Способ предварительного подогрева изделия электрической дугой

801131614 А СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК зад В 23 К,9/08 НИЕ ИЗОБРЕТЕН,/ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ежуткаания ду рого в течение про Ф от момента зажи И Фусса Уоб по законуию кот ремени изменяют с В= -В 1а в теч времени тво ССС 08.02. меня ндукцию закние от сре батываемой соплаоверхноса г ти, мугол я дуги, град,откир м/минр начение индук н Чоб с ю- емак ьн и,длина обрабатываемлия, м;текущие координатпромежутка временвоздействие дополго поля прекращаю ом- але в течениетельного оии,затемагнитн а ФГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Днепропетровский металлургичкий институт им. Л.И,Брежнева(54)(57)СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГОДОГРЕВА ИЗДЕЛИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГпри обработке металлов резанием,котором дугу колеблют переменнымнитным полем поперек направленияработки, а в течениекаждого периколебания дугирегулируют мощностдуги, изменяя ее ток, о т л и ч ащ и й с я тем, что, с целью повьппния стойкости режущего инструментпутем дополнительного прогрева крки обрабатываемого изделия в начпроцесса обработки, на дугу воздествуют дополнительным магнитным илем, отклоняющим дугу в направленобратном направлению обр ботки,инд е последующего промежутка1131Изобретение относится к металлообрабатывающей промышленности и может быть использовано для предварительного дугового подогрева .при чер.новой обработке строганием, фрезеровакием крупногабаритных деталей из труднообрабатываемых материалов,Известен способ предварительногодугового подогрева перед сваркой,при котором электрическую дугу колеблют переменным магнитным полем поперек направления обработки 13 .Недостатками этого способа являются уменьшение КПД нагрева, обусловленное снижением теплового воздействия дуги на обрабатываемый материализ-за ее отклонения, а также неравномерность прогрева металла йо толщине, следствием чего является быстрыйизнос режущего инструмента.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ предварительного по догрева изделия электрической дугой,при котором дугу колеблют переменныммагнитным полем поперек направленияобработки, причем в течение каждогопериода колебания дуги регулируютмощность дуги, изменяя ее ток Г 2 3,В результате этого металл равномерно прогревается по толщине и КПД30нагрева не уменьшается, так как тепловое воздействие дуги на обрабатываемый материал при ее колебательномдвижении практически не изменяется,Однако при применении известного способа подогрева для процессов строга- З 5ния, фрезерования крупногабаритныхдлинномерных изделий из труднообраба-,тываемых материалов наблюдаются большие ударные нагрузки на режущие инструменты в момент соударения их скромкой обрабатываемой детали, приводящие к быстрому износу инструментов. Это объясняется тем, что кромкапри известном способе подогрева недостаточно прогрета для снижения ударных нагрузок, или может оказаться вообще непрогретой из-за несовпаденияначала горения дуги на деталь с моментом прохождения плазмотрона надкромкой детали. 50Цель изобретения - повьшение стойкости режущего инструмента путем дополнительного прогрева кромок обрабатываемого изделия.Цель достигается тем, что согласно 55способу предварительного подогреваизделия электрической дугой при обработке металлов резанием, при кото.2ром дугу колеблют переменным магнитным полем поперек направления обработки, а в течение каждого периода колебания дуги регулируют мощность дуги, изменяя ее ток,на дугу воздействуют дополнительным магнитным полем, отклоняющим дугу в направлении, обратном направлению обработки, индукцию которого в течение промежутка времени 1 от момента зажигания дуги 1614 Мвк Чооизменяют по закону а в течение последующего промежуткавремени индукцию изменяют по закону где И - расстояние от среза сопла до .обрабатываемой поверхности,мфс(. - угол отклонения дуги, градввЧо 8- скорость обработки, м/минввВо- максимальное значение индукции, Т;Ц - длина обрабатываемого изделия, м;, - текущие. координаты в течениепромежутка времени 1,а затем воздействие дополнительногомагнитного поля прекращают.На фиг. 1 изображена упрощенная.схема осуществления предлагаемогоспособа ф на фиг. 2 - график изменения во времени индукции дополнительного магнитного поля на фиг3электрическая схема, позволяющая осуществить предлагаемый способ.На фиг. 1 и 3 приняты следующиеобозначения: обрабатываемая деталь 1 в,режущий инструмент 2, закрепленный .вместе с плазмотроном 3 на суппортестанка 4, а цифрами 7, П показаны положения плазмотрона в конце каждогопромежутка времени, источник 5 питания электрической дуги; плазменнаягорелка б; магнитная отклоняющая система 1; генератор Я переменного напряжения, выполненный в виде трансформатора, первичная обмотка 9 которого подсоединена к выпрямительному,мосту 10, включенному последователь 1131614работка поверхности длинномерной детали длиной 2 м (материал детали: сталь М 76). Плазмотрон был жестко закреплен с резцедержателем станка и перемещался со скоростью Ю =Цйр = 5 20 м/мин при подаче Ю = 3 мм/ммдв.ход резания (при предлагаемом способе подогрева) и Ц=1 Цр= 16,8 м/мин при той же подаче (при способе подогрева по прототипу), Режимы работы плазмо трона: 3= 250-280 А; 0= 120-140 В; Сворука = 1,5-2 г/с (расход воздуха)ф диаметр сопла д = 5,5 мм; расстояние от среза сопла до обрабатываемой поверхности И = 4-5 см. 15Согласно предлагаемому способу предварительный подогрев осуществлялся следующим образом.При подходе плазмотрона к обрабатываемой поверхности замыкалась цепь 20 основной электрической дуги и сигнал от датчика положения плазмотрона подавался на первичную обработку питания трансформатора 8, и одновременно сигнал от датчика положения поступал на вход синхронизации генера" ,тора 15 линейно изменяющегося напряжения. На выходе выпрямительного моста 10 возникало пульсирующее напряжение, т.е. оказывалось, что в цепь З 0 питания электрической дуги последовательно включен модулятор. напряжения. Подача питания на первичную обмотку трансформатора 8 вызывала также протекание тока через магнитную систему 7, колеблющую дугу поперек направления обработки. Фазосдвигающая цепь 11 обеспечивала опережение по фазе индукции основного магнитного поля по отношению к фазе пере менного напряжения цепи первой вто, ричной обмотки. Этот фазный сдвиг был равен отставанию по фазе колебания дуги от индукции основного магнитного поля. В результате колеба ние дуги совпадало с увеличением п рикладываемог о к ней напряжения.Сигнал от датчика положения плазмотрона запускал генератор 15 линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), выход которого был соединен с входом усилителя 14, Питание обмотки 9 осуществлялось через усилитель 14,Величина Вд задавалась равной В0,05-0, 1 Т. В этих пределах значение угла К было близко к 45 . Так как11- - И.: Я:.3 . та, падстав 1 Го 8ЗГо 8 ляя перечисленные значения буквенных выражений, быпи получены дляконкретного примера следующие промежутки времени: 1= 0,12 с, С=5,9 с,Задаваяэти параметры генератору15 и соответствующий линейный законизменения индукции, получаем предлагаемую последовательность изменения индукции дополнительного магнитного поля во времени.Способ по прототипу осуществлялсяаналогично предлагаемому, только всхеме отсутствовала катушка 13, усилитель 14 и генератор 15, т.е. осуществлялось колебание дуги толькопоперек направления обработки.В результате испытаний была определена стойкость режущего инструментав обоих случаях. Было установлено,что стойКость резца при проведенииспособа по прототипу составляла50 мин, а по предлагаемому способу -70 мин,Таким образом, использование предлагаемого способа предварительного подогрева изделий электрической дугойпо сравнению с прототипом, обеспечивает повышение стойкости резца в1,4 раза, следствием чего являетсяповышение производительности обработки..Пилипенко ПП "Патент", г . Ужгород, ул . Проектная,ил СОстаРедактор С.Лисина Техред каз 9691/7 Тираж ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж-З036 Подписноеого комитета СССРий и открытийРаувгкая наб., д. 4/5