способ механической обработки металлов

Формула изобретения

Способ механической обработки металлов с нагревом срезаемого слоя неплавящимся дисковым электродом, при котором сообщают вращение обрабатываемой детали и дисковому электроду, отличающийся там, что нагрев осуществляют электрической дугой, возбуждаемой между дисковым электродом и обрабатываемой деталью, при подаче тока 400 2000 А, причем дисковый электрод вращают относительно обрабатываемой детали в противоположную сторону с такой скоростью, чтобы суммарная скорость последнего и обрабатываемой детали находилась в пределах 10 20 м/с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов, в частности труднообрабатываемых сплавов.

Известен способ механической обработки металлов с нагревом срезаемого слоя неплавящимся дисковым электродом, при котором сообщают вращение детали и дисковому электроду.

Недостатком принятого способа является низкая интенсивность нагрева и резания, т.к. нагрев обрабатываемой поверхности осуществляют в два этапа за счет сил трения между обрабатываемой поверхностью и электродом, а затем за счет пропускания электрических разрядов в зоне срезаемого металла.

Применение предлагаемого способа улучшает технические характеристики процесса путем повышения интенсивности нагрева и резания обрабатываемой поверхности за счет нагрева электрической дугой, возбуждаемой между дисковым электродом и обрабатываемой деталью, при подаче тока от 400 до 2000 А, причем дисковый электрод вращают относительно обрабатываемой детали в противоположную сторону с такой скоростью, чтобы суммарная скорость последнего и обрабатываемой детали находилась в пределах 10.20 м/с.

Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид схемы обработки; на фиг. 2 разрез на фиг.1.

Способ применительно к деталям вращения осуществляется следующим образом. Труднообрабатываемую деталь 3, установленную в патроне токарного станка, вращают с заданной скоростью обработки. Дисковый электрод 1 приводом 2, установленным параллельно с резцом 4 в плоскости резания, вращают в противоположную детали 3 сторону с такой окружной скоростью, что их суммарная относительная скорость независимо от скорости резания находится в пределах 10. 20 м/с.

Между дисковым электродом 1 и деталью 3 зажигают электрическую дугу. Охлаждение электрода 1 осуществляют прокачкой эмульсии станка через радиаторы 6 и 7.

При горении сверхмощной короткой дуги происходит интенсивный нагрев поверхности детали 3 с частичным проплавлением. Образующиеся при этом капли жидкого металла перемыкают междуговой промежуток, вызывая короткое замыкание, в результате чего дуга работает в неустойчивом режиме. Поддержание окружной относительной скорости между деталью 3 и электродом 1 в пределах 10. 20 м/с обеспечивает оптимальный режим стабильного горения дуги за счет механического разрыва перемычки короткого замыкания каплями жидкого металла. При этом время короткого замыкания уменьшается до (0,2. 1,0)10^-4с, что обеспечивает стабильность горения дуги с сохранением локальности нагрева.

Устранение проплавления поверхности приводит к уменьшению интенсивности нагрева и снижению режимов резания.

Вращение электрода 1 в сочетании с охлаждением жидким теплоносителем обеспечивает оптимальный температурный режим его работы, позволяет равномерно распределить угар по периметру, добиться стабилизации междугового промежутка, тока и напряжения, интенсифицирования охлаждения и уменьшить его угар.

Все вместе позволяет повысить токовую нагрузку на электроде 1 до 400 - 2000 А, локализовать нагрев в объемах 0,01. 0,04 см³ и довести время разогрева до 0,001. 0,1 с и получить плотность мощности до 10⁵ Вт/см², что соизмеримо с интенсивностью лазерного нагрева при бесспорных преимуществах: простота, высокий КПД, отсутствие специального оборудования, высокая производительность.

Применение данного способа позволяет резко сократить трудоемкость в металлообрабатывающих отраслях народного хозяйства.

Пример. Отливка нетермообработанная диаметром 100 мм из необрабатываемого чугуна ИЧХ28Н2 вращалась с окружной скоростью 120 м/мин. Нагрев осуществлялся в плоскости резания по границе необработанной поверхности перед резцом током 400 А. Электрод при этом вращался противоположно со скоростью 13 м/с. Суммарная частота вращения 15 с^-1. Глубина резания составила 3 мм, подача 0,2 мм/об. Резец ВК6М.

Приведенные данные показывают большие возможности предлагаемого способа и его высокую экономическую эффективность.