Способ плазменно-механического фрезерования и устройство для его осуществления

Способ плазменно-механического фрезерования и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ((()860969

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Севе Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.10.79 (21) 2834095/25-27 (51) М. Кл,з

В 23К 31/10

В 23С 9/00.с присоединением заявки №

Госудерстеенный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.09.81. Бюллетень № 33 (53) УДК 621.791.94 (088.8) пе делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.09.81 (72) Авторы изобретения

М. T. Коротких, М. А. Шатерин и Л. А, Ушомирокая

Ленинградский ордена Ленина политехнический ицституФО ЯЩ им. М. И. Калинина у

Я

1 (71) Заявитель

Ф

: "-"ч.:яр, 411 (54) СПОСОБ ПЛАЗМЕННО-МЕХАНИЧЕСКОГО - .. """" т"Р

ФРЕЗЕРОВАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к механической обработке с подогревом заготовки, а точнее к плазменно-механической фрезерной обработке.

Известны способы фрезерования с подогревом срезаемого слоя газовым пламенем или индукционным нагревом (1).

Эти способы не позволяют локализовать подводящую теплоту в заданном объеме заготовки, что создает вероятность фазовых и структурных превращений в слое обработанной поверхности, происходят лишние энергозатраты на нагрев металла, не подлежащего удалению.

Известен способ плазменно-механического фрезерования, который предусматривает нагрев срезаемого слоя заготовки либо сжатой дугой, расположенной перед фрезой и движущейся вместе с ней со скоростью подачи — в случае сопоставимых размеров фрезы и площади поперечного сечения дуги плазматрона, либо с применением отдельной дуги для каждого зуба фрезы в случае большой ширины фрезерования, например, при обработке плоскостей торцовыми фрезами, при этом дуга движется перед каждым зубом фрезы со скоростью резания (2).

Недостатком первого способа является ограниченность применения при фрезеровании вследствие узкой зоны прогрева и нагрева обрабатываемой поверхности, а не поверхности резания, что снижает эффективность плазменно-механического фрезерования. Недостатком второго способа является необходимость перевода плазматрона прямого действия на режим дежурной дуги при выходе анодного пятна плазменной дуги за пределы поверхности резания и дви1о жения плазматрона над обрабатываемой поверхностью, т. е. необходимо гашение и зажигание основной дуги плазматрона за один оборот фрезы. Это требует специальных устройств для отслеживания процесса.

Кроме того, процесс зажигания основной дуги плазматрона обладает значительной инерционностью, что не позволяет точно регулировать момент ее зажигания. Движение плазменной дуги перед зубом фрезы со скоростью резания, которая относительно высока 100 м/мин, не позволяет глубоко прогревать металл до оптимальной температуры, требуемой для резкого повышения производительности, что ограничивает подачу при фрезеровании по этому способу, Так при обработке стали Г13Л плазменная дуга, движущаяся по поверхности со скоростью 100 м/мин, прогревала металл до температуры 600 С на глубине, не превышаюзц щей 0,1 мм.

860969

Зо

Цель изобретения — повышение производительности фрезерования с плазменным нагревом, оптимизация нагрева поверхности при плазменно-механическом фрезеровании и расширение технологических возможностей способа.

Поставленная цель достигается тем, что при плазменно-механическом фрезеровании труднообрабатываемых материалов, при котором производят предварительный нагрев удаляемого слоя металла сжатой дугой, горящей на лобовой кромке реза. Сжатой дуге придают маятниковые движения с амплитудой, равной ширине фрезерования.

Устройство для осуществления предлагаемого способа плазменно-механического фрезерования содержит фрезу и плазматрон, оно снабжено охлаждаемыми экранами, закрывающими зубья фрезы, и кривошипно-шатунным механизмом, на свободном конце которого закреплен плазматрон, расположенный внутри фрезы, причем ось качания плазматрона совпадает с осью фрезы, а ось плазматрона направлена по нормали к поверхности, образованной режущими кромками.

На фиг. 1 показана схема осуществления способа и характер движения некоторых узлов установки; на фиг, 2 — схема устройства для осуществления способа.

Фрезу 1, закрепленную на шпинделе станка 2, вращают со скоростью резания V u осуществляют подачу заготовки 3 при ширине фрезерования В и глубине t. На оси 4, проходящей через шпиндель станка, закрепляют плазматрон 5 и сообщают ему маятниковое возвратно-вращательное движение вокруг оси шпинделя со скоростью

V». При этом плазматрон делает h двойных ходов в минуту.

Крайние положения плазменной дуги 6 и

6 устанавливают в пределах ширины фрезерования В.

Устройство состоит из фрезы 1, установленной на шпинделе станка 2, на оси 4, проходящей через шпиндель станка закреплен плазматрон 5, водовоздухотокоприемника 7, привода качания плазматрона, состоящего из электродвигателя постоянного тока 8 кривошипно-шатунного механизма 9 и водоохлаждаемого экрана 10, имеющего выступы 11, закрывающие зубья фрезы от воздействия плазменной дуги.

Устройство работает следующим образом.

При фрезеровании плазматрон 5, ось которого расположена по нормали к лобовой кромке реза, совершает маятниковые возвратно-поступательные движения от привода 8 с помощью кривошипно-шатунного ме4 ханизма 9. Частота колебаний при этом регулируется за счет изменения скорости вращения электродвигателя постоянного тока, а амплитуда колебаний за счет регулирования длины одного из звеньев кривошипношатунного механизма. При этом сжатая дуга горит между катодом плазматрона 5 и лобовой кромкой реза заготовки 3.

В моменты пересечения сжатой дуги зубьями фрезы -1 она горит между катодом плазматрона выступами 11 охлаждаемого экрана 10, закрывающими зубья фрезы, Нагретый слой металла снимается зубьями вращающейся фрезы.

Результаты испытаний показывают, что способ обладает широкими технологическими возможностями, так как позволяет в широких пределах изменять степень нагрева срезаемого слоя в зависимости от характера обрабатываемого металла и режимов резания.

Производительность фрезерования труднообрабатываемых материалов при этом повышается в 5 — 8 раз.

Внедрение способа возможно на всех машиностроительных предприятиях, сталкивающихся с проблемами фрезеров ания труднообрабатываемых материалов.

Формула изобретения

1. Способ плазменно-механического фрезерования, при котором производят предварительный нагрев удаляемого слоя металла сжатой дугой, горящей на лобовой кромке реза, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса путем оптимизации нагрева поверхности, сжатой дуге придают маятниковое движение с амплитудой, равной ширине фрезеров ания.

2. Устройство для плазменно-механического фрезерования п. 1, содержащее фрезу и плазматрон, отличающееся тем, что оно снабжено охлаждаемыми экранами, закрывающими зубья фрезы, и кривошипношатунным механизмом, на свободном конце которого закреплен плазматрон, расположенный внутри фрезы, причем ось качания плазматрона совпадает с осью фрезы, а ось плазматрона направлена по нормали к поверхности, образованной режущими кромками фрезы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Строшков А. Н. и др. Обработка резанием труднообрабатываемых материалов с нагревом, М., 1977.

2. Патент Англии Ме 1351140, кл. В 23р

25/00, кл. В 23В 1/00, 1971 (прототип).

860969

Составитель О. Островский

Корректор А. Галахова

Техред М. Гайдамак

Редактор С. Титова

Заказ 1&14/14 Изд. № 511 Тираж 1148 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2