×
10.07.2014
216.012.db63

СПОСОБ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при стабилизации геометрии деталей за счет выравнивания остаточных напряжений в их поверхностном слое, в том числе при сложной форме участка обработки. Способ включает обработку детали импульсами тока, осуществляемую индуктором с двухконтурным генератором с индуктивностью и емкостным накопителем. При этом перед обработкой пространство между индуктором и деталью, размещенными во вторичном контуре генератора, заполняют ферромагнитной реологической жидкостью, причем время зарядки емкостного накопителя в первичном контуре генератора устанавливают равным времени затвердевания реологической жидкости, а интервал времени между импульсами ограничивают длительностью нахождения реологической жидкости в затвердевшем состоянии. Изобретение обеспечивает повышение плотности энергии в импульсе до предельного значения в начале пластической деформации материала и повышение коэффициента полезного использования подводимой энергии, а также позволяет ускорить достижение выравнивания остаточных напряжений на всех участках обрабатываемого поверхностного слоя детали. 2 ил., 1 пр.
Основные результаты: Способ магнитно-импульсной обработки детали, включающий обработку детали импульсами тока, осуществляемую индуктором с двухконтурным генератором с индуктивностью и емкостным накопителем, отличающийся тем, что перед обработкой пространство между индуктором и деталью, размещенными во вторичном контуре генератора, заполняют ферромагнитной реологической жидкостью, при этом время зарядки емкостного накопителя в первичном контуре генератора устанавливают равным времени затвердевания реологической жидкости, а интервал времени между импульсами ограничивают длительностью нахождения реологической жидкости в затвердевшем состоянии.
Реферат Свернуть Развернуть

Способ относится к машиностроению и может быть использован при стабилизации геометрии деталей за счет выравнивания остаточных напряжений в их поверхностном слое, в том числе при сложной форме участка обработки.

Известен способ магнитно-импульсной обработки [1, с.421], заключающийся в заполнении пространства между индуктором и деталью ферромагнитной жидкостью, позволяющей повысить плотность тока в пространстве.

К недостаткам способа относится выбрасывание жидкости из пространства при одновременном начале ее затвердевания и действия импульса тока, что делает протекание тока нестабильным и не приводит к стабилизации геометрии деталей по всей зоне обработки сложнофасонных поверхностей, вызывает необходимость повышения энергии импульса и длительности процесса.

Известен способ электромагнитной импульсной обработки [2, стр.94-95, 130-134], заключающийся в получении деформации заготовки за счет действия импульсов разрядного тока.

К недостаткам способа относится неуправляемое нарастание деформации заготовки за счет суммирования воздействия всех полупериодов тока, что может вызвать пластическую деформацию заготовки, а в случае сложной геометрии деталей создать местные изменения поверхностных напряжений, даже в случае сохранения их величины после обработки, что приводит к постоянной деформации деталей в период их эксплуатации.

Наиболее близким к заявленному является способ комбинированной магнитно-импульсной обработки [3], заключающийся в воздействии импульсами тока, подаваемыми генератором в зазор между электродами в токопроводящей среде.

К недостаткам способа относится невозможность удержания жидкости в открытом пространстве между индуктором и обрабатываемой деталью при воздействии мощных импульсов тока, используемых при стабилизации, что вызывает неравномерность стабилизации, большие потери подводимой энергии через воздушные зазоры в пространстве.

Изобретение направлено на повышение плотности энергии в импульсе до предельного значения в начале пластической деформации материала, повышение коэффициента полезного использования подводимой энергии, ускоренное достижение выравнивания остаточных напряжений на всех участках поверхностного слоя детали в среде реологической жидкости после магнитно-импульсной обработки и стабилизации ее геометрии.

Это достигается способом магнитно-импульсной обработки детали, включающим обработку детали импульсами тока, осуществляемую индуктором с двухконтурным генератором с индуктивностью и емкостным накопителем, в котором перед обработкой пространство между индуктором и деталью, размещенными во вторичном контуре генератора, заполняют ферромагнитной реологической жидкостью, при этом время зарядки емкостного накопителя в первичном контуре генератора устанавливают равным времени затвердевания реологической жидкости, а интервал времени между импульсами ограничивают длительностью нахождения реологической жидкости в затвердевшем состоянии.

Способ поясняется фигурами 1 и 2.

На фигуре 1 показана схема генератора импульсов, включающего источник низковольтного тока 1, в первичном контуре 2 выключатель 3, регулируемое сопротивление 4, индуктивность 5, емкостной накопитель энергии 6, индуктор-возбудитель 7, реологическую ферромагнитную жидкость 8, обрабатываемую деталь 9, размещенную во вторичном контуре 10 генератора.

На фигуре 2 показана динамика изменения силы тока в течение импульса, где первый период обозначен «Т». Кривая 1 показывает динамику расчетного изменения силы тока, 2 - возможные отклонения силы тока в полупериодах, следующих за первым.

Способ осуществляется в следующей последовательности. Перед обработкой пространство между индуктором 7 и деталью 9, размещенными во вторичном контуре 10 генератора, заполняют ферромагнитной реологической жидкостью 8. От источника тока 1 в первичном контуре 2 генератора через выключатель 3 ток поступает на регулируемое сопротивление 4 и через индуктивность 5 заряжает емкостной накопитель 6 энергией импульса. Одновременно ток от источника 1, поступая через индуктор 7 и деталь 9, вызывает затвердевание жидкости 8 в пространстве между индуктором 7 и деталью 9. При сложной геометрической форме зоны обработки детали 9 жидкость 8 обеспечивает выравнивание магнитного поля [1, с.421] и более полное использование энергии импульса по всей поверхности обрабатываемой детали 9. Время затвердевания жидкости 8 под действием магнитного поля определяется экспериментально и находится в пределах 1-3 мкс, что определяет величину индуктивности 5 (формула VII.4 [2, с.94]) при известной емкости накопителя 6. По уравнению VII.2 [2, с.94] находят регулируемый параметр - сопротивление 4, обеспечивающий время зарядки емкостного накопителя 6, равного времени затвердевания жидкости 8.

После достижения в накопителе 6 расчетной энергией импульса во вторичном контуре 10 генератора происходит импульс тока с полупериодом «0,5Т» (фигура 2), который проходит через реологическую жидкость 8 и вызывает импульсное перемещение части детали 9 под индуктором 7. Это выравнивает внутренние напряжения в поверхностном слое детали 9 и стабилизирует ее геометрию при любом профиле поверхности.

Из [2, с.94, рис.VII.3] видно, что энергия импульса может возрастать из-за полупериодов, последующих за первым «0,5Т» (фигура 2), особенно из-за случайных факторов, сопровождающих прохождение импульса (например, колебания напряжений в разрядном вторичном контуре 10 [2, с.94, формула VII.1]). Это вызывает отклонение кривой 2 (фигура 2) от расчетной 1 (фигура 2) и может вызвать превышение предельно допустимой энергии импульса, обеспечивающей перемещение детали 9 под действием импульса в пределах упругих деформаций. Наличие индуктивности 5 устраняет воздействие последующих за первым полупериодом «0,5Т» слабоуправляемых полупериодов 2 (фигура 2), что позволяет достичь предельно допустимой (с позиции эффективности и полезного использования энергии) энергии импульса, не вызывающего пластической деформации детали.

Пример применения способа.

На модернизированной установке модели 4042 производства Харьковского филиала ЭНИИЛИТМАШ с установленной индуктивностью (расчетная величина 1,8 Гн) выполнялась магнитно-импульсная обработка корпусных литых стоек металлорежущих станков из чугуна СЧ18 с выступами 2-3 мм на обрабатываемой поверхности. Согласно технологического процесса обработанные детали измеряются на наличие неуравновешенных напряжений путем оценки изменения геометрии в течение 1 суток для станков нормальной точности и 90 суток - для прецизионных станков.

В ранее использованной технологии импульсной стабилизации в воздушной среде расстояние от индуктора до углублений детали составляло 4 мм. При энергии импульса 1,5 кДж и времени обработки 20 минут достигнута стабилизация геометрии в пределах 0,5 мм на 1 м длины, что допустимо только для станков нормальной точности.

При использовании реологической жидкости и расчетных параметров процесса по предлагаемому способу энергия импульса была снижена до 0,6 кДж, при этом плотность энергии повышена в 4 раза, зазор между индуктором и углублением был заполнен реологической жидкостью, а время обработки снизилось до 0,3 минуты. Измерения геометрии детали в течение 90 суток показали погрешность 0,05 мм на 1 м длины, что соответствует требованиям к прецизионным станкам. Затраты энергии на процесс снизились в 2,5-3 раза. Таким образом, цель изобретения была достигнута.

Источники информации

1. Полетаев В.А. Применение ферромагнитной жидкости при упрочнении зубьев гарнитуры чесальных машин импульсной магнитной обработкой / В.А. Полетаев, Н.Д. Такендо // Современная электротехнология в машиностроении: сб. тр., Тула: ТГУ, 2002 - С.417-425.

2. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. В 2 т. Т.2 / Под ред. В.П. Смоленцева. М.: Высшая школа, 1983 - 208 с.

3. Патент 2333822 (РФ) В.П. Смоленцев, В.Н. Гореликов, Е.Г. Сухочева, A.M. Гренькова, А.И. Болдырев. Способ комбинированной магнитно-импульсной обработки деталей лопаточных машин и устройство для его осуществления. 2008, Бюл. №26.

Способ магнитно-импульсной обработки детали, включающий обработку детали импульсами тока, осуществляемую индуктором с двухконтурным генератором с индуктивностью и емкостным накопителем, отличающийся тем, что перед обработкой пространство между индуктором и деталью, размещенными во вторичном контуре генератора, заполняют ферромагнитной реологической жидкостью, при этом время зарядки емкостного накопителя в первичном контуре генератора устанавливают равным времени затвердевания реологической жидкости, а интервал времени между импульсами ограничивают длительностью нахождения реологической жидкости в затвердевшем состоянии.
СПОСОБ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
СПОСОБ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 255.
20.04.2013
№216.012.3598

Способ ушивания капсулы первого плюснефалангового сустава стопы

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии. Техническим результатом изобретения является уменьшение риска возможных нарушений кровоснабжения кожи. Производят веретенообразный разрез кожи с ее частичным иссечением. Выполняют артротомию первого плюснефалангового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479273
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.05.2013
№216.012.438a

Применение l-карнозина для приготовления нанопрепарата, обладающего антигипоксической и антиоксидантной активностью

Предложено применение L-карнозина для приготовления нанопрепарата, обладающего антигипоксической и антиоксидантной активностью в сочетании с комбинацией веществ, выбранных из группы фосфолипидов, неполярных липидов при следующем соотношении компонентов, в мас.%: L-карнозин - 1,1-1,2, неполярные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482867
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.06.2013
№216.012.4fdd

Способ упрочнения осевого инструмента

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления и упрочнения инструмента для чистовой обработки осесимметричных деталей, например мелкомодульных твердосплавных долбяков. Способ включает криогенно-эрозионное упрочнение инструмента с образованием твердых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486038
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.09.2013
№216.012.6711

Способ комбинированной обработки

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления инструмента для чистовой обработки осесимметричных деталей, например мелкомодульных твердосплавных долбяков. Способ комбинированной обработки заготовки осесимметричной детали с режущими элементами включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492032
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6d16

Способ многоальтернативной оптимизации моделей автоматизации структурного синтеза мехатронно-модульных роботов

Изобретение относится к машиностроению, а именно, к робототехнике, и может быть использовано при создании мехатронно-модульных роботов. Технический результат - ускорение процесса синтеза, повышение надежности работы мехатронно-модульных роботов. Предложен способ многоальтернативной оптимизации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493577
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.01.2014
№216.012.976a

Устройство для электрохимического удаления заусенцев

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для удаления заусенцев с металлических магнитных и неметаллических плоских деталей в автоматизированном режиме анодного локального растворения. Устройство содержит транспортную ленту для перемещения детали с заусенцами в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504461
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.04.2014
№216.012.bdff

Статор ветроэлектрогенератора

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Изобретение направлено на увеличение степени использования стоек U-образных магнитопроводов. Статор ветроэлектрогенератора содержит источник магнитного поля, U-образные магнитопроводы, катушки и крепежные элементы, источники возбуждения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514379
Дата охранного документа: 27.04.2014
10.05.2014
№216.012.c018

Мехатронно-модульный робот

Изобретение относится к машиностроению, а именно к робототехнике. Технический результат - повешенная эффективная ориентация мехатронно-модульного робота в окружающей среде. Мехатронно-модульный робот состоит, как минимум, из двух сопряженных между собой модулей, сопряжение каждого нового модуля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514925
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c16c

Индукторный синхронный генератор

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения синхронных генераторов индукторного типа, применяемых, например, в автотракторном оборудовании. В предлагаемом синхронном генераторе, содержащем источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515265
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c2a4

Ротор ветроэлектрогенератора

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ротор ветроэлектрогенератора содержит ступицу, лопасти, спицы, обод и ферромагнитные тела, установленные на ободе. Ферромагнитные тела выполнены в виде отрезков труб круглого сечения. Средняя часть отрезков труб имеет выборку, обращенную наружу и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515577
Дата охранного документа: 10.05.2014
Показаны записи 1-10 из 306.
27.05.2013
№216.012.438a

Применение l-карнозина для приготовления нанопрепарата, обладающего антигипоксической и антиоксидантной активностью

Предложено применение L-карнозина для приготовления нанопрепарата, обладающего антигипоксической и антиоксидантной активностью в сочетании с комбинацией веществ, выбранных из группы фосфолипидов, неполярных липидов при следующем соотношении компонентов, в мас.%: L-карнозин - 1,1-1,2, неполярные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482867
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.09.2013
№216.012.6d16

Способ многоальтернативной оптимизации моделей автоматизации структурного синтеза мехатронно-модульных роботов

Изобретение относится к машиностроению, а именно, к робототехнике, и может быть использовано при создании мехатронно-модульных роботов. Технический результат - ускорение процесса синтеза, повышение надежности работы мехатронно-модульных роботов. Предложен способ многоальтернативной оптимизации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493577
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.01.2014
№216.012.9be3

Способ электрохимического извлечения свинца из свинцово-кислотных отходов аккумуляторных батарей

Изобретение относится к способу извлечения свинца из отходов аккумуляторных батарей. Способ включает электролитическое осаждение свинца из щелочных растворов на асимметричном импульсном токе с варьированием периодической последовательности пакетов положительных n+ и отрицательных n- импульсов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505613
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.02.2014
№216.012.9ebe

Наноструктурное покрытие из гранулированного композита

Изобретение относится к наноэлектронике и наноэлектромеханике и может быть использовано в различных областях современной наноиндустрии, микроэлектронике, альтернативной энергетике и т.д. Наноструктурное покрытие из наногранулированного композита «металл-керамика», преимущественно (COFeB)(CaF),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506346
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.02.2014
№216.012.9ebf

Способ повышения износостойкости наноструктурного покрытия из гранулированного композита

Изобретение относится к наноэлектронике и наноэлектромеханике и может быть использовано в различных областях современной наноиндустрии, микроэлектроники, альтернативной энергетике и т.д. Способ повышения износостойкости наноструктурного покрытия из гранулированного композита «металл-керамика»,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506347
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.02.2014
№216.012.a2e2

Безредукторный ветроэлектроагрегат

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Безредукторный ветроэлектроагрегат содержит башню, поворотное основание, снабженное ветроколесом с сегментными роторными элементами и установленной в подшипники втулкой, кронштейном со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507413
Дата охранного документа: 20.02.2014
10.04.2014
№216.012.afa1

Конвекторное кольцо

Изобретение предназначено для отжига в колпаковой печи стопы рулонов холоднокатаной полосовой стали. Конвекторное кольцо содержит расположенные в параллельных плоскостях по окружности с равным шагом под углом к радиальному направлению ребра. Каждое из ребер одной плоскости соединено концевыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510676
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b34d

Способ сравнительной оценки надежности партий полупроводниковых изделий

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности полупроводниковых изделий ППИ (транзисторов, интегральных схем (ИС) и т.д.) и может быть использовано для сравнительной оценки надежности партий ППИ как в процессе производства, так и при входном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511617
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b369

Способ получения наноструктурного покрытия из гранулированного нанокомпозита

Изобретение относится к наноэлектронике и наноэлектромеханике и может быть использовано в различных областях современной наноиндустрии, микроэлектронике, альтернативной энергетике и т.д. В способе получения наноструктурного покрытия из гранулированного нанокомпозита «металл-керамика» получают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511645
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b408

Способ подогрева криогенной жидкости

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для испарения сред, находящихся в жидком состоянии. Предложен способ подогрева криогенной жидкости, заключающийся в пропускании жидкости через теплообменные элементы с подведением к ним тепла. Корпус испарителя криогенной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511805
Дата охранного документа: 10.04.2014
+ добавить свой РИД