ДИСК-ЭЛЕКТРОД

Полезная модель относится к области металлообработки, в частности, к электрофизическим, электроэрозионным методам обработки, и может быть использована при разрезании крупногабаритных, труднообрабатываемых деталей.
Известен дисковый электрод-инструмент для электроэрозионной обработки металла, выполненный двухступенчатым для совмещения черновой и чистовой операции и с наличием между двухступенчатыми секторами на периферии диска пазов, служащих для охлаждения электрода за счет прерывания электрического тока (см. авт.св. №217559, B23P 1/12, H05B 7/06).
Недостатком данного устройства является нарушение плоскостности инструмента в результате его коробления в процессе эксплуатации. Это обусловлено тем, что известный дисковый электрод-инструмент в процессе электроэрозионной обработки подвержен нагреву до высоких температур за счет подключения к источнику тока и больших скоростей вращения, что приводит к возникновению в нем больших термических напряжений, а наличие в инструменте ступеней и пазов не позволяет равномерно перераспределить возникающие напряжения и обеспечить равномерное охлаждение по всей площади поверхности инструмента.
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является дисковая пила, содержащая полотно, на котором выполнены посадочное отверстие и сквозные отверстия, равномерно расположенные на трех концентрических окружностях со смещением в шахматном порядке, причем сквозные отверстия выполнены с диаметром, уменьшающимся от периферии к центру (пат. РФ №2083356, B27B 33/08).
Недостатком известного устройства является потеря плоскостности инструмента вследствие того, что расстояние между сквозными отверстиями (перемычка) по каждой концентрической окружности не позволяет равномерно перераспределить напряжения, возникаемые в процессе работы инструмента, поскольку из-за своей массивности перемычки работают только на растяжение-сжатие и срез и не могут работать на изгиб, а, следовательно, не могут выполнять роль упруго-пластических шарниров.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в сохранении плоскостности инструмента и, как следствие в устранении косины реза при разрезании крупногабаритных, труднообрабатываемых изделий.
i
i
Поставленная задача решается тем, что в известном диске-электроде, содержащем полотно, на котором выполнены посадочное отверстие и сквозные отверстия, равномерно расположенные на трех концентрических окружностях со смещением в шахматном порядке, причем сквозные отверстия выполнены с диаметром, уменьшающимся от периферии к центру, согласно изменению, расстояние между сквозными отверстиями по каждой концентрической окружности выбрано из условия (0,043÷0,047)d, где d - диаметр сквозного отверстия соответствующей концентрической окружности.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично изображен диск-электрод.
i
i
i
i
конц
конц
Диск-электрод содержит полотно 1 с посадочным отверстием 2 и сквозными отверстиями 3, 4, 5, расположенными со смещением в шахматном порядке на трех концентрических окружностях, которые предназначены для охлаждения инструмента в процессе эксплуатации. Расстояние между сквозными отверстиями по каждой концентрической окружности характеризует перемычки 6, размер которых выбирают из условия (0,043÷0,047)d, где d - диаметр сквозного отверстия соответствующей концентрической окружности. Диаметры сквозных отверстий 3, 4, 5 зависят от диаметра каждой из концентрических окружностей, поэтому их выбирают из условия (0,082÷0,085)D , где D  - диаметр соответствующей концентрической окружности. При этом диаметр наружной концентрической окружности составляет 0,8D, где D - диаметр диска, а диаметры последующих концентрических окружностей уменьшаются от предшествующих в 1,17-1,18 раз. Такое конструктивное выполнение заявляемого устройства позволяет перемычкам 6 упруго-пластически деформироваться под действием высоких температурных напряжений, тем самым равномерно перераспределяя их по всей поверхности инструмента.
i
Выбирать расстояние между сквозными отверстиями по концентрической окружности меньше, чем 0,043d, нецелесообразно, так как это приводит к нарушению целостности этих отверстий, а отсутствие достаточной части металла между сквозными отверстиями не позволит перемычкам упруго-пластически деформироваться для перераспределения возникающих напряжений.
i
Выбирать расстояние между сквозными отверстиями по концентрической окружности больше, чем 0,047d, также нецелесообразно, так как в этом случае перемычки получаются массивными, что впоследствии не позволяет выполнять им роль упруго-пластических шарниров, а следовательно, разгрузить центральную часть инструмента от действия больших термических напряжений, что приводит к потере плоскостности инструмента.
Диск-электрод работает следующим образом.
i
i
Первоначально полотно 1 со сквозными отверстиями 3, 4, 5 устанавливают на шпиндель дисковой электроконтактной головки (на фиг. не показано) с натягом с помощью посадочного отверстия 2. Затем обрабатываемую деталь (на фиг. не показано) устанавливают на шпиндель станка. Далее диск-электрод и обрабатываемую деталь подключают к источнику тока, затем двигатель станка и автономный электродвигатель задают скорость вращения заготовки и инструмента соответственно. В процессе работы за счет высоких скоростей диск-электрод нагревается, поэтому при соприкосновении с деталью происходит ее предварительное плавление, а затем с минимальными механическими усилиями диск разрезает обрабатываемую деталь. Одновременно с этим в инструменте возникают большие термические напряжения, которые распространяются от периферии к центру инструмента. А благодаря заявляемому конструктивному выполнению устройства перемычки 6, размер которых выбирают из условия (0,043÷0,047)d, где d - диаметр сквозного отверстия соответствующей концентрической окружности, свободно сжимаются и изгибаются под действием возникающих напряжений за счет своей тонкостенности, что позволяет им выполнять роль упруго-пластических шарниров и разгрузить центральную часть инструмента от действия больших термических напряжений. Ввиду всего перечисленного термические напряжения, возникающие в диске в процессе электроконтактной обработки, перераспределяются по всей поверхности инструмента, сохраняя при этом его плоскостность.
Таким образом, заявляемый диск-электрод, по сравнению с прототипом, позволяет сохранить свою плоскостность и устранить косину реза в процессе разрезания труднообрабатываемых изделий.