RO126191B1 - Echipament pentru prelucrarea prin electroeroziune asistată de ultrasunete a microfantelor - Google Patents

Description

Invenția se referă la un echipament de prelucrare prin electroeroziune asistată de ultrasunete a microfantelor, care se poate monta pe o mașină de prelucrare prin electroeroziune volumică.

Sunt cunoscute echipamentele de prelucrare prin electroeroziune a microfantelor cu ajutorul unor electrozi-sculă sub formă de lamelă. Acestea permit creșterea limitată a productivității în limita densității de curent admisă de secțiunea redusă a electrodului-sculă.

Din brevetul RO 123017B1, se cunoaște un dispozitiv de asistare cu ultrasunete a prelucrării prin electroeroziune cu fir, care, pentru prinderea pe mașină are în componență doi tiranți ce susțin o flanșă nodală, prevăzută cu două găuri ovale ce permit înclinarea dispozitivului și niște elemente de asigurare, respectiv, piulițe și șaibe sferice. Pe flanșă este montată o pâlnie de colectare a lichidului dielectric, în care este poziționat un lanț ultrasonic, care are în compunere un transductor piezoelectric și un concentrator, cu ajutorul căruia se produce creșterea presiunii lichidului, datorită vibrației cu frecvență ultrasonică, apoi lichidul dielectric este trimis în interstițiul de prelucrare.

Dezavantajele soluțiilor menționate anterior constau în:

- la realizarea unor microfante adânci, datorită evacuării dificile a particulelor prelevate din materialul piesei, se produc fenomene de scurteircuitîntre particulele prelevate din materialul piesei și electrodul-sculă de tip lamelă, prelucrarea prin electroeroziune devenind instabilă și implicit și productivitatea redusă, mai ales atunci când nu este posibilă practicarea unor găuri de spălare în interiorul sculei sau piesei;

- reglarea perpendicularității electrodului-sculă de tip lamelă pe suprafața frontală a piesei și realizarea unor microfante înclinate este dificilă;

- imposibilitatea rotirii electrodului-sculă de tip lamelă în jurul axei sale.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unor microfante adânci, nestrăpunse, în condiții de stabilitate a prelucrării prin electroeroziune și productivitate ridicată, coroborată cu posibilitatea efectuării unor reglaje directe, în ceea ce privește reglarea perpendicularității electrodului-sculă de tip lamelă pe suprafața frontală a piesei, realizarea unor microfante înclinate sub unghiuri relative mari sau reglarea poziției unghiulare a electrodului sculă de tip lamelă prin rotirea în jurul axei sale.

Echipamentul de prelucrare a microfantelor prin electroeroziune asistată de ultrasunete, conform invenției, rezolvă problema tehnică menționată, prin faptul că:

- asigură alimentarea în zona de lucru cu lichid dielectric sub presiune ridicată generată de efectul cavitațional produs de vibrația unui lanț ultrasonic montat pe dispozitivul de prinderea a piesei;

- cumulează efectele vibrației electrodului-sculă și lanțului ultrasonic montat pe dispozitivul de prindere a piesei;

- permite reglarea perpendicularității electrodului-sculă de tip lamelă, cu ajutorul dispozitivului de prindere a electrodului-sculă;

- asigură înclinarea relativă a electrodului-sculă în raport cu suprafața piesei prin cumularea înclinării dispozitivului de prindere a electrodului-sculă și a dispozitivului de prindere a piesei, ambele prevăzute cu suprafețe sferice;

- permite reglarea poziției unghiulare a electrodului-sculă prin rotația în jurul axei sale.

Echipamentul de prelucrare a microfantelor prin electroeroziune asistată de ultrasunete prezintă următoarele avantaje:

- prelucrarea în condiții de stabilitate a procesului de electroeroziune și productivitate ridicată a unor microfante adânci, fără a necesita practicarea unor găuri de spălare în interiorul piesei sau a sculei;

- realizarea unor microfante înclinate sub unghiuri relativ mari, prin înclinarea simultană atât a electrodului-sculă, cât și a piesei;

RO 126191 Β1

- reglarea relativ ușoară a perpendicularității electrodului-sculă pe suprafața piesei, 1 prin înclinarea piesei într-un plan vertical și vizualizarea într-o primă fază a reglajului grosier;

- reglarea relativ ușoară a poziției unghiulare a electrodului-sculă în raport cu supra- 3 fața piesei, prin vizualizarea într-o primă fază a reglajului grosier;

- montarea ușoară pe mașina de electroeroziune, cu ajutorul canalelor cu profil T, 5 prevăzute pe masa mașinii și placa aparținând capului de lucru al mașinii.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1,2,3,4 7 și 5, care reprezintă:

- fig. 1, ansamblul echipamentului pentru prelucrarea microfantelor prin electroerozi- 9 une asistată de ultrasunete;

- fig. 2, 2.a și 2.b, dispozitivul de prindere, reglare și rotire a lanțului ultrasonic de 11 vibrare a electrodului-sculă;

- fig. 3, dispozitivul de prindere, reglare și rotire a piesei;13

- fig. 4, dispozitivul de prindere și reglare a lanțului ultrasonic pentru spălare cu lichid dielectric;15

- fig. 5, dispozitivul de spălare cu lichid dielectric pe baza efectului cavitației induse ultrasonic.17

Echipamentul de prelucrare prin electroeroziune asistată de ultrasunete a microfantelor (fig. 1) este compus din: dispozitivul 1 de prindere, reglare și rotire a lanțului ultrasonic 19 de vibrare a electrodului-sculă, lanțul ultrasonic 2 pentru vibrarea electrodului-sculă, dispozitivul 3 de prindere, reglare și rotire a piesei de prelucrat, dispozitivul 4 de prindere și reglare 21 a lanțului ultrasonic pentru spălarea cu dielectric și dispozitivul 5 de spălare cu dielectric pe baza cavitației induse ultrasonic. 23

Dispozitivul 1 de prindere, reglare și rotire a lanțului ultrasonic de vibrare a electrodului-sculă (fig. 2) constă în: flanșa superioară 6 care are practicate două frezaje 6.a dia- 25 metral opuse pentru prinderea dispozitivului pe placa cu canale T (nefigurată) aparținând capului de lucru al unei mașini de electroeroziune; flanșa intermediară 7 (reprezentată 27 transparent) care prezintă o fereastră 7.a necesară accesului la axul 8; prin introducerea unei tije (nefigurate) în interiorul orificiului 8.a, se realizează rotirea axului 8 respectiv, filetarea 29 axului cu ajutorul filetului 8.b din fig. 2.a sau defiletarea; la filetare, capul conic 8.c strânge flanșa 9.b, blocând poziția acesteia și menținând poziția unghiulară a electrodului 20 sculă 31 de tip lamelă în raport cu piesa de prelucrat 26; la defiletarea axului 8, flanșa 9.b se poate roti, aceasta formând împreună cu flanșa 9 un ajustaj alunecător, realizându-se modificarea 33 poziției unghiulare a electrodului-sculă 20 prin rotirea în jurul axei sale - reglarea grosieră a poziției unghiulare a electrodului 20 sculă se realizează cu ajutorul gradațiilor 9.c prevăzute 35 pe flanșa 9 din fig. 2.b, vizualizate prin fereastra practicată în flanșa 12, care se rotește solidar cu electrodul 20; flanșa inferioară 9 are prevăzută o suprafață sferică 9.a, care este 37 în contact cu suprafața conjugată aparținând flanșei 7 și care permite înclinarea electrodului 20 sculă în raport cu piesa de prelucrat; înclinarea flanșei 9 se realizează prin rotirea 39 șuruburilor 10, arcurile 11 având rolul de menținere a poziției obținute; flanșa nodală 12, reprezentată transparent, cu ajutorul căreia se asamblează lanțul ultrasonic pe dispozitivul 41 de prindere, rotire și reglare a electrodului-sculă. Asamblarea se face prin flanșa nodală 12, deoarece amplitudinea oscilațiilor sale este nulă, datorită undelor staționare generate în 43 cadrul lanțului ultrasonic; lanțul ultrasonic se asamblează pe flanșa nodală cu ajutorul celor patru șuruburi 13 radiale care pătrund în orificiile 14.a, practicate în flanșa 14; lanțul ultra- 45 sonic cu lungime λ /2, unde λ - lungimea de undă a oscilațiilor, are în componență o bucșă reflectantă 15, un transductor piezoceramic 16 de tip sandwich, o bucșă radiantă 17, un 47

RO 126191 Β1 concentrator 18, electrodul 20 sculă de tip lamelă care este introdus într-un locaș prevăzut în concentratorul 18 și asamblat cu acesta cu ajutorul șurubului radial 19. Construcția dispozitivului poate permite montarea, în concentrator, a mai multor electrozi-sculă de tip lamelă, care prelucrează simultan mai multe microfante. Este necesară verficarea modului de vibrație, în cazul acestui tip de prelucrare, fiind necesare vibrații ultrasonice longitudinale preponderente.

Dispozitivul 2 de prindere, reglare și rotire a piesei 26 (fig. 3) - constă în: placa de bază 21 care se montează pe masa cu canale T (nefigurată) a unei mașini de electroeroziune cu ajutorul unor șuruburi introduse în locașurile 21.a ale plăcii, un pivot cu cap sferic 22 care este în contact cu o suprafață sferică conjugată a plăcii 21, presat cu o placă intermediară 24; pivotul 22 se poate roti, modificând poziția unei plăci 25 superioare cu care este solidarizat, prin defiletarea unor șuruburi 23 care apasă placa intermediară 24 (reprezentată transparent) asupra suprafeței sferice. Niște arcuri 23.a mențin poziția plăcii 24 și implicit a pivotului 22 și plăcii 25; pe placa 25 se prinde piesa de prelucrat 26 (reprezentată transparent) cu ajutorul unor prisme 27 și al unor bride 28 care exercită forțe de strângere asupra piesei 26, prin rotirea unor rozete 29; un sector gradat 30, solidarizat pe placa de bază 21, permite măsurarea rotirii plăcii 25. între piesa 26 și placa 25 superioară este poziționată o plăcuță 31 cu rezistență la uzură, care are în zona centrală o fantă 31.a, care previne prelucrarea prin electroeroziune a plăcii 25, în cazul în care, accidental, electrodul-sculă străpunge piesa 26.

Dispozitivul 4 de prindere și reglare a lanțului ultrasonic pentru spălare cu lichid dielectric, ilustrat în fig. 4, se compune din niște prisme 32 pentru canale T, care sunt introduse în canalele omoloage ale plăcii superioare 25 (reprezentată tansparent), niște tije 33 care sunt asamblate prin filetare cu prismele 32, poziția acestora fiind asigurată cu piulițe 34; niște elemente elastice 35, strânse cu ajutorul rozetelor 36, mențin poziția plăcii nodale 37 (reprezentată tansparent), aparținând dispozitivului 5 de spălare cu lichid dielectric. Fixarea dispozitivului de spălare 5 în poziția optimă în raport cu piesa de prelucrat 26 se realizează după deplasarea acestuia pe verticală în lungul tijelor 33 și rotirea plăcii nodale 37 în jurul axei știfturilor filetate 38, care sunt introduse în placa nodală 37.

Dispozitivul 5 de spălare cu lichid dielectric pe baza efectului cavitației induse ultrasonic, reprezentat în fig. 5, constă dintr-o placa nodală 37 (reprezentată transparent), pe care este asamblat cu ajutorul a patru șuruburi radiale 47 un transductor 39 piezoceramic de tip sandwich, poziționat între o bucșă reflectantă 40 și o bucșă radiantă 41, continuată cu un concentrator 45, poziționat într-o pâlnie 42 care este asamblată cu placa nodală 37 cu ajutorul a patru șuruburi 43. Pâlnia 42 este alimentată cu lichid dielectric de la un agregat (nefigurat) al mașinii de electroeroziune printr-un ștuț 44. în pâlnia 42, se creează cavitație prin vibrația cu frecvență ultrasonică și amplitudine maximă a concentratorului 45, iar prin ștuțul 46, se alimentează interstițiul de prelucrare dintre suprafața prelucrată a piesei 26 și suprafața electrodului 20 sculă cu lichid dielectricîn care s-a creat presiune acustică ridicată prin cavitația indusă ultrasonic.

Claims (4)

1. Echipament pentru prelucrarea prin electroeroziune asistată de ultrasunete a 3 microfantelor, având un dispozitiv de prindere (4) și reglare a dispozitivului de spălare (5), care cuprinde o placă nodală (37), o pâlnie (42) în care este dispus un lanț ultrasonic având 5 un transductor (39) piezoelectric și concentrator (45), caracterizat prin aceea că echipamentul este alcătuit dintr-un dispozitiv (1) de prindere, reglare și rotire a unui lanț ultrasonic 7 (2), un al doilea dispozitiv (3) de prindere, reglare și rotire a piesei (26) de prelucrat în care lanțul ultrasonic (2) are în componență o bucșă reflectantă (15), un transductor piezoceramic 9 (16), o bucșă radiantă (17), un concentrator (18) și un electrod (20) sculă de tip lamelă, care este introdus într-un locaș prevăzut într-un concentrator (18) și asamblat cu acesta cu 11 ajutorul unui șurub (19) radial, electrodul (20) sculă, vibrând pe direcție longitudinală, produce cavitație indusă ultrasonic într-un interstițiu de prelucrare mărginit de electrodul (20) 13 sculă și piesa (26) de prelucrat, iar lanțul ultrasonic dispus în pâlnia (42), mai are în componență o bucșă reflectantă (40) și o bucșă radiantă (41).15

2. Echipament conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că dispozitivul (1), de prindere, reglare și rotire a lanțului ultrasonic (2) este alcătuit dintr-o flanșă superioară (6)17 cu două frezaje (6.a) diametral opuse, pentru prinderea dispozitivului pe capul de lucru al mașinii de electroeroziune, solidarizată de o flanșă intermediară (7) prevăzută cu o fereastră19 (7.a) ce permite accesul la un ax (8) prevăzut cu niște orificii (8.a), axul (8) având o porțiune filetată (8.b) și un cap conic (8.c), care blochează, prin presare pe o flanșă (9.b), poziția 21 unghiulară a electrodului (20) sculă în raport cu piesa (26), un sector gradat (9.c) poziționat pe o flanșă (9) inferioară permite vizualizarea poziției unghiulare a electrodului (20) sculă, 23 flanșa inferioară (9) fiind prevăzută cu o suprafață sferică (9.a) în contact cu o suprafață sferică conjugată a flanșei intermediare (7), formând un ajustaj alunecător care permite incli- 25 narea lanțului ultrasonic (2), reglarea făcându-se cu niște șuruburi (10) și niște arcuri (11), prin înclinarea flanșei (9) inferioare în raport cu flanșa (7) intermediară, fiind solidarizată de 27 o flanșă nodală (12), în care suntînfiletate niște șuruburi radiale (13) ce pătrund în niște orificii (14.a) dintr-o flanșă (14) a lanțului ultrasonic (2), fixând-o. 29

3. Echipament conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că dispozitivul (3), de prindere, reglare și rotire a piesei (26) este alcătuit dintr-o placă de bază (21), care se 31 montează pe masa mașinii de electroeroziune cu ajutorul unor șuruburi introduse în niște locașuri (21 .a) și este în contact cu un pivot (22) cu cap sferic, blocat prin niște șuruburi (23), 33 care prin defiletare permitînclinarea pivotului (22), o placă intermediară (24) strânsă cu niște șuruburi (23) și presată de niște arcuri (23.a) blochează sau deblochează poziția pivotului 35 (22) cu cap sferic ce este solidar cu o placă (25) prevăzută cu niște canale T de prindere, în care se introduc niște bride (28) cu care, prin intermediul unor prisme în trepte (27) și unor 37 rozete (29) se fixează piesa (26) în contact cu o plăcuță (31), sub placa superioară (25) fiind prevăzut la partea inferioară un sector gradat (30) pentru citirea înclinării. 39

4. Echipament conform revendicărilor 1 și 3, caracterizat prin aceea că dispozitivul (4) de prindere și reglare a dispozitivului (5) de spălare cu lichid dielectric cuprinde niște 41 prisme (32) introduse în canalele canale T ale plăcii (25), asamblate prin filetare cu niște tije (33) ce sunt blocate cu niște piulițe (34), iar niște elemente elastice (35) ce culisează pe tijele 43 (33) pot fi blocate cu ajutorul unor rozete (36), elementele elastice (35) fiind continuate cu niște știfturi filetate (38), cu rol de articulație pentru placa nodală (37), fixată în poziția dorită, 45 prin strângere cu rozetele (36).