УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИКО-ЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ТОРЦЕВ ПРУЖИН

Полезная модель относится к области металлообработки, а именно к совмещенной электрохимико-эрозионной обработке торцевых поверхностей винтовых пружин, например пружин муфт сцепления автомобилей.
Наиболее близким по технической сущности, выбранным в качестве прототипа, является устройство для шлифования торцев пружин, реализующее способ механической обработки торцевых поверхностей пружин абразивными кругами, содержащее две оппозитно расположенные шпиндельные бабки, привод встречного возвратно-поступательного перемещения бабок и расположенный между бабками механизм загрузки с пружинами (Авторское свидетельство СССР №1776543 А1, кл. В 24 В 7/17, 1992 г, №43).
Основным элементом управления процессом обработки в данном случае является упруго-деформирующийся фланец, установленный внутри корпусов шлифовальных бабок и связанный с системой регистрации силы сжатия обрабатываемой пружины.
Недостатками указанного устройства являются: сложность в эксплуатации при узкой целенаправленности конструкции, так как система управления процессом рассчитана только на один типоразмер обрабатываемых пружин; низкая производительность, связанная с длительностью процесса обработки; наличие остаточных напряжений в материале пружины, возникающих при силовом, механическом воздействии на него абразивными зернами.
Задачами, на решение которых направлена заявляемая полезная модель, являются:
- повышение производительности обработки при отсутствии качественных недостатков в виде остаточных напряжений в обрабатываемом материале;
- достижение универсальности конструкции при переходе к обработке других типоразмеров пружин.
При осуществлении полезной модели поставленные задачи решаются за счет достижения технического результата, который заключается в достижении высоких качественных показателей выпускаемой продукции, а именно:
- высокой размерной точности по длине;
- заданной геометрии профиля по плоскостности торцев, параллельности торцев друг другу, перпендикулярности торцев к оси пружины;
- заданных показателей по шероховатости обработанных поверхностей при отсутствии задиров и заусенцев на кромках;
- отсутствие механических напряжений в материале пружины;
- при достаточно высокой производительности процесса обработки, хорошей рентабельности и универсальности использования технологического оборудования и достаточной защите оператора от воздействия электротока и паров электролита.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для электрохимико-эрозионной обработки торцев пружин, содержащем две оппозитно расположенные шпиндельные бабки, привод возвратно-поступательного перемещения бабок и расположенный между бабками механизм загрузки с пружинами согласно полезной модели в качестве обрабатывающих инструментов взамен абразивных кругов используются металлические диски-катоды, подключенные с помощью щеточных устройств к отрицательному полюсу источника питания, которые при вращении в сочетании с подводом электролита обеспечивают протекание в рабочей зоне электрохимико-эрозионного процесса съема припуска с торцевых поверхностей заготовок-пружин, при этом металлические диски-катоды на рабочем торце имеют коническую часть под некоторым углом, что способствует разделению рабочей зоны на две части: черновую, в которой по мере входа и продвижения заготовки протекает интенсивный электроэрозионный процесс разрушения материала, обеспечивающий высокую производительность обработки любых токопроводящих материалов за счет направленных мощных элетроразрядов, и калибрующую, в которой по мере увеличения межэлектродного зазора процесс элетроэрозии переходит в процесс анодного, электрохимического растворения
материала заготовки, который зачищает следы от воздействия электроэрозии, обеспечивая высокие качественные показатели обработанных поверхностей.
Механизм загрузки заготовок пружин выполнен в виде ротора с изолированными друг от друга и от ступицы сегментами, подключаемые к положительному полюсу источника питания только при входе и нахождении их в рабочей зоне.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь: реализованный за счет конструктивных решений в устройстве процесс совмещенного механизма воздействия на обрабатываемый материал направленных мощных электроразрядов и анодно-электрохимического растворения обеспечивает достижение указанных эффектов как по производительности процесса обработки, так и по точности и качественным показателям обрабатываемой продукциии и охране труда, что в конечном итоге положительно сказывается на надежности и долговечности работы таких ответственных механизмов, как например, муфт сцепления автомобилей.
На фиг.1 изображена принципиальная кинематическая схема устройства для электрохимико-эрозионной обработки торцев пружин, на фиг.2 - вид по стрелке А фиг.1, поясняющий конструктивное решение основных механизмов устройства, которыми являются: механизм загрузки заготовок, механизм вращения катодов-инструментов и система подвода и очистки электролита.
Устройство состоит из сварной рамы 1 (фиг.1, 2) с закрепленными на ней опорами 2 (фиг.2) для установки и позиционирования механизмов вращения катодов-инструментов 3 (фиг.1) и опорой 4 (фиг.2) для установки загрузочного ротора 5 (фиг.1) с шестью сегментами 6 (фиг.2) для загрузки, осуществляемой в зоне Б (фиг.2), обрабатываемых заготовок-пружин 7 (фиг.1, 2).
Ротор 5 (фиг.1), представляющий собой диск с закрепленными на нем сегментами 6 (фиг.2) с отверстиями для загрузки заготовок-пружин 7 (фиг.1, 2), установлен на полом валу шпиндельной бабки 8
(фиг.1), вращающейся с рабочей скоростью от мотор-редуктора 9 (фиг.1) посредством ременной передачи 10 (фиг.1). Сегменты 6 (фиг.2) изолированы друг от друга и диска ротора изоляционными элементами. Подвод электроэнергии к сегментам 6 (фиг.2), входящим в зону обработки, осуществляется от положительного полюса источника питания посредством щеточного устройства 11 (фиг.1) и токопроводов. Для ориентировки заготовок пружин 7 (фиг.1, 2) вдоль их оси на входе сегментов 6 (фиг.2) в зону обработки установлен лоток 12 (фиг.2).
Катоды-инструменты 3 (фиг.1) в виде металлических дисков устанавливаются на полых валах шпиндельных узлов 13 (фиг.1), имеющих возможность перемещения вдоль оси на опорах 2 (фиг.1, 2) для позиционирования инструмента относительно обрабатываемых заготовок-пружин при переходе к обработке других типоразмеров и во время замены изношенных катодов-инструментов 3 (фиг.1). Вращение на катоды-инструменты 3 (фиг.1) передается от электродвигателей 14 (фиг.1) через ременную передачу 15 (фиг.1). Подвод электроэнергии от отрицательного полюса источника питания к катодам-инструментам 3 (фиг.1) осуществляется через полый вал шпиндельных узлов 13 (фиг.1) с помощью щеточных устройств 16 (фиг.1).
Электролит в зону обработки подается через сопла 17 (фиг.1). Далее электролит сливается в бак 18 (фиг.1, 2) с системой очистки. Для предохранения оператора от воздействия брызг и паров электролита в устройстве предусмотрены воздухообдув 19 (фиг.2) и ограждение 20 (фиг.2).
Устройство работает следующим образом.
Кнопкой пуск запускаются механизмы вращения катодов-инструментов 3 (фиг.1), загрузочного ротора 5 (фиг.1) и систем подвода технологического тока, электролита и обдува воздухом. Оператор выгружает обработанные детали и загружает заготовки 7 (фиг.1) на освободившихся местах. По мере входа заготовок в рабочую зону в конической части ее начинается интенсивный электроэрозионный процесс разрушения слоев материала наиболее близко находящихся к движущимся поверхностям катодов-инструментов 3 (фиг.1, 2). При дальнейшем продвижении заготовок
вдоль поверхностей катодов-инструментов до конца конической части, т.е. при выходе их в калибрующую часть рабочей зоны процесс электроэрозии затухает полностью и переходит в электрохимический, который зачищает следы воздействия электроразрядов на обрабатываемых поверхностях пружин. По мере выхода сегментов с обработанными пружинами из рабочей зоны они обесточиваются и обдуваются воздухом до полного высыхания.