RO130680B1 - Echipament pentru prelucrarea simultană a structurilor de găuri şi microgăuri prin electroeroziune asistată de ultrasunete - Google Patents

Description

Invenția se referă la un echipament de prelucrare simultană a structurilor de găuri și microgăuri prin electroeroziune asistată de ultrasunete, care se poate monta pe o mașină de prelucrare prin electroeroziune volumică.

Se cunoaște din documentul RO 128720 A2 un echipament pentru prelucrarea simultană, prin electroeroziune, a microgăurilor, care poate fi montat pe o mașină de prelucrare prin electroeroziune volumică. Echipamentul cuprinde niște scule 13 filiforme, care sunt prinse pe un concentrator 18 ultrasonic, aparținând unui lanț 19 ultrasonic, fiind ghidate de o placă 12 realizată dintr-un material neconductiv electric, cu un coeficient de frecare redus, sculele 13 având o poziție unghiulară față de o suprafață frontală a unei piese de prelucrare, care se poate regla prin rotirea unei flanșe 3 superioare, în raport cu flanșa 1a cu care se află în contact, cu ajutorul unor canale 1b circulare, practicate în flanșă 1a și a cărei poziție se poate bloca cu niște șuruburi 2, după vizualizarea poziției pe un sector 6a gradat.

Se mai cunoaște documentul RO 126381 B1 care se referă la un echipament de finisare a microgăurilor prin electroeroziune asistată de ultrasunete, după ce acestea au fost prelucrate prin degroșare, cu ajutorul laserului. Echipamentul este alcătuit dintr-un lanț ultrasonic 6, pentru vibrarea unui electrod-sculă 3 de tip tubular sau filiform, pe direcție longitudinală, lanțul ultrasonic 6 fiind prevăzut, la partea superioară, cu un dispozitiv 5 de prindere și reglare, la partea inferioară fiind montat un electrod-sculă 3, prin intermediul unui dispozitiv 6a de prindere și reglare, de alimentare cu dielectric, și de etanșare, electrodul-sculă 3 fiind ghidat prin intermediul unui dispozitiv 8 de ghidare multiplă și de alimentare cu lichid dielectric, ce cuprinde două bucșe 16, 17 de ghidare și două prisme în V la 90°, ce realizează un ajustaj alunecător cu electrodul-sculă 3, bucșa 17 inferioară fiind prevăzută cu niște fante longitudinale, prin care circulă lichid dielectric, în vederea spălării laterale a electrodului-sculă 3 în timpul prelucrării, dispozitivul 8 de ghidare fiind montat pe un suport 7 reglabil, care se poate roti în jurul axelor conținute în plan orizontal.

Mai sunt cunoscute echipamentele de prelucrare prin electroeroziune a găurilor și microgăurilor cu ajutorul unor electrozi-sculă sub formă cilindrică, care execută o mișcare de avans sau retragere pe direcția axei găurilor sau micro-găurilor și al căror diametru este egal cu diametrul găurii minus valoarea interstițiului lateral de prelucrare. în cazul găurilor cu raport mare între lungimea găurii și diamentrul acestuia (mai mare decât 10 și al microgăurilor, instabilitatea procesului de prelucrare este ridicată datorită frecventelor fenomene de scurt-circuit între electrodul-sculă și piesă ca urmare a interstițiului lateral de prelucrare de lungime mare sau valoare redusă. Prelucrarea simultană a mai multor găuri sau micro-găuri cu scule montate pe același dispozitiv de prelucrare (cap de lucru) accentuează instabilitatea procesului de prelucrare deoarece crește probabilitatea de producere a scurt-circuitului între electrozii-sculă și piesa prelucrată. în cazul unui scurt-circuitîntre un singur electrod-sculă și suprafața prelucrată, este necesară retragerea capului de lucru și implicit a tuturor sculelor montate pe acesta, scăzând astfel productivitatea.

Este cunoscută de asemenea, prelucrarea prin electroeroziune simultană a microgăurilor asistată de ultrasunete, prin vibrația pe direcția axei micro-găurilor a mai multor electrozi-sculă asamblați pe același lanț ultrasonic alimentat de la un generator de ultrasunete. Deși vibrația ultrasonică a sculelor facilitează evacuarea particulelor prelevate din interstițiul de prelucrare și crește productivitatea, prinderea electrozilor-sculă pe lanțul ultrasonic este dificilă. De asemenea, amplitudinea vibrațiilor este limitată de mărimea interstițiului dintre sculă și suprafața prelucrată și implicit, este limitată presiunea generată de ultrasunete în interstițiul de prelucrare.

Dezavantajele soluțiilor menționate anterior constau în:

- productivitate redusă la prelucrarea succesivă a găurilor sau microgăurilor;

RO 130680 Β1

- productivitate redusă la prelucrarea simultană a găurilor sau microgăurilor datorită 1 creșterii frecvenței fenomenelor de scurt-circuit dintre electrozii-sculă și piesă și în consecință, creșterii numărului de retrageri repetate ale capului de lucru în timpul prelucrăm; 3 - spălare ineficientă cu lichid dielectric a zonei de lucru la prelucrarea microgăurilor datorită interstițiului de prelucrare îngust, particulele prelevate se interpun între sculă și piesă 5 și ca urmare, produc fenomene de scurt-circuit, scăzând precizia și calitatea suprafeței prelucrate; 7

- la prelucrarea simultană a microgăurilor asistată de ultrasunete, folosind mai mulți electrozi-sculă, construcția lanțului ultrasonic este complicată, realizarea condiției de 9 rezonanță este dificilă și costurile sunt mari;

- amplitudinea vibrației cu frecvență ultrasonică a sculelor este limitată de mărimea 11 interstițiului, evitându-se scurt-circuitul dintre acestea și suprafața prelucrată, ceea ce reduce presiune ultrasonică generată în interstițiul de prelucrare. 13

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în prelucrarea simultană cu productivitate ridicată a unor găuri și microgăuri dispuse în diferite poziții pe suprafața frontală 15 a semifabricatului, spălare eficientă cu lichid dielectric a interstițiului de prelucrare și reglarea perpendicularității axelor electrozilor-sculă în raport cu suprafața frontală a semifabricatului. 17

Echipamentul de prelucrare simultană a structurilor de găuri și microgăuri prin electroeroziune asistată de ultrasunete, conform invenției, înlătură dezavantajele echi- 19 pamentelor cunoscute prin aceea că are în componență o placă superioară cu niște canale în formă de T pe care se asamblează în diferite poziții în funcție de dispunerea găurilor sau 21 microgăurilor prelucrate simultan, niște module de prelucrare prin electroeroziune a găurilor și microgăurilor, și care au o flanșă intermediară staționară, care prezintă un ștuț lateral prin 23 care se face injecția lichidului dielectric prin niște canalele axiale și care au în capăt electrozi-sculă tubulari pentru găuri și filiformi respectiv tubulari pentru microgăuri, care 25 execută mișcări de avans și retragere și o mișcare de rotație în jurul axei proprii și care preiau mișcarea de rotație de la motoreductorul poziționat pe o placă verticală laterală pre- 27 văzută cu niște găuri ovale, care permit modificarea poziției verticale a motoreductorului în funcție de lungimea modulelor și care transmite mișcarea de rotație printr-o curea dințată, 29 tensionată cu un întinzător poziționat pe canalele, la niște roți dințate, care angrenează cu cureaua, asamblate pe fiecare modul, un modul de activare ultrasonică pe care se 31 asamblează la partea sa inferioară niște discuri cu dimensiuni diferite care vibrează cu frecvență ultrasonică, astfel încât periferia discului, constituind un antinod, să oscileze cu 33 amplitudine maximă în apropierea electrozilor-sculă.

Echipamentul pentru prelucrarea simultană a structurilor de găuri și microgăuri prin 35 electroeroziune asistată de ultrasunete prezintă următoarele avantaje:

- crește productivitatea prin prelucrarea simultană a găurilor și microgăurilor;37

- crește calitatea suprafeței prelucrate a găurilor și microgăurilor datorită mișcării rotative a electrozilor-sculă, aceasta produce uniformizarea curgerii lichidului dielectric în 39 interstițiul de prelucrare și disiparea energiei descărcării pe suprafață mai mare;

- prelucrarea unor găuri și microgăuri având axe cu dispunere diferită prin utilizarea 41 unor module de lucru, care conțin electrozii-sculă și care se pot monta în poziții diferite pe capul de lucru;43

- crește productivitatea prin asistarea cu ultrasunete care asigură prelevare suplimentară de material;45

- construcția simplă a lanțului ultrasonic de activare, care nu conține electrodul-sculă;

- vibrație cu amplitudine mare a discului aflat la capătul lanțului ultrasonic, care nu 47 este limitată de mărimea interstițiului de prelucrare; se produce astfel o presiune acustică ridicată în proximitatea zonei de lucru prin cavitație indusă ultrasonic; 49

RO 130680 Β1

- permite spălarea eficientă a interstițiilor de prelucrare prin efectul produs de cavitația ultrasonică;

- asigură reglarea perpendicularității electrozilor-sculă pe suprafața frontală a semifabricatului și conservarea acesteia, utilizând suprafețe sferice conjugate pentru ajustarea poziției, șuruburi și arcuri.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției în legătură cu fig. 1...4 care reprezintă:

- fig. 1, ansamblul echipamentului pentru prelucrarea simultană a structurilor de găuri și microgăuri prin electroeroziune asistată de ultrasunete;

- fig. 2, modulul pentru activare ultrasonică a prelucrării;

- fig. 3, modulul de prelucrare prin electroeroziune a găurilor;

- fig. 4, modulul de prelucrare prin electroeroziune a microgăurilor.

Echipamentul de prelucrare simultană a structurilor de găuri și microgăuri prin electroeroziune asistată de ultrasunete - fig. 1 - este compus dintr-o placă 1 prevăzută cu niște canale 1a în formă de T, care este montată pe capul de lucru al mașinii de electroeroziune și care se prelungește cu o placă orizontală 2, care se sprijină pe o placă 3 (asamblată pe placa 1), pe care este asamblată o placă laterală 4, care este asamblată cu șuruburi (nefigurate) în diferite poziții prin deplasare pe verticală permisă de niște găuri 4a ovale. Pe placa 4 este asamblat un suport 5, în diferite poziții în funcție de lungimile modulelor de lucru utilizate, cu ajutorul găurilor ovale 4b. Un motoreductor 6 prins pe suportul 5 transmite mișcarea de rotație la o roată dințată 7. O curea dințată 8 transmite mișcarea de rotație 9b la niște modulele 9 de prelucrare prin electroeroziune, care sunt prevăzute cu niște roți dințate. Echipamentul mai este prevăzut cu un modul întinzător 10, care poate fi prins în diferite poziții pe placa 1 prin delăsare pe canalele 1a pentru tensionarea corespunzătoare a curelei de transmisie 8 cât și un modul 11 de activare cu ultrasunete a prelucrării prin electroeroziune cu ajutorul unui disc 12 care are mișcare 12a de oscilație cu frecvență ultrasonică, grosimea și diametrul discului, fâcându-l să vibreze cu amplitudine maximă la periferie, aceasta consituind un antinod (ventru), în apropierea unor electrozi-sculă 13 care execută mișcarea de rotație 9b dar și mișcarea de avans sau retragere 13a, dată de capul de lucru al mașinii de electroeroziune pe care este asamblat echipamentul. Modulele 9 se pot asambla în diverse poziții prin niște deplasări 9c și 9d pe canalele 1a în formă de T în funcție de dispunerea axelor găurilor de prelucrat prin electroeroziune.

Modulul 11 pentru activare ultrasonică a prelucrării - fig. 2 - este compus din discul 12 care vibrează cu frecvență ultrasonică - utilizându-se discuri de dimensiuni diferite în funcție de poziția găurilor și microgăurilor de prelucrat - asamblat cu niște șuruburi 14 la capătul unui concentrator 15, periferia discului 12 constituie un antinod (ventru), amplitudinea oscilației fiind maximă în apropierea electrodului-sculă 13 (fig. 1) și implicit, presiunea ultrasonică creată, o bucșă radiantă 17, asamblată cu concentratorul 15 printr-un prezon 16, niște discuri piezoceramice 19, o flanșă nodală 20, o bucșă reflectantă 21, toate asamblate cu prestrângere cu un șurub 18. Lanțul ultrasonic format din componentele modulului menționate anterior este asamblat pri intrmediul unor tije filetate 22 cu o flanșă nodală 20 prin niște găuri filetate 20a și niște piulițe de asigurare 23. Tijele 22 sunt asamblate prin filetare peo flanșă intermediară 24, care este prinsă cu șuruburile 25 de o flanșă superioară 26, niște arcuri 27 asigură contactul între flanșele 24 și 26 care se realizează pe suprafețele sferice conjugate 24a și 26a aparținând celor doua flanșe. Șurubul 28 cu cap T prin care se asamblează modulul pe placa 1, asigurat prin strângere cu cu ajutorul profilului hexagonal 26b.

RO 130680 Β1

Modulul 9 de prelucrare prin electroeroziune a găurilor - fig.3 - este compus dintr-un 1 electrod-sculă tubular 13 care este montat prin autoblocare pe o suprafață conică 30a a unei bucșe rotative 30, folosind o suprafață conică 30a și demontat cu șurubul radial 29. Rulmenții 3 31, montați pe bucșa 30, asigură mișcarea de rotație în jurul axei electrodului-sculă, transmisă de roata dințată 9a. Bucșa staționară 32, asamblată pe flanșa staționară inferioară 5 33 și asigurată cu șurubul radial 34; flanșa staționară intermediară 35, asamblată cu flanșa inferioară 33, asigurată cu șurub radial similar 34 (nereprezentat în aceste secțiuni/vederi). 7 Un ștuț 36 de alimentare cu lichid dielectric este introdus prin injecție în interstițiul de prelucrare, prin orificiile axiale 35a, 33a și 13a. Flanșa superioară 37, care este prinsă cu 9 șuruburile 39 de flanșa intermediară 35 are contact cu aceasta pe suprafețele sferice conjugate 35b și 37a și este asigurat de arcurile 40. Șurubul 41 cu cap T pentru prinderea 11 modulului pe placa 1, asigurat prin strângere cu ajutorul profilului hexagonal 37b.

Modulul de prelucrare prin electroeroziune a microgăurilor - fig. 4 - este compus din: 13 electrodul-sculă filiform sau tubular 42, prins cu o bucșă elastică 43; piulița 44 randalinată pe suprafața exterioară, cu care se strânge bucșa elastică 43 prin înfiletare pe bucșa 44, 15 bucșa 44 care este montată prin autoblocare folosind o suprafață conică 44a pe bucșa 30 și demontată cu un șurub radial 45. în rest, celelalte elemente componente sunt aceleași ca 17 la modulul anterior (fig. 3).

Claims (1)

1. Revendicare

   Echipament pentru prelucrarea simultană a structurilor de găuri și microgăuri prin electroeroziune asistată de ultrasunete care se montează pe capul de lucru al unei mașini de electroeroziune având minimum un electrod-sculă (13, 42) filiform respectiv tubular acționat de un motoreductor (6) caracterizat prin aceea că are în componență o placă superioară (1) cu niște canale (1a) în formă de T pe care se asamblează în diferite poziții în funcție de dispunerea găurilor sau microgăurilor prelucrate simultan, niște module (9) de prelucrare prin electroeroziune a găurilor și microgăurilor, și care au o flanșă intermediară (35) staționară, care prezintă un ștuț lateral (36) prin care se face injecția lichidului dielectric prin niște canalele axiale (35a, 33a, 13a) și care au în capăt electrozi-sculă tubulari (13) pentru găuri și filiformi respectiv tubulari (42) pentru microgăuri, care execută mișcări de avans și retragere și o mișcare de rotație în jurul axei proprii și care preiau mișcarea de rotație de la motoreductorul (6) poziționat pe o placă verticală laterală (4) prevăzută cu niște găuri (4a, 4b) ovale, care permit modificarea poziției verticale a motoreductorului (6) în funcție de lungimea modulelor (9) și care transmite mișcarea de rotație printr-o curea dințată (8), tensionată cu un întinzător (10) poziționat pe canalele (1a), la niște roți (9a) dințate, care angrenează cu cureaua (8), asamblate pe fiecare modul (9), un modul de activare ultrasonică (11) pe care se asamblează la partea sa inferioară niște discuri (12) cu dimensiuni diferite care vibrează cu frecvență ultrasonică, astfel încât periferia discului, constituind un antinod, să oscileze cu amplitudine maximă în apropierea electrozilor-sculă (13, 42).