Способ обработки сквозных отверстий и устройство для его осуществления

Способ обработки сквозных отверстий и устройство для его осуществления

Реферат

 

Изобретение относится к области обработки материалов и может быть использовано в машиностроении. Сущность изобретения: обработку осуществляют нагревом обрабатываемого материала вихревыми токами. Обрабатывающее устройство имеет индуктор с электротермоизносостойкой изоляцией и материалосборник. При обработке в отверстие вставляют обрабатывающее устройство, индуктор включают в цепь источника тока. Обрабатываемый материал нагревают и расплавляют вихревыми токами на определенную глубину. По мере удаления расплавленного материала перемещают обрабатывающее устройство. При получении отверстий устройство перемещают сверху вниз вдоль оси отверстия, а при получении сквозных пазов устройство перемещают вдоль оси, эквидистантной оси отверстия. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к обработке материалов и может быть использовано в машиностроении.

Известен способ обработки материала с нагревом его вихревыми токами выше температуры плавления при помощи обрабатывающего устройства и перемещения его вдоль оси объекта. Известное устройство состоит из индуктора с индуктирующим проводом и электротермостойкой изоляцией.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей обработки.

На фиг. 1 изображено схематично выполнение квадратного отверстия в изделии; на фиг. 2 вид сверху на фиг. 1; на фиг. 3 выполнение паза в изделии; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 3.

Устройство для обработки содержит индуктирующий провод 1 с окружающей его электротермостойкой изоляцией 2, присоединительные колодки 3 и 4 и материалосборник 5. Толщина изоляции выбирается из условия осуществления индуктором прямого нагрева, т.е. нагрева, при котором основное количество энергии выделяется в нагреваемом объекте. Индуктирующий провод может быть как постоянного сечения, так и переменного. Нижняя часть провода переменного сечения (наименьшее сечение провода) имеет, как правило, в сечении круг, верхняя часть конфигурацию отверстия, которое необходимо получить при обработке, средняя часть представляет собой плавный переход от одного сечения к другому.

Материалосборник и присоединительные колодки изготовляют съемными. Материалосборник может быть из различного материала в зависимости от выполняемой функции, то есть служит он только для сбора материала или для сбора и удаления.

Способ осуществляют следующим образом.

В первоначальное обрабатываемое отверстие диаметром, превышающим диаметр сечения устройства для обработки, устанавливают упомянутое устройство. Затем включают через колодки индуктор в цепь источника тока, находящийся в зоне действия индуктора материал нагревается, плавится и под действием собственного веса стекает вниз в материалосборник, из которого по необходимости удаляется. При дальнейшем перемещении устройства происходит оплавление и удаление материала новых участков обрабатываемого отверстия, попавших в зону действия индуктора.

Пример осуществления способа. Выполнение отверстия или паза в обрабатываемом объекте 6, например из стали 95Х18, с низким коэффициентом обрабатываемости, равным 0,45 и 0,12 соответственно после отжига и закалки и отпуска, осуществляют следующим образом. В отверстие диаметром О₁=О+2б, где О диаметр нижней части индуктора (фиг. 1, 4), б зазор между изоляцией индуктора и отверстием, принимаемый равным 0,5 1 мм, устанавливают обрабатывающее устройство, имеющее индуктирующий медный водоохлаждаемый провод 1, несъемную присоединительную колодку 3, электротермоизносостойкую изоляцию 2. Закрепляют на индуктирующем проводе керамический материалосборник 5 и съемную присоединительную колодку 4. Дополнительно при выполнении квадратного отверстия устанавливают керамические подподкладку 7 и втулку между изоляцией и материалосборником (на фиг. 1 не изображена), которая может сниматься для уменьшения высоты падения расплавленного материала. Через колодки индуктор включают в цепь источника тока. В результате теплового действия вихревых токов материал объекта 6 нагревается, расплавляется и стекает в материалосборник. Затем устройство начинают перемещать: при выполнении квадратного отверстия вниз по направлению оси обрабатываемого отверстия (фиг. 1), а при выполнении паза вниз параллельно оси отверстия (фиг. 4); попавший в зону действия индуктора материал плавится и под действием собственного веса удаляется из зоны действия индуктора, образуя требуемое отверстие или паз. Режимы обработки определяются эмпирическим путем, ориентировочные режимы определяются решением уравнения теплового баланса для внешнего и внутреннего теплообмена по условию квазистационарного режима. Скорость обработки для индуктора переменного сечения рассчитывается по большему сечению. Расчеты индуктора, сечения индуктирующего провода, его охлаждения, изоляции осуществляют по известным формулам.

Изобретение позволяет осуществить выполнение отверстий и пазов в труднообрабатываемых материалах на крупногабаритных объектах.

Формула изобретения

1. Способ обработки сквозных отверстий, включающий нагрев обрабатываемого материала вихревыми токами выше температуры плавления при помощи обрабатывающего устройства и перемещение этого устройства, отличающийся тем, что материал вокруг отверстия нагревают на глубину, большую толщины снимаемого слоя, а удаление расплавленного материала осуществляют под действием его собственного веса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения отверстий любой конфигурации обрабатывающее устройство перемещают сверху вниз вдоль оси обрабатываемого отверстия.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения сквозных пазов в вертикальных элементах машин и конструкций обрабатывающее устройство перемещают сверху вниз, причем ось обрабатывающего устройства при его перемещении эквидистантна оси первоначального отверстия.

4. Устройство для обработки сквозных отверстий, содержащее индуктор прямого действия, имеющий индуктирующий провод и электротермостойкую изоляцию, отличающееся тем, что оно снабжено материалосборником, а индуктирующий провод и окружающая его изоляция в поперечных сечениях имеют такую же конфигурацию, что и получаемое в результате обработки отверстие.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что для получения сквозных пазов индуктирующий провод и окружающая его электротермостойкая изоляция в продольном сечении имеет такую же конфигурацию, что и первоначальное отверстие.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4