УСТАНОВКА ДЛЯ ТОЧЕЧНОЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

Полезная модель относится к области электромеханической обработки (ЭМО) деталей машин, касается средств электромеханической точечной обработки изделий в условиях массового и ремонтного производства.
Известны установки для ЭМО деталей машин (см. Аскинази, Б.М. Упрочнение и восстановления деталей электромеханической обработкой / Б.М. Аскинази. - Л: Машиностроение, 1989. - 184 с. и Яковлев, С.А. Влияние электрофизических параметров на электромеханическую обработку деталей машин: монография / С.А. Яковлев. - Ульяновск: УВАУ ГА (И), 2014. - 129 с.), которые состоят из понижающего трансформатора с аппаратурой регулирования и контроля, объединенные в одной конструкции и устанавливаемые у металлорежущего станка, электроконтактного устройства, инструментальной державки с рабочим электрод-инструментом и двух токоподводящих кабелей. Устройства позволяют получить упрочненный термомеханическим воздействием поверхностный слой повышенной износостойкости при сохранении вязкой сердцевины детали, что повышает долговечность деталей машин.
Недостатками таких установок являются необходимость применения станочного оборудования, значительные потери электрической энергии на нагрев токоподводящих кабелей, электроконтактного устройства, увеличенная вследствие этого мощность потребления энергии, большая материалоемкость, трудность перемещения устройств из-за большой массы.
Известна интегральная установка для электромеханической обработки (патент РФ №2127183 - принят за прототип), содержащая силовой понижающий трансформатор с аппаратурой регулирования и контроля, элементы токоподвода, подпружиненную державку, несущую головку с рабочими инструментами и предназначенную для крепления на суппорте токарного станка, которая во многом устраняет недостатки упомянутых выше установок.
Однако данная установка также отличается своей стационарностью и необходимостью применения специального станочного оборудования, имеет достаточно высокие энергетические потери и металлоемкость, качающаяся головка отличается сложностью настройки и неустойчивостью работы.
Известно устройство для электромеханической обработки детали (патент РФ №2209711 - принят за прототип), содержащее силовой понижающий трансформатор и рабочий инструмент, закрепленные на подвижном основании станка, трансформатор включает сердечник, первичную обмотку и вторичный контур с подводом тока к закрепленной на станке с возможностью вращения обрабатываемой детали, отличающееся тем, что сердечник силового трансформатора выполнен кольцевым и в его отверстии коаксиально с ним размещена с минимальным рабочим зазором обрабатываемая деталь, функционально являющаяся в рабочем состоянии вторичной обмоткой силового трансформатора.
Однако такое устройство также отличается своей стационарностью и необходимостью применения специального станочного оборудования, Данное устройство не применимо для качественной точечной электромеханической обработки, особенно плоских деталей.
Известно приспособление для точечной электромеханической обработки деталей (полезная модель РФ №193556 - принят за прототип), содержащее стол, подпружиненную каретку, блок управления с функцией таймера для обеспечения заданного времени электромеханического воздействия на деталь и установленную на каретке телескопическую державку с подпружиненным штоком, на котором установлены головка с электрод-инструментом и стержень, шарнирно соединенный с блоком управления, на столе установлена изолированная от стола стойка, а подпружиненная каретка выполнена с возможностью перемещения по стойке в вертикальном направлении с помощью рычагов, отличающееся тем, что на столе установлены две регулируемые по высоте опоры и дополнительная нижняя головка с электрод-инструментом, причем дополнительная головка с электрод-инструментом установлена под основной головкой на одной линии.
Приспособление позволяет проводить точечную электромеханическую обработку деталей, устраняя указанные выше недостатки, что позволяет расширить область применения технологии электромеханической обработки.
Недостатком такого приспособления является необходимость установки около него силового источника ЭМО с присоединением от него к головкам с электрод-инструментами токоподводящих кабелей. Значительные потери электрической энергии на нагрев токоподводящих кабелей приводят к низкому КПД процесса.
Задачей полезной модели является повышение эффективности процесса ЭМО при точечной обработке поверхностей применением установки для точечной электромеханической обработки деталей.
Поставленная задача достигается тем, что трансформатор установлен под корпусом державки и в его отверстии коаксиально с ним с возможностью перемещения вдоль отверстия сердечника размещен с минимальным рабочим зазором шток державки, функционально являющийся в рабочем состоянии вторичной обмоткой силового трансформатора, при этом шток державки в верхней части соединен с нижней головкой посредством гибкой токопроводящей шины.
На фигуре изображен общий вид установки для точечной электромеханической обработки деталей.
Установка состоит из следующих сборочных единиц и деталей: стола 1, двух опор 2, нижней головки с электрод-инструментом 4, верхней головки с электрод-инструментом 5, телескопической подпружиненной державки со штоком 6, стержня 7, верхнего рычага 8, блока управления током с функцией таймера 9, стойки 10, каретки 11, нижнего рычага 12, пружины 13, трансформатора с кольцевым сердечником 14 и гибкой токопроводящей шины 15.
Установка для точечной электромеханической обработки деталей работает следующим образом. Обрабатываемая деталь 3 (например, лемех) устанавливается на две регулируемые по высоте опоры 2 и нижний электрод-инструмент, который закреплен на столе 1 с помощью нижней головки 4 находящейся с верхней головкой с электрод-инструментом на одной линии.
На столе установлена вертикальная стойка 10. Вдоль стойки с помощью системы рычагов 8 и 12 в вертикальном направлении перемещается каретка 11. Для возврата каретки в исходное состояние предусмотрена пружина 13.
На каретке установлен корпус телескопической державки 6 с подпружиненным штоком. Под корпусом державки 6 установлен трансформатор с кольцевым сердечником 14. Шток державки размещен в отверстии сердечника с минимальным рабочим зазором с возможностью перемещения вдоль отверстия сердечника и функционально является в рабочем состоянии вторичной обмоткой силового трансформатора.
На штоке державки 6 в нижней части установлена верхняя головка с электрод-инструментом 5. В верхней части штока державки установлен стержень 7, шарнирно соединенный с блоком управления с функцией таймера 9, и закреплена гибкая токопроводящая шина 15. Другим концом шина 15 соединена с нижней головкой с электрод-инструментами 4.
При нажатии на рычаг 8 каретка с телескопической державкой перемещается вниз, сжимая пружину 13. При контакте электрод-инструмента 5 с деталью замыкается вторичная цепь обмотки трансформатора и начинает сжиматься пружина телескопической державки (на рисунке не показано). Шток державки перемещается относительно корпуса державки 6 вверх, шарнирно передавая движение блоку управления с функцией таймера 9.
В первичную обмотку трансформатора подается электрический ток, что обеспечивает возникновение электрического ток в замкнутой вторичной электрической рабочей цепи и проводится точечная электромеханическая обработка поверхности.
Выключение электрического тока производит блок управления с функцией таймера через заданное время. Поднятие рычага 8 вверх обеспечивает поднятие каретки с державкой вверх за счет действия пружины 13, при этом вторичная обмотка трансформатора размыкается.
Режимы точечной электромеханической обработки (плотность тока, давление инструментов, время электромеханической обработки), а также материал и форма инструментов принимаются исходя из задач и требований технологического процесса.
Техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является повышение эффективности процесса ЭМО при точечной обработке поверхностей за счет снижения потерь электрической энергии.
Использование блока управления с функцией таймера позволяет обеспечивать точное время электромеханического воздействия на поверхность детали.
Использование трехточечной фиксации деталей на столе путем использования двух регулируемых по высоте опор и нижней дополнительной головки с электрод-инструментом позволяет обеспечить устойчивое положение обрабатываемых изделий сложной геометрии.
Возможность перемещения каретки относительно стойки в вертикальном направлении позволяет проводить точечную электромеханическую обработку деталей различной толщины.
Использование в качестве вторичной обмоткой силового трансформатора штока державки снижает энергетические затраты при выполнении технологической операции, что в целом повышает эффективность процесса ЭМО.