ДВУХРОЛИКОВЫЙ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Полезная модель относится к области упрочняющей обработки деталей и может быть использована в различных областях машиностроения для упрочнения поверхностей деталей цилиндрической формы при их изготовлении и ремонте.
2
Известны конструкции приспособлений для электромеханического упрочнения (Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой. - М.: Машиностроение, 1989, с. 121, с. 200). Приспособление состоит из двух обойм с четырьмя твердосплавными роликами, одна обойма закреплена в пружинной державке, устанавливаемой в верхний суппорт станка, вторая обойма закрепляется на неподвижной стойке, установленной на станине станка, а также устройство, выполненное в виде динамометрического приспособления с использованием спиральных пружин, на которые крепится головка с одним обрабатывающим инструментом в виде пластины или ролика. Такие приспособления для электромеханической обработки (ЭМО) обеспечивают термомеханическое воздействие на поверхности деталей за счет того, что через зону контакта рабочего инструмента (ролика или пластины) и детали проходит ток большой плотности (108-109 А/м) и низкого (1-6 В) напряжения, вследствие чего на контактирующей поверхности изделия выделяется большое количество тепла, происходит высокоскоростной нагрев локального микрообъема поверхности с одновременным его пластическим деформированием и последующее интенсивное охлаждение за счет отвода тепла внутрь детали, что приводит к повышению прочности и износостойкости.
Для замыкания рабочего контура ЭМО электрический ток подводится к детали через электроконтактное устройство и державку с инструментом, которые образуют с деталью общую электрическую цепь.
Обработка вышеописанным инструментом отличается низкой производительностью обработки поверхностей, большими потерями электроэнергии в технологической оснастке и по длине детали, низким КПД процесса.
Известно устройство для электромеханической обработки деталей машин двумя инструментами (патент 146551 В24В 39/00, опубликован 10.10.2014 г.), состоящее из державки с инструментами, установленными напротив друг друга, с возможностью поперечного перемещения в направляющих.
Недостатком вышеуказанного устройства является: сложность изготовления устройства, большая масса и габаритные размеры, необходимость монтажа устройства на суппорт станка.
Таким образом, известное устройство имеют низкий технический уровень, связанный со сложностью его изготовления и использования.
В этой связи важной задачей является создание нового устройства, обеспечивающего легкость в монтаже (демонтаже) и универсальность использования на различных станках, при этом обладающего малой массой и размерами, с минимальными потерями электрической энергии.
Техническим результатом является создание нового устройства - двухроликового инструментального узла для электромеханической обработки, позволяющего осуществлять электромеханическую обработку цилиндрических деталей на токарных станках.
Технический результат достигается тем, что двухроликовый инструментальный узел для электромеханической обработки выполнен в виде штанг, жестко соединенных пластинами по обоим концам, образуя раму инструментального узла. На пластине, жестко соединенной с штангами, изготовленной из электроизоляционного материала, установлен уголок с твердосплавным роликом к которому подается электрический ток. На штангах установлена подвижно пластина-ползун, изготовленная из электроизоляционного материала, на которой закреплен уголок с твердосплавным роликом, к которому также подается электрический ток. При этом имеется винт, ввернутый в резьбовое отверстие пластины, жестко закрепленной на штангах, который соединен с прижимной пластиной. Между прижимной пластиной и подвижной пластиной-ползуном установлены пружины.
Двухроликовый инструментальный узел для электромеханической обработки состоит из (фиг. 1): твердосплавные ролики 2, уголки 3, оси роликов 4, жестко закрепленная пластина из электроизоляционного материала 5, подвижная пластина-ползун из электроизоляционного материала 6, прижимная пластина 7, жестко закрепленная пластина 8, винт 9, ввернутый в резьбовое отверстие жестко закрепленной пластины 8, штанги 10, пружины 11, державка 12, кабель подвода электрического тока 13, кабель подвода электрического тока 14, болты с гайками и шайбами 15, гайки с шайбами 16, гайка с шайбой 17, гайка с шайбой 18, гайка с шайбой 19, винт 20.
Жестко закрепленная пластина из электроизоляционного материала 5 и жестко закрепленная пластина 8 крепятся на концах штанг 10, имеющих резьбу, гайками с шайбами 16 и образуют жесткий каркас инструментального узла. На жестко закрепленной пластине из электроизоляционного материала 5 и подвижной пластине-ползуне из электроизоляционного материала 6 крепятся уголки 3 болтами с шайбами и гайками 15, а для предотвращения их смещения относительно основания пластин дополнительно стопорятся винтами 20. В отверстия уголков на оси роликов 4 устанавливаются твердосплавные ролики 2 и закрепляются гайками с шайбами 19. Между подвижной пластиной-ползуном из электроизоляционного материала 6 и прижимной пластиной 7 устанавливаются на штанги 10 пружины 11. Винт 9 прикреплен к прижимной пластине 7 гайкой с шайбой 18, а сам винт ввернут в резьбовое отверстие жестко закрепленной пластины 8. Кабели подвода электрического тока 13 и 14 прикреплены к уголкам 3 и жестко закрепленной пластине из электроизоляционного материала 5 и подвижной пластине-ползуне из электроизоляционного материала 6 соответственно болтами с шайбами и гайками 15. Державка 12 приварена к жестко закрепленной пластине 8.
Двухроликовый инструментальный узел для электромеханической обработки работает следующим образом:
Обрабатываемая цилиндрическая деталь 1 закрепляется в патрон токарного станка. Державку 12 двухроликового инструментального узла устанавливают в резцедержатель токарного станка, поджав твердосплавный ролик 2, установленный на уголке 3 жестко закрепленной пластины из электроизоляционного материала 5, к поверхности обрабатываемой детали 1, закрепляют державку в резцедержателе. Дальнейшая регулировка поджатия этого ролика, если это необходимо, осуществляется поперечной подачей токарного станка. Винтом 9 вворачиванием (выворачиванием) в резьбовое отверстие жестко закрепленной пластины 8 осуществляется прижатие второго твердосплавного ролика 2, установленного на уголке 3 подвижной пластины-ползуна из электроизоляционного материала 6. Прижатие твердосплавного ролика 2 к обрабатываемой детали 1 осуществляется посредством воздействия винта на прижимную пластину 7, которая, в свою очередь, воздействует на пружины 11, установленные на штангах 10, пружины воздействуют на подвижную пластину-ползун из электроизоляционного материала 6. Таким образом, создается прижатие роликов 2 к обрабатываемой детали 1. Через кабели подвода электрического тока 13 и 14 болты с шайбами и гайками 15, уголки 3 и оси роликов 4 к твердосплавным роликам подводят электрический ток для электромеханической обработки. Далее включают токарный станок, деталь 1 начинает вращаться, установив определенную продольную подачу на токарном станке, осуществляется электромеханическая обработка, обеспечивается необходимое термомеханическое воздействие на поверхность обрабатываемой детали. Режимы обработки (плотность тока, скорость обработки, давление инструментов и их подача), также материал и форма инструментов принимаются исходя из задач и требований технологического процесса
Так как ролики 2 закреплены неподвижно, то по мере износа их рабочих поверхностей осуществляется поворот роликов 2 на оси 4 на небольшой угол для ввода в соприкосновение с обрабатываемой поверхностью неизношенного участка ролика и последующее закрепление его на оси гайкой с шайбой 19. Для предотвращения смещения прижимной пластины 7 в процессе обработки осуществляется стопорение винта 9 гайкой с шайбой 17.
Предлагаемый двухроликовый инструментальный узел для электромеханической обработки по сравнению с известными устройствами позволяет осуществлять упрочнение электромеханической обработкой поверхностей цилиндрических деталей, при этом обеспечена возможность быстрого монтажа (демонтажа) данного инструментального узла на различные токарные станки, простота изготовления самого устройства.