Проектирование дополнительного оборудования учебной мастерской для кружковых занятий

При работе металлическую деталь, на которую необходимо нанести рисунок или надпись, соединяют с одним из выводов понижающей (5-10 В) обмотки трансформатора, а другой вывод обмотки — с зажимом «крокодил». Смочив поверхность детали керосином, прикасаются к ней острием иглы. При этом замыкается цепь питания катушки и возникающее магнитное поле, индуцированное в ней, быстро втягивает сердечник внутрь трубки. Цепь размыкается. Затем сердечник под действием пружины возвращается в исходное состояние и игла вновь касается металла. Между иглой и поверхностью обрабатываемой детали возникает искра, которая и оставляет след на металле.

В процессе работы электрод довольно быстро изнашивается, поэтому его периодически необходимо затачивать на наждачном круге или бруске.

Для гравировки с помощью электроискрового карандаша потребуется источник переменного тока напряжением 18-20 В, желательно регулируемый, и держатель электрода — электроискровой карандаш.

В качестве источника тока можно применить трансформатор мощностью порядка 200 Вт. Один из выводов вторичной обмотки трансформатора при помощи зажима типа «крокодил» соединяют с заготовкой или деталью, на которую требуется нанести надпись. Другой вывод соединяют с электродом, зажатым в электроискровом карандаше. Соединения выполняют изолированным многожильным проводом сечением не менее 1,5 мм2, обеспечивающим работу с токами более 10 А. Схема соединений приведена на рис. 4.

Рис.4 Схема соединений электроискрового карандаша

Электроискровой карандаш представляет собой простейший зажим для электрода, в качестве основы которого можно использовать обычный цанговый карандаш (рис. 5). Однако, из-за высокой степени нагрева во время гравировки, его пластмассовый корпус требуется заменить другим, изготовленным из термостойкого изоляционного материала. Например, из текстолита или эбонита. Провод, идущий от трансформатора, пропускают через отверстие в корпусе и припаивают к цанге.

Рис.5 Электроискровой карандаш

а – цанговый

б – винтовой

Электродом может служить заостренный металлический стержень, диаметром 02-3 мм, желательно из тугоплавкого металла, например, вольфрама. Но можно применять стержни из других материалов, скажем, из менее дефицитного графита. Гравирующий конец стержня представляет собой конус с углом при вершине около 30°.

При включении трансформатора в сеть по приведенной схеме на электроде появляется напряжение. Касание концом электрода металлической поверхности вызывает появление искрового разряда, который, оплавляя поверхность металла, оставляет на ней заметный след.

Наиболее качественные надписи получаются при рабочем напряжении для вольфрамового электрода— 8-1 0 В, для графитового— 16-18 В. Перед нанесением надписи поверхность металла необходимо очистить от загрязнений и обезжирить. Надписи и рисунки наносят отдельными точками, касательными движениями.

При желании, в электрическую цепь «электроискрового карандаша» можно ввести электромагнитный прерыватель, последовательно включенный в разрываемую им же цепь, а карандаш снабдить соленоидом (в сердечнике которого закрепляют цангу) и пружиной, возвращающей цангу с электродом в исходное состояние после размыкания цепи. Это несколько упростит процесс гравировки, но усложнит конструкцию электрокарандаша.

Работа с электроискровым карандашом производится так. Один вывод вторичной обмотки трансформатора, понижающего напряжение сети до 3—10 в, соединяют с обрабатываемым изделием, второй — с проводом от электрокарандаша.

Надписи делают, прикасаясь электродом электрокарандаша к поверхности металла. В момент соприкосновения электрода с металлом замыкается цепь питания катушки, и ее электромагнитное поле втягивает внутрь сердечник. При этом между электродом и металлом возникает искра, которая и оставляет след на металле.

При эксплуатации описанного устройства необходимо соблюдать меры электробезопасности, особенно при использовании в качестве источника напряжения ЛАТР. Для предохранения глаз надо обязательно применять защитные очки. Нельзя допускать перегрева трансформатора, необходимо делать перерывы во время работы.