Устройство для электрохимической обработки и правки инструмента

Полезная модель относится к области металлообработки, в частности к устройствам для электрохимической обработки металлических изделий и электрохимической правки токопроводящих инструментов.
Известно устройство для электрохимической обработки металлических изделий токопроводящим кругом (патент РФ на полезную модель №185515, МПК В23Н 5/08, 2018). Устройство содержит источник тока и программируемый от компьютера микроконтроллер, установленный в блок управления. Он используется для регулирования длительности и частоты импульсов токов и управляет четырьмя твердотельными реле, установленными в блок коммутации токов. Блок коммутации токов имеет два выхода и предназначен для подачи в электрическую цепь обрабатываемое изделие - электролит - токопроводящий инструмент поочередно токов прямой и обратной полярности. Входы двух твердотельных реле связаны с положительным полюсом источника тока, а входы двух других твердотельных реле связаны с отрицательным полюсом источника тока. При этом выходы твердотельных реле, связанных с одноименными полюсами источника тока, соединены с разными выходами блока коммутации токов. В шпиндель установлен токопроводящий круг. В зону контакта токопроводящего круга и изделия подается электролит. Недостаток устройства состоит в том, что наличие одного источника тока не позволяет устанавливать индивидуально величину напряжения и силы тока для двух выполняемых процессов - процесса электрохимического шлифования изделия и процесса электрохимической правки токопроводящего круга.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для комбинированной обработки металлических изделий сменными токопроводящими инструментами (патент РФ на полезную модель №188215, МПК В23Н 5/06, 2018). Устройство содержит два источника тока и блок переключения токов. В блоке переключения токов установлены выключатели. В инструментальную оправку поочередно устанавливаются сменные токопроводящие инструменты. Один из инструментов выполнен в виде абразивного инструмента, а второй инструмент выполнен в виде электрода. Положительные полюса источников токов соединены с обрабатываемой деталью, а отрицательные полюса источников тока соединяются поочередно с инструментальной оправкой. Режимами электроабразивной и электрохимической обработки можно управлять индивидуально за счет использования в каждом процессе своего источника тока с требуемым напряжением и силой тока. Недостаток устройства состоит в том, что оно не позволяет производить электрохимическую правку инструмента. Инструмент может соединяться только с отрицательным полюсом источника тока, а для выполнения процесса электрохимической правки он должен иметь возможность соединяться с положительным полюсом источника тока.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в расширении технологических возможностей устройства для комбинированной обработки металлических изделий сменными токопроводящими инструментами. Для решения поставленной задачи используется устройство, содержащее два источника тока, один из которых используется при электроабразивной обработке металлического изделия, а другой используется при электрохимической правке абразивного токопроводящего инструмента. Устройство
оснащено блоком коммутации токов с двумя твердотельными реле для периодической подачи импульсов тока в электрические цепи, образованные источниками тока, обрабатываемым изделием, электролитом и абразивным токопроводящим инструментом. Устройство содержит блок управления, связанный с упомянутым блоком коммутации токов и снабженный программируемым микроконтроллером, при этом вход одного твердотельного реле соединен с отрицательным полюсом упомянутого источника тока для электроабразивной обработке металлического изделия, а вход другого твердотельного реле соединен с положительным полюсом упомянутого источника тока для электрохимической правки абразивного токопроводящего инструмента.
Предлагаемая конструкция устройства позволяет производить не только электроабразивную и электрохимическую обработку, но и электрохимическую правку инструмента, что расширяет его технологические возможности.
На фиг. 1 показа схема устройства для электрохимической обработки и правки инструмента.
Устройство содержит два источника тока. Источник тока 1 используется при электрохимической обработке изделия 8. Источник тока 2 используется при электрохимической правке токопроводящего инструмента 7, установленного в инструментальную оправку 6. Блок коммутации токов 3, снабженный двумя твердотельными реле 4 и 5, предназначен для периодической подачи импульсов тока в электрические цепи, образованные источниками тока 1 и 2, обрабатываемым изделием 8 и инструментом 7. В зону обработки подается электролит (на рисунке не показан). Блок управления коммутацией токов 9 связан с блоком коммутации 3 и снабжен программируемым микроконтроллером. Вход твердотельного реле 5 соединен с отрицательным полюсом источника тока 1 для электроабразивной обработки изделия 8, а вход твердотельного реле 4 соединен с положительным полюсом источника тока 2 для электрохимической правки абразивного токопроводящего инструмента 7.
Устройство для электрохимической обработки и правки инструмента работает следующим образом. В инструментальную оправку 6 устанавливается абразивный токопроводящий инструмент 7. Блок управления коммутацией токов 9 подает сигнал в соответствии с программой, заложенной в микроконтроллер, на твердотельное реле 5. Замыкаются контакты электрической цепи, в которую входят источник тока 1, обрабатываемое металлическое изделие 8 и абразивный токопроводящий инструмент 7, взаимодействующие с электролитом. Происходит электрохимическое воздействие на деталь 8, в результате которого разрушается поверхностный слой детали, удаляемый абразивным инструментом 7. По окончании процесса электроабразивной обработки твердотельное реле 5 размыкает контакты электрической цепи. Подача тока прекращается. Блок управления коммутацией токов 9 подает сигнал в соответствии с программой, заложенной в микроконтроллер, на твердотельное реле 4. Замыкаются контакты электрической цепи, в которую входят источник тока 2, обрабатываемое металлическое изделие 8 и абразивный токопроводящий инструмент 7, взаимодействующие с электролитом. Происходит электрохимическое воздействие на инструмент 7, в результате которого происходит его электрохимическая правка. При этом металлическая связка инструмента разрушается, обнажая абразивные зерна. По окончании процесса электрохимической правки инструмента твердотельное реле 4 размыкает контакты
электрической цепи. Подача тока прекращается. Указанные процессы повторяются в соответствии с программой, заложенной в микроконтроллер.
3
2
2
3
Работоспособность устройства проверяли путем электрохимического шлифования торца детали диаметром 10 мм с периодической электрохимической правкой инструмента. Деталь была изготовлена из стали 08Х18Н10Т. Использовался гравер ЗУБР ЗГ-160ЭК, оснащенный щеточным устройством для подвода электрического тока к цанговой оправке поочередно от отрицательного и положительного полюсов двух источников тока напряжением 12В и 9В. Обрабатываемое изделие закреплялось с помощью специального изолированного приспособления, оснащенного электрическими клеммами, соединенными с указанными полюсами источников тока. Проводилась электроабразивная обработка детали цилиндрической алмазной головкой диаметром 3 мм на металлической связке. Периодически осуществлялась электрохимическая правка инструмента. В зону обработки подавался электролит на водной основе (NaNO - 3%, NaNO - 1%, NaCO- 0,5%). Режимы электроабразивной обработки: число оборотов инструмента в минуту -30000, время обработки - 120 с, напряжение источника тока - 12В. Режимы электрохимической правки инструмента: число оборотов инструмента в минуту -10000, время правки - 10 с, напряжение источника тока - 9В. Проведенные испытания подтвердили работоспособность устройства.