[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2616694C2 - Method of electrospark coating and device for its implementation - Google Patents

Method of electrospark coating and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2616694C2
RU2616694C2 RU2015120945A RU2015120945A RU2616694C2 RU 2616694 C2 RU2616694 C2 RU 2616694C2 RU 2015120945 A RU2015120945 A RU 2015120945A RU 2015120945 A RU2015120945 A RU 2015120945A RU 2616694 C2 RU2616694 C2 RU 2616694C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
contact
electrode
time
coating
current
Prior art date
Application number
RU2015120945A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015120945A (en
Inventor
Дмитрий Алексеевич Гришко
Валерий Игоревич Иванов
Олег Юрьевич Герман
Сергей Александрович Соловьев
Валентин Павлович Лялякин
Татьяна Васильевна Каннуникова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority to RU2015120945A priority Critical patent/RU2616694C2/en
Publication of RU2015120945A publication Critical patent/RU2015120945A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2616694C2 publication Critical patent/RU2616694C2/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: method of electrospark coating of the workpiece surface using a vibrating electrode includes coating in periodic contacting of the electrode with the workpiece surface, at the moment of the contact of which discharge of a pre-charged storage capacitor is performed. Thereby in the process of coating stabilization of the discharge current is carried out by adjusting the duration of the electrode contact with the surface of the workpiece, for the time of the current contact is compared with the optimum contact time equal to the time of complete discharge of the fully charged storage capacitor, and the time of the electrode contact with the workpiece surface is changed by bringing the duration time of the current contact to the duration time of optimum contact.
EFFECT: stabilization of the discharge current in electrospark coating of the workpiece surface by means of a manual vibrator, improved coating quality.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области электрофизических методов обработки материалов, в частности к электроискровому легированию, и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий на деталях узлов трения и неподвижных соединений.The invention relates to the field of electrophysical methods of processing materials, in particular to spark alloying, and can be used in engineering and repair production to obtain wear-resistant coatings on parts of friction units and fixed joints.

Известен "Способ нанесения металлических покрытий" по SU 89933, класс: 49m, 48b, 10, заявл. 27.05.1943 322390, в котором нанесение покрытия на поверхность детали осуществляется ручным вибратором с вибрирующим электродом. В дальнейшем на основании этого способа был создан ряд устройств (SU 703282, 15.12.1979; RU 2245767 С1, 10.02.2005; RU 73257 U1, 20.05.2008) и способов (SU 1086623, 15.12.1983; RU 2140834 С1, 10.11.1989; RU 2279337 С2, 10.07.2006) для электроискрового нанесения покрытий.The well-known "Method of applying metal coatings" according to SU 89933, class: 49m, 48b, 10, decl. 05/27/1943 322390, in which the coating on the surface of the part is carried out by a manual vibrator with a vibrating electrode. Subsequently, based on this method, a number of devices were created (SU 703282, 12/15/1979; RU 2245767 C1, 02/10/2005; RU 73257 U1, 05/20/2008) and methods (SU 1086623, 12/15/1983; RU 2140834 C1, 10.11. 1989; RU 2279337 C2, 07/10/2006) for electrospark coating.

Основным недостатком способа электроискрового нанесения покрытий с помощью ручного вибратора является неустойчивость и зависимость результатов от усилия, с которым оператор нажимает вибратором на обрабатываемую поверхность детали. "Стабильность процесса ручного легирования в значительной степени зависит от навыка оператора, так как установленный режим может быть легко нарушен неверным выбором давления легирующего электрода на деталь" (Типовые операции ЭЭО. Часть 8. http://metallicheckiy-portal.ru/articles/obrabotka/elektro-zionnaya/tipovoperacii/9)The main disadvantage of the method of electrospark coating using a manual vibrator is the instability and dependence of the results on the force with which the operator presses on the workpiece surface with a vibrator. “The stability of the manual alloying process largely depends on the skill of the operator, since the established mode can be easily violated by the wrong choice of the pressure of the alloying electrode on the part” (Typical EEE operations. Part 8. http://metallicheckiy-portal.ru/articles/obrabotka / elektro-zionnaya / tipovoperacii / 9)

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению и принятым за прототип является "Способ электроискрового легирования поверхностей токопроводящих материалов" по SU 250341, В23Р 1/08, опубл. 21.06.1973, при котором процесс ведут ручным вибратором с электродом, периодически контактирующим с поверхностью детали, и в момент контакта производят разряд, предварительно заряженного накопительного конденсатора, а амплитуду вибрации электрода регулируют в зависимости от значения технологического тока или напряжения на электродах.The closest in technical essence to the proposed invention and adopted as a prototype is the "Method of electrospark alloying of surfaces of conductive materials" according to SU 250341, B23P 1/08, publ. 06/21/1973, in which the process is carried out by a manual vibrator with an electrode periodically in contact with the surface of the part, and at the moment of contact, a discharge of a pre-charged storage capacitor is produced, and the amplitude of the electrode vibration is regulated depending on the value of the technological current or voltage on the electrodes.

Недостатком данного способа является его применение только с резистивно-емкостными (RC) генераторами (см. SU 250341, В23р 1/08, опубл. 21.06.1973), которые в настоящее время не применяются (см. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика) / Ф.X. Бурумкулов [и др.]. - Саранск: Тип. «Крас. Окт.», 2003. - С. 321, 322). Способ не может быть осуществлен для применяемых в настоящее время транзисторно-тиристорных и тиристорно-тиристорных генераторов из-за различия процесса заряд-разряд накопительного конденсатора генераторов.The disadvantage of this method is its use only with resistive-capacitive (RC) generators (see SU 250341, B23p 1/08, publ. 06/21/1973), which are currently not used (see Electrical spark technology for restoration and hardening of machine parts and instruments (theory and practice) / F.X. Burumkulov [et al.] - Saransk: Type. "Kras. Oct.", 2003. - S. 321, 322). The method cannot be implemented for the currently used transistor-thyristor and thyristor-thyristor generators due to the difference in the charge-discharge process of the storage capacitor of the generators.

Наиболее близким к устройству, реализующему данный способ и принятому за прототип, является "Генератор импульсов тока для электроискрового легирования" по SU 563257, В23Р, опубл. 30.06.1977, содержащий накопительный конденсатор, один вывод которого соединен через зарядный тиристор и токоограничивающее сопротивление с положительной клеммой источника питания технологического тока и через разрядный тиристор с электродом, другой вывод соединен с отрицательной клеммой источника питания технологического тока и деталью, а также блок управления тиристорами и ручной вибратор.Closest to the device that implements this method and adopted as a prototype is the "Current pulse generator for spark doping" according to SU 563257, V23P, publ. 06/30/1977, containing a storage capacitor, one terminal of which is connected through a charging thyristor and current-limiting resistance to a positive terminal of a technological current power supply and through a discharge thyristor with an electrode, the other terminal is connected to a negative terminal of a technological current source and component, as well as a thyristor control unit and manual vibrator.

К недостаткам устройства относится то, что устройство не обеспечивает стабилизацию разрядного тока при работе с ручным вибратором, что при восстановлении деталей приводит к появлению участков покрытия различной толщины, а при упрочнении - участков различной твердости.The disadvantages of the device include the fact that the device does not provide stabilization of the discharge current when working with a manual vibrator, which, when restoring parts, leads to the appearance of coating sections of different thicknesses, and during hardening - sections of different hardness.

Технической задачей изобретения является стабилизация разрядного тока при электроискровом нанесении покрытий на поверхность детали ручным вибратором и за счет этого улучшение качества покрытия и увеличение производительности процесса электроискрового нанесения покрытий.An object of the invention is the stabilization of the discharge current during electrospark coating on the surface of the part with a manual vibrator, and thereby improving the quality of the coating and increasing the productivity of the process of electrospark coating.

Поставленная задача решена следующим образом: в способе электроискрового нанесения покрытий на поверхность детали вибрирующим электродом, включающий нанесение покрытия при периодическом контактировании электрода с поверхностью детали, в момент контакта которых производят разряд предварительно заряженного накопительного конденсатора, при этом в процессе нанесения покрытия осуществляют стабилизацию разрядного тока путем корректировки длительности контакта электрода с поверхностью детали, для чего сравнивают время текущего контакта с оптимальным временем контакта, равным времени полного разряда полностью заряженного накопительного конденсатора, и изменяют длительность контакта электрода с поверхностью детали путем приведения длительности времени текущего контакта к длительности оптимального времени контакта.The problem is solved as follows: in the method of electrospark coating on the surface of a part with a vibrating electrode, comprising coating during periodic contact of the electrode with the surface of the part, at the moment of contact of which a discharge of a pre-charged storage capacitor is produced, while during the coating process, discharge current is stabilized by adjusting the contact time of the electrode with the surface of the part, for which the time of the current contact is compared that the optimal contact time equal to the time of complete discharge of the storage capacitor is fully charged, and change the duration of electrode contact with the surface of the part by bringing the duration of this contact time for optimum contact time duration.

Устройство для электроискрового нанесения покрытия на поверхность детали вибрирующим электродом, содержащее накопительный конденсатор, один вывод которого соединен через зарядный тиристор и токоограничивающее сопротивление с положительной клеммой источника питания технологического тока и через разрядный тиристор с электродом, другой вывод соединен с отрицательной клеммой источника питания технологического тока и деталью, а также блок управления тиристорами и ручной электромагнитный вибратор, при этом оно содержит датчик контакта, дифференциатор, блок сравнения, задатчик и преобразователь время-напряжение, а катушка электромагнита вибратора подсоединена к импульсному генератору, выполненному с возможностью регулировки скважности, причем вход датчика контакта и дифференциатора соединены с электродом, выход датчика контакта соединен с одним из входов блока сравнения, а выход дифференциатора с входом включения задатчика, выход которого поступает на другой вход блока сравнения, выход блока сравнения соединен с входом преобразователя время-напряжение, а его выход подключен к входу управляемого импульсного генератора.A device for electrospark coating a surface of a part with a vibrating electrode, comprising a storage capacitor, one terminal of which is connected via a charging thyristor and current-limiting resistance to the positive terminal of the technological current power supply and through a discharge thyristor with an electrode, the other terminal is connected to the negative terminal of the technological current power source and a part, as well as a thyristor control unit and a manual electromagnetic vibrator, while it contains a contact sensor , a differentiator, a comparison unit, a master and a time-voltage converter, and a vibrator electromagnet coil connected to a pulse generator configured to adjust the duty cycle, the input of the contact sensor and differentiator connected to the electrode, the output of the contact sensor connected to one of the inputs of the comparison unit, and the output of the differentiator with the input of the switch on, the output of which goes to the other input of the comparison unit, the output of the comparison unit is connected to the input of the time-voltage converter, and its output connected to the input of a controlled pulse generator.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3 представлены графики зависимости контакта электрода с поверхностью детали, а также графики разрядного тока и зарядного напряжения накопительного конденсатора от времени; на Фиг. 4 - структурная схема устройства. На Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3 введены следующие обозначения:In FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 shows graphs of the dependence of the electrode contact with the surface of the part, as well as the graphs of the discharge current and the charging voltage of the storage capacitor versus time; in FIG. 4 is a block diagram of a device. In FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 the following notation is introduced:

Iр - разрядный ток;Ir - discharge current;

Uз - напряжение заряда накопительного конденсатора;Uз is the charge voltage of the storage capacitor;

t - время процесса электроискрового нанесения покрытий;t is the time of the process of electric spark coating;

tк - время контакта электрода поверхности детали;tк is the contact time of the electrode of the surface of the part;

tp - время разряда накопительного конденсатора;tp is the discharge time of the storage capacitor;

tп - время паузы между контактами;tп - pause time between contacts;

txx - время холостого хода.txx - idle time.

Во время txx холостого хода не происходит ни заряд, ни разряд накопительного конденсатора. Время txx холостого хода снижает производительность процесса нанесения покрытия.During txx idle, neither charge nor discharge of the storage capacitor occurs. Idle time txx reduces the performance of the coating process.

На фигурах 1, 2, 3 показан процесс электроискрового нанесения покрытий ручным вибратором на базе разобщенных (транзисторно-тиристорного, тиристорно-тиристорного) генераторов. У этих генераторов величина токоограничивающего сопротивления, для заданной частоты вибрацииIn figures 1, 2, 3 shows the process of electric spark coating by hand vibrator based on disconnected (transistor-thyristor, thyristor-thyristor) generators. These generators have a current limiting resistance value for a given vibration frequency

электрода, выбирается такой, чтобы заряд конденсатора проходил за время паузы tп и заканчивался к концу паузы до начала следующего контакта (см. напряжение Uз). Во время контакта электрода с поверхностью детали заряд конденсатора не происходит.electrode, is selected so that the capacitor charge passes during the pause time tp and ends by the end of the pause before the start of the next contact (see voltage Uз). During the contact of the electrode with the surface of the part, the capacitor does not charge.

На Фиг. 1 показаны графики процесса нанесения покрытия когда время разряда tp конденсатора равно времени контакта tк. В случае когда происходит полный заряд, а затем полный разряд конденсатора, время txx холостого хода отсутствует, что является оптимальным режимом электроискрового нанесения покрытий, а время контакта является оптимальным tк опт. При этом процесс нанесения покрытия проходит при максимальной производительности с образованием покрытия максимальной толщины.In FIG. 1 shows graphs of the coating process when the discharge time tp of the capacitor is equal to the contact time tk. In the case when there is a full charge, and then a full discharge of the capacitor, there is no idle time txx, which is the optimal mode of electrospark coating, and the contact time is optimal tk opt. The coating process takes place at maximum productivity with the formation of a coating of maximum thickness.

На Фиг. 2 показаны графики процесса нанесения покрытия при слабом нажиме оператора на вибратор. Время контакта tк электрода с поверхностью детали сокращается и процесс разряда конденсатора прерывается при отходе электрода от поверхности, время паузы tп удлиняется, разрядный ток уменьшается, соответственно уменьшается и толщина нанесенного покрытия. В накопительном конденсаторе остается часть энергии и при наступлении паузы конденсатор быстро заряжается. Во время паузы tп возникает время холостого хода txx, время от полного заряда конденсатора до времени начала контакта, которое снижает производительность процесса. In FIG. 2 shows graphs of the coating process with a slight pressure of the operator on the vibrator. The contact time tk of the electrode with the surface of the part is reduced and the capacitor discharge process is interrupted when the electrode moves away from the surface, the pause time tp lengthens, the discharge current decreases, and the thickness of the deposited coating also decreases. A part of the energy remains in the storage capacitor, and when a pause occurs, the capacitor quickly charges. During a pause tp, idle time txx occurs, the time from the full charge of the capacitor to the contact start time, which reduces the productivity of the process.

На Фиг. 3 представлены графики при усиленном нажатии оператора на вибратор. Время контакта tк увеличивается, время паузы tп сокращается. При первом касании происходит разряд конденсатора, заряженного на полную величину напряжения. В дальнейшем, за время сокращенной паузы tп, происходит неполный заряд накопительного конденсатора и разрядный ток Iр уменьшается, что приводит к уменьшению толщины нанесенного покрытия. После окончания прохождения разрядного тока Iр до отрыва электрода от поверхности детали возникает время холостого хода txx, которое приводит к уменьшению производительности процесса нанесения покрытия.In FIG. Figure 3 shows graphs when the operator is pressed harder on the vibrator. The contact time tk increases, the pause time tp decreases. At the first touch, a capacitor is charged, charged at full voltage. Subsequently, during a short pause tp, an incomplete charge of the storage capacitor occurs and the discharge current Ip decreases, which leads to a decrease in the thickness of the deposited coating. After the passage of the discharge current Ip to the separation of the electrode from the surface of the part, the idle time txx occurs, which leads to a decrease in the productivity of the coating process.

Анализ приведенных графиков показывает, что величина разрядного тока, толщина покрытия и производительность процесса зависят от времени контакта электрода и поверхности детали. Для стабилизации разрядного тока при электроискровом нанесении покрытий ручным вибратором необходимо проведение коррекции сравнением времени касания tк электрода и поверхности детали с оптимальным временем касания tк опт, причем, если tк равно tк опт, то корректировка не требуется, если tк меньше чем tк опт, то необходимо увеличить время контакта tк, если tк больше чем tк опт, то надо уменьшить tк.Analysis of the graphs shows that the magnitude of the discharge current, coating thickness and process performance depend on the contact time of the electrode and the surface of the part. To stabilize the discharge current during electrospark coating using a manual vibrator, it is necessary to carry out a correction by comparing the contact time tk of the electrode and the surface of the part with the optimal contact time tk opt, moreover, if tk is tk opt, then correction is not required, if tk is less than tk opt, then it is necessary increase the contact time tk, if tk is greater than tk opt, then it is necessary to reduce tk.

Устройство для реализации данного способа (Фиг. 4) содержит накопительный конденсатор 1, один вывод которого соединен через зарядный тиристор 2 и токоограничивающее сопротивление 3 с положительной клеммой источника 4 питания технологического тока, с другой стороны вывод соединен через разрядный тиристор 5 с обрабатывающим электродом 6. Другой вывод конденсатора 1 подключен к отрицательной клемме источника 4 и детали 7. Управление тиристорами 2 и 5 производится блоком 8. Катушка 9 электромагнита вибратора получает питание от импульсного генератора 10 с возможностью регулировки скважности. Входы датчика 11 контакта и дифференциатора 12 соединены с электродом 6. Выход датчика 11 соединен с одним из входов блока 13 сравнения, а выход дифференциатора 12 с входом включения задатчика 14, выход которого поступает на другой вход блока 13. Выход блока 13 соединен с входом преобразователя 15 время-напряжение, а его выход подключен к входу управления генератора 10.A device for implementing this method (Fig. 4) contains a storage capacitor 1, one output of which is connected through a charging thyristor 2 and a current-limiting resistance 3 with a positive terminal of a technological current power supply 4, on the other hand, the output is connected through a discharge thyristor 5 with a processing electrode 6. The other output of the capacitor 1 is connected to the negative terminal of the source 4 and part 7. The thyristors 2 and 5 are controlled by block 8. The coil 9 of the vibrator's electromagnet receives power from the pulse generator torus 10 with an adjustable duty ratio. The inputs of the contact sensor 11 and the differentiator 12 are connected to the electrode 6. The output of the sensor 11 is connected to one of the inputs of the comparison unit 13, and the output of the differentiator 12 is connected to the input of the setter 14, the output of which goes to the other input of the unit 13. The output of the unit 13 is connected to the input of the converter 15 time-voltage, and its output is connected to the control input of the generator 10.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Предварительно, перед включением устройства в задатчик 14 вводится величина оптимального времени контакта, ранее определяемого для данного режима нанесения покрытия. При включении устройства блок 8 управления тиристорами открывает зарядный тиристор 2 и конденсатор 1 заряжается от источника 4 через токоограничивающее сопротивление 3. По окончании заряда конденсатора 1 тиристор 2 закрывается. На катушку 9 вибратора поступает импульс напряжения от генератора 10, электрод касается поверхности детали 7, по сигналу касания блок 8 открывает разрядный тиристор 5, и происходит разряд накопительного конденсатора 1 в промежуток торец электрода 6 - поверхность детали 7. Сигнал о касании электрода 6 детали 7 поступает на вход дифференциатора 12, который по переднему фронту сигнала формирует импульс, поступающий на вход включения задатчика 14, и включает его. С задатчика 14 ранее установленное оптимальное время контакта поступает на один из входов блока сравнения 13. На другой вход блока 13 сравнения через датчик 11 контакта поступает временная длительность текущего контакта электрода 6 с поверхностью детали 7. В блоке 13 происходит сравнивание двух поступивших величин времени. Если текущее значение времени контакта меньше оптимального времени контакта, то на выходе блока 13 возникает положительная разность времен (+Δt), а если больше, то отрицательная разность (-Δt). Временная разность поступает на вход преобразователя 15 и преобразуется в величину напряжения, пропорциональную величине поступившей длительности и полярности временной разности. При поступлении на управляющий вход генератора 10 положительное напряжение увеличивает длительность контакта электрод-деталь, а отрицательное уменьшает. За счет этого производится стабилизация разрядного тока. Цикл нанесения покрытий повторяется.Previously, before turning on the device in the setter 14, the value of the optimal contact time, previously determined for this coating mode, is entered. When the device is turned on, the thyristor control unit 8 opens the charging thyristor 2 and the capacitor 1 is charged from the source 4 through the current-limiting resistance 3. At the end of the charge of the capacitor 1, the thyristor 2 closes. A voltage pulse is supplied to the vibrator coil 9 from the generator 10, the electrode touches the surface of the part 7, by a touch signal, the unit 8 opens the discharge thyristor 5, and the storage capacitor 1 is discharged into the gap between the end face of the electrode 6 - the surface of the part 7. The signal about the contact of the electrode 6 of the part 7 arrives at the input of the differentiator 12, which on the leading edge of the signal generates a pulse received at the input of the inclusion of the setter 14, and turns it on. From the setter 14, the previously set optimal contact time is supplied to one of the inputs of the comparison unit 13. The time of the current contact of the electrode 6 with the surface of the part 7 is received at the other input of the comparison unit 13 through the contact sensor 11. In block 13, two received time values are compared. If the current value of the contact time is less than the optimal contact time, then a positive time difference (+ Δt) occurs at the output of block 13, and if it is greater, a negative difference (-Δt). The time difference is fed to the input of the converter 15 and converted into a voltage value proportional to the value of the received duration and polarity of the time difference. Upon receipt of the control input of the generator 10, a positive voltage increases the duration of the contact electrode-part, and negative decreases. Due to this, the discharge current is stabilized. The coating cycle is repeated.

На базе установки для электроискрового легирования ЭЛИТРОН-22 АИИ3.299.184 ТУ (транзисторно-тиристорный генератор) было создано устройство для электроискрового нанесения покрытий, по предлагаемому изобретению, с целью определения эффективности предлагаемого способа. Эффективность предлагаемого изобретения определялась сравнением распределения толщины покрытия по поверхности образца и времени обработки 1 см2 поверхности детали при нанесении покрытия установкой ЭЛИТРОН-22 и предлагаемым устройством для электроискрового нанесения покрытий.Based on the installation for electrospark alloying ELITRON-22 AII3.299.184 TU (transistor-thyristor generator), a device was developed for electric spark coating according to the invention in order to determine the effectiveness of the proposed method. The effectiveness of the invention was determined by comparing the distribution of the coating thickness over the surface of the sample and the processing time of 1 cm 2 of the surface of the part when coating with ELITRON-22 and the proposed device for electrospark coating.

Технические характеристики установки ЭЛИТРОН-22:Technical characteristics of the ELITRON-22 installation:

- питание 220 В.- power supply 220 V.

- потребляемая мощность 400 В⋅А.- power consumption 400 VA.

- частота вибрации электрода 100 Гц.- The frequency of vibration of the electrode is 100 Hz.

- максимальный размах виброперемещений 0,3 мм.- maximum range of vibration displacements of 0.3 mm.

- максимальное напряжение накопительных конденсаторов 90 В.- maximum voltage of storage capacitors 90 V.

- максимальный рабочий ток 2,8 А.- maximum working current 2.8 A.

- максимальная емкость накопительных конденсаторов 360 мкФ.- maximum capacitance of storage capacitors 360 microfarads.

- максимальная производительность 5 см2/мин.- maximum productivity 5 cm 2 / min.

- максимальная толщина нанесенного слоя 0,12 мм.- the maximum thickness of the applied layer is 0.12 mm.

- максимальная высота микронеровностей 60 мкм.- maximum height of irregularities of 60 microns.

Устройство было выполнено согласно вышеприведенной структурной схеме (Фиг. 4). Питание катушки электромагнита вибратора осуществлялось от импульсного генератора с возможностью регулирования длительности выходного импульса (регулирование скважности), выполненного на таймере и компараторе напряжения (см. Генератор) импульсов с независимым регулированием частоты и скважности. http://www.radioradar.net/radiofan/radiofantechnology/pulse_generator_independentcontrol_frequency.html). Дифференциатор был выполнен на дискретных элементах по типовой схеме. Датчик контакта был создан на базе операционного усилителя по схеме, приведенной в SU 618235. В23Р 1/04, опубл. 05.08.1978, вырабатывающей постоянный сигнал при контакте электрода с поверхностью детали. В качестве задатчика был применен одновибратор на D-триггере с регулируемой длительностью выходного импульса (см. Самойленко А. Управляемый одновибратор / А. Самойленко // Радио. – 1999. - №5). Блок сравнения был собран на пороговом элементе сравнения аналогично схеме, приведенной в SU 649133, Н03К 5/20, опубл. 25.02.1979, а преобразователь время-напряжение был собран на сдвоенном компараторе, полупроводниковом ключе и операционном усилителе по схеме статьи Преобразователь время-напряжение: http://madelectronics.ru/gadget/302/4.26.The device was made according to the above structural diagram (Fig. 4). The vibrator’s electromagnet coil was powered by a pulse generator with the ability to control the duration of the output pulse (duty cycle), performed on a timer and a voltage comparator (see Generator) of pulses with independent frequency and duty cycle control. http://www.radioradar.net/radiofan/radiofantechnology/pulse_generator_independentcontrol_frequency.html). The differentiator was made on discrete elements according to a standard scheme. The contact sensor was created on the basis of an operational amplifier according to the scheme given in SU 618235. B23P 1/04, publ. 08/05/1978, generating a constant signal upon contact of the electrode with the surface of the part. A single-shot on a D-flip-flop with an adjustable output pulse duration was used as a setter (see A. Samoilenko. Controlled single-shot / A. Samoilenko // Radio. - 1999. - No. 5). The comparison unit was assembled on a threshold comparison element similarly to the circuit shown in SU 649133, Н03К 5/20, publ. 02/25/1979, and the time-voltage converter was assembled on a dual comparator, a semiconductor key and an operational amplifier according to the scheme of the article Time-voltage converter: http://madelectronics.ru/gadget/302/4.26.

Нанесение покрытия было проведено на максимальном режиме установки ЭЛИТРОН-22. Материал электрода - Т15К6 ГОСТ 3882-74, сечением 4×4 мм. В качестве образца использовалась пластина из стали 45 ГОСТ 1050-88 размером 10×5×2 см. Для определения толщины покрытия прибором профилограф-профилометром, в узкой части образца на расстоянии 1.5 см обработка не проводилась.The coating was carried out at the maximum installation mode ELITRON-22. The electrode material is T15K6 GOST 3882-74, section 4 × 4 mm. A plate made of steel GOST 1050-88 with a size of 10 × 5 × 2 cm was used as a sample. To determine the coating thickness with a profilograph-profilometer, the processing was not carried out in a narrow part of the sample at a distance of 1.5 cm.

В задатчик предлагаемого устройства была введена величина длительности оптимального контакта, соответствующая максимальному режиму установки ЭЛИТРОН-22 и равная 148 мксек.The optimal contact duration corresponding to the maximum ELITRON-22 installation mode and equal to 148 microseconds was introduced into the master of the proposed device.

Толщину покрытия и определение высоты микронеровности покрытия определяли профилограф-профилометром марки ПМ-7М. Обработку, как на установке ЭЛИТРОН-22, так и предлагаемом устройстве, проводил один и тот же оператор.The thickness of the coating and determining the height of the microroughness of the coating was determined by a profiler-profilometer brand PM-7M. Processing, both on the ELITRON-22 installation and on the proposed device, was carried out by the same operator.

При измерении образца, обработанного на установке ЭЛИТРОН-22, выявилось, что только 43% покрытия имеют толщину, указанную в паспорте 0,12 мм. Отклонение от максимального значения 0,02-0,04 мм составило 41%, а 0,04-00,6 мм - 16%.When measuring a sample treated with an ELITRON-22 apparatus, it was revealed that only 43% of the coating had a thickness indicated in the passport 0.12 mm. The deviation from the maximum value of 0.02-0.04 mm was 41%, and 0.04-00.6 mm was 16%.

Измерение образца, обработанного устройством, показало, что толщина 0,12 мм составляет 92% покрытия, а 8% имеют отклонения 0,02-0,04 мм.Measurement of the sample treated with the device showed that the thickness of 0.12 mm is 92% of the coating, and 8% have deviations of 0.02-0.04 mm.

Время обработки 1 см2 образца на установке ЭЛИТРОН-22 составило 45 сек, а на предлагаемом устройстве 37 сек, то есть производительность обработки возросла в 1,2 раза.The processing time of 1 cm 2 of the sample on the ELITRON-22 installation was 45 seconds, and on the proposed device 37 seconds, that is, the processing productivity increased by 1.2 times.

Таким образом, заявленное техническое решение полностью выполняет поставленную задачу.Thus, the claimed technical solution fully fulfills the task.

Заявляемое техническое решение не известно в Российской Федерации и за рубежом и отвечает требованиям критерия "новизна". Техническое решение может быть реализовано промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и отвечает требованиям критерия "промышленная применимость".The claimed technical solution is not known in the Russian Federation and abroad and meets the requirements of the criterion of "novelty." The technical solution can be implemented industrially using known technical means, technologies and materials and meets the requirements of the criterion of "industrial applicability".

Применение предлагаемого способа и устройства для электроискрового нанесения покрытий позволяет увеличить равномерность толщины нанесенного слоя и повысить производительность процесса.The application of the proposed method and device for electric spark coating allows to increase the uniformity of the thickness of the applied layer and to increase the productivity of the process.

Claims (2)

1. Способ электроискрового нанесения покрытия на поверхность детали вибрирующим электродом, включающий нанесение покрытия при периодическом контактировании электрода с поверхностью детали, в момент контакта которых производят разряд предварительно заряженного накопительного конденсатора, отличающийся тем, что в процессе нанесения покрытия осуществляют стабилизацию разрядного тока путем корректировки длительности контакта электрода с поверхностью детали, для чего сравнивают время текущего контакта с оптимальным временем контакта, равным времени полного разряда полностью заряженного накопительного конденсатора, и изменяют длительность контакта электрода с поверхностью детали путем приведения длительности времени текущего контакта к длительности оптимального времени контакта.1. The method of electrospark coating the surface of a part with a vibrating electrode, comprising coating during periodic contact of the electrode with the surface of the part, at the moment of contact of which a discharge of a pre-charged storage capacitor is produced, characterized in that during the coating process the discharge current is stabilized by adjusting the contact duration the electrode with the surface of the part, for which the current contact time is compared with the optimal contact time Equal to the time of complete discharge of the storage capacitor is fully charged, and change the duration of electrode contact with the surface of the part by bringing the length of time current contact to the optimum contact time duration. 2. Устройство для электроискрового нанесения покрытия на поверхность детали вибрирующим электродом, содержащее накопительный конденсатор, один вывод которого соединен через зарядный тиристор и токоограничивающее сопротивление с положительной клеммой источника питания технологического тока и через разрядный тиристор с электродом, другой вывод соединен с отрицательной клеммой источника питания технологического тока и деталью, а также блок управления тиристорами и ручной электромагнитный вибратор, отличающееся тем, что оно содержит датчик контакта, дифференциатор, блок сравнения, задатчик и преобразователь время-напряжение, а катушка электромагнита вибратора подсоединена к импульсному генератору, выполненному с возможностью регулировки скважности, причем вход датчика контакта и дифференциатора соединены с электродом, выход датчика контакта соединен с одним из входов блока сравнения, а выход дифференциатора с входом включения задатчика, выход которого поступает на другой вход блока сравнения, выход блока сравнения соединен с входом преобразователя время-напряжение, а его выход подключен к входу управления импульсным генератором.2. Device for electrospark coating the surface of a part with a vibrating electrode, containing a storage capacitor, one terminal of which is connected via a charging thyristor and current-limiting resistance to the positive terminal of the technological current power supply and through a discharge thyristor with an electrode, the other terminal is connected to the negative terminal of the technological power source current and component, as well as a thyristor control unit and a manual electromagnetic vibrator, characterized in that it contains a contact sensor, a differentiator, a comparison unit, a time-voltage converter and converter, and a vibrator electromagnet coil connected to a pulse generator configured to adjust the duty cycle, the input of the contact sensor and differentiator connected to the electrode, the output of the contact sensor connected to one of the inputs of the comparison unit , and the output of the differentiator with the input of the inclusion of the setter, the output of which is supplied to another input of the comparison unit, the output of the comparison unit is connected to the input of the converter and its output is connected to the control input of the pulse generator.
RU2015120945A 2015-06-03 2015-06-03 Method of electrospark coating and device for its implementation RU2616694C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015120945A RU2616694C2 (en) 2015-06-03 2015-06-03 Method of electrospark coating and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015120945A RU2616694C2 (en) 2015-06-03 2015-06-03 Method of electrospark coating and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015120945A RU2015120945A (en) 2016-12-27
RU2616694C2 true RU2616694C2 (en) 2017-04-18

Family

ID=57759333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015120945A RU2616694C2 (en) 2015-06-03 2015-06-03 Method of electrospark coating and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2616694C2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU250341A1 (en) * 1968-08-12 1973-06-21 Опытный завод института прикладной физики Молдавской ССР METHOD OF ELECTRO-SPLITTING ALLOYING SURFACES OF CURRENT CONDUCTING MATERIALS
US4004123A (en) * 1973-02-20 1977-01-18 Inoue K Method of and system for the controlling of an apparatus for the electric discharge machining of a workpiece
SU563257A1 (en) * 1974-07-15 1977-06-30 Опытный Завод Института Прикладной Физики Ан Молдавской Сср Current pulse generator for electrical
SU1444104A1 (en) * 1987-04-28 1988-12-15 В.С.Тарасов Apparatus for electric discharge alloying
RU2140834C1 (en) * 1999-01-19 1999-11-10 Бушма Павел Александрович Method for electric-spark alloying and apparatus for performing the same
RU2245767C1 (en) * 2003-10-24 2005-02-10 Хабаровский государственный технический университет Apparatus for electric spark alloying
RU73257U1 (en) * 2008-01-21 2008-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" SURFACE ELECTRIC SPARKING DEVICE
RU107086U1 (en) * 2011-03-30 2011-08-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ГОСНИТИ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) SURFACE ELECTRIC SPARKING DEVICE

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU250341A1 (en) * 1968-08-12 1973-06-21 Опытный завод института прикладной физики Молдавской ССР METHOD OF ELECTRO-SPLITTING ALLOYING SURFACES OF CURRENT CONDUCTING MATERIALS
US4004123A (en) * 1973-02-20 1977-01-18 Inoue K Method of and system for the controlling of an apparatus for the electric discharge machining of a workpiece
SU563257A1 (en) * 1974-07-15 1977-06-30 Опытный Завод Института Прикладной Физики Ан Молдавской Сср Current pulse generator for electrical
SU1444104A1 (en) * 1987-04-28 1988-12-15 В.С.Тарасов Apparatus for electric discharge alloying
RU2140834C1 (en) * 1999-01-19 1999-11-10 Бушма Павел Александрович Method for electric-spark alloying and apparatus for performing the same
RU2245767C1 (en) * 2003-10-24 2005-02-10 Хабаровский государственный технический университет Apparatus for electric spark alloying
RU73257U1 (en) * 2008-01-21 2008-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" SURFACE ELECTRIC SPARKING DEVICE
RU107086U1 (en) * 2011-03-30 2011-08-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ГОСНИТИ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) SURFACE ELECTRIC SPARKING DEVICE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015120945A (en) 2016-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019004027A5 (en)
TW200738072A (en) Ion balance adjusting method and method of removing charges from workpiece by using the same
SG10201804881QA (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
WO2014046149A1 (en) Power supply device for wire discharge processing
RU2465992C2 (en) Method of pulsed electromachining
RU2616694C2 (en) Method of electrospark coating and device for its implementation
US9486869B2 (en) Power supply device for electric discharge machining
EP1705687A1 (en) Method of Arc Detection
JP3882753B2 (en) Power supply device for wire electric discharge machining and wire electric discharge machining method
JPS60135127A (en) Positioning device of electric discharge machining unit
CN105033369A (en) Machining power supply device for electric discharge machine
JP2001096201A (en) Electrostatic coating device
RU2679160C1 (en) Method of electrospark doping and device for implementation thereof
RU2708196C1 (en) Electric-spark coating application method
RU2622535C1 (en) Device for electric spark surface machining
JPS6348655B2 (en)
JP2001162444A (en) Process and device for electric discharge machining
RU2740936C1 (en) Electric spark coating application method and device for implementation thereof
RU2595085C1 (en) Device for electric spark processing surfaces
US20150196964A1 (en) Wire electric discharge machine
JP4532948B2 (en) Plasma processing method
SU1756048A1 (en) Method of spark erosion machining
RU2554260C1 (en) Device for electric spark machining of surfaces
RU2606828C2 (en) Method of mating surfaces abrasion-free adjustment
JP4160385B2 (en) Electric discharge machining method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170622