УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОАБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ С НЕПРЕРЫВНОЙ ПРАВКОЙ КРУГА

Полезная модель относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки и может быть использована при электроабразивном шлифовании материалов кругами на токопроводящих связках.
Известно устройство для электроабразивной обработки с одновременной правкой круга, содержащее два диода, катоды и аноды которых соединены между собой и подключены к одному из полюсов источника питания переменного тока, другие свободные анод и катод диодов подключены к правящему электроду и кругу. Общий вывод источника питания подключен к обрабатываемой детали (a.c. CCCP №1103975, МКИ В23Р 1/10).
Недостатком этого устройства является ограниченность технологических возможностей, вызванная взаимосвязью электрической цепи правки круга с электрической цепью травления обрабатываемой детали. При выходе обрабатываемой детали из зоны обработки цепь правки круга разрывается, что приводит к засаливанию круга и потере его работоспособности. Другим недостатком является невозможность осуществления предварительной правки круга. Кроме того, данное устройство не обеспечивает нанесения покрытий ни на круг, ни на обрабатываемую деталь.
Известно устройство для комбинированной электроалмазной обработки с одновременной правкой круга (патент РФ №2239525, В23Н 5/00, В24В 53/00), принятое за прототип. Устройство содержит трансформатор переменного тока, один вывод средней точки которого через токосъемник подключен к кругу, а другие три вывода через управляемые тиристорные выпрямители: первый - с помощью правящего электрода - специального устройства для непрерывной правки круга, образует электрическую цепь правки круга, второй - образует электрическую цепь анодного растворения обрабатываемой детали, третий -образует электрическую цепь катодного осаждения антифрикционных пленок на круг. Все управляемые тиристорные выпрямители имеют блоки управления и имеют независимую регулировку от 0 до определенного максимума. Контуры всех электрических цепей замыкаются через токосъемник на круг, работают в разнополярных направлениях, сблокированы с основными технологическими движениями шлифовального станка и работают независимо друг от друга. В зазоры между анодом и катодом электрических цепей подается электролит.
К недостаткам прототипа следует отнести: недостаточно полные технологические возможности, требующие дополнительных операций покрытия деталей после обработки, а, именно, невозможность нанесения антикоррозийного покрытия на деталь; большой расход материала круга, вследствие этого невысокая производительность и недостаточное качество обработанной поверхности, так как послеоперационное нанесение покрытий, разнесено во времени, вследствие чего поверхность детали в данный период не защищена и может быть подвергнута коррозии.
Задачей полезной модели является расширение технологических возможностей, снижение расхода круга, улучшение качества и сохранение свойств обработанной поверхности за счет обеспечения антикоррозийной защиты, а также повышение производительности за счет снижения диссипации энергии расходуемой на трение при обработке поверхности детали абразивным кругом и совмещения операции пассивирования с операцией электроабразивной обработки детали.
Поставленная задача решается тем, что устройство для электроабразивной обработки с непрерывной правкой круга, включающее правящий электрод, установленный вне зоны обработки и электрически изолированный от круга и обрабатываемой детали и дополнительный электрод, подключенный совместно с кругом к источнику переменного тока, выполненного в виде трансформатора, содержащего вторичные обмотки, начала которых соединены между собой в общей точке, присоединенной посредством токосъемника к кругу, а свободные концы обмоток присоединены положительными полюсами посредством управляемых тиристорных выпрямителей соответственно к обрабатываемой детали и дополнительному электроду, а отрицательным полюсом присоединены к правящему электроду, согласно техническому решению, содержит дополнительную вторичную обмотку трансформатора, один конец которой присоединен к общей точке трансформатора, а второй присоединен положительным полюсом посредством дополнительного тиристорного выпрямителя к дополнительному катоду, погруженному в электролитическую ванну, оснащенную системой термостатирования.
Полезная модель поясняется чертежом.
На фиг. изображена схема устройства.
Устройство состоит из трансформатора переменного тока 1, вывод средней точки которого через токосъемник 2 подключен к кругу 3, а другие четыре вывода: первый - через тиристор 4 с помощью правящего электрода -специального устройства для непрерывной правки круга 5, образует электрическую цепь правки круга, второй - через тиристор 6 с помощью специального катода 7 образует электрическую цепь катодного осаждения пленок на круг, третий - через тиристор 8 образует электрическую цепь анодного растворения обрабатываемой детали 9, четвертый - через тиристор 10 с помощью дополнительного катода 11, погруженного в ванну с электролитом 12 образует цепь катодного осаждения пленок на обрабатываемую деталь. Устройство для непрерывной правки круга 5, установлено вне зоны обработки и электрически изолировано от круга 3 и обрабатываемой детали 9. Ванна снабжена устройством термостатирования 13. Тиристоры управляются с помощью блоков управления (БУ) 14, 15, 16 и 17 и имеют независимую регулировку от 0 до определенного максимума. Контуры всех электрических цепей замыкаются через токосъемник 2 на круг и работают в разнополярных направлениях, сблокированы с основными технологическими движениями шлифовального станка и работают независимо друг от друга. В зазоры между анодом и катодом электрических цепей подается электролит.
Устройство работает следующим образом.
При включении шлифовального станка, шлифовальный круг 3 приходит во вращение и может работать независимо. При включении трансформатора 1 электрический ток вторичных обмоток подается с общей точки трансформатора на токосъемник 2, а со свободных концов обмоток на тиристоры 4, 6, 8 и 10 в электрические цепи правки круга, анодного растворения обрабатываемой детали и катодного осаждения пленок на круг и обрабатываемую деталь.
Электрическая цепь правки круга включается через тиристор 4, специальное устройство для правки 5 и замыкается на поверхность круга 3 через электролит, который подается в зазор между кругом и специальным устройством для непрерывной правки круга. Таким образом, в электрической цепи правки круга специальное устройство для непрерывной правки круга 5 является отрицательным полюсом (катод), а круг - положительным (анод). Оптимальная плотность тока правки круга устанавливается блоком управления 14.
Электрическая цепь анодного растворения обрабатываемой поверхности изделия - тиристор 8, обрабатываемая деталь 9, работает аналогичным образом, но на токе обратной полярности, т.е. обрабатываемая деталь 9 - положительный полюс цепи (анод), а поверхность круга 3 - отрицательной (катод). Оптимальное значение плотности тока травления обрабатываемого изделия при работе устанавливается блоком управления 16.
Электрическая цепь катодного осаждения пленок предназначена для укрепления абразивных зерен, предотвращения процесса засаливания и нанесения твердых смазок на поверхность круга. Специальный катод 7, через тиристор 6 подключается к положительному полюсу (анод), а круг - к отрицательному (катод). Электрическая цепь катодного осаждения пленок на обрабатываемую деталь - тиристор 10, дополнительный катод 11, электролитическая ванна с электролитом 12. Оптимальное значение плотности тока осаждения пленок на обрабатываемое изделие при работе устанавливается блоком управления 17 и температурой электролита, устанавливаемой устройством термостатирования 13.
Электрические цепи могут работать раздельно и в различных сочетаниях, т.е. при закрытом тиристоре 4 работают только цепи анодного растворения обрабатываемой детали и катодного осаждения пленок и твердых смазок. Такой режим работы экономически целесообразен при работе с кругами на прочных металлических связках (типа МO4, МО16, MB, МO13Э и др.), при обработке, например, твердых сплавов. В этих условиях абразивный круг работает в режиме самозатачивания.
При закрытом тиристоре 8, работает только электрическая цепь непрерывной правки круга и катодного осаждения пленок и твердых смазок. Такой режим работы эффективен для кругов на металлических связках при обработке вязких материалов: сталей, цветных металлов и др., а также неэлектропроводных материалов: стекла, керамики и др. и в случаях, когда необходима предварительная правка нового круга.
При закрытых тиристорах 6 и 10, работают только электрические цепи анодного растворения обрабатываемой детали и непрерывной правки круга. Такой режим работы эффективен при работе с различными кругами на металлических связках, работающих в режиме самозатачивания при малых значениях тока в соответствующих электрических цепях.
Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет значительно расширить технологические возможности оборудования за счет появления возможности независимой работы цепи непрерывной правки круга, цепи анодного растворения обрабатываемой поверхности детали и цепи катодного осаждения твердых смазок на поверхность круга и пленок на поверхность детали при одновременном улучшении качества и сохраняемости свойств обработанной поверхности и повышении производительности за счет снижения расхода энергии на трение при обработке поверхности детали абразивным кругом и совмещения операции пассивирования с операцией электроабразивной обработки детали.