка 25, соединенная через гибкий кабель с «плюсом» генератора импульсного тока 11.
s
Устройство работает следующим образом. Включается генератор импульсного тока 11. Затем при включении первого частотного преобразователя 1 запускается первый электродвигатель 2 и через клиноременную передачу передает крутящий момент на входной вал 4 коробки скоростей 5. Затем через кинематическую связь коробки скоростей 5 на шпиндель 7. Одновременно при вращении шпинделя 7 начинает вращаться вал первого энкодера 12, который посылает электрический сигнал на первый контроллер импульсов 13. Регулируя ток первого частотного преобразователя 1 задается частота вращения шпинделя 7 начиная с 1 об/мин. Электрод, закрепленный в обрабатывающей головке 25 подводится до касания к поверхности детали и происходит электрический разряд, сопровождающийся переносом материала электрода на поверхность детали. При включении второго частотного преобразователя 14 запускается второй электродвигатель 15, который через вал 16 передает крутящий момент на червячный редуктор 17, выходной вал 18 которого приводит в движение входной вал 19 коробки подач 20, при вращении которого начинает вращаться вал второго энкодера 21, который посылает сигнал на второй контроллер импульсов 22. Регулируя ток второго частотного преобразователя 14 устанавливается частота вращения входного вала 19 коробки подач 20 начиная с 1 об/мин. Тогда при известной частоте вращения входного вала 19 коробки подач 20 и заданном значении подачи скорость перемещения суппорта 23 V мм/мин, определяется по формуле
к.п
где: S, - значение подачи за один оборот входного вала коробки подач, мм/об;
в.в
n - частота вращения входного вала коробки подач, об/мин.
Электрод перемещается вдоль поверхности детали со скоростью перемещения суппорта 23 и обеспечивает нанесение электроискрового покрытия.
шп
s
шп
s
Результаты экспериментальных исследований показали, что при нанесении покрытий на известном устройстве, обеспечивающем кинематические режимы: n=9 об/мин, V=0,99 мм/мин, толщина слоя составила 170-190 мкм на диаметр, а на предлагаемой конструкции устройства, обеспечивающей режимы: n=4 об/мин, V=0,25 мм/мин, толщина слоя составила 450-490 мкм.
Таким образом, по сравнению с известным решением предлагаемая конструкция устройства позволяет повысить толщину электроискровых покрытий при обработке в механизированном режиме, достаточную для восстановления изношенных поверхностей деталей гидроагрегатов.