Устройство для электродуговой обработки деталей в вакууме

) 5 В 23 к 9/1 б; и 05 В 7/18; н 01 З 37 ЛО САНИЕ ИЗОБРЕТ ЕТЕЛЬСТВ А ВТОРСКОМУ установлена обрабатываемая деталь, являющаяся катодом, электроизолированный экран, охватывающий обрабатываемую деталь вне зоны обработки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества и производительности обработки, между кольцевым анодом и обрабатываемой деталью в зоне обработки установлено электро- изолированное кольцо, причем оно расположено снаружи относительно электро" изолированного экрана.2, Устройство по п. 1, о т л и ч аю ц 1 е е с я тем, что сечение кольцевого анода выполнено в аиде трапеции, основание которой параллельно оси обрабатываемой детали, а боковые поверхности образуют с указанной осью линейный угол 40-80 перемещего поля,Недосналичиежащих исведении и при помо гни тком ектр чник устроис магнитн м загря гическо удшает ва является х катушек, слунений при проо процесса в ачество обратех от.ки. Изв ботки спосо держа рогоестно детал акж электродуг ее кольцево возможност тановлена о аяся катодо экран, охв ольния уявляющванны ательными элект цевыми вспоРавномерный верхности в дами, ие по азогрев и сплав оне сварки дост ется СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР)(71) Институт электроники им. У.А.Арифова Академии наук Узбекской ССР(56) Авторское свидетельство СССРй 166981, кл, В 23 К 9/00, 1958,Авторское свидетельство СССРИ 592058, кл. В 23 1: 9/16:, 1975,Ю)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ В ВАКУУМЕ,преимущественно для очистки поверхности цилиндрических деталей, содержащее кольцевой анод, внутри которогос возможностью осевого перемещения Изобретение относится к области электротермической обработки изделий, а именно к устройствам для электродуговой обработки деталей в вакууме.Известно устройство для электро- дуговой обра(глотки, например сварки, деталей, содержацее электромагнитные катушки, внутри которых установлены свариваемые детали и кольцевые вспомогательные водоохлаждаемые электроды.Устройство работает сделующим обазом. Электрическая дуга возбужд ежду свариваемыми деталями иустроиство для обра-"кууме, реализующее свой обработки, сои анод, внутри кото" ью осевого перемещебрабатываемая деталь, м, и электроизолиротывающий обрабаты 978474ваемую деталь вне зоны обработки, итокоподводы,Данное Устройство является наиболееЬлизким к изобретению по техническойсущности и достигаемому результату,1Недостатком известного Устройстваявляется загрязнение обрабатываемойдетали продуктами очистки, вследствиеосаждения их некоторого количествана аноде и переноса на поверхность детали, а также небольшой интервал регулирования изменения тока, что вцелом снижает качество ооработки детали15Целью изобретения является повышение (ацества и производительностиобраЬотки детали,Поставленная цель достигается тем,цто в устройстве для электродуговойобработки деталей в вакууме, преимущественно для очистки поверхности цилиндрицеских деталей, содержащем коль"цевой анод, внутри которого с возможностью осевого перемещения установлена обрабатываемая деталь, являющаясякатодом, электроизолированный экран,охватывающий обрабатываемую детальвне зоны обработки, и токоподводы,между кольцевым анодом и обрабатывае- ЭОмой деталью в зоне обработки установлено электроизолированное кольцо,причем оно расположено снаружи относительно электроизолировакного экрана.Сецение кольцевого анода выполнено З 5в виде трапеции, основание которойпараллельно оси оЬрабатываемой р,етали, а боковые поверхности образуютс указанной осью линейный угол 40-80На чертеже схематично показано уст"40ройство для электродуговой обработкидеталей. Устройство содержит кольцевой анод 1, внутри которого установлена обрабатываемая деталь 2 цилиндрической формы, являюцаяся катодом.ОЬрабатываемая деталь 2 вне зоны обраЬотки охвачена электроизолированнымэкраном 3 Между обрабатываемой деталью 2 и кольцевым анодом 1 установлено электроизолированное кольцо 4.Сечение кольцевого анода 1 выполненов виде трапеции, основание которой параллельно оси обрабатываемой детали2, а боковые поверхности образуют суказанной осью линейный угол 40-80К кольцевому аноду 1 подсоединенытокоподводы 5. В зазор электроизолированного экрана 3 введен поджигающий электрод 6. Устройство работает следующим образом.В вакуумной камере при давлении среды ниже 1 мм рт. ст, между обрабатываемой деталью 2, служащей катодом, и кольцевым анодом 1 при помощи поджигающего электрода б зажигают разряд на постоянном токе,. Обрабатываемая деталь 2 перемещается по оси и, таким образом, происходит последовательная очистка ее поверхности Наличие электроизолированного кольца 4, установленного на расстоянии 0,5-3 мм от кольцевого анода 1 позволяет расширить диапазон регулирования тока разряда, при котором производится очистка поверхности оЬраоатываемой детали 2 и, следовательно, повысить ,интенсивность обработки. Теоретические и экспериментальныеобъяснения влияния наличия электроизолированного кольца 4 на процесс обработки следующие.Дуговой разряд в вакууме горит в режиме падающего или возрастающего участка вольт-амперной характеристики На возрастаюцем участке горение разряда сопровождается плавлением одного или обоих электродов, поэтому процесс очистки поверхности деталей необходимо проводить на падающем участке вольт-амперной характеристики.На аноде Формируется плазменное облако, а на катоде имеется большое колицество быстро перемещающихся пятен, которые осуществляют обработку детали. Чем больше катодных пятен, тем интенсивнее осуществляется обработка поверхности, а их число возрастает с ростом тока разряда, В то же время для данных условий при увеличении тока выше некоторого критического значения происходит, в большинстве случаев, скачкообразный переход от падаюцего к возрастающему участку характеристики.Поэтому для увеличения производительности и качества обработки нужно увеличить значение критического тока разряда т.е. расширить диапазон изменения тока.Экспериментальные исследования по" казали, цто если между обрабатываемой поверхностью детали 2, являющейся катодом, и кольцевым анодом 1 поместить электроизолированное кольцо 4, которое перекрывает зону прямой видимости между обрабатываемой деталью 2 и кольцевым анодом, то значение критицеского тока разряда, при котором раз5 97847ряд переходит в режим возрастающегоучастка вольт-амперной характеристики,увеличивается, Было также установлено,что выполнение кольцевого анода 1 всечении в виде трапеции, основаниекоторой параллельно оси обрабатываемойдетали, а боковые поверхности образуют с осью обрабатываемой детали 2линейный угол 40-80 О, позволяет повы"сить его токонесуцую способность иусловия теплоотвода. При очистке изделий загрязнения благодаря такой форметорцов кольцевого анода 1 и наличиюэлектроизолированного кольца 4 рассеиваются, а не осаждаются на поверхность кольцевого анода 1. На повышениекачества обработки влияет также симметричное размешение токоподводов на внешней боковой поверхности кольцевого ано 20да 1, способствуюцее равномерному рассасыванию плазмы по поверхности,В реальном технологическом процессепроизводилась очистка поверхностишпинделя хлопкоуборочноймашины. Коль" цевой анод 1 был изготовлен из молибдена.-1Давление в вакуумной камере 5 х 10 мм рт,ст.; режим горения дуги: ток -60 А, напряжение между кольцевым анодом и деталью 35-40 В. После очистки со скоростью перемещения детали, 3,5-5 см/сек на поверхности детали не обнаружено следов окисной пленки и других загрязнений, а также следов воздействия дуги.Исследование поверхностных свойств шпинделя показало, что в результате обработки его дуговым разрядом полностью была удалена окисная пленка с его поверхности, а у приповерхностного слоя, в зависимости от тока разряда и давления среды, повысилась твердость в 1,5-2 раза на глубину от 2 х 104 до 20 х 10 см.