×
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 161-170 из 261.
27.12.2015
№216.013.9dad

Устройство для предотвращения поперечной деформации при продольном растяжении листового материала

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть применено для испытания листовых материалов на плоское растяжение с возможностью исключения поперечных деформаций. Зажимы для закрепления поперечных краев листового материала выполнены в виде поперечных направляющих балок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571995
Дата охранного документа: 27.12.2015
27.12.2015
№216.013.9dae

Статор сегментного генератора

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. Статор сегментного генератора содержит электромеханические модули и крепежные элементы. Электромеханические модули установлены на внутренней стороне дугообразного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571996
Дата охранного документа: 27.12.2015
27.12.2015
№216.013.9daf

Способ подачи компонентов топлива в камеру жидкостного ракетного двигателя

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к камерам жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Способ подачи компонентов топлива в камеру жидкостного ракетного двигателя заключается в подаче компонентов топлива при помощи форсунок из соответствующих полостей смесительной головки....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571997
Дата охранного документа: 27.12.2015
27.12.2015
№216.013.9db0

Ветроэлектрическая станция

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрическим станциям. Ветроэлектрическая станция содержит поворотное в горизонтальной плоскости основание с двумя вертикальными роторами, обтекатель и стабилизатор. Поворотное основание снабжено горизонтально лежащей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571998
Дата охранного документа: 27.12.2015
27.12.2015
№216.013.9dd0

Затвор клиновой задвижки и способ его сборки

Изобретение относится к трубопроводной арматуре для жидких и газообразных сред. Может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтехимической, энергетической и других отраслях промышленности. Способ сборки затвора клиновой задвижки заключается в установке седел в корпусе с последующим их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572030
Дата охранного документа: 27.12.2015
27.12.2015
№216.013.9dd1

Задвижка

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к задвижкам для перекрытия потока жидкой или газообразной среды, и может быть использовано при разработке запорных устройств в нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Задвижка содержит полый корпус с присоединительными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572031
Дата охранного документа: 27.12.2015
27.12.2015
№216.013.9dd2

Затвор клиновой задвижки

Изобретение относится к трубопроводной арматуре для жидких и газообразных сред. Может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтехимической, энергетической и других отраслях промышленности. Затвор клиновой задвижки содержит корпус с входным и выходным патрубками, цельный клин,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572032
Дата охранного документа: 27.12.2015
27.12.2015
№216.013.9dd4

Способ изготовления тракта охлаждения теплонапряженных конструкций

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к теплообменным аппаратам, и может быть использовано при создании охлаждаемых конструкций с большими удельными тепловыми потоками. Способ изготовления тракта охлаждения теплонапряженных конструкций, заключающийся в получении токарной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572034
Дата охранного документа: 27.12.2015
27.12.2015
№216.013.9dd6

Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения и может быть использовано при создании жидкостных ракетных двигателей, работающих на криогенных компонентах, преимущественно кислороде и водороде. Кольцевая камера жидкостного ракетного двигателя содержит кольцевую смесительную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572036
Дата охранного документа: 27.12.2015
27.12.2015
№216.013.9e37

Способ установки пленочных образцов при измерении температурной зависимости электрического сопротивления

Изобретение относится к наноэлектронике и наноэлектромеханике. Для нагрева пленочного образца и измерения его электрического сопротивления помещают образец в корпус кварцевого реактора. Внутри корпуса образец размещают в С-образных зажимах с плоскими губками, выполненными из вольфрамовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572133
Дата охранного документа: 27.12.2015
Показаны записи 161-170 из 311.
20.08.2015
№216.013.7284

Способ очистки воздуха

Изобретение относится к способу очистки воздуха, заключающемуся в охлаждении и пересыщении очищаемого потока водяными парами при пропускании его через увлажнитель и разнотемпературную конденсационную камеру с газовым трактом преимущественно прямоугольного сечения, содержащим верхнее и нижнее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560886
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.728a

Способ электрохимической обработки каналов соосно-струйной форсунки для камеры жидкостного ракетного двигателя

Изобретение относится к электрохимической обработке. Способ электрохимической обработки каналов соосно-струйной форсунки для камеры жидкостного ракетного двигателя, содержащей корпус с пилонами и каналами для подачи компонентов топлива, включает доводку геометрических размеров каналов форсунки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560892
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.7290

Установка для обработки нанокомпозитов в водородной плазме

Изобретение относится к вакуумно-плазменной обработке нанокомпозитов. Установка для обработки нанокомпозитов в водородной плазме содержит СВЧ-печь, установленный внутри СВЧ-печи кварцевый реактор для размещения в нем нанокомпозитов, состоящий из корпуса в виде полого цилиндра из кварцевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560898
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.72b0

Ротор торцевого электродвигателя

Изобретение относится к области электромашиностроения, а точнее к торцевым электродвигателям синхронного или асинхронного типа, а точнее к их роторам. Изобретение направлено на совершенствование технологии изготовления роторов, в частности на сокращение расходов на обмоточные работы с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560930
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.72b2

Стартер с планетарным редуктором

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к конструкциям стартеров с планетарным редуктором. Стартер с планетарным редуктором содержит переднюю и среднюю части корпуса и крышку, тяговое реле, тяговый электромотор и обгонную муфту, тяговый электромотор выполнен в виде водила с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560932
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.7307

Способ определения типа матрицы композитов металл-диэлектрик

Изобретение относится к области материаловедения, в частности к способам определения критической концентрации одной из фаз в многофазной системе. Способ определения типа матрицы композитов металл-диэлектрик основан на том, что для определения типа матрицы предварительно измеряют электрическое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561017
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.08.2015
№216.013.73c0

Устройство ориентации гелиоустановки

Изобретение относится к гелиотехнике, а именно к приводным устройствам для ориентации гелиоустановки, и может быть использовано для ориентации любого коллектора лучевой энергии, облучаемого перемещаемым источником тепловой радиации. Устройство ориентации гелиоустановки дополнительно снабжено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561207
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.73cf

Тракт охлаждения теплонапряженных конструкций

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к теплообменным аппаратам, и может быть использовано при создании охлаждаемых конструкций с большими удельными тепловыми потоками. Тракт охлаждения теплонапряженных конструкций содержит внутреннюю профилированную оболочку, на внешней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561222
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.73d0

Испаритель криогенной жидкости

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в криогенной технике для испарения газообразных сред, находящихся в жидком состоянии. Испаритель криогенной жидкости содержит корпус, в котором расположены теплообменные элементы и нагреватель. Корпус выполнен в виде, как...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561223
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.73d3

Роторный вертикальный ветродвигатель

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции ветродвигателя и повышение его надежности. Роторный вертикальный ветродвигатель содержит вращающиеся основания, траверсы, приемники энергии, центральную стойку с поворотным основанием. Каждая пара...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561226
Дата охранного документа: 27.08.2015
+ добавить свой РИД