ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Управление качеством поверхностного слоя деталей при электромеханическом упрочнении, исходя из их функционального назначения, осуществляется на основе импульсной программной системы управления рабочим током при электромеханической обработке (ЭМО) поверхностей деталей. Такое управление стало возможным при задании угла открывания симистора для однофазного источника питания переменного тока промышленной частоты.

Источник питания состоит из силовой части и системы управления. В состав силовой части входят трансформатор, симистор для однофазного источника питания переменным током и элементы коммутации. Схема системы управления включает цифровую систему фазо-импульсного управления симистором, число-импульсный генератор, формирующий выходной сигнал управления режимами ЭМО и цепи обратной связи. Значения углов открывания симистора задаются в двоичном коде, что позволяет использовать микропроцессор для управления мощностью нагрузки. При этом сигнал управления, соответствующий заданному углу открывания симистора, поступает непосредственно в систему управления, что повышает ее точность и быстродействие.

Число-импульсный генератор, собранный на микросхемах, представляющих собой десятичные счетчики с дешифраторами, позволяет раздельно регулировать длительность импульсов и пауз в заданном рабочем диапазоне для обеспечения необходимых режимов упрочнения поверхности детали.

Это способствует перераспределению тепла в моменты пауз во всех при-контактных объемах, стабилизирует сопротивление контакта к моменту про­пускания очередного импульса тока. Выбор времени импульса и времени пауз будет влиять не только на максимальную температуру нагрева упрочняемой поверхности детали и стабильность процесса ЭМО, но и на глубину слоя, площадь пятна контакта, производительность и экономические показатели упрочнения.

Изменяя соотношение длительности импульсов и пауз между ними, а также скорость перемещения заготовки относительно инструмента, удается получить упрочненные поверхности с регулярным микрорельефом, характеризующимся чередованием упрочненных и неупрочненных участков поверхностного слоя.

С целью устранения влияния случайных факторов введена система обратной связи по току, которая обеспечивает изменение фактического значения силы тока в выходной цепи, его преобразования в цифровой код и подачу кода в ПЭВМ. С помощью программного обеспечения производится сравнение с теоретически рассчитанным и заданным значением силы тока и, в случае необходимости, корректирование управляющего сигнала для обеспечения их соответствия.

Конструктивно система обратной связи состоит из трансформатора тока, преобразователя тока, усилителя и выпрямителя.

Трансформатор тока устанавливается на шине вторичной обмотки силового трансформатора и снимает фактическое значение силы тока на нагрузке.

Преобразователь тока преобразовывает измененное значение силы тока на нагрузке в пропорциональное ему напряжение.

Назначение усилителя и выпрямителя очевидны из их названий.

Выпрямленное выпрямителем напряжение, пропорциональное току нагрузки, передается через аналого-цифровой преобразователь на ПЭВМ.

В сравнении с известными методами управления качеством поверхностного слоя деталей рассмотренный метод имеет следующие основные достоинства:

•малый (30-50 мм) диаметр контактных роликов, позволяющий обраба­тывать широкий класс упрочняемых деталей, получая при этом высокую плотность тока в месте контакта;

•замена трансформаторной схемы упрочняющей установки схемой на тиристорных преобразователях, что существенно уменьшает стоимость установки за счет снижения материалоемкости последней;

•минимизация габаритов электрического блока путем использования высокочастотных тиристорных преобразователей;

•мобильный вариант конструктивного исполнения установки, позволяющий эксплуатировать ее с самым различным технологическим оборудованием;

•возможность использования легирующих обмазок, позволяющих получить и усилить химико-термический эффект в процессе упрочнения.

Указанные достоинства, конструктивные и схемные решения и результаты исследований позволяют сделать вывод о перспективности рассмотренного импульсного метода управления качеством поверхностного слоя деталей при электромеханическом упрочнении.