МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЙ СТАНОК

Полезная модель относится к области металлообработки, в частности к устройствам для точения труднообрабатываемых материалов с косвенным нагревом срезаемого слоя дуговым разрядом, и может быть использована при изготовлении деталей типа «тело вращения» в различных отраслях промышленности.
Из уровня техники известно устройство для осуществления способа механической обработки труднообрабатываемых материалов (SU 588062, МПК В23В 1/00, опубликован 15.10.1978), где источник тепла выполнен в виде шлифовального круга, который нагревает удаляемый резцом металл [1].
Недостатком известного устройства является его низкая технологичность, вследствие наличия большого числа вспомогательного оборудования, необходимого для обеспечения работы шлифовального круга.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленной полезной модели является конструкция устройства для осуществления способа нагрева металлической заготовки при ее механической обработке за счет пропускания электрического тока между инструментом и обрабатываемой деталью (GB 902251 A, МПК В23В 1/00, 01.02.1962). Металлорежущий станок, с помощью которого осуществляют способ, содержит генератор высокочастотных импульсов, первый электрод которого подключен к резцу, установленному в резцедержателе станка, а второй электрод с помощью плавающего контакта, - к обрабатываемой детали [2].
Основным недостатком описанной конструкции является малая мощность электрической дуги, что снижает производительность процесса резания при обработке заготовок из металлов с низкой теплопроводностью.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является повышение производительности обработки деталей из труднообрабатываемых материалов.
Указанная задача решена за счет того, что металлорежущий станок содержит генератор высокочастотных импульсов, первый электрод которого подключен к резцу, установленному в резцедержателе станка, а второй электрод, с помощью плавающего контакта, - к обрабатываемой детали. Плавающий контакт можно расположить несколькими способами относительно резца, например, перпендикулярно, под некоторым углом или параллельно его главной режущей кромке. Также возможно выполнение плавающего контакта двухконцевым.
Положительный технический результат, обеспечиваемый упомянутыми выше конструктивными признаками станка, состоит в повышении производительности обработки детали за счет нагрева области заготовки, расположенной непосредственно в зоне контакта резца и обрабатываемой поверхности, путем пропускания электрических разрядов между первым и вторым электродами, что приводит к повышению пластичности материала заготовки.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид металлорежущего станка; на фиг. 2 - расположение резца и электродов относительно детали; на фиг. 3 - вариант расположения электрода вертикально; на фиг. 4 - вариант расположения электрода под углом к главной режущей кромке резца; на фиг. 5 - вариант расположения электрода параллельно главной режущей кромке резца; на фиг. 6 - вариант выполнения электрода двухконцевым.
Металлорежущий станок 1 содержит установленную деталь 2 в изолированный патрон 3, поджатую с торца изолированным центром 4. Станок дополнительно содержит генератор высокочастотных импульсов 5, первый электрод 6 которого подключен к резцу 7, установленному в резцедержателе станка 8, а второй электрод 9, с помощью плавающего контакта 10, - к обрабатываемой детали 2. Как было указано выше плавающий, контакт можно расположить несколькими способами относительно резца, например, перпендикулярно, как это показано на фиг. 3, под некоторым углом (фиг. 4) или параллельно его главной режущей кромке (фиг. 5). Также возможно выполнение плавающего контакта двухконцевым по схеме, показанной на фиг. 6. Для обеспечения надежной изоляции детали 2 поверхности патрона 3, резцедержателя 8 и центра 4 покрываются любым известным износостойким диэлектрическим материалом. Кроме того резец 7 дополнительно заземляется.
Металлорежущий станок работает следующим образом.
Перед началом обработки детали 2 первый электрод 6 генератора высокочастотных импульсов 5 подключают к резцу 7, предварительно установленному в резцедержатель станка 8, надежно изолированному и заземленному. Второй электрод генератора 9 с помощью плавающего контакта 10 подключают к обрабатываемой детали. После включения привода станка резец 7 подводят в зону обработки, тем самым замыкая электрическую цепь, в результате чего через деталь проходит высокочастотный ток, нагревая ее.
За счет различных способов выполнения и размещения плавающего контакта, осуществляют различную конфигурацию электрической дуги и, соответственно, распределения температурного поля.
Пусть плавающий контакт расположен перпендикулярно главной режущей кромке резца (фиг. 3). В этом случае получают электрическую дугу наибольшей мощности, нагреваемый объем материала детали оказывается небольшим, однако температура его температура будет наибольшей. Такой способ размещения плавающего контакта предназначен для обработки материалов с малым коэффициентом теплопроводности.
В случае если между плавающим контактом и резцом угол превышает 90°, как это показано на фиг. 4, возникает дуга средней мощности. Такой способ размещения плавающего контакта предназначен для обработки материалов со средним коэффициентом теплопроводности.
При размещении плавающего контакта параллельно главной режущей кромке резца (фиг. 5) электрическая дуга пройдет через центр детали, при этом объем нагреваемого материала детали окажется наибольшим, однако его температура окажется достаточно низкой. Такой способ размещения плавающего контакта предназначен для обработки металлов с наибольшим коэффициентом теплопроводности.
Еще одним из вариантов размещения плавающего контакта при выполнении его двухконцевым, подразумевает размещение первого и второго конца контакта под некоторыми углами, по отношению к главной режущей кромке резца, в соответствие со схемой, приведенной на фиг. 6. Такой способ позволит увеличить как объем нагреваемого материала детали, так температуру, что возможность использования более производительных режимов обработки.
Список использованных источников
5
1. SU 588062 A1, МПК В23В 1/00. Способ механической обработки труднообрабатываемых материалов / Ноников Г.К., Горшков Б.Т., Прянишников И.С., Балашов Н.А., Клюев М.М. - №2324382; заявл. 12.02.1976; опубл. 15.01.1978. Бюл. №2.
2. GB 902251 A, МПК В23В 1/00. Improvements relaiting to the Machining of Metals / JOHN BRIAN PETER WILLIAMSON - GB 19570026360; заявл. 21.08.1957; опубл. 01.02.1962.