Устройство для электрохимической обработки винтов



Устройство для электрохимической обработки винтов
Устройство для электрохимической обработки винтов

Владельцы патента RU 2700894:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к электрохимической обработке винтов различного профиля. Устройство содержит переднюю и заднюю опоры со сферическими центрами, установленные через диэлектрические прокладки в передней и задней опорах станка, суппорт, инструментальный самоцентрирующий люнет с электрическим приводом, насос для прокачки электролита и источник питания, подключенный положительным полюсом к винту, а отрицательным полюсом к электрод-инструменту. Электрод-инструмент выполнен в виде трех равных и сменных секторов с нарезанными внутри винтовыми канавками с профилем, эквидистантным профилю резьбы обрабатываемого винта с зазором, причем на внешних боковых поверхностях электрод-инструмента с двух его сторон установлены попарно два дистанционных сферических упора, высота которых равна минимальному межэлектродному зазору с каждой стороны рабочей поверхности электрод-инструмента. Электрод-инструмент оснащен самоустанавливающимся механизмом поворота относительно своей продольной оси на угол подъема винтовой линии резьбы, равный плюс-минус двадцати градусам. Изобретение позволяет повысить точность и качество обработки винтов. 5 ил.

 

Изобретение относится к металлообработке, конкретно к электрохимической обработке, и предназначено для обработки винтов различного профиля.

Известно устройство для электрохимической обработки валов, содержащее датчик контроля прогиба вала, связанный с источником питания через блок управления, а также ванну с электролитом, которая закреплена на суппорте станка и имеет возможность перемещаться вдоль и поперек оси вала [Авторское свидетельство СССР №1618536 А1, кл. В23Н 3/00].

Недостатком данного аналога является невозможность стабилизировать продольную ось вала и обеспечить продольную геометрическую точность вала. Кроме того, диапазон диаметров при обработке минимальный, обработка ступенчатых валов невозможна, так как при прохождении ступени электрод-инструментом она сглаживается.

Известно устройство, выбранное в качестве прототипа, описанное в способе обработки тел вращения, и содержащее систему самоцентрирующих люнетов (СЦЛ), установленных на отдельной станине и удерживающих вал в процессе обработки, который подключен к положительному полюсу источника тока, а ролики СЦЛ подключены к отрицательному полюсу источника. СЦЛ оснащены шаговыми двигателями, которые управляются от блока управления и источника питания постоянного тока [Патент РФ №2492030 С1, кл. В23В 1/00, 2013].

Приведенный аналог имеет недостатки. Возникающие при механической обработке силы резания создают остаточные напряжения по всей поверхности вала, которые складываются с внутренними остаточными напряжениями с учетом знака и приводят к потере точности (искривлению оси вала в процессе эксплуатации). В материале заготовки остаточные напряжения всегда распределены неравномерно по длине. Кроме того, после механической обработки шейки вала имеют малую точность и низкую шероховатость.

Известно устройство, выбранное в качестве прототипа для обработки валов электрохимическим способом.

Устройство содержит переднюю и заднюю опоры со сферическими центрами, установленные через диэлектрические прокладки в передней и задней опорах станка, суппорт, дополнительную станину с закрепленными на ней самоцентрирующими люнетами с приводами зажима, блок управления привода зажима самоцентрирующих люнетов и источник питания, подключенный положительным полюсом к валу. В устройстве использован инструментальный самоцентрирующий люнет, установленный на суппорте и оснащенный тремя электрод-инструментами, выполненными в виде склеенных между собой металлических трубочек. Рабочие торцы электрод-инструментов имеют форму сектора с радиусом, величина которого равна среднему значению между максимальным и минимальным радиусами шеек обрабатываемого вала, причем электрод-инструменты подключены к отрицательному полюсу источника питания, оснащены механизмом поворота на 180 градусов [Патент РФ №2552205 С2, кл. В23Н 3/00, 2015].

Недостатком приведенного аналога является невозможность обработки длинномерных деталей сложных по форме в поперечном сечении.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества поверхности резьбы винтов и устранение поверхностных остаточных напряжений, которые остаются после механической обработки. В результате достигаются следующие технические результаты: повышается к.п.д. винтовой пары, а за счет снижения сил трения повышается надежность работы пары.

Эта задача решается тем, что устройство для электрохимической обработки содержит электрод-инструмент выполненный в виде трех сменных секторов, вырезанных из одной заготовки «плашки» с нарезанными внутри канавками с профилем эквидистантно профилю резьбы заготовки с зазорами. На вершинах боковых наружных поверхностей электрод-инструмента, с двух его сторон на высоте 0.8 высоты профиля резьбы установлены попарно два дистанционных упора, выполненных сферическими и по высоте равными минимальному зазору между электрод-инструментом и рабочим профилем обрабатываемой поверхности, с каждой стороны рабочей части электрод-инструмента. Электрод-инструмент оснащен самоустанавливающимся механизмом его поворота относительно своей продольной оси на угол подъема винтовой линии заданного типа резьбы.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображено: на фиг. 1 приведена функциональная схема обработки винта, вид сверху; на фиг. 2 показан разрез Б-Б фиг. 1; на фиг. 3 показан разрез В-В фиг. 2, на фиг. 4 показан разрез Г-Г фиг. 3, на фиг. 5 показан разрез Д-Д.

Устройство для электрохимической обработки содержит винт 1, переднюю 2 и заднюю 3 опоры с, соответственно, поводковым патроном со сферическим центром 4 и со сферическим центром 5, электрически изолированными от корпусов опор 3 и 2 станка, блок управления 8, инструментальный самоцентрирующий люнет (ИСЦЛ) 9, через ходовой винт 10 связанный с приводом продольной подачи 11. Винт 1 через одну из опор в виде сферического центра подключен к положительному полюсу источника питания 12. Для перемещения рычагов 19 на корпусе 17 закреплен электропривод 20. ИСЦЛ 9 содержит корпус 17, в котором размещен копир 18. Рычаги 19 оснащены электрод-инструментами 22 которые закреплены на корпусе 21, выполненными в виде трех равных и сменных секторов со сквозными отверстиями через которые подается электролит от насоса 23. На каждом секторе 22 смонтированы дистанционные упоры 24 фиг. 3-5. Электрод-инструмент 22 своим корпусом 21 крепится в оси 25 которая установлена в поперечину рычага 19. В корпусе 21 закреплен штифт 26, который служит ограничителем его поворота, а стопор 28 фиксирует установившийся поворот электрод-инструмента.

На свободном конце корпуса 21 смонтирована эластическая труба 27 для подачи электролита. Диэлектрическая втулка 28 обеспечивает электроизоляцию элекрод-инструмента от массы ИСЦЛ. Датчик момента 29 обеспечивает контроль контакта электрод-инструмента с поверхностью резьбы винта 1.

Устройство для электрохимической обработки для полирования рабочих поверхностей резьбы винта работает следующим образом.

Винт 1 устанавливают в центра 4,5 токарного станка. Далее винт 1 поджимают задним центром 5 (фиг. 1), закрепленным в опоре 3, до контакта с идентичным передним центром поводкового патрона 2 в опоре 4. Один из центров (например, 5) подключают к положительному полюсу источника питания 23. Оба центра изолированы диэлектрической прокладкой, на рис. 1 показана условна.

Далее подводят ИСЦЛ 9 к зоне обработки (полирование рабочих поверхностей резьбы винта). Корпуса электрод-инструментов 21 подключены к отрицательному полюсу источника питания 12, а винт 1 к положительному полюсу того же источника 12. Через эластичную трубу 27 поступает под давлением раствор электролита (например, на основе поваренной соли NaCI).

Блок управления 8 включает электропривод 20, который с помощью ИСЦЛ подводит на заданное расстояние электрод-инструменты 22 до контакта дистанционного упора 24 с боковой поверхностью резьбы винта 1. Упоры 24 устанавливаются попарно с двух сторон рабочих поверхностей элертрод-инструмента на расстояние 0.8 от внутреннего диаметра резьбы.

При сближении рычагов 19 электрод-инструмент 22, поворачиваясь относительно продольной оси в пределах угла поворота 2β°, самоустанавливается относительно угла подъема винтовой линии винта и после установки фиксируется стопором 28 фиг. 4. В момент контакта дистанционных упоров 24 с рабочей поверхностью резьбы винтов, датчик крутящего момента 29, вмонтированный в электропривод 20, подает команду на его остановку. Выход датчика 29 подключен к входу блока управления 8. Высота дистанционных упоров 24 равна минимальному зазору между поверхностями профиля резьбы и поверхностями электрод-инструмента 22. Для увеличения зазора блок управления 8 включает реверс электропривода 20 и ИСЦЛ устанавливает заданный зазор.

Далее подается рабочее напряжение от источника питания 12 на винт 1 и электро-инструмент 22 и при вращении винта 1 согласно команде от блока 8 ИСЦЛ перемещается вдоль винта 1 и происходит электрохимическое полирование рабочих поверхностей винта. Винт 1 приводят во вращение (на фиг. 1 привод показан условно в виде поводкового патрона 4), со скоростью 30…60 об/мин, одновременно с вращением винта 1 включают подачу электролита, через блок управления 8 который подключен к насосу прокачки электролита 23, обеспечивающему подачу электролита под давлением 4…6 атм в зону обработки трех электрод-инструментов 22, которые обеспечивают равномерные гидродинамические условия обработки в любой зоне обработки.

Электрод-инструмент устанавливается с межэлектродным зазором 0,02…0,08 мм в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала и рабочего напряжения, которые порядка 8…12 В при плотности тока 100…550 А/см2 и температуре электролита 20…25°С.

Устройство для электрохимической обработки винтов, содержащее переднюю и заднюю опоры со сферическими центрами, установленные через диэлектрические прокладки в передней и задней опорах станка, суппорт, инструментальный самоцентрирующий люнет с электрическим приводом, насос для прокачки электролита и источник питания, подключенный положительным полюсом к винту, а отрицательным полюсом к электрод-инструменту, отличающееся тем, что электрод-инструмент выполнен в виде трех равных и сменных секторов с нарезанными внутри винтовыми канавками с профилем, эквидистантным профилю резьбы обрабатываемого винта с зазором, причем на внешних боковых поверхностях электрод-инструмента с двух его сторон установлены попарно два дистанционных сферических упора, высота которых равна минимальному межэлектродному зазору с каждой стороны рабочей поверхности электрод-инструмента, при этом электрод-инструмент оснащен самоустанавливающимся механизмом поворота относительно своей продольной оси на угол подъема винтовой линии резьбы, равный плюс-минус двадцати градусам.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на получение в охлаждаемых деталях углублений на боковых и донной части паза для устранения запирания потока охладителя в пазе и перегрева двигателя.

Настоящее изобретение относится к электрохимической обработке вытянутых деталей. Электрохимический способ производства вытянутых изделий включает обеспечение по меньшей мере одного электрода непрерывной замкнутой формы, образующей сквозное отверстие и включающей по меньшей мере один кулачок, наклоненный по отношению к оси относительного осевого перемещения указанного электрода замкнутой формы относительно заготовки, причем относительное вращение электрода замкнутой формы относительно заготовки вместе с указанным относительным осевым перемещением приводит к производству по меньшей мере одного непрерывного кулачка, имеющего желаемый шаг, на заготовке, а указанное отверстие имеет размер меньше, по меньшей мере в части, чем размер по крайней внешней поверхности исходной заготовки, так что относительное вращение и относительное осевое перемещение указанного электрода в пределах исходной крайней внешней поверхности производит непрерывный осевой разрез вдоль продольной оси заготовки, удаляя с части крайней внешней исходной поверхности заготовки по меньшей мере один отделимый лишний кусок, расположенный снаружи электрода замкнутой формы, образуя, тем самым, окончательную крайнюю внешнюю поверхность заготовки, которая меньше исходной крайней внешней поверхности заготовки; или обеспечение по меньшей мере одного электрода непрерывной замкнутой формы, образующей сквозное отверстие и включающей по меньшей мере один кулачок, наклоненный по отношению к оси относительного осевого перемещения указанного электрода замкнутой формы относительно заготовки с трубчатой формой, причем относительное вращение электрода замкнутой формы относительно заготовки вместе с указанным относительным осевым перемещением приводит к производству по меньшей мере одного непрерывного кулачка, имеющего желаемый шаг, на заготовке, а указанное отверстие имеет размер больше, по меньшей мере в части, чем размер по крайней внутренней поверхности исходной заготовки с трубчатой формой, так что относительное осевое перемещение указанного электрода снаружи исходной крайней внутренней поверхности заготовки производит непрерывный осевой разрез вдоль продольной оси заготовки, удаляя с части крайней внутренней исходной поверхности заготовки по меньшей мере один отделимый лишний кусок, расположенный внутри электрода замкнутой формы, образуя, тем самым, одну окончательную крайнюю внутреннюю поверхность заготовки, которая больше исходной крайней внутренней поверхности заготовки с трубчатой формой; или обеспечение по меньшей мере одного электрода непрерывной замкнутой формы, образующей сквозное отверстие и включающей по меньшей мере один кулачок, наклоненный по отношению к оси относительного осевого перемещения указанного электрода замкнутой формы относительно заготовки, причем относительное вращение электрода замкнутой формы относительно заготовки вместе с указанным относительным осевым перемещением приводит к производству по меньшей мере одного непрерывного кулачка, имеющего желаемый шаг, на заготовке, а указанное отверстие имеет размер меньше, по меньшей мере в части, чем размер по крайней внешней поверхности исходной заготовки, так что относительное вращение и относительное осевое перемещение указанного электрода в пределах исходной крайней внешней поверхности заготовки производит непрерывный осевой разрез вдоль продольной оси заготовки, удаляя изнутри части крайней внешней исходной поверхности заготовки по меньшей мере один отделимый лишний кусок, расположенный внутри электрода замкнутой формы, образуя, тем самым, трубчатую форму с одной окончательной крайней внутренней поверхностью заготовки; подачу на указанный электрод питания и электролита посредством системы подачи электролита; обеспечение прорезания электролитом заготовки так, чтобы электрод мог попасть внутрь указанного разреза.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для обработки каналов путем электрохимического шлифования или полирования. Способ включает перемещение электрода-инструмента по внутренней поверхности канала, вдоль его оси при подключении детали к аноду, а электрода-инструмента - к катоду.

Изобретение относится к электроэрозионной обработке пары соосно расположенных зубчатых венцов длинного термоупрочненного ролика. Осуществляют формирование зубчатых венцов электрод-инструментом.

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию поверхностей стальных деталей алюминием и серой, и может быть применено для обработки поверхностей термообработанных стальных деталей.

Изобретение относится к обработке материалов и может быть использовано для легирования и упрочнения различных деталей машин и инструментов. Способ включает нанесение легирующего покрытия и упрочнение обкаткой поверхностного слоя детали, которые осуществляют одновременно путем обкатки поверхности детали с помощью ролика, установленного в подпружиненной державке, закрепленной в резцедержателе станка, при этом деталь закреплена в шпинделе станка для придания ей вращения, а к детали и ролику подведен электрический ток.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для заточки спиральных сверл. Предложено устройство для анодно-механической заточки спиральных сверл с различными углами при вершине, содержащее корпус из диэлектрического материала, имеющий внутреннее коническое углубление, в радиальной канавке которого установлена колодка для закрепления электрода, выполненного из металлической связки с выступающими из нее абразивными зернами нитрида бора и имеющего рабочую поверхность выпуклой формы и длину, которая больше длины режущей кромки затачиваемого сверла.

Изобретение относится к области электрофизических методов обработки материалов, в частности к электроискровому легированию, и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на деталях узлов трения и неподвижных соединений.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при прорезании узких пазов, например, в цангах с малым диаметром отверстий для базирования деталей.

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию, и может быть использовано для ремонта деталей машин.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при прорезании узких пазов, например, в цангах с малым диаметром отверстий для базирования деталей.

Изобретение относится к изготовлению профиля в полузакрытом канале детали. Деталь перемещают относительно проволочного электрода-инструмента, пропускаемого через размещенную в канале пустотелую вставку из диэлектрического материала, внутри которой для натяжения проволочного электрода-инструмента установлена поворотная диэлектрическая серьга, имеющая узел закрепления ее углового положения, а в торце вставки со стороны серьги выполнен продольный паз с шириной не менее ширины серьги и глубиной, достаточной для размещения серьги при ее перпендикулярном положении относительно оси проволочного электрода-инструмента.

Изобретение относится к области электрохимической обработки и может быть использовано для прорезки узких криволинейных пазов и щелей в деталях из высокопрочных сталей и сплавов.

Изобретение относится к электрохимической обработке металлов и сплавов и предназначено для обработки ступенчатых валов. Устройство содержит диэлектрический корпус, внутренняя часть которого выполнена в виде призмы, в каждой плоскости которой встроены регулируемые опоры осевой фиксации заготовки, оси которых пересекаются в центре оси заготовки и расположены друг относительно друга под углом 90°.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для создания на металлических поверхностях различных покрытий методом электроискрового легирования.

Изобретение относится к области электрофизических методов обработки материалов, в частности к электроискровому легированию, и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на плоских поверхностях различных изделий.

Изобретение относится к электроискровой обработке поверхности, в частности к электроискровому легированию, и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на деталях узлов трения и неподвижных соединений.

Изобретение относится к области электрофизических методов обработки материалов, в частности к электроискровому легированию, и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на деталях узлов трения и неподвижных соединений.

Изобретение относится к электроискровому легированию металлической поверхности со сложной геометрией. Предложена многоэлектродная технологическая оснастка для электроискрового легирования, содержащая многоэлектродную кассету, выполненную с возможностью монтирования в суппорте станка с регулировкой угла ее наклона.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технологическому инструменту для осуществления электрофизической обработки внутренних поверхностей деталей машин и механизмов, выполненных в форме цилиндра, в частности внутренней поверхности цилиндров двигателей внутреннего сгорания, корпусов гидроцилиндров, посадочных отверстий для подшипников и т.п.

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на получение в охлаждаемых деталях углублений на боковых и донной части паза для устранения запирания потока охладителя в пазе и перегрева двигателя.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2018-12-06 2019-09-23T13:00:34
Наверх