RU2133190C1

RU2133190C1 - Ring cutting-off method

Info

Publication number: RU2133190C1
Application number: RU97119838A
Authority: RU
Inventors: Н.Г. Стрелков; В.Ф. Нагайцев; П.В. Нагайцев; Е.А. Лукьянова
Original assignee: Муниципальное предприятие "РЕМСТРОЙБЛАГОУСТРОЙСТВО"
Priority date: 1997-11-20
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 1999-07-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: method is used in electrochemical treatment of metal combined with machining. Tool consisting of several metal discs connected to negative pole of commercial current supply is rotated and moved towards workpiece connected to positive pole of commercial current supply. Workpiece is secured rigidly on flexible mandrel and rotated. Electrolyte-coolant is supplied to zone of treatment. Mandrel is made of dielectric with recesses and ribs on external surface. Tool is used has abrasive grains secured on periphery of discs by metal binding. Rings with holes for delivery of electrolyte to treatment zone are positioned between discs. EFFECT: higher efficiency. 9 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области машиностроения. The invention relates to the field of engineering.

Известен прототип - А.с. N 420427 (СССР), B 23 H 7/12, 1974. Known prototype - A.S. N 420427 (USSR), B 23 H 7/12, 1974.

К недостаткам известного технического решения следует отнести: невысокое качество обработки и малую производительность процесса. The disadvantages of the known technical solutions include: low quality processing and low productivity of the process.

Задачей технического решения является устранение отмеченных недостатков. The objective of the technical solution is to eliminate the noted drawbacks.

Поставленная задача по способу отрезки колец заключается в том, что инструмент из нескольких металлических дисков, соединенных с отрицательным полюсом источника технологического тока, вращают и перемещают к заготовке, соединенной с положительным полюсом источника технологического тока, а в зону обработки подают электролит, причем заготовку жестко закрепляют на упругой оправке и вращают, а перемещение инструмента, металлические диски которого установлены параллельно, осуществляют в радиальном направлении к оси вращения заготовки. При этом используют оправку, выполненную из диэлектрика с пазами и рифлениями на наружной поверхности, и инструмент, выполненный с закрепленными на периферии дисков посредством металлической связки абразивными зернами и с размещенными между дисками кольцами с отверстиями, причем через пазы оправки и отверстия указанных колец на внутреннюю и наружную поверхности заготовки подают электролит, в качестве которого используют хладагент. The task of the method of cutting rings is that a tool of several metal disks connected to the negative pole of the technological current source is rotated and moved to a workpiece connected to the positive pole of the technological current source, and an electrolyte is fed into the processing zone, and the workpiece is rigidly fixed and rotate on an elastic mandrel, and moving the tool, the metal disks of which are mounted in parallel, is carried out in the radial direction to the axis of rotation of the workpiece. In this case, a mandrel is used, made of a dielectric with grooves and corrugations on the outer surface, and a tool made with abrasive grains fixed on the periphery of the disks by means of a metal bond and with rings with holes placed between the disks, and through the grooves of the mandrel and the openings of these rings on the inner and the outer surface of the billet serves electrolyte, which is used as a refrigerant.

Перечень графических изображений: фиг.1 - движение заготовки 1 по путепроводу 2; фиг. 2 - захват робота-манипулятора 3 с заготовкой 1; фиг.4 - взаимодействие тела заготовки 1 с кольцевыми 15 и винтовыми 6 рифлениями упругой оправки 4; фиг.5 - фрагмент положения вершины инструмента в канавке 15 цилиндрической формы; фиг.6 - фрагмент образования цилиндрической канавки 14 в заготовке 1; вид на инструмент 17, собранный в комплекте со спрейером 18, с показом встречных осевых усилий (нагружений) P_oc - фиг.7; кинематика процесса вершины зерна 8 и передней поверхности 20 в отрицательно заряженном инструменте 17 - фиг.8; отрезанное от заготовки 1 кольцо детали 21 с внутренней эллиптической поверхностью и контрольным литейным пазом 13 - фиг.9.The list of graphic images: figure 1 - movement of the workpiece 1 along the overpass 2; FIG. 2 - capture of the robot manipulator 3 with the workpiece 1; figure 4 - the interaction of the body of the workpiece 1 with the annular 15 and screw 6 corrugations of the elastic mandrel 4; 5 is a fragment of the position of the tip of the tool in the groove 15 of a cylindrical shape; 6 is a fragment of the formation of a cylindrical groove 14 in the workpiece 1; view of the tool 17, assembled complete with a sprayer 18, showing the opposite axial forces (loads) P _oc - Fig.7; kinematics of the process of the top of the grain 8 and the front surface 20 in a negatively charged tool 17 - Fig.8; cut off from the blank 1, the ring of the part 21 with an internal elliptical surface and a control casting groove 13 - Fig.9.

Обозначение позиций и буквенных обозначений на графических изображениях: 1 - заготовка; 2 - путепровод; 3 - захват робота-манипулятора (РМ); 4 - оправка; 5 - цилиндрические рифления; 6 - спиральные рифления; 7 - внутренняя поверхность заготовки 1; 8 - вершина режущего зерна; 9 - диск инструмента; 10 - секция спрейера; 11 - отверстие(я) в спрейере; 12 - эллипсный профиль кольцевой заготовки; 13 - паз; 14 - канавка, образующаяся в результате электрохимического растворения заготовки в процессе механического и электрохимического воздействия на нее с наружной стороны; 15 - цилиндрическая канавка; 16 - спиральная канавка; 17 - инструмент; 18 - спрейер; 19 - алмазное зерно; 20 - главная передняя поверхность; 21 - кольцо; 22 - наружная поверхность заготовки; 23 и 24 - соответственно отрицательный и положительный заряды; 25 - цилиндрическая образующая вершин зерен; 26 - металлическая связка; 27 - граничный слой металлической связки; 28 и 29 условные границы токовых посылок от металлической связки 26, направленные в заготовку 1; 30 - поворотная ось; V_R - результирующий вектор скорости;

- вектор поперечной подачи круга или заготовки;

- вектор окружной скорости круга; P_oc - осевое усилие; Т_и - глубина обработки инструментом; Т_э - глубина обработки электролитом-хладагентом; Т_и и Т_э - текущие координаты процесса резания и электрохимического растворения, соответственно абразивным (алмазным и/или иным зерном) и электролитом под действием технологического тока; Д_г - главное движение подачи; Д_s - вспомогательное движение подачи.Designation of positions and lettering on graphic images: 1 - blank; 2 - overpass; 3 - capture of the robot manipulator (RM); 4 - mandrel; 5 - cylindrical corrugations; 6 - spiral corrugations; 7 - the inner surface of the workpiece 1; 8 - top cutting grain; 9 - tool disk; 10 - sprayer section; 11 - hole (s) in the sprayer; 12 - ellipse profile of the annular blank; 13 - groove; 14 - groove resulting from the electrochemical dissolution of the workpiece in the process of mechanical and electrochemical effects on it from the outside; 15 is a cylindrical groove; 16 - spiral groove; 17 - a tool; 18 - sprayer; 19 - diamond grain; 20 - the main front surface; 21 - a ring; 22 - the outer surface of the workpiece; 23 and 24 - respectively negative and positive charges; 25 - cylindrical generatrix of the vertices of the grains; 26 - metal bond; 27 - a boundary layer of a metal ligament; 28 and 29, the conditional boundaries of the current packages from the metal bundle 26, sent to the workpiece 1; 30 - rotary axis; V _R is the resulting velocity vector;

- vector of transverse feed of a circle or workpiece;

- vector of peripheral speed of a circle; P _oc — axial force; T _and - the depth of the tool; T _e - the depth of processing of the electrolyte refrigerant; T _and and T _e - the current coordinates of the cutting process and electrochemical dissolution, respectively, abrasive (diamond and / or other grain) and electrolyte under the influence of the technological current; D _g - the main movement of the feed; D _s - auxiliary feed motion.

Пример выполнения способа отрезки колец. An example of a method for cutting rings.

Литейная заготовка 1, имеющая кольцевую ступенчатую форму, подается по путепроводу 2. С помощью захвата 3 заготовка подается на разжимную оправку 4, снабженную цилиндрическими рифлениями 5, спиральными рифлениями 6, цилиндрическими канавками 15 и спиральными канавками 16. Цилиндрические прерывистые участки рифлений 5 обеспечивают гарантированное пересечение внутренней поверхности 7 цилиндрического или эллипсного отверстия заготовки 1. The casting billet 1, having an annular step shape, is fed along the overpass 2. With the help of the gripper 3, the billet is fed to the expanding mandrel 4 provided with cylindrical corrugations 5, spiral corrugations 6, cylindrical grooves 15 and spiral grooves 16. Cylindrical discontinuous corrugated sections 5 provide a guaranteed intersection the inner surface 7 of the cylindrical or ellipse holes of the workpiece 1.

Инструмент 17 снабжен диском 9. На периферии диска 9 закрепляется связка 26 с зернами из абразивного материала, например из алмаза, с вершиной 8 и главной передней поверхностью 20. Инструмент 17 в процессе работы подключают к отрицательному потенциалу технологического тока, равно как и электролит-хладагент 11. Потенциалы технологического тока: отрицательный - 23, положительный - 24. The tool 17 is equipped with a disk 9. At the periphery of the disk 9, a bundle 26 is fixed with grains of abrasive material, for example, diamond, with a vertex 8 and the main front surface 20. The tool 17 is connected to the negative potential of the technological current during operation, as well as the refrigerant electrolyte 11. Potentials of technological current: negative - 23, positive - 24.

Связка 26 круга металлическая, например: М, М1 - 01 и др. A bunch of 26 circles metal, for example: M, M1 - 01, etc.

Спрейерные секции 10 спрейера 18 собираются как компенсаторные кольца. Расстояние между кругами кратно толщинам деталей 21. The sprayer sections 10 of the sprayer 18 are assembled as expansion rings. The distance between the circles is a multiple of the thicknesses of the parts 21.

Относительно внутренней 7 и наружной 22 поверхностей заготовки 1, через отверстия 10 спрейера 18 подается электролит-хладагент 11, отбирающий тепловую энергию, образующуюся в результате снятия металла заготовки абразивными зернами 19 и электрохимического растворения металла заготовки. Relative to the inner 7 and outer 22 surfaces of the workpiece 1, electrolyte-refrigerant 11 is fed through the openings 10 of the sprayer 18, which takes away the heat energy resulting from the removal of the workpiece metal by abrasive grains 19 and the electrochemical dissolution of the workpiece metal.

К заготовке из порошкового литейного чугуна подключают положительный потенциал технологического тока, например 110 А и 6 В. Скорость подачи потока электролита с наружной стороны заготовки составляет 10 - 12 л/мин при давлении струи в 0,6 МПа. С внутренней стороны электролит-хладагент подается под давлением 0,2 МПа. The positive potential of the technological current, for example 110 A and 6 V, is connected to the powder cast iron billet. The feed rate of the electrolyte flow from the outside of the billet is 10 - 12 l / min at a jet pressure of 0.6 MPa. On the inside, the electrolyte refrigerant is supplied under a pressure of 0.2 MPa.

Оправка 4 имеет возможность жесткого закрепления внутри кольцевой и/или эллипсной поверхности заготовки 1. The mandrel 4 has the ability to be rigidly fixed inside the annular and / or ellipse surface of the workpiece 1.

Специальные пазы, предусмотренные на оправке, обеспечивают подвод жидкой среды для охлаждения и растворения обрабатываемого металла. Оправка 4, за счет упругой массы собственной периферии, занимает цилиндрический или эллипсный профиль, обусловленный геометрией заготовки(ок) подшипникового, поршневого или маслоотражательного колец ДВС. Special grooves provided on the mandrel provide a supply of liquid medium for cooling and dissolving the processed metal. Mandrel 4, due to the elastic mass of its own periphery, occupies a cylindrical or ellipse profile, due to the geometry of the workpiece (s) of the bearing, piston or oil-reflecting rings of the internal combustion engine.

Оправка 4 - диэлектрик не требует дополнительной изоляции при установке на станочном оборудовании. Mandrel 4 - the dielectric does not require additional insulation when installed on machine tools.

Вид электролита, например для обработки чугунных колец: NaNO₃ - 12%, KNO₃ - 1% и Na₂CO₃ - 0,5%.Type of electrolyte, for example, for processing cast iron rings: NaNO ₃ - 12%, KNO ₃ - 1% and Na ₂ CO ₃ - 0.5%.

В процессе обработки, электролит-хладагент проходит фильтрацию, что улучшает качество электрохимического растворения металла заготовки. During processing, the electrolyte-refrigerant is filtered, which improves the quality of the electrochemical dissolution of the metal of the workpiece.

Практические исследования процесса электрохимического разрезания деталей 21 показали, что при упомянутых параметрах технологического тока, скорость разделения деталей составляет не менее 50 мм/м, при этом скорость растворения за этот период составляет 80 - 120 мкм, что вполне приемлемо для исключения операции по дополнительному снятию заусенцев с отрезаемых деталей 21 от заготовки 1. Practical studies of the process of electrochemical cutting of parts 21 showed that with the mentioned parameters of the technological current, the separation rate of the parts is at least 50 mm / m, and the dissolution rate for this period is 80 - 120 μm, which is quite acceptable to exclude the operation of additional deburring from the cut parts 21 from the workpiece 1.

Промышленная полезность процесса осуществляется в пределах выбора кинематических люфтов системы СПИД, причем способность тока пересекать заготовку по наикратчайшему пути составляет сущность электромагнитных субстанций при определении размеров получаемых заготовок. The industrial utility of the process is carried out within the choice of the kinematic backlash of the AIDS system, and the ability of the current to cross the workpiece along the shortest path is the essence of electromagnetic substances in determining the size of the resulting workpieces.

Отпадает необходимость в шлифовании заусенцев и ликвидации прижогов на обрабатываемой поверхности, что дает определенные экономически полезные предпосылки в части повышения качества и производительности процесса. There is no need to grind burrs and eliminate burns on the treated surface, which gives certain economically useful prerequisites in terms of improving the quality and productivity of the process.

Опережающее электрохимическое растворение металла, происходящее изнутри заготовки под воздействием электролита-хладагента 11, предшествует окончательному формированию канавки, разделяющей кольцевые поверхности на заготовке 1. The advanced electrochemical dissolution of the metal occurring from the inside of the workpiece under the influence of the electrolyte refrigerant 11 precedes the final formation of the groove separating the annular surfaces on the workpiece 1.

Глубина обрабатываемости Т_и и Т_э зависит от устанавливаемых режимов, а векторный параметр этих величин зависит от многих факторов, связанных с качеством инструмента, чистотой электролита-хладагента и др. факторов.The machinability depth T _and and T _e depends on the established modes, and the vector parameter of these values depends on many factors related to the quality of the tool, the purity of the refrigerant electrolyte, and other factors.

Новизна процесса включает одновременность наружной и внутренней обработки кольцевого или эллипсного паза, разделяющего заготовку на составляющие ее детали. The novelty of the process includes the simultaneity of external and internal processing of an annular or ellipse groove dividing the workpiece into its component parts.

Claims

The method of cutting rings, in which a tool made of several metal disks connected to the negative pole of the technological current source is rotated and moved to a workpiece connected to the positive pole of the technological current source, and an electrolyte is fed into the processing zone, characterized in that the workpiece is rigidly fixed to elastic the mandrel and rotate, and the movement of the tool, the metal disks of which are mounted in parallel, is carried out in the radial direction to the axis of rotation of the workpiece, while using op an equalizer made of a dielectric with grooves and corrugations on the outer surface, and a tool made with abrasive grains fixed to the periphery of the disks by means of a metal bond and with rings with holes placed between the disks, and through the grooves of the mandrel and the holes of these rings on the inner and outer surfaces of the workpiece feed the electrolyte, which is used as a refrigerant.