Способ механической обработки труднообрабатываемых материалов

(51)4 В 23 В 1/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Тюменский индустриальный институт им.Ленинского комсомола(56) Строшков А.Н. Обработка резаниемтруднообрабатываемых материалов снагревом. М.: Машиностроение, 1977,с.41.(54) СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано при обработке с повышенной точностью труднообрабатываемых сплавов, Целью изобретения явФ 801373473 А 1 ляется повышение производительности процесса и точности формообразования поверхностей, Для этого при резании с нагревом обрабатываемой поверхнос ти нагрев осуществляют расплавом металла, циркулирующим в сопряженной с обрабатываемой поверхностью камере 5, и электрическим током, протекающим по охватывающему зону контактирования расплава с заготовкой 4 индуктору 16. Регулирование площади зоны контактирования осуществляют удалением части расплава иэ полости 18 в количестве, пропорциональном радиусу срезаемого слоя, а регулирование температуры обрабатываемой поверхности осуществляют изменением температуры расплава и силы тока.2 ил.Ядд Ф )у(2) Изобретение относится к обработкеметаллов резанием и может быть использовано при обработке с повышенной точностью труднообрабатываемыхсплавов.Цель изобретения - повышение производительности и точности формообразования поверхностей,На фиг.1 схематически представлено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг,2 - сечение А-Ана фиг.1,Способ механической обработкиосуществляют следующим образом.В процессе обработки заготовкунагревают расплавом металла, циркулирующим в сопряженной с обрабатываемой поверхностью камере, и электрическим током, протекающим по охватывающему зону контактированиярасплава с обрабатываемой поверхностью индуктору. При этом регулирование площади зоны контактированияосуществляют удалением части расплава иэ камеры в количестве, пропорциональном радиусу среэаемого слоя,а регулирование температуры обрабатываемой поверхности осуществляютизменением температуры расплава исилы тока, протекающего через зонуконтактирования расплава с обрабатываемой поверхностью,Предлагаемый способ реализуют припомощи размещаемого на токарном станке устройства, состоящего иэ устанавливаемого на шпинделе 1 изолированного от него жаропрочной изоляцией2 приспособления 3 для закреплениязаготовки 4 и из камеры 5, установленной на держателе 6, закрепленномв пиноли 7 станка. К держателю 6прикреплен токоподвод 8, изолированный от пиноли 7 жаростойкой изоляцией 9, На приспособлении 3 установлентокосъемник 10Нижняя часть камеры5 соединена при помощи трубопровода11 с нагнетающим электромагнитнымнасосом 12, а верхняя часть камеры -с трубопроводом 13 с откачивающимэлектромагнитным насосом 14, Насосы12 и 14 соединены с ванной 15 дляприготовления расплава металла, а покраям камеры 5 смежно с обрабатываемой поверхностью заготовки 4 расположен индуктор 16, соединенный с источником 17 импульсного тока. Полость18 камеры 5 заполнена расплавом металла, подаваемого иэ ванны 15 электромагнитным насосом 12 через трубопровод 11, а приспособление 3 и токоподвод 8 соединены с низковольтнымсиловым источником 19 постоянногои переменного тока.Устройство работает следующимобразом,Заготовку 4 закрепляют в приспособлении 3, а камеру 5 устанавливаютс зазором а 1 По отношению к обрабатываемой поверхности. Затем заготовку 4 приводят во вращение с угловойскоростью Ю и включают источник 1715 тока. Расплав металла иэ ванны 15электромагнитным насосом подают вполость 18 камеры 5 и включают источник 19 низковольтного напряжения,При нагреве обрабатываемой поверхности произодится циркуляция расплава в полости 18, которая осуществляется путем откачивания расплава изполости 18 насосом 14 и нагнетаниемего в полость 18 насосом 12 из ванны25 15. В последней производится подогрев расплава при помощи тепловыхтруб нли электрических подогревателей, После нагрева обрабатываемойповерхности до требуемой минимальной30 температуры циркуляцию расплава вкамере 5 прекращают, выключая насосы,а резец 20 вводят в работу. Резецснимает нагретый слой металла, объемЧ которого равен 35 Ч г Б Ч р Т 8,и (1) где г. - глубина резания;Я - подача;40 ЧГ - скорость Резания;и - количество оборотов заготовки в минуту;д - диаметр среэаемого слоя наеобрабатываемой поверхности.Для устранения нагрева обработанных участков детали расплав из полости 18 откачивают насосом 14, что ве".дет к удалению расплава, расположенного в зонах полости 18, смежных собработанными участками заготовки 4.Объем расплава Ч откачиваемогов единицу времени, изменяют в зависимости, пропорциональной радиусу срезаемого слоя г где ц) - центральный угол полости 18; 1 - толщина слоя Расплава,находящегося в камере 5 в зазоре "а между стенкой камеры и обрабатываемой поверхностью заготовки.Объем расплава Ч , контактирующий со срезаемым слоем, определяется уравнением Ч = ----- (г -г ) (3) 1 к рс д 1 Фгде г, и г - радиусы срезаемогослоя металла,При нагреве и обработке заготовкиэлектрический ток протекает череззону контактирования расплава с обрабатываемой поверхностью, поэтомуее нагрев осуществляется как расплавом, так и протекающим током.Для устранения вытекания расплаваиэ зазора "а" через индуктор 16 пропускают импульсный ток 1, которыйнаводит электрические токи н зонахрасплава 1, смежных с нитком индуктора 16, образующие магнитные поля,при взаимодействии которых возникаютсилы отталкивания, действующие наиндуктор 16 и слои расплава, вследствие чего осуществляется герметизация расплава в пространстве зазора"а". При этом обработку можно осуществлять как с циркуляцией расплавав зазоре "а", так и без нее. В процессе обработки производят регулирование температуры обрабатываемойповерхности, которое осуществляетсяпри помощи изменения температурырасплава и силы тока, протекающегочерез зону контактирования расплавас обрабатываемой заготовкой,П р и м е р, Производят токарную обработку торцовой поверхности диска турбины иэ жаропрочного сплава ХН 77 ТЮР, имеющего следующие размеры: наружный диаметр 378 мм; внутренний диаметр 50 мм; ширина 55 мм, Обработку производят при следующих параметрах: угловая скорость вращения заготовки 15 с ; подача инструмента 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 0,9 мм/об; глубина резания 5,5 мм; материал расплава натрий; температура расплава 970 К; напряжение между камерой и обрабатываемой заготовкой 12 Ч; сила тока, протекающего через зону контактирования расплана с обрабатываемой поверхностью 4500 А; напряжение импульсного тока н индукторе 24 Ч; сила импульсного тока в индукторе 320 А; скважность импульсного тока 4.По сравнению с известными способами механической обработки технические преимущества предлагаемого способа обработки заключаются в отсутствии фазовых и структурных превращений в поверхностном слое; простоте аппаратуры для нагрева и регулирования температуры нагрева обрабатываемой поверхности; более низкой энергоемкости процесса обработки, а также н улучшении условий труда (снижение шума, излучения и значительного выделения газов). формула изобретения Способ механической обработки труднообрабатываемых материалов, включающий нагрев обрабатываемой поверхности и ее формирование резанием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса и точности формообразования, нагрев осуществляют распла" вом металла, циркулирующим в сопряженной с обрабатываемой поверхностью камере, и электрическим током, протекающим по охватывающему зону контактирования расплава с обрабатываемой поверхностью индуктору, при этом, регулирование площади зоны контактирования осущестнляют удалением части расплава из камеры в количестве, пропорциональном радиусу срезаемого слоя, а регулирование температуры обрабатынаемой поверхности осуществляют изменением температуры расплав ва и силы тока.исно Зак роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Тираж 879 ИИПЬ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раомитета СССи открытийшская наб.,