Способ магнитно-тепловой обработки тел вращения

(19) (11) 1) 4 В 23 Н 7/ ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ГОСУДАРСПО ДЕЛ ТЕ,ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ляется повышение точности формообр слой нагревают пос через него тока до от температуры плав материала, а для уд на него воздействую ным полем, которое о импульсов тока чере с ними участки нагр во вращение детали, ния импульсов тока поворота детали на у высоты участка элек ющего с нагретым сл 4 ил. физиченоалей АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 121) 4179960/31-08(57) Изобретение относится к электроческим методам обработки и предназнадля использования в производстве детавиационной, химической, атомной и т. п.промышленности. Целью изобретения явпроизводительности и азования. Удаляемый редством пропускания температуры 95 - 98% ления обрабатываемого аления нагретого слоя т импульсным магнитбразуют пропусканием з электроды и смежные етого слоя приводимой причем период следовасоответствует времени гол, равный отношению тродов, взаимодействуоем, к диаметру детали.Электроды 17 - 20 по средствам шин 15 и 16 соединены с источником 21 тока. В полостях электродов 17 - 20 расположены сердечники 25 и расплав 23. В полостях имеются зоны 34 разреженного газа, соединенные через трубопроводы 29 и электромагнитный клапан 28 с ресивером 26, в котором установлен вакуумметр 30. Витки катушек 24 и индукторов 31 соединены с источником 32 переменного тока. Для устранения вытекания расплава 23 из зоны контакта с поверх 50 55 14077Изобретение относится к электрофизическим методам обработки деталей и можетбыть использовано в производстве деталейавиационной, химической, атомной и инстру ментальной промышленности.Цель изобретения - повышение производительности и точности обработки деталей,Обработку производят с нагревом удаляемого слоя металла до температуры, состав ляющей 95- - 98 Я температуры плавленияобрабатываемого материала посредством Опропускания электрического тока через удаляемый слой детали, Снятие нагретого слояосуществляют локальным отслаиванием отосновной массы детали воздействием импульсного магнитного поля, образованногоимпульсами тока, протекающего через электроды и смежные с ними участки нагретогослоя детали. Период следования импульсовтока соответствует времени поворота обрабатываемой детали на угол, равный отношению высоты электродов к наружному диаметру обрабатываемой поверхности.На фиг, 1 показано устройство для осуцествления предлагаемого способа магнитно-тепловой обработки, общий вид; нафиг. 2 - нагревательное устройство, разрез;на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - 25схема действия сил при взаимодействии то 1 ков, протекающих через индуктор и нагретый1 слой детали, аксонометрия,стройство для осуществления способамагнитно-тепловой обработки тел вращенияпредставляет собой установку, состоящую ЗОиз станины 1, на которой установлены передняя 2 и инструментальная 3 бабки, нагревательное устройство 4, устройство 5 для:удаления металла. В передней бабке 2 наопорных подшипниках установлен шпиндель 6, ьа котором смонтировано приспособление 7 для базирования обрабатываемойдетали 8. Инструментальная бабка 3 содер,жит корпус 9, поперпечные салазки 10, винт11 и мотор-редуктор 12,Нагревательное устройство 4 (фиг. 2) 40содержит корпус 13, изоляционную плиту 14,шины 15 и 16, электроды 17 - 20, источник 21тока, диэлектрические пластины 22, металлический расплав 23, катушки 24, сердечники25, ресивер 26, вакуумный насос 27, электромагнитный клапан 28, трубопровод 29, 45вакуумметр 30, индукторы 31, источник 32тока и амперметр 33. 162ностью обрабатываемой детали 8 по периметру расплава установлены индукторы 31.Устройство для удаления нагретых слоевметалла состоит из электродов 35 и 36, пружины 37, шины 38, источника 39 тока. Электроды 35 и 36 подсоединены к источнику 39импульсного тока, В зонах контакта электродов 35 и 36 с деталью нанесено износостойкое покрытие 40. Электроды 35 и 36 с помощью специального держателя установлены на поперечных салазках бабки 3,Предлагаемый способ магнитно-тепловойобработки осуществляют следующим образом.Деталь 8 устанавливают в приспособление 7, Корпус 13 закрепляют на станине 1.Электроды 17 - 20 по отношению к наружнойповерхности детали устанавливают с зазором а (фиг. 3), а электроды 35 и 36 подводятк детали 8 до зазора 5 (фиг. 2). Деталь 8приводит во вращение с угловой скоростью со,По виткам катушек 24 подают электрическийток, силу которого измеряют амперметром 33,Ток, проходя по ьиткам катушек 24, образуетмагнитное поле, которое с помощью сердечников 25 наводит в металлическом расплаве 23 круговые токи, направленные противоположно току, протекающему в катушках24, и образуюцие в расплаве магнитное поле.При взаимодействии указанных магнитныхполей возникает электромагнитная сила Е.(фиг, 3), которая перемещает расплав к нагреваемому слою 1 детали 8. Расплав 23удерживается в требуемом положении засчет равнодействующих сил, возникающихот взаимодействия магнитных полей катушеки расплава и перепада давления между окружающей средой и зонами 34 с разреженным газом. В этом случае на расплав 23действуют силы гравитации 6, электромагнитные Г и перепада давления Р.Уравнения равновесия имеют следующийвид:для верхних электродовб+Г -Р=О,для нижних электродовР; - 6 - Р,=ОСилу от перепада давления Р определяют уравнениемР=,(Р" - Р ),где Рл -- давление окружающей среды, равное атмосферному;Р - давление в зонах 34;Ри - наибольшая плошадь поперечногосечения расплава.Для поддержания расплава в состоянииравновесия необходимо контролировать давление в ресивере 26 вакуумметром 30 и силутока, протекающего в витках катушек 24амперметром ЗЗ.После контактирования расплава 23 с обрабатываемой поверхности включают источник 21 тока. Ток подводится к нагреваемомуслою . При этом слойнагревают до температуры 95 - 98 Я от температуры плав 140771610 15- магнитная проницаемость обрабатываемого воздушного зазора 5;1 и 1 - сила импульсного тока, протекающего через смежный с электродами 35 и 36 участок нагретого слоя 1 и электроды соответственно;0 - диаметр обрабатываемой детали;п - расстояние от середин электрода 36 и нагретого слоя 1.При воздействии силы Р на смежный участок нагретого слоя 1 в нем возникают растягивающие напряжения ор, стремящиеся оторвать этот участок от детали 8.Величину этих напряжений можно делить уравнениемд Яа Г Яа 2Р 2 л й й Н 2 л 6 Нгде Н - высота электрода 36.Если напряжение о превышают напряжения от силы сцепления нагретого слоя с основной частью детали 8, то в зоне образования напряжений о происходит отрыв участка нагретого слоя металла от детали 8. где р 20 30опре 3ления, после чего через электроды 35 и 36 и смежный с ними участок слоя 1 пропускают импульсный ток от источника 39. При протекании импульсов тока через электроды 35 и 36 и смежные с ними участки нагретого слоя детали 8 толщиной 1 образуются импульсные магнитные поля: вокруг электродов 35 и 36 - Н и смежного с ними участка нагретого слоя 1 - Н (фиг. 4).При взаимодействии этих магнитных полей возникают силы, открывающие участки нагретого слоя 1, смежные с электродами 35 и 36.Величина этой силы определяется урав- нением 4После отрыва одного участка нагретого слоя детали осуществляют отрыв последующего участка детали, смежного с электродами 35 и 36. Для этого деталь 8 поворачивается на угол О, величина которого определяется уравнением2НаВремя или пауза между импульсами тока определяется выражениемО 2 НЬл == -й 0где ь - угловая скорость вращения детали 8;О - угол поворота детали, рад.Такое согласование импульсов тока и угловой скорости вращения детали 8 необходимо для полного отслаивания нагретого слоя 1.За один оборот детали 8 происходит отслаивание нагретого слоя.мула изобретениСпособ магнитно-тепловой обработки тел вращения, включающий нагрев подлежащего снятию припуска и удаление нагретого слоя воздействием магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и точности формообразования, удаляемый слой нагревают до температуры 95 - 98 О от температуры плавления обрабатываемого материа.па путем пропускания через него электрического тока, а магнитное поле создают путем пропускания импульсов тока через электроды и смежные с ними участки нагретого слоя детали, приводимой во вращение, причем период следования импульсов тока соответствует времени поворота обрабатываемой детали на угол, равный отношению высоты смежных с нагретым слоем участков эчектродов к диаметру детали.1407716 А-А 5 Кома венного Москв пи графо делам ская н ие, г. Уж ектн едактор А. Козориз аказ 3253/16 НИИПИ Государс 11303 Производственно.пСоставитель Техред И. Ве Тираж 92 митета СССР Ж - 35, Рау скос предприя ваКорректор СПодписноезобретений ид. 4/5ород, ул. Пр