×
10.01.2015
216.013.1b74

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОШИВКИ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВКАХ И СПОСОБ С ЕГО ПРИМЕНЕНИЕМ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к электроэрозионной, электрохимической и эрозионно-химической прошивке глубоких отверстий в металлических заготовках. Устройство содержит подключенные к источнику тока электрод-инструмент и съемную втулку из эрозионностойкого материала, размещенную внутри электрода-инструмента с возможностью продольного перемещения, причем на торце втулки со стороны прошивки выполнены точечные диэлектрические упоры, высота которых не более межэлектродного зазора, на наружной поверхности втулка имеет слой изоляции, а на внутренней - размещенные ярусами разрядники для направления течения рабочей среды с продуктами обработки из межэлектродного зазора, подключенные через регулятор и преобразователь тока к упомянутому источнику тока. Способ включает обработку заготовки упомянутым электродом-инструментом с втулкой, на которую подают импульсы тока, обеспечивающие черновую обработку, причем на электрод-инструмент подают импульсы тока, обеспечивающие получение бездефектной поверхности по всей глубине отверстий, а на размещенные внутри втулки разрядники последовательно подают импульсы тока для поддержания течения рабочей среды с продуктами обработки из межэлектродного зазора, при этом втулку в электроде-инструменте перемещают независимо от его подачи с поддержанием торцевого межэлектродного зазора. Изобретение позволяет интенсифицировать прошивку глубоких отверстий за счет ускорения движения рабочей среды с продуктами обработки через пространство между электродом-инструментом и обработанной частью отверстия в направлении выноса продуктов обработки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано преимущественно при электроэрозионной, электрохимической и эрозионно-химической многоэлектродной обработке глубоких отверстий в металлических материалах.

Известно устройство [1], т. 1, стр. 56, для электроэрозионной прошивки отверстий, где для интенсификации процесса используют вибрацию электрода-инструмента.

Недостатком известного устройства является снижение интенсивности выноса из межэлектродного зазора продуктов обработки по мере углубления электрода-инструмента в заготовку, что снижает, вплоть до прекращения, скорость прошивки глубоких отверстий.

Известен способ [1], т. 1, стр. 133, электрохимической размерной обработки, где для интенсификации процесса используют вращение электрода-инструмента и подачу рабочей среды под внешним давлением.

Недостатками известного способа являются снижение скорости обработки отверстий из-за уменьшения выноса продуктов из зоны обработки по мере возрастания глубины отверстий, невозможность использования вращения электрода-инструмента при многоэлектродной обработке близкорасположенных отверстий.

Известен способ [1], т. 2, стр. 152, прошивки отверстий электроэрозионно-химическим методом, где происходит интенсификация процесса за счет взаимного воздействия на скорость удаления припуска электроэрозионной и электрохимической составляющей процесса.

Недостатком известного способа является снижение массовыноса продуктов обработки при увеличении глубины прошивки, что резко снижает производительность процесса.

Известен способ [2], стр. 273, интенсификации процесса электроэрозионной обработки путем прокачки насосом через зону обработки рабочей среды (керосина) и вибрации электрода-инструмента, а также [2], стр. 275 - за счет вращения электрода-инструмента. При этом предельная глубина отверстий [2], стр. 276, составила до 30 диаметров.

Недостатками известного способа являются снижение скорости эвакуации продуктов обработки и уменьшение скорости съема материала практически до нуля, а также невозможность использования вращения электрода-инструмента при многоэлектродной прошивке близкорасположенных отверстий, что еще больше снижает интенсивность прошивки.

В качестве прототипа устройства выбрано [1], т. 2, стр. 100, - электрические разрядники в форме сгорающей проволоки, которую требуется возобновить при каждом разряде в жидкой среде.

Недостатком этих электрических разрядников является отсутствие возможности использовать их при многократных разрядах при непрерывном выносе продуктов обработки через обработанную часть отверстий большой длины.

В качестве прототипа способа выбрано [1], т. 2, стр. 91, - способы интенсификации перемещения жидких сред путем электрического разряда в жидкости.

Недостатком таких способов является невозможность последовательного увеличения скорости перемещения сред несколькими микроразрядами и нарушение геометрии электродов при значительной энергии единичного разряда, образование газовых пузырей, снижающих вынос продуктов обработки из зазора, а также большие размеры многоразовых разрядников, которые не могут быть размещены в боковом межэлектродном зазоре при электроэрозионной, электрохимической или эрозионно-химической прошивке глубоких отверстий.

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить интенсификацию процесса прошивки, в том числе для нескольких одновременно работающих электродов-инструментов, путем расчетной последовательности разрядов разрядником многократного использования.

Предлагаемый способ интенсификации прошивки позволяет ускорить процесс изготовления глубоких отверстий, в том числе при многоэлектродной прошивке, путем последовательного ускорения движения рабочей среды с продуктами обработки через пространство между электродом-инструментом и обработанной частью отверстия в направлении выноса продуктов обработки.

Устройство отличается тем, что втулка выполнена быстросъемной, из эрозионностойкого материала, размещена внутри электрода-инструмента с возможностью продольного перемещения, содержит на торце со стороны прошивки точечные диэлектрические упоры с высотой не более межэлектродного зазора, по наружной поверхности имеет слой изоляции, а по внутренней - разрядники, размещенные ярусами по направлению течения рабочей среды с продуктами обработки.

Способ прошивки глубоких отверстий в металлических заготовках с использованием устройства по п.1 включает обработку заготовки электродом-инструментом с втулкой, на которую подают импульсы тока, обеспечивающие черновую обработку, причем на электрод-инструмент подают импульсы тока, обеспечивающие получение бездефектной поверхности по всей глубине отверстий, при этом на размещенные внутри втулки разрядники последовательно подают импульсы тока для поддержания течения рабочей среды с продуктами обработки из межэлектродного зазора, а втулку в электроде-инструменте перемещают независимо от его подачи.

Способ и устройство приведены на чертеже.

Электрод-инструмент 1 с возможностью продольного перемещения содержит внутри втулку 2 из эрозионностойкого материала. Электрод-инструмент 1 и втулка 2 разделены тонким слоем изоляции 3. Втулка 2 имеет возможность перемещаться вместе с изоляцией 3 по оси электрода-инструмента 1. При этом положение втулки 2 со стороны прошивки относительно обрабатываемой поверхности 4 заготовки 5 поддерживается точечными диэлектрическими упорами 6 с высотой не более торцевого межэлектродного зазора 7. На внутренней поверхности втулки 2 установлены ярусами разрядники 8; 9; 10, которые располагаются по сечениям втулки с шагом 11, обеспечивающим поддержание перемещения из межэлектродного зазора рабочей среды 12 в направлении 13 выноса продуктов обработки из зазора 7. Технологический ток подается на заготовку 5 (анод), втулку 2, электрод-инструмент 1 (катод) от источника 14 питания током через раздельные электрические цепи 15; 16. От источника 14 питания током ток подается на преобразователь 17 тока в высоковольтные импульсные разряды, поступающие через регулятор 18 к разрядникам 8; 9; 10 с задержкой импульса на величину времени, необходимую для прохождения жидкой рабочей среды 12 между соседними разрядниками в направлении 13.

Способ осуществляется следующим образом.

Устанавливают в электроде-инструменте 1 втулку 2 с изоляцией 3 по наружной поверхности и разрядниками 8; 9; 10 по внутренней. Электрод-инструмент 1 с втулкой 2 устанавливают относительно заготовки 5 по обрабатываемой поверхности 4 так, чтобы точечные диэлектрические упоры 6 опирались на поверхность 4. Количество упоров зависит от геометрии поверхности 4, но не менее одного. Электрод-инструмент 1 перемещается относительно поверхности 4 заготовки 5 от регулятора подач станка (не показан) с поддержанием величины торцевого межэлектродного зазора 7 независимо от положения втулки 2 относительно электрода-инструмента 1. Разрядники 8; 9; 10 подключают к регулятору 18, который последовательно подает импульсы на разрядники 8; 9; 10 с шагом 11 и задержкой их действия для поддержания течения рабочей среды 12 через зазор 7 и рабочей среды 12 с продуктами обработки в направлении 13.

Ток от источника 14 питания током поступает к регулятору 18 через преобразователь 17, создающий напряжение тока, достаточное для работы разрядников 8; 9; 10. При этом все разрядники, расположенные в сечениях на каждом ярусе, одновременно подают в направлении 13 импульсы на рабочую среду 12 с продуктами обработки, протекающую в направлении 13.

Ток от источника 14 питания током поступает на заготовку 5, втулку 2 и на электрод-инструмент 1. При этом по электрической цепи 15 поступает ток большой мощности, не обеспечивающий получения бездефектного поверхностного слоя поверхности 4 заготовки 5, а по цепи 16 величина импульсов тока устанавливается в зависимости от технологических требования к обрабатываемой поверхности для получения бездефектного слоя по всей глубине отверстия. Высокая скорость обработки поверхности 4 в зоне обработки под втулкой 2, перемещаемой независимо от подачи электрода-инструмента, обеспечивает интенсивное удаление технологического припуска и снижает сопротивление течению рабочей среды 12 внутри втулки 2.

Рабочая среда 12 с продуктами обработки, протекающая в направлении 13, по мере увеличения глубины обработки ускоряется за счет действия импульсов от разрядников 8; 9; 10, что снижает ограничения на вынос продуктов обработки и дает возможность интенсифицировать процесс прошивания отверстий и углублений даже без вращения электродов-инструментов, особенно при многоэлектродной прошивке.

Пример 1 применения способа.

Необходимо в фильтре из стали 1218Н10Т одновременно прошить электроэрозионной обработкой 60 сквозных отверстий диаметром 0,4±0,02 мм, глубиной 3,5 мм, с шероховатостью не более Ra=0,32 мкм. Электроды с наружным диаметром 0,32 мм и внутренним 0,22 мм содержат втулку с наружным диаметром 0,2 мм и диэлектрическим покрытием 0,01 мм. Внутренний диаметр втулки - 0,1 мм. В пазах на внутренней поверхности втулки размещены 2 яруса разрядников мощностью 0,005 Дж с шагом между ярусами 1,5 мм. Шаг рассчитывается по скорости прокачки рабочей среды. При давлении 2 МПа она составляет для узких каналов 0,02-0,05 м/сек. По [1], т. 2, стр. 92, скорость ударной волны в воде составляет до 3000 м/сек, что позволяет ускорить движение продуктов обработки с жидкой средой на 1-2 порядка и при двух ярусах разрядников постоянно иметь в торцевом зазоре жидкость с количеством продуктов обработки значительно ниже предельно допустимого. На втулку подаются от источника питания током импульсы мощностью 1,5 Дж, на электрод-инструмент - 0,2 Дж. Рабочая среда - вода.

Получены следующие результаты: без использования разрядников межэлектродная обработка отверстий проходила нестабильно и приходилось ограничивать число одновременно работающих электродов до 3-5 штук. Средняя скорость прошивки отверстий составляла 0,2 мм/сек, штучное время не менее четырех минут.

С применением разрядников скорость прошивки составила 23 мм/мин при одновременной прошивке 60 отверстий. Штучное время 0,0025 минуты, что в 1600 раз выше, чем без интенсификации выноса продуктов обработки.

Пример 2. Нужно выполнить операцию, приведенную в примере 1, электрохимической прошивкой в 18% растворе хлористого натрия. На втулку подавали напряжение 12 В, на электрод-инструмент - 8 В. Без разрядников процесс протекал устойчиво при 2-3 электродах. Скорость прошивки составляла 1,9 мм/мин. Штучное время составляло 0,62 мин.

С разрядниками скорость прошивки достигла 11 мм/мин, количество одновременно прошиваемых отверстий - 15. Штучное время составило 0,02 минуты. Интенсификация прошивки составила 31 раз.

Пример 3. Нужно выполнить прошивку отверстий, приведенных в примере 1, эрозионно-химическим методом в среде промышленной воды при напряжении источника тока 45 В. Скорость прошивки без разрядников составляла 2,8 мм/мин, с разрядниками - 34 мм/мин. Количество одновременно работающих электродов 60. Интенсификация составила 2115 раз.

Источники информации

1. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. В 2 т. / Под ред. В.П. Смоленцева. М.: Высшая школа, 1983. - 247 с.

2. Бойко А.Ф. Эффективная технология и оборудование для электроэрозионной прошивки прецизионных отверстий: монография А.Ф. Бойко, Белгород: Изд-во БГТУ, 2010. - 314 с.


УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОШИВКИ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВКАХ И СПОСОБ С ЕГО ПРИМЕНЕНИЕМ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 141-150 из 261.
27.11.2015
№216.013.93c0

Способ определения концентрационного положения порога перколяции

Изобретение относится к области материаловедения, а именно к определению критической концентрации одной из фаз в многофазной системе. Способ определения концентрационного положения порога перколяции в наногранулированных композитных материалах с системой фаз металл-диэлектрик включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569443
Дата охранного документа: 27.11.2015
27.11.2015
№216.013.93d5

Ветроколесо сегментного ветроэлектрогенератора

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветроустановок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа. Ветроколесо сегментного ветроэлектрогенератора содержит ступицу, спицы, обод, лопасти с лонжеронами,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569464
Дата охранного документа: 27.11.2015
27.11.2015
№216.013.93d8

Статор электрогенератора

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к статорам электрогенератора, входящего в состав ветроагрегата. Cтатор электрогенератора содержит магнитопроводы, перемычки, установленные между ними, рабочие и возбуждающие катушки и крепежные элементы. Магнитопроводы выполнены в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569467
Дата охранного документа: 27.11.2015
27.11.2015
№216.013.93d9

Вертикальный ветродвигатель

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения. Вертикальный ветродвигатель содержит вертикальный вал с радиальными перекладинами и чашечными лопастями. Чашечные лопасти снабжены турбулизаторами. Турбулизаторы выполнены в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569468
Дата охранного документа: 27.11.2015
27.11.2015
№216.013.93da

Роторный ветродвигатель

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Роторный ветродвигатель содержит вращающиеся основания с приемниками энергии, центральную стойку с поворотным основанием. На поворотном основании укреплены вращающиеся основания. Приемники энергии выполнены в виде Λ-образных стоек. Между нижними...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569469
Дата охранного документа: 27.11.2015
27.11.2015
№216.013.93fa

Ротор ветроэлектрогенератора с вертикальной осью

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрогенераторам сегментного типа. Технический результат заключается в повышении технологичности изготовления ротора. Ротор сегментного ветроэлектрогенератора содержит вал, ступицу, основание, П-образные магнитопроводы. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569501
Дата охранного документа: 27.11.2015
27.11.2015
№216.013.93fb

Генератор индукторный

Изобретение относится к индукторным сегментным генераторам, а более конкретно к генераторам, содержащим радиальные спицеобразные роторные элементы, т.е. таким, в качестве роторных элементов которого выступает спицованное колесо, например генератором велосипедов, мотоциклов, автомобилей и т.д....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569502
Дата охранного документа: 27.11.2015
27.11.2015
№216.013.9429

Способ получения массивов углеродных нанотрубок с управляемой поверхностной плотностью

Изобретение может быть использовано при изготовлении сорбентов и армирующих добавок. Сначала подготавливают ростовую подложку путем нанесения на ее поверхность нанодисперсных частиц катализатора конденсацией микрокапель коллоидного раствора, находящегося под воздействием ультразвука. Во время...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569548
Дата охранного документа: 27.11.2015
27.11.2015
№216.013.942a

Разнотемпературная конденсационная камера

Изобретение относится к оборудованию для пылеулавливания. Разнотемпературная конденсационная камера с газовым трактом преимущественно прямоугольного сечения содержит нижнее днище, верхнее днище, холодную и горячую боковые стенки с устройствами обеспечения разности температур их наружных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569549
Дата охранного документа: 27.11.2015
27.11.2015
№216.013.942b

Способ очистки воздуха в разнотемпературной конденсационной камере

Изобретение относится к процессам пылеулавливания и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где требуется улавливание высокодисперсных аэрозолей из воздушного протока, в частности, в пищевой промышленности. Способ очистки воздуха заключается в том, что очищаемый поток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569550
Дата охранного документа: 27.11.2015
Показаны записи 141-150 из 311.
10.07.2015
№216.013.5c7c

Способ испытания образцов листового материала на растяжение

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при определении характеристик механических свойств листовых материалов в условиях плоской деформации. Способ испытания конструкционного листовых материалов на растяжение заключается в том, что по всей противолежащей рабочей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555217
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5cad

Способ изготовления проволочного электрода-инструмента для электроэрозионной обработки

Изобретение относится к способу изготовления проволочного электрода-инструмента для электроэрозионной обработки и может быть использовано при электроэрозионном прошивании отверстий малого диаметра с большой глубиной в металлических материалах. Закрепляют конец электрода-инструмента в подвижной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555266
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5d45

Камера жидкостного ракетного двигателя

Изобретение относится к области ракетной техники может быть использовано при создании камер жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Камера ЖРД содержит смесительную головку, внутреннюю профилированную оболочку, на внешней поверхности которой выполнены ребра тракта охлаждения, наружную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555418
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5d46

Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения при создании жидкостных ракетных двигателей, работающих на криогенных компонентах, преимущественно кислороде и водороде. Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя содержит кольцевую смесительную головку, регенеративно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555419
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5d49

Жидкостный ракетный двигатель

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при создании камер жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). ЖРД содержит камеру со смесительной головкой, турбонасосный агрегат, газогенератор, агрегаты питания и регулирования. Камера...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555422
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5d7f

Способ испытания конструкционного материала на пластичность

Изобретение относится к области механических испытаний конструкционных материалов и может быть использовано при определении механических характеристик листовых материалов в условиях плоской деформации. Способ испытания конструкционного материала на пластичность заключается в том, что гладкий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555476
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5e00

Статор ветроэлектроагрегата

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэлектрогенераторам. Cтатор ветроэлектроагрегата содержит катушки, торцевой и радиальный магнитопроводы, источник возбуждения. Торцевой магнитопровод выполнен в виде ферромагнитной траверсы крепления ветроколес. Преимуществом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555605
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6041

Способ электрохимической обработки отверстий форсунки

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть использовано при электрохимической доводке форсунок из токопроводящих материалов, преимущественно форсунок для жидкостных ракетных двигателей. Способ включает подачу токопроводящей жидкости через полый инструмент-катод и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556182
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6042

Способ получения гетероструктуры оксид титана - силицид титана на монокристаллической кремниевой подложке, покрытой нанокристаллической титановой пленкой

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых материалов и может быть использовано при создании полупроводниковых приборов. Способ получения гетероструктуры оксид титана - силицид титана на монокристаллической кремниевой подложке, покрытой нанокристаллической титановой пленкой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556183
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6137

Некогерентный цифровой демодулятор "в целом" кодированных сигналов с фазовой манипуляцией

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в устройствах приема цифровых информационных сигналов для цифровой демодуляции кодированных двоичных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМ). Технический результат заключается в обеспечении высокоскоростной цифровой демодуляции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556429
Дата охранного документа: 10.07.2015
+ добавить свой РИД