Устройство формирования кромки ножа

Авторы патента:

Бирюков Сергей Георгиевич (RU)

B82Y30/00 - Нанотехнология

B23K9/04 - для иных целей, чем соединение, например с целью наплавки

Владельцы патента RU 2718791:

Бирюков Сергей Георгиевич (RU)

Изобретение относится к устройствам нанесения покрытий на металлические поверхности способом электродуговой наплавки и может быть использовано для обработки металлических поверхностей режущей части инструмента, в частности формирования режущей кромки ножей. Устройство формирования кромки ножа состоит из корпуса в виде трубчатой рукоятки переменного сечения, на поверхности которой у места крепления основания размещена и выступает за поверхность корпуса подпружиненная кнопка подачи напряжения. Внутри корпуса размещен импульсный трансформатор. На основании параллельно торцу корпуса размещен катод формы направляющей в виде конуса. Катод подключен к цепи питания постоянного тока импульсного трансформатора. Электроды - аноды выполнены в виде проволоки, намотанной на одни катушки, а присадочный материал в виде проволоки намотан на другие катушки, при этом и катушки и направляющая размещены на основании. Техническим результатом изобретения является упрощение технологии нанесения покрытия и получение требуемого формообразования поверхности покрытия на изделии, например кромки ножа. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Известны устройства формирования кромки ножей (патенты № CN 104185536 2014-12-03 В24В 3/54, № US 2015147945 - 2015-05-28 В24В 23/40, № JP 2017507796 (A) - 2017-03-23 В24В 3/36). Устройства обеспечивают формирование кромки ножа путем снятия части материала ножа абразивным способом. Недостатком устройств является изменение геометрии ножа (его режущей кромки) вследствие абразивного износа от инструмента и эксплуатации и увеличение времени последующего формирования кромки ножа.

Наиболее близким к заявляемому является устройство формирования кромки ножа путем электродуговой наплавки поверхностей кромок деталей машин, в том числе ножей, подверженных абразивному износу, описанное в АС 556909 В23К 9/04, содержащее два электрода - анода и катод, подключенные к цепям питания, фильеру для принудительного формирования поверхностей кромки, которое позволяет уменьшить количество расплавляемого основного металла, повысить качество наплавленного слоя и увеличить износостойкость деталей.

Недостатком известного устройства является применение жестких графитовых электродов и их расположение на одной поверхности кромки, что не позволяет получить требуемое формообразование поверхности покрытия изделия, например, кромки ножа.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является упрощение технологии нанесения покрытия на металлические поверхности режущей части инструмента и получение требуемого формообразования поверхности покрытия на изделии, например, кромки ножа с сохранением геометрии его режущей кромки в процессе эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что в устройстве формирования кромки ножа, содержащим два электрода - анода и катод, подключенным к цепям питания, фильеру, а также основание, в отличие от известного, катод выполнен в форме направляющей в виде конуса, а фильера выполнена V-образная, при этом электроды - аноды выполнены в виде проволоки из высоко электропроводного материала, намотанной на одни катушки, расположенные по обеим сторонам от направляющей с возможностью их вращения и поступательного перемещения и подключены посредством подпружиненных токоподводов к цепи питания постоянного тока, а присадочный материал в виде проволоки намотан на другие катушки, также расположенные по обеим сторонам от направляющей с возможностью их вращения и поступательного перемещения, при этом и катушки и направляющая размещены на основании, закрепленном в корпусе на одном его торце, при том корпус выполнен из электро и теплоизоляционного материала с трубчатым формообразованием переменного сечения в виде рукоятки, на поверхности которой у места крепления основания размещена и выступает за поверхность корпуса подпружиненная кнопка подачи напряжения, а внутри корпуса размещен импульсный трансформатор, подключенный к сети питания переменного тока посредством вилки и проводов через гибкий ввод в другом торце корпуса, на основании параллельно торцу корпуса размещен катод, подключенный к цепи питания постоянного тока импульсного трансформатора, а зона наплавки размещена между направляющей и V-образной фильерой из сверхтвердого материала.

При этом, электроды - аноды предлагается выполнить в виде высоко электропроводного углеродного волокна из углеродных нанотрубок.

При этом, присадочный материал предлагается выполнить в виде витой пары - высоко электропроводного углеродного волокна из углеродных нанотрубок и присадочной проволоки.

Предлагаемым устройством обеспечивается возможность решения поставленной задачи, при конструктивной несложности устройства, не требующим больших затрат для его реализации, что поясняется

фиг. 1, на которой изображено устройство формирования кромки ножа;

фиг. 2, на которой изображена схема импульсного трансформатора;

фиг. 3, сечение А-А на фиг. 1, на которой изображена фильера формирования кромки ножа.

Устройство состоит из корпуса 1, выполненного из электро и теплоизоляционного материала с трубчатым формообразованием переменного сечения в виде рукоятки, на поверхности которой, расположена и выступает за поверхность корпуса подпружиненная кнопка включения (подачи напряжения) 2, замыкающая цепь схемы импульсного трансформатора 3, который размещен в виде электрорадиоэлементов - диодов 4 и дросселя 5 внутри корпуса - рукоятки. Импульсный трансформатор подключен к сети питания переменного тока 220 В посредством вилки 6 и проводов 7 через гибкий ввод 8 в торце корпуса. На другом торце корпуса расположено основание 9, на котором параллельно торцу корпуса размещен катод 10 в форме направляющей в виде конуса, за которой расположена зона сварки (наплавки) 11. По двум сторонам от направляющей расположены катушки 12 с намотанной на них присадочной проволокой 13 (стальной высоколегированной) и катушки 14 с намотанными на них электродами - анодами 15 подключенными к цепи питания постоянного (сварочного) тока посредством подпружиненных токоподводов 16. За зоной наплавки расположена V-образная фильера 17 из сверхтвердого материала (алмаза).

Устройство работает следующим образом.

Нож, подлежащий формированию кромки, устанавливается частью кромки, примыкающей к его ручке в направляющую (катод) в виде конуса 10, с легким нажатием кромки на направляющую. При этом (положение ON) осуществляется контакт поверхностей кромки ножа с электродами - анодами 14 подключенными посредством подпружиненных токоподводов 16 к цепи питания постоянного тока, а стенок ножа с торцами катушек 12 с присадочной проволокой 13. При подаче напряжения переменного тока (замыкании цепи вручную кнопкой 2) 220 В, импульсный трансформатор 3 формирует постоянный (сварочный) ток (при отсутствии трансформатора образуется ток короткого замыкания - КЗ), осуществляя зажигание дуги и процесс наплавки. Одновременно с подачей напряжения и началом процесса наплавки кромка ножа под воздействием руки на ручку ножа перемещается в V-образной фильере 17, при этом наплавляемый материал из зоны наплавки 11 попадает в фильеру, которая формирует кромку ножа. Подача присадочной проволоки в зону наплавки выполняется синхронно (разматыванием с катушек) с перемещением ножа. После выхода ножа из зоны наплавки и фильеры 17 цепь размыкается и размыкание цепи дублируется вручную размыканием кнопки 2, а токоподводы и катушки возвращаются в первоначальное (раскрытое) положение OFF.

Предлагаемое устройство формирования кромки ножа учитывает следующие конструктивно-технологические факторы:

- количество (объем) наплавляемого материала соответствует необходимому объему формируемой кромки (выполняется соответствием площади диаметров присадочной проволоки площади сечения формируемой кромки);

- обеспечивается быстрое нагревание поверхностной области подложки (материала ножа) модифицируя ее металлургическую структуру, без существенного нагрева нижележащей основной массы подложки, за которым следует быстрое охлаждение, благодаря чему подавляются зарождение и рост кристаллов и не происходит фазовой сегрегации и сепарации добавок или составляющих подложки;

- стабильность горения дуги и процесса наплавления обеспечивается выполнением принципа устройства дуговых автоматов для подачи электрода или присадочного материала с постоянной скоростью не зависящей от напряжения дуги или от каких-либо других факторов и выполняется путем синхронизации подачи материала в зону наплавления и перемещения ножа, вращающего торцы катушек с присадочной проволокой, при плотности тока 70-85 а/мм² и скорости подачи 5 см/сек, что обуславливает полное расплавление присадочного материала и способствует процессу саморегулирования дуги при форме внешней характеристики источника питания близкой к жесткой ВАХ в оптимальном режиме работы;

- потребляемая в течение 2-3 сек (время прохождения кромки ножа через зону наплавления) мощность с учетом требуемого сечения электрода не превышает 0,6-0,75 кВт;

- схема импульсного трансформатора и соответствующий ей состав электрорадиоэлементов определяют минимально необходимую комплектацию с учетом возможности размещения в объеме корпуса - рукоятки.

Устройство и процесс наплавления могут быть модифицированы, с учетом назначения и размеров инструмента, например, для формирования кромки топора требуются соответствующие параметры сварки, соответствующие диаметры электродов, присадочной проволоки и соответствующее сечение фильеры с углом β, которое должно соответствовать форме заточки инструмента в зависимости от назначения инструмента.

При прохождении фильеры из высоко теплопроводного материала (алмаза) наплавленный (углеродный) материал начинает охлаждаться, стенки фильеры, отполированные до шероховатости поверхности 1-2 мкм, формируют поверхность с аналогичной шероховатостью, что обеспечивает малое сопротивление трения и, соответственно, легкое разрезание обрабатываемого материала.

Устройство и разработанные на его основе устройства, например, переносные с применением аккумулятора, могут применяться для формирования режущей кромки инструментов различного назначения, а заявляемое устройство по достоинству оценит любая домохозяйка.

1. Устройство для формирования кромки ножа, содержащее два электрода - анода и катод, подключенные к цепям питания, фильеру, основание и корпус, отличающееся тем, что катод выполнен в виде направляющей для ножа в форме конуса, а фильера выполнена V-образной из сверхтвердого материала, при этом электроды - аноды выполнены в виде проволоки из высокоэлектропроводного материала, намотанной на катушки, расположенные по обеим сторонам от направляющей с возможностью их вращения и поступательного перемещения, и подключены посредством подпружиненных токоподводов к цепи питания постоянного тока, а присадочный материал в виде проволоки намотан на другие катушки, расположенные по обеим сторонам от направляющей с возможностью их вращения и поступательного перемещения, при этом катушки и направляющая для ножа размещены на основании, закрепленном в корпусе на одном его торце, причем корпус выполнен из электро- и теплоизоляционного материала в виде трубчатой рукоятки переменного сечения, на поверхности которой у места крепления основания размещена и выступает за поверхность корпуса подпружиненная кнопка подачи напряжения, а внутри корпуса размещен импульсный трансформатор для подключения к сети питания переменного тока посредством вилки и проводов через гибкий ввод в другом торце корпуса, при этом катод размещен на основании параллельно торцу корпуса и подключен к цепи питания постоянного тока импульсного трансформатора, а направляющая для ножа и упомянутая фильера размещены на расстоянии между ними, равном зоне наплавки.

2. Устройство для формирования кромки ножа по п.1, отличающееся тем, что электроды - аноды выполнены из высокоэлектропроводного углеродного волокна в виде углеродных нанотрубок.

3. Устройство для формирования кромки ножа по п.1, отличающееся тем, что присадочный материал выполнен в виде витой пары - высокоэлектропроводного углеродного волокна из углеродных нанотрубок и присадочной проволоки.

Изобретение относится к области микро- и наноэлектроники и может быть использовано при изготовлении газовых сенсоров нового поколения. Предложен способ изготовления газового сенсора, содержащего корпус, установленную в нем на основании гетероструктуру, в которой формируют газочувствительный слой на основе механоактивированого порошка оксида цинка, контактные площадки, соединенные с выводами корпуса, помещенными в изолятор, и штуцер, обеспечивающий контакт детектируемого газа с газочувствительным слоем.

Электрический изолятор, способ его формирования и гидравлическая система // 2718659

Изобретение относится к электрическому изолятору, который содержит первый переносящий флюид элемент и второй переносящий флюид элемент, отстоящий от указанного первого переносящего флюид элемента, резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, расположенный между и изолированный от указанного первого и второго переносящего флюид элемента, причем указанный резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент предназначен для переноса флюида, протекающего от указанного первого переносящего флюид элемента к указанному второму переносящему флюид элементу, а также упрочняющий композит, окружающий указанный первый переносящий флюид элемент, указанный второй переносящий флюид элемент и указанный резистивный, полупроводящий или непроводящий компонент, при этом указанный упрочняющий композит непрерывен и обеспечивает токопроводящую дорожку между указанным первым переносящим флюид элементом и указанным вторым переносящим флюид элементом, причем указанный упрочняющий композит содержит волокно и смесь смол, а указанная смесь смол содержит смолу и токопроводящую добавку.

Микродиспергатор для генерирования капель // 2718617

Изобретение относится к микродиспергаторам, в которых генерируются микрокапли преимущественно сферической формы нанолитрового и субнанолитрового объема, и далее сгенерированные капли могут быть использованы в химических, фармацевтических и других технологиях, в том числе для проведения массообменных процессов и химических реакций между реагентами, растворенными в каплях, либо растворенными в каплях и в сплошной среде, а также для последующего нанесения биологически активных веществ на поверхности сформированных капель.

Способ измерения микрорельефа разнородной поверхности // 2718404

Изобретение относится к измерительной технике, а конкретнее к оптической профилометрии, и может быть использовано для измерения поверхностного микрорельефа, полученного любым способом в произвольной разнородной структуре, обладающей различными оптическими характеристиками.

Газочувствительный детектор // 2718133

Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения различных веществ в газовой среде.

Способ электрохимического получения наноразмерного порошка силицида металла // 2718022

Изобретение относится к получению наноразмерного порошка силицида металла. Загружают в герметичный тигель электролит, состоящий из галогенида щелочного металла и соли металла, и расходуемые компоненты микронных размеров в виде порошков металла и кремния, производят нагрев до рабочих температур синтеза силицида металла выше точки плавления электролита с получением ионного расплава в атмосфере аргона или углекислого газа.

Способ получения сверхчистого водорода паровым риформингом этанола // 2717819

Изобретение относится к области создания катализаторов и реакторов для химической и нефтехимической промышленности, а именно к процессам дегидрирования и парового риформинга низших алифатических спиртов с целью получения высокочистого водорода, пригодного для использования в топливных элементах.

Способ получения объёмных наноструктурированных полуфабрикатов из сплавов с памятью формы на основе никелида титана (варианты) // 2717764

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению прутков из сплава с памятью формы на основе никелида титана (Ti-Ni), и может быть использовано при производстве объемных и длинномерных полуфабрикатов из сплавов на основе никелида титана с памятью формы.

Покрытие с низкой отражательной способностью, способ и система для покрытия подложки // 2717561

Использование: для покрытия подложки покрытием с низкой отражательной способностью. Сущность изобретения заключается в том, что способ покрытия подложки углеродными наноструктурами, включающий стадии: (i) получения суспензии углеродных наноструктур в растворителе; (ii) предварительного нагрева подложки до температуры, достаточной для того, чтобы вызвать испарение растворителя при контакте суспензии с подложкой; и последующего (iii) нанесения суспензии на подложку посредством распыления; (iv) поддержания во время стадии (iii) температуры подложки, достаточной для поддержания испарения растворителя, наносимого распылением; (v) повторения стадий (iii) и (iv) до тех пор, пока на подложку не будет нанесен слой углеродных наноструктур, имеющий толщину, равную по меньшей мере 2 микрометрам; и (vi) плазменного травления покрытия для снижения плотности пленки и создания оптических полостей в покрытии, добавления оптического спейсера к суспензии перед стадией осаждения для создания оптических полостей в покрытии или комбинации этих стадий.

Способ изготовления холодного катода // 2717526

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении электронных приборов, а также для инжекции зарядов в объём конденсированных сред при криогенных температурах.

Комбинированный способ упрочнения металлических поверхностей деталей машин, работающих в условиях абразивного изнашивания // 2718017

Изобретение относится к упрочнению поверхностей деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания, которое может быть использовано при производстве и восстановлении деталей машин с заданными физико-механическими свойствами режущей поверхности.

Состав для наплавки детали // 2711488

Изобретение может быть использовано для аргонодуговой наплавки уплотнительных поверхностей деталей трубопроводной и запорной арматуры из хромоникельмолибденовых сталей аустенитно-ферритного класса, работающих в условиях повышенного износа и коррозии.

Способ получения проб наплавляемого металла // 2710145

Изобретение может быть использовано при получении проб наплавляемого сварочными электродами металла для определения его химического состава. Электродный металл расплавляют сварочной дугой на токе из диапазона, рекомендуемого техническими условиями, дугой косвенного действия между двумя электродами.

Способ упрочнения почвообрабатывающих рабочих органов // 2705305

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Способ упрочнения почвообрабатывающих рабочих органов включает формирование на поверхности деталей углублений с последующим заполнением их твердым сплавом методом электродуговой наплавки.

Способ упрочнения почвообрабатывающих рабочих органов // 2705305

Состав для наплавки детали // 2705273

Способ многослойной наплавки теплостойкими сталями высокой твердости в азотсодержащей среде // 2699488

Изобретение может быть использовано при наплавке рабочих поверхностей деталей горно-металлургического оборудования, к которым предъявляются повышенные требования по твердости и износостойкости.

Способ наплавки на титан и титановые сплавы жаростойких и износостойких покрытий на основе алюминидов титана // 2699474

Изобретение может быть использовано при нанесении жаростойких и износостойких слоев на детали из титана или титановых сплавов, работающих при повышенных температурах и в условиях абразивного износа.

Способ нанесения износостойких покрытий на рабочую поверхность почворежущих деталей почвообрабатывающих машин // 2697747

Изобретение предназначено для нанесения износостойких покрытий на рабочую поверхность почворежущих деталей почвообрабатывающих машин с использованием сварки плавлением.

Способ повышения стойкости к абразивному изнашиванию остова и ресурса составных лемехов плужных корпусов // 2695857

Изобретение может быть использовано при изготовлении составного плужного лемеха и упрочнении подрезающей области его остова в процессе восстановления. Производят наплавку слоя в виде валиков абразивостойкого сплава на тыльную и наружную стороны подрезающей области попеременно.

Способ получения газовых гидратов конденсацией нанокластеров // 2718795

Изобретение относится к получению газовых гидратов для хранения и транспортировки газа в энергетике и газовой промышленности. Гидратообразование осуществляют во встречных молекулярных пучках разреженного пара и газа, которые поступают в вакуумную камеру через сопла Лаваля со снижением температуры на выходе из сопел ниже 100 К и конденсацией с образованием кристаллических нанокластеров льда кубической алмазоподобной структуры. Образование кластеров сопровождается захватом газовых молекул и формированием кристаллогидратной фазы. Содержание газа в закристаллизованном конденсате, полученном при максимально достигнутой производительности процесса захвата молекул газа, превышает 50 мас.%. Такое содержание достигается за счет дополнительной сорбции газа при образовании кристаллического конденсата, который представляет собой насыщенную газом нанопористую среду, содержащую кристаллогидратную фазу и кристаллический лед. Способ повышает скорость образования газового гидрата, снижает расход хладагента, необходимого для охлаждения подложки, повышает производительность получения газовых гидратов. 1 ил.