Способ исследования процесса электроконтактной обработки

ОП ИСАЙИ ВИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВТЮЛЬСТВУ и 931340 Союз СоветскиаСоциалнстнческмкРесттублюн(51)М. Кл. ,В 23 Р 1/00 Ртйуайрстйкаай квювтет ИСР ае майю аййбуйтенвй в вткйытвй(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ НРОБЕССА ЭЛЕКтРОКОНтАКТНОй ОБРАВОтКИ Изобретение относится к электрофизи. ческим и электромеханическим методам обработки токопроводящих изделий и может быть использовано для исследования процесса электроконтактной обработки,Известен способ исследования процесса электроконтактной обработки, при ко-, тором дуговые разряды возбуждаются между вращающимся дисковым электродом-инструментом с рабочей кромкой зданной конфигурации и образцом, который снабжен выступом в виде иглы, имитирующим контактную перемычку и обладающим; свободой вращательного движения по траектории, сопряженной с траекторией рабочей кромки инструмента, скорость которой около 40 м/с.При этом одновременно с возбуждением разрядов проводят синхронное оспиллографирование. Причем игла в первой и второй серии экспериментов установлена с натягом относительно рабочей кромки инструмента, а образец - с зазором не менее 0,02 - 0,05 мм, в тре тьей серии экспериментов игла .отсутствует, а образец относительно рабочей кромки установлен с нулевым зазором, т. е. при их беззаэорном скольжении, при сообщении образцу единичного перемещен ния в плоскости вращения инструмента ЯДанный способ обладает существеннымнедостатком, т, е. низкой точностью тв:- следований. Этот недостаток вызван тем, что при данном способе не создается условий для возбуждения между образцом и инструментом при их единичном перемещении с фиксированным зазором электроконтактного процесса, что подтверждает падение рабочего напряжения до определенного уровня, независимо от .напряжения холостого хода источника питания, а также то, что при нулевом зазоре, т. е. при безэазорном скольжении, дуговой разряд вообще осуществить не удаетея.Одновременное синхронное осциллографирование электроконтактного процесса не дает возможности судить о време931340 5 16 15 3ни и условиях возбуждения, развития ипрекращения существования дуговых разрядов, а также и об их энергетическихпараметрах, так как осциллограмма показывает суммарный тЬк и суммарноепадение напряжения в межэлектродномзазоре, в котором может быть одновременно один, два и более разрядов и, кроме того, частью энергии электроды обмениваются, минуя канал дугового разряда, через контактные перемычки.Цель изобретения - повышение точ 1ности исследования, т. е. создание спо.соба, позволяющего исследовать такиепараметры нестационарных дуговых разрядов при электроконтактной обработке,как время и условия существования, последовательность возбуждения, скважность,сила тока, напряжение, изменение их вовремейи, перемещение дуговых разрядовв пространстве межэлектродного зазора,величины эрозии и условия обмена энергией между электродами.Поставленная цель достигается тем,что при возбуждении разрядов получают 25совмещенную с эрозионнограммой магнитограмму, для чего процесс ведут электродом-инструментом с рабочей кромкой,выполненной по спирали, а между элект, родом-инструментом и образцом вводятповторяющуюся.конфигурацию рабочейкромки металлическую ленту, у которойнв поверхности, обращенной к электродуинструменту, нанесен магнитный слой.На чертеже представлена схема, с35помощью которой реализуется способ,Дисковый электрод-инструмент 1 установлен на инструментальной головке 2,обладающей воэможностью установочногопоступательного перемещения. Оправка 3,40которая обладает свообдой вращения ипоступательного перемещения параллельно своей оси и оси вращения инструмента 1,"Установлена между задним подпружиненным вращающимся центром 4 и привод 45ным токоподводящим валом 5, которыесмонтированы в установленных на общемстоле 6 задней 7 и передней 8 бабках.Источник 9 неимпульсного тока черезшеточные устройства 10 и 11 подключен соответственно к инструменту 1 итокопроводящему валу 5,Дисковый электрод-инструмент 1 выволняют иэ стали, меди, алюминия и других металлов и их сплавов. На наружной (цилиндрической) поверхности инструмента 1 исследуемая конфигурация рабочей кромки, например, для исследования процесса электроконтактного точения, которая содержит правую 12, левую 13 заборные фаски, разделенные калибруюшим пояском 14, и вспомогательную фаску 15, спрофилирована в виде однозаходной винтовой нарезки на ширине равной 2 - 100 црлным виткам. Нижний предел, равный двум виткам, выоран для инструмента 1 большего диаметра (более 1200- 1500 мм/ и при малой линейной скорости рабочей кромки меньшей 10-20 м/с.Верхний предел, равный ств виткам, выбран для инструмента 1 меньшего диаметра (менее 300-400 мм) и при скорости его рабочей кромки более 75 - 150 м/с. Из указанного диапазона число витков для рабочей кромки, а значит и / ширина инструмента 1, назначаются из условия длительности дугового процесса за цикл исследования не менее 2-5 с.Витки рабочей кромки разделены друг от друга впадиной 16. Направление нарезки профиля рабочей кромки совпадает с продольным (осевым) направлением рабочей подачи оправки 3 и противоположно направлению вращения инструмента 1. Так, если рабочая подача оправки 3 справа налево и направление вращения инструмента 1 по часовой стрелке, то нарезка профиля рабочей кромки правая, т. е. слева вверх направо. Предваритльно спрофилированную рабочую кромку инструмента 1 снабжают съемной повторяющей ее профиль лен/той 17, которая также заранее спрофилированв, например, на вальцах и образует на рабочей кромке винтовую правую 18 рабочую, винтовую левую 19 нерабочую фаски, разделенные винтовым калибрующим пояском 20 и вспомогательную винтовую фаску 21, которые разделены друг от друга винтовой цилиндрической впадиной 22. Ленту 17 выполняют из стали, меди, алюминия и других металлов и их сплавов толщиной 0,01- 3 мм. Ширина ленты 17 равна периметру профиля рабочей кромки шириной 2 - 100 витков или периметру одного шага винтовой нарезки. Лента 17 со стороны рабочей кромки инструмента 1, т. е. с внутренней нерабочей стороны, снабжена равномерным слоем 23 толщиной 1-100 микрон, который нанесен любым из извест ных способов, например путем гальванического осаждения магннтотвердого материала типа кобальт никель, и защищена от внешнего воздействия тонким изолирующим слоем 10 - 100 микрон, нвпри340 5 931 мер, токонепроводящего лака 24. Магнитный 23 и изолирующий 24 слои нанесены на внутренние поверхности ленты 17, покрывающие правую 12, левую 13, вспомогательную 15 фаски и калибрую 5 щий поясок 14, рабочей кромки инструмен. та 1. Магнитный слой в качестве контрольного может быть нанесен и непосредственно на указанные поверхности рабочей кромки инструмента 1. Спрофилиро. ванная лента 17 с предварительным натяжением закреплена на рабочей кромке инструмента 1, например, винтами 25 и наконечниками 26, выполненными из токонепроводяшего материала.,Подготовка магнитного слоя 23 к эксперименту производится на периферийных устройствах.Нижний предел толщины ленты 17, равный 0,01 мм, выбран для проведения исследований на мягких, доводочных ре жимах обработки с хорошим охлаждением. верхний предел, равный 3 мм - для проведения экспериментов на грубых режимах обработки с короткими замыканиями без охлаждения для материалов, обладающих 25 высоким электросопротивлением. Иэ этого диайазона толщину и материал ленты 17 выбирают в зависимости от конечной цели проведения исследования, т, е. максимального приближения к ус ловиям реального электроконтактного процесса, для чего рабочие поверхности ленты 17 предварительно покрывают. кратерами дуговых разрядов, например эдектроимпульсным, электроконтактным способами получения максимального, минимального или не более заданного уровня сигнала на магнитном слое 23, чтоЪпозволяет ие учитывать дуговые разряды, не производящие заметного съема при- що пуска, записать распределение тепловых полей в межэлектродном зазоре на магнитный слой 23, максимально снизить влияния собственного электромагнитного поля на чистоту эксперимента и получить наиболее рельефной, т, е, с максимадь ной величиной кратеров, следограммы.Конфигурацию кольцевого образпа 27 выполняют подобной профилю одного. вит 16 ка рабочей кромки инструмента 1, Обра зец содержит обращенный к инструменту 1 рабочий торец 28, нерабочий торец 29, рабочую фаску 30 и цилиндрический поясок 3 1. Ширина цилиндрического пояска 31 на образце 27 меньше ширины винтовой впадины 22 ленты 17 (не более 0,5 - 3 мм) и превышает величину собственного износа в осевом направлении эа цикл исследования на 1-3 мм.Выбор интервала 0,5 - 3 мм обеспечивает исключение одновоеменного контактта между образцом и двумя соседнимивыступами.На стоде 6 установлена ваниаповитель 32, которая обеспечивает проведение экспериментов в любой среде. Натраектории, сопряженной с траекторйей,инструмента 1 и образца 27, в зонуобработки подают охлаждающую среду.Способ осушествлают следующим образом.Электроду-инструменту и образцусообщают вращение по часовой стрелке,линейную скорость рабочей кромки инструмента 1 устанавливают в пределах10-200 м/с, а образца 27 обычно в10-100 раз меньше.После этого подают напряжение порядка 15-100 В через щеточиое устройство10 на инструмент 1 и далее на ленту 17и посредством щеточного устрбйства 11через токоподводящий вал 5 и оправку 3на образец 27,Далее включают систему подачи среды охлаждения газ или жидкость и сообшают продольную подачу оправке 3 собразцом 27 на инструмент 1,При достижении межэлектродного зазора между электродами менее 0,1 мммежду правой винтовой рабочей фаской 18ленты 17 и рабочей фаской 30 образца27 воэбуждаютса дуговые разряды, кото.рые в микрообъемах расплавляют материал кольцевого .образца 27 и поверхнбстьрабочей фаски 18 ленты 17, диспергируютего и выбрасывают в межэлектродноепространство. По мере разрушеииа обраэца 27 в контакт с ним вступает затем винтовой кадибрующий поясок ленты17, Таким образом, между электродамипротекает электроконтактный дуговой прэцесс, в результате которого происходитсъем припуска с о 6 раэца 27 и эроэионное разрушение рабочих поверхностейленты 17.При этом технологические параметрынестационарных дуговых разрядов, т. е.время существования, условия существования последовательность возбуждения,скважность, сила тока, напряжение и изменение их во времени, церемещение дуговых разрядов в пространстве межэдеквродного зазора, величина эрозии и обменэнергией между электродами фиксируютсяна кенте 17, которая покрывается кратевами, как реоультат их теплового иэлектромагнитного воздействия на ее рабочую поверхность и на магнитный слой23, который запоминаетт, е. перестраивает свою магнитную структуру в соответствии с появлением и изменением в 5межалектродном зазоре магнитных, тепловьтх полей нли их совокупности. Магнитный слой 23 и лента 17 фиксируютне только магнитные и тепловые поля,наведенные токами, протекающими черезканалы дуговых разрядов, но и токами,протекающими в межэлектродном зазоречерез контактные перемычки.По окончании эксперимента ленту смагнитным слоем снимают и подвергают т 5лабраторном анализу.Сначала магнитную информацию переписывают на более удобный стандартныйноситель, т. е. магнитную ленту на пластмассовой основе, затем с помощью многоканачьного осциллографа, электронныханалоговых и штфровых вычислительныхмашин обрабатывают полученную на нейинформацию. Эрозионнограмму, полученную на ленте 17, сначала совмещают скинолентой и, перематывая их совместно подвергатот по кадрам или непрерывно облучению, например, рентгеновскимизлучением. После проявления следы эрозии видны на киноленте, контрастность зои размеры их пропорциональны величинеэрозии ленты 17. Затем киноленту пропускают с заданной скоростью. через щелькинопроектора, выбранную равной по форме и размерам пятну контакта мелкуэлектродами, на экран и по полученномуизображению, в динамике, судят о времени и пространстве возникновения исуществования нестационарных дуговыхФразрядов в межэлектродном зазоре при 4 оэлектроконтактной обработке,Затем эрозионнограмму, полученную наленте 17, изучают приемами металлографии. Завершающим этапом исследованияявляется анализ и обобщение полученной 45информации,Таким образом, способ позволяет получить в условиях реального алектроконтактного процесса обработки образца одновременно записанные на удобный носитель информации - ленту - эрозионнограмму и магнитограмму и путем их изучения восстановить процессы обмена энергией между электродами, исследовать параметры нестационарных дуговых разрядов и создать на этой основе высокоэффективные электроэрозионные и алектроконтактные технологические процессы и оборудование.формула изобретенияСпособ исследования процесса элекъроконтактной обработки, заключающийся в получении эрозионнограммы, отражакь щей условия протекания разрядов, возбуждаемых между приводимым во вращение дисковым алектродом-инструментом и перемещаемым поступательно цилиндрическим образцом, о т л и ч а ющ и й с я, тем, что, с целью повьппения точности исследования получают совмещенную с эрозиопнограммой магнитограмму, для чего процесс ведут алектродом . инструментом с рабочей кромкой, выполненной по спирали, а между электродом- инструментом и образцом вводят повторяющую конфигурацию рабочей кромки металлическую ленту, у которой на поверхности, обращенной к электроду-инструменту, нанесен магнитный слой,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Борисов Б. Я. и Рябов И. В. Иссле дование характеристик дугового разряда пск.тоянного тока при электроконтактной обработке с поливом жидкости. Сборник, фЭлектрофизические и электрохимические методы обработки", М., НИИМАШ, 1970, вып. 4, с. 14 - 16.831340 Составитель М. Климовскаактор С, Тараненко Техред Т,Маточка р О. Билак ор Зак 609/11 Тираж 1151ВНИИПИ Государственного комитета СССРко делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская набд. 4/ Подписно илнал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4