Способ плазменно-механической обработки

(55 В 23 В 1/00 ПИСАНИЕПАТЕНТУ ОБР ЕНИ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(56) Авторское свидетельство СССРМ 1572749, кл, В 23 В 1/00, 1990. Изобретение относится к механическойобработке труднообрабатываемых материалов с плазменным подогрево)я зоны резания,Известен способ механической обработки труднообрабатываемых материалов с подогревом эоны резания плазменной дугой, зажигаемой на подставном аноде. При этом подставной анод устанавливают выше уровня обрабатываемой поверхности на величину 0,4-0,6 оптимальной длины плазменной дуги, а после ее зажигания постэвной анод опускают ниже обрабатываемой поверхности(Рвт, св, М 1000154, по кл.В 23 В 1/00, 1983).Этот способ обеспечивает стабильноегорение плазменной дуги только при обработке сравнительно простых деталей. Однако исключается обработкэ деталей сложной конфигурации и неточного литья, снижается производительность за счет предварительной настройки дуги на обрабатываемую поверхность.(57) Использование: резание труднообрабэтываемых материалов. Сущность изобретения: способ предусматривает нагрев обрабатываемой поверхности заготовки струей плазмотронов, экранированной газожидкостной смесью, подаваемой под давлением 0,15-0,20 МПа, и последующее срезание удаляемого слоя. При этом между плаэмотроном и обрабатываемой поверхностью помещают анод с отверсгием, а в качестве газожидкостной смеси используют воздушно-водяную смесь, 1 з,п, ф-лы, 1 ил,Наиболее близким по технической сущности является способ плазменно-мехэни- Фю ческой обработки, согласно которому обрабатываемую поверхность заготовки предварительно разогревают струей плаэмотрона, истекающей из его сопла. При этом струю экранируют по всей длине коаксиально расположенной гаэожидкостной смесью, в которую непрерывно вводят твердые компоненты, а газожидкостную смесь подают под давлением более 0,6 МПа. Способ позволяет оптимизировать температуру зоны резания, снизить энергозатраты и улучшить условия труда за счет поглощения газожидкостной смесью вредного излучения плазменной струи,Однако известный способ имеет следующие недостатки:нет стабильного горения дугн при обработке заготовок с отверстиями и сложной конфигурации из труднообрабатывэемого материала и, как следствие. выход иэ строярежущего инструмента, остановка процессаи снижение производительности;при попадании стружки на корпус плаэмотрона происходит короткое замыкание,горение плазмотронов и выход его из строя;при использовании известного плазмотрона под напряжением находится обрабатываемое иэделие и оборудование,большой ток проходит через узлы оборудования и вызывает электрокоррозию их,Цель изобретения - раэработкаспособамеханической обработки материалов, обеспечивающего стабильное горение плазменной дуги, повышение производительностипроцесса и исключение электрокоррозиииспользуемого оборудования.Это достигается тем, что в известномспособе плазменно-механической обработки труднообрабатываемых материалов,включающем нагрев обрабатываемой поверхности струей плазмотрона, экранированной гаэожидкостной смесью,подаваемой под давлением, и последующеесрезание материала, согласно изобретению, между плазмотроном и обрабатываемой поверхностью помещают анод сотверстием, а газожидкостную смесь подают под давлением 0,15-0,20 МПа,Целесообразно использовать в качестве газожидкостной смеси воздушно-водяную смесь.Помещение анода между плазмотрономи обрабатываемой поверхностью заготовкипозволяет зажечь дугу между этим анодом икатодом плазмотрона и таким образом исключить подачу напряжения на заготовку иоборудование, а подаваемая поддавлениемгаэожидкостная смесь выдувает уже нейтральную плазменную струю через отверстие в аноде на обрабатываемуюповерхность.Экспериментально установлено, что целесообразно поддерживать давление газожидкостной смеси на уровне 0,15-0,20 МПа,это обеспечивает стабильное горение плазменной дуги, стабильный разогрев обрабатываемой поверхности, устойчивую работурежущего инструмента.По сравнению в прототипом патентуемый способ позволяет:исключить из электрической цепи обрабатываемое изделие, тем самым исключитьэлектрокоррозию оборудования:обрабатывать детали любой конфигурации;исключить возможность погасднияплазлотронов и остановки технологическо.го процесса при замыкании стружки на корпус плазмотрона и таким образом повыситьпроизводительнос ть процесса; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 стабилизировать процесс, так как исключается самопроизвольное погасанив плазмотрсна при обработке изделий сложной конфигурации;сохранить исходные механические свойства изделия после Обработки, так как температуоа в зоне механической обработки не превышает температуры плавления материала.На чертеже представлена схема обработки по патентуемому способу,Способ осуществляется следующим образом,В процессе обработки заготовки 1 режущим инструментом 2 разогрев обрабатываемой поверхности осуществляют струей 3 плазмотрона 4, истекающей из отверстия 5 подставного анода 6, а плазменную дугу 7, зажигаемую между анодом 6 и катодом 8, экранируют газожидкостной смесью 9, подаваемой давлением 0,15-0,2 МПа, В качестве гаэожидкостной смеси используют воздушно-водяную смесь, которая одновременно является и плазмообраэующей смесью.П р и м е р. Способ был реализован на карусельном станке ДКЕпри обработке брони конусной дробилки, изготовленной из стали 110 Г 13 л твердостью 217 НВ, Устойчивая работа плазмотрона и механическая обработка были достигнуты при следующих режимах; ток дуги плазмотрона 250-400 А, напряжение на дуге около 200 В, потребляемая мощность плазмотрона, достаточная для прогрева зоны резания до 700-900"С 10 кВТ, скорость перемещения изделия 0,25 - 0,5 м/с, ресурс формирования сопла и медного водоохлаждаемого анода - 20 смен,медный анод был установлен на расстоянии 40 - 60 мм от сопла плазмотрона и на расстоянии 60 - 100 мм от обрабатываемой поверхности,давление гаэожидкостной смеси 0,15- 0,20 МПа, состав смеси воздух-вода.Всего было обработано 9 изделий, чистота поверхности после обработки соответ. ствовала 4 классу, иэделия сохранили исходные механические свойства, трещины отсутствовали. За 42 операции (прохода) не было ни Одного случая самопроизвольного погасания плазмотрона,формула изобретения Способ плаэменно-механической обрабо 1 ки, включающий нагрев обрабатываемой поверхности струей плаэмо 1 рона, экранированной газожидкостной сме;ью, подаваемой под давлением и пследующее срезание удлляемоггф мап гцдлд о т л и ч а- Ю Щ И й С Я ТЕМ, ЧСО ЛЕЖЛУ ПлаэлОтРОНОМ И2000173 Составитель Л,БердусТехред М,Моргентал Корректор С,Патрушева едактор Л.Народна Закаэ 3057 Тираж Подписн НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 Производственно-иэдательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 обрабатываемой поееркностью помещаютанод с отверстием. а газожидкостную смесьподают под давлением 0,15-0,20 МПа,2. Способпоп.1. отлича ющийс ятем, что ч качестве газожидкостной смесииспольэуют воэдушно-водную смесь.