Способ плазменно-механической обработки

Союз СоветскнхСоцналнстнческннРеслублнк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 23.08.81. Бюллетень 31Дата опубликования описания 28.08.81 по делам нзабретеннй и аткрмтий(72) Авторы изобретения Ленинградский ордена Ленина политехнический йнститут им. М. И. Калинина(54) СПОСОБ ПЛАЗМЕННО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 1Изобретение относится к механической обработке труднообрабатываемых материалов и предназначено для снятия больших припусков.Известен способ механической обработки с предварительным подогревом зоны резания газовым пламенем 1.Недостатком такого способа является то, что газовое пламя является относительно низкотемпературным источником подогрева, вследствие чего не могут быть достигнуты высокие скорости резания. Кроме того, трудно локализируется теплота в снимаемом слое заготовки, что создает вероятность фазовых и структурных превращений в поверхностном слоем.Известен способ плазменной обработки, при котором нагрев и расплавление обрабатываемого изделия осуществляют с помощью высококонцентриров теплового источника (сжатой дуги), которому сообщают колебания поперек линии реза с помощью внешнего магнитного поля 21.Недостатком этого способа является то, что при его использовании не может быть обеспечено высокое качество поверхности. При этом шероховатость поверхности составляет более 320 мкм, а глубина зоны термического влияния более 0,5 мм, что обусловливает необходимость последующей механической обработки деталей. Такая двухстадийная обработка связана с существенным снижением производительности процесса.Известен способ механической обработкис подогревом зоны резания сжатой дугой, при котором ее ориентируют к поверхности резания под углом. Такая ориентация дуги обеспечивает расширение области, занимаемой активным пятном на металле, что, в свою очередь, способствует расширению зоны нагрева 3).Недостатком данного способа являетсято, что при наклоне дуги на 45 величина пятна увеличивается только в 1,5 раза, такии образом можно прогреть не более 15 мм.Кроме того, при косом падении дуги резко падает теплопередача, возрастает длина дуги и, следовательно, значительно возрастает подводимая мощность к плазмотрону.20 Известен также способ плазменно-механической обработки, при осуществлении которого зону резания предварительно прогревают сжатой дугой 4.856713Недостатком известного способа является то, что при его использовании не можетбыть обеспечена широкая зона прогрева, которая необходима при снятии больших припусков и которая приводит к снижению производительности обработки.5Цель изобретения - повышение производительности процесса и равномерного .прогрева срезаемого слоя,Указанная цель достигается тем, что согласно способу плазменно-механической обработки, при котором зону резания предварительно подогревают сжатой дугой, сжатуюдугу перемещают по периодическому законупоперек зоны резания, причем амплитуду перемещения сжатой дуги устанавливают равной половине ширины реза. 15На фиг. 1 показана схема выполненияпредлагаемого способа при строганин; нафиг. 2 - пример выполнения предлагаемогоспособа обработки при фрезеровании,Способ осуществляют следующим образом.20В процессе обработки заготовку 1 перемещают относительно резца 2 и сжатой дуги со скоростью резания Ч, при этом расстояние между плазменной дугой и резцомустанавливают равным 1,Сжатую дугу, генерируемую плазматроном 3, колеблют поперек направления перемещения резца, например, с помощью внешнего переменногомагнитного поля, получаемого с помощьюмагнитной отклоняющей системы 4. Приэтом анодное пятно дуги в процессе ее отклонения занимает крайние положения 5и 5.Такое рассредоточение активного пятнапри направлении оси плазматрона по нормали к обрабатываемой поверхности обеспечивает широкий участок прогрева при незначительном расстоянии между срезом сопла и заготовкой, что, в свою очередь, обеспечивает невысокое напряжение на дугеВ процессе резания колебанием дуги на величину, равную В, обеспечивают равномерный прогрев металла по ширине среза. Увеличение В, в свою очередь, обусловливаетповышение глубины резания 1. Подводимаямощность к плазменной дуге регулируетсядля обеспечения необходимой глубины прогрева соответствующей величине подачи 8.45 Если производится обработка заготовок по предлагаемому способу, режимы резания при строгании стали Г 13 Л следующие: Ч = 10 м/мин; 5 = 2,5 мм/дв. ход; 1 = 20 мм; Параметры плазменной дуги составляют: 1.1 = 200 В;= 300 А. Отклоняющая магнитная система обеспечивает амплитуду колебания пятна плазменной дуги до 15 мм при потребляемой мощности 100 Вт.При фрезеровании листа из титанового сплава Ч = 45 м/мин; Я = 250 мм/мин; Ширина фрез 30 мм; глубина фрезерования 5 мм Параметры фрезы составляют: Х = 6; ф 50; ВК 8. Отклоняющая магнитная система обеспечивает амплитуду колебания пятна плазменной дуги до 15 мм.Производительность процесса с нагревом срезаемого слоя магнито-управляемой плазменной дугой повышается в 8 раз по сравнению с обработкой без нагрева и в 2 - 3 раза по сравнению с нагревом неуправляемой плазменной дугой,Формула изобретенияСпособ плазменно-механической обработки, при котором зону резания предварительно подогревают сжатой дугой, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса срезаемого слоя, сжатую дугу перемещают по периодическому закону поперек зоны резания, причем, амплитуду перемещения сжатой дуги устанавливают равной половине ширины реза,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Стромков А. Н. и др. Обработка резанием труднообрабатываемых материалов с нагревом, ММашиностроение, 1977, с. 42 - 44.2. Харитонов Е. П. и др. Поверхностная плазменно-дуговая резка с воздушно-водяным охлаждением горелки и управлением дугой переменным магнитным полем. Сварочное производство, 1973,3, с. 24 в 1.3, Патент ФРГ2818112, кл. В 23 В 1/00 10.06.78.4. Патент Великобритании1351140, кл. В 23 В 1/00, 06.03.73 (прототип)..г с Те ровскнйКорПодитета ССткрытийя наб., дул. Прое Ти ПИ Госуда о делам и Москва, Ж ПП Патент рственного комобретений и- 35, Раушскаг. Ужгород,4/5 ная,едактор С. Роднкова аказ 7082/1 б ВНИИ л 113035,филиал П