RU2629578C2 - Method of electroerozional treatment of part from conductive ceramics on automated cutting machines with cnc - Google Patents

Method of electroerozional treatment of part from conductive ceramics on automated cutting machines with cnc Download PDF

Info

Publication number
RU2629578C2
RU2629578C2 RU2016105784A RU2016105784A RU2629578C2 RU 2629578 C2 RU2629578 C2 RU 2629578C2 RU 2016105784 A RU2016105784 A RU 2016105784A RU 2016105784 A RU2016105784 A RU 2016105784A RU 2629578 C2 RU2629578 C2 RU 2629578C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
value
tool
current
effective
electrode
Prior art date
Application number
RU2016105784A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016105784A (en
Inventor
Сергей Николаевич Григорьев
Михаил Павлович Козочкин
Артур Николаевич Порватов
Кирилл Евгеньевич Хотеенков
Медет Жайлауович Токбергенов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН")
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 образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН")
Priority to RU2016105784A priority Critical patent/RU2629578C2/en
Publication of RU2016105784A publication Critical patent/RU2016105784A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2629578C2 publication Critical patent/RU2629578C2/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
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02—Wire-cutting
    • B23H7/04—Apparatus for supplying current to working gap; Electric circuits specially adapted therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: method comprises the electroerosive treatment of a part workpiece with a wire electrode tool, during which the vibrations on the workpiece attachment device are controlled. From the vibration signal, the effective values in the high-frequency range are separated and compared to the threshold value of the vibrations. In the method, the effective values of the discharge current signals are further controlled and compared with the threshold current value defined as It= kCIsc, where Isc is the effective value of the short-circuit current, at which the discharges are transferred to the arc, k is the safety factor, k = 0.7-0.9, and the threshold value of vibrations corresponds to a value exceeding in 1.4-2.0 times the effective value of the vibrations in the frictional contact of the electrode tool and the part. Moreover, if the effective value of the vibration signal falls below the vibration threshold value simultaneously with exceeding the current threshold value by the effective value of the discharge current signal, the current supply is turned off and the electrode-tool is removed from the part.
EFFECT: effective detection of the moments of occurrence of short-circuits, preventing the heating increase of the workpiece and the electrode-tool and the breakage of the electrode tool.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, а именно, к электроэрозионной (ЭЭ) обработке на автоматизированных вырезных станках с ЧПУ, в частности, к определению моментов возникновения коротких замыканий между электродом-инструментом и электродом-заготовкой.The invention relates to electrophysical and electrochemical processing methods, namely, to electroerosive (EE) processing on automated CNC cutting machines, in particular, to determining the moments of occurrence of short circuits between the electrode-tool and the electrode-workpiece.

Из уровня техники известны способы определения момента возникновения короткого замыкания электродов на ЭЭ станке, заключающиеся в том, что анализируют импульсы тока и напряжения, возникающие на межэлектродном промежутке (МЭП). Когда амплитуда импульсов тока становится большой, а амплитуда импульсов напряжений приближается к нулю, принимают решение о возникновении короткого замыкания электродов и прекращают обработку (Авторское свидетельство СССР №366955, опубл. 23.01.1973; Артамонов Б.А., Волков Ю.С. «Анализ моделей процессов электрохимической и электроэрозионной обработки) - М.: ВНИИПИ. 1991, с. 144).The prior art methods for determining the moment of occurrence of a short circuit of the electrodes on the EE machine, which consists in analyzing the current and voltage pulses that occur on the interelectrode gap (MEP). When the amplitude of the current pulses becomes large, and the amplitude of the voltage pulses approaches zero, they decide on the occurrence of a short circuit of the electrodes and stop processing (USSR Author's Certificate No. 369555, published January 23, 1973; B. Artamonov, Yu. S. Volkov “ Analysis of models of processes of electrochemical and electrical discharge machining) - M.: VNIIIPI. 1991, p. 144).

Известные решения широко применяются при ЭЭ обработке металлов и сплавов, но неприменимы при обработке современных керамических (токопроводящих) композиций. Такие керамические композиции обладают повышенным электрическим сопротивлением по сравнению с металлами. При соприкосновении такой заготовки с электродом-инструментом разрядный ток хотя и возрастает, но не столь значительно, как в случаях с металлическими изделиями, при этом напряжение не падает до нуля. В результате ситуация короткого замыкания идентифицируется в системе управления станком как текущий рабочий эпизод и сближение электродов продолжается. Прохождение тока по электроду-заготовке, обладающей большим электрическим сопротивлением, приводит к ее разогреву, ведущему к появлению трещин и сколов.Known solutions are widely used in EE processing of metals and alloys, but are not applicable in the processing of modern ceramic (conductive) compositions. Such ceramic compositions have increased electrical resistance compared to metals. When such a workpiece comes into contact with the electrode-tool, the discharge current, although it increases, is not as significant as in the case of metal products, while the voltage does not drop to zero. As a result, the short circuit situation is identified in the machine control system as the current operating episode and the approach of the electrodes continues. The passage of current through the workpiece electrode, which has high electrical resistance, leads to its heating, leading to the appearance of cracks and chips.

Известен способ предотвращения обрывов проволочного электрода-инструмента, заключающийся в том, что контролируют чередование полярности импульсов тока или напряжения на участках проволочного электрода-инструмента между токоподводами. Нарушение чередования полярности импульсов в течение заданного промежутка времени должно свидетельствовать о локализации разрядов в небольшой зоне обработки, что грозит обрывом проволочного электрода (Патент РФ №2034684, опубл. 10.05.1995).A known method of preventing breaks in the wire electrode of the tool, which consists in controlling the alternation of the polarity of the current pulses or voltage in the sections of the wire electrode of the tool between the current leads. Violation of the alternation of the polarity of the pulses for a given period of time should indicate the localization of discharges in a small processing zone, which threatens the breakage of the wire electrode (RF Patent No. 2034684, publ. 10.05.1995).

Основным недостатком способа является то, что он рассчитан на обработку проволочным электродом-инструментом деталей большой толщины, где локализация разряда по ширине среза выражается более отчетливо. Однако чаще приходится иметь дело с деталями малых размеров с небольшой шириной среза, где применение подобного способа не сможет дать надежных результатов.The main disadvantage of this method is that it is designed to process parts of large thickness with a wire electrode-tool, where the localization of the discharge along the width of the cut is more clearly expressed. However, more often it is necessary to deal with parts of small sizes with a small cut width, where the application of this method will not be able to give reliable results.

Известен способ, заключающийся в том, что в процессе обработки контролируют механические вибрации на приспособлении для крепления заготовки, выделяют из сигнала вибраций эффективные значения в высокочастотном диапазоне и сравнивают их с заданным значением в пороговом блоке. Если значение сигнала вибраций оказывается ниже заданного значения в тот период, когда по управляющей программе должна быть обработка, принимается решение о поломке инструмента (Авторское свидетельство СССР №973245, опубл. 15.11.1982).A known method is that during processing, mechanical vibrations are monitored on the workpiece attachment device, effective values in the high-frequency range are extracted from the vibration signal and compared with a predetermined value in the threshold block. If the value of the vibration signal turns out to be lower than the set value during the period when processing should be performed according to the control program, a decision is made on the breakdown of the tool (USSR Author's Certificate No. 973245, publ. 11/15/1982).

Основным недостатком способа является то, что при его использовании и определении моментов возникновения коротких замыканий электродов на ЭЭ станках, пониженные эффективные значения сигнала высокочастотных вибраций могут наблюдаться при увеличенном МЭП, при загрязнении МЭП продуктами эрозии и т.п., что приводит к некорректной интерпретации измеренных значений и, как следствие, существенно сужает технологические возможности способа.The main disadvantage of this method is that when using it and determining the moments of occurrence of short circuits of electrodes on EE machines, lower effective values of the high-frequency vibration signal can be observed with increased MEP, when MEP is contaminated with erosion products, etc., which leads to incorrect interpretation of the measured values and, as a result, significantly reduces the technological capabilities of the method.

Задачей изобретения является обеспечение эффективного выявления моментов возникновения коротких замыканий, имеющих место в процессе ЭЭ обработки на вырезных ЭЭ станках деталей из токопроводящей керамики, предотвращения повышенного нагрева заготовки и электрода-инструмента, вызывающего трещины и сколы на обрабатываемой поверхности, обрыв электрода-инструмента.The objective of the invention is to provide effective identification of the occurrence of short circuits that occur in the process of EE processing on cut EE machines for parts of conductive ceramics, preventing increased heating of the workpiece and the electrode tool, causing cracks and chips on the treated surface, the breakage of the electrode tool.

Техническим результатом является расширение технологических возможностей способа за счет возможности эффективной электроэрозионной обработки деталей из токопроводящей керамики проволочным электродом-инструментом.The technical result is the expansion of technological capabilities of the method due to the possibility of effective electrical discharge machining of parts of conductive ceramics with a wire electrode tool.

Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в способе электроэрозионной обработки детали из токопроводящей керамики на автоматизированных вырезных станках с ЧПУ, включающем электроэрозионную обработку заготовки детали проволочным электродом-инструментом, при которой контролируют вибрации на приспособлении для крепления заготовки, причем из сигнала вибраций выделяют эффективные значения в высокочастотном диапазоне и сравнивают их с пороговым значением вибраций, дополнительно контролируют эффективные значения сигналов разрядного тока и сравнивают их с пороговым значением тока, определяемым как Iп=k×Iкз, где Iкз - эффективное значение тока короткого замыкания, при котором разряды переходят в дугу; k - коэффициент запаса, k=0,7-0,9, а пороговое значение вибраций соответствует значению, превышающему в 1,4-2,0 раза эффективное значение вибраций во фрикционном контакте электрода-инструмента и детали, при этом при одновременном падении эффективного значения сигнала вибраций ниже порогового значения вибраций и превышении эффективным значением сигнала разрядного тока порогового значения тока выключают подачу тока и отводят электрод-инструмент от детали, целесообразно в процессе отвода электрода-инструмента от детали сравнивать эффективное значение сигнала вибраций с эффективным значением естественного фона вибраций, а при достижении эффективным значением сигнала вибраций эффективного значения естественного фона вибраций возобновлять подачу тока и подвод электрода-инструмента к детали.The problem is solved, and the claimed technical result is achieved by the fact that in the method of electrical discharge machining of parts from conductive ceramics on automated CNC cutting machines, including electrical discharge machining of the workpiece part with a wire electrode-tool, in which vibration is controlled on the device for attaching the workpiece, and from the signal vibrations emit effective values in the high-frequency range and compare them with the threshold value of vibrations, in addition I control an effective discharge current values of the signals and compare them with a threshold current value, defined as I f = k × I kz, where kz I - effective value of the fault current, whereby arc discharge becomes; k is the safety factor, k = 0.7-0.9, and the threshold value of the vibrations corresponds to a value that exceeds 1.4-2.0 times the effective value of the vibrations in the frictional contact of the electrode-tool and the part, while the effective the values of the vibration signal are lower than the threshold value of vibrations and when the effective value of the discharge current signal exceeds the threshold current value, the current supply is turned off and the electrode-tool is removed from the part; it is advisable to compare the effective one in the process of removal of the electrode-tool from the part the value of the vibration signal with the effective value of the natural vibration background, and when the effective value of the vibration signal reaches the effective value of the natural vibration background, resume the current supply and the supply of the electrode-tool to the part.

Изобретение поясняется изображениями, где:The invention is illustrated by images, where:

Фиг. 1 - схема реализации способа;FIG. 1 is a diagram of the implementation of the method;

Фиг. 2 - пример изменения эффективных значений сигналов вибраций и тока при возникновении короткого замыкания во время обработки оксидной керамики ВОК 60;FIG. 2 is an example of a change in the effective values of the vibration and current signals when a short circuit occurs during the processing of oxide ceramic VOK 60;

Фиг. 3 - фотография участка заготовки из ВОК 60 со следами сколов и трещин, вызванных длительным коротким замыканием электродов.FIG. 3 is a photograph of a portion of a billet from VOK 60 with traces of chips and cracks caused by a prolonged short circuit of the electrodes.

Суть заявленного способа электроэрозионной обработки деталей электродом-инструментом заключается в следующем.The essence of the claimed method of electrical discharge machining of parts with an electrode-tool is as follows.

При нормальном протекании процесса ЭЭ обработки импульсы разрядного тока вызывают взрывное испарение рабочей жидкости и материала заготовки. В результате на поверхность детали действуют силовые импульсы отдачи от паров испаряемого материала и силовые импульсы ударных волн от испарения рабочей жидкости. Импульсное воздействие на поверхность детали порождает волновые процессы в упругой системе, включающей деталь и приспособление (зажим, стол и т.п.) для ее крепления. Волновые процессы создают колебания поверхностей, которые регистрируются устанавливаемым акселерометром в виде электрических сигналов, пропорциональных виброускорению этих колебаний. Соприкосновение электродов вызывает короткое замыкание, при котором исключается электрическое сопротивление рабочей жидкости, и прекращается импульсное воздействие на поверхность заготовки. При обычной обработке металлических изделий из-за резкого уменьшения сопротивления многократно возрастает ток короткого замыкания, по которому и определяют соприкосновение электродов. Но при обработке токопроводящей керамики, сопротивление которой в десятки раз больше по сравнению с различными металлами и сплавами, рост тока при коротком замыкании увеличивается, но не столь радикально по сравнению с металлами.In the normal course of the EE processing, pulses of discharge current cause explosive evaporation of the working fluid and the workpiece material. As a result, the force pulses of recoil from the vapor of the evaporated material and the power pulses of the shock waves from the evaporation of the working fluid act on the surface of the part. Impulse action on the surface of the part generates wave processes in the elastic system, including the part and the device (clamp, table, etc.) for its fastening. Wave processes create surface vibrations that are recorded by the installed accelerometer in the form of electrical signals proportional to the vibration acceleration of these vibrations. The contact of the electrodes causes a short circuit, in which the electrical resistance of the working fluid is excluded, and the impulse action on the surface of the workpiece is stopped. During normal processing of metal products, due to a sharp decrease in resistance, the short-circuit current increases many times, by which the contact of the electrodes is determined. But when processing conductive ceramics, the resistance of which is tens of times greater compared to various metals and alloys, the current growth during short circuit increases, but not so radically compared to metals.

Одновременно при коротком замыкании электродов вибрации от импульсного воздействия прекращаются, но зато возникают вибрации от фрикционного контакта проволочного электрода-инструмента (он непрерывно перематывается с одной катушки на другую) с поверхностью заготовки. Сигнал вибраций от фрикционного контакта значительно меньше сигнала от импульсного воздействия, но заметно превышает амплитуду вибраций естественного фона, включающего электрические и механические помехи. Т.о., момент короткого замыкания при обработке токопроводящей керамики сопровождается относительно умеренным ростом тока и падением амплитуды вибраций до значений, соответствующих фрикционному контакту электродов. Эти физические явления и были положены в основу заявленного способа.At the same time, when the electrodes are short-circuited, the vibrations from the pulse action cease, but then vibrations arise from the frictional contact of the wire-electrode-tool (it is continuously rewound from one coil to another) with the surface of the workpiece. The vibration signal from the frictional contact is much smaller than the signal from the pulsed action, but noticeably exceeds the vibration amplitude of the natural background, including electrical and mechanical noise. Thus, the short circuit time during the processing of conductive ceramics is accompanied by a relatively moderate increase in current and a decrease in the vibration amplitude to values corresponding to the friction contact of the electrodes. These physical phenomena were the basis of the claimed method.

Изложенное поясняется приведенными изображениями, где блоки 1 и 2 (Фиг. 1) отображают датчик вибраций (акселерометр) и датчик тока (например, датчик Холла) соответственно. Блок 3 отображает полосовой фильтр высоких частот для сигнала с акселерометра, блоки 4 и 5 показывают первый и второй пороговые блоки для сигналов вибраций и тока с пороговыми значениями П1 и П2 соответственно. Блок 6 представляет собой логический элемент «И», который вырабатывает управляющий сигнал 7 в систему управления станком 8 при одновременной подаче на его входы сигналов с блоков 4 и 5. Пороговый блок 9 сравнивает текущее значение сигнала вибраций с пороговым значением П3, соответствующим эффективному значению амплитуды естественного фона вибраций, и выдает в систему управления 8 управляющий сигнал 10. По управляющему сигналу 7 система управления 8 отключает рабочий ток и включает реверсивную подачу электрода-инструмента, отводящую его от заготовки. Это движение продолжается до тех пор, пока эффективная амплитуда сигнала вибраций не станет ниже порогового значения П3. После этого в систему управления 8 подается управляющий сигнал 10, восстанавливающий рабочую подачу и включающий рабочий ток. Т.о., станок переводится в рабочее состояние и продолжает работу до повторения ситуации короткого замыкания. В схеме реализации способа присутствуют три пороговых блока. При выборе пороговых значений надо руководствоваться следующими соображениями. Значение порога П1 в блоке 4 должно ориентироваться на эффективное значение вибрации во фрикционном контакте электродов. Например, превышать это значение в 1,4-2,0 раза (быть больше на 3-6 дБ). Значение порога П2 в блоке 5 должно ориентироваться на эффективное значение тока короткого замыкания с некоторым коэффициентом запаса k=0,7-0,9 (быть меньше на 2-3 А). Значение порога П3 в блоке 9 ориентируется на фоновые помехи, присутствующие на станке, и снижение эффективной амплитуды вибраций заведомо ниже соответствующих значений при фрикционном контакте. Т.е. значение П3 может быть взято в 3-4 раза ниже значения П1 (ниже на 10-12 дБ).The foregoing is illustrated by the above images, where blocks 1 and 2 (Fig. 1) display a vibration sensor (accelerometer) and a current sensor (for example, a Hall sensor), respectively. Block 3 displays a high-pass bandpass filter for the signal from the accelerometer, blocks 4 and 5 show the first and second threshold blocks for vibration and current signals with threshold values P 1 and P 2, respectively. Block 6 is a logical element "AND", which generates a control signal 7 in the control system of the machine 8 while simultaneously feeding signals from blocks 4 and 5 to its inputs. The threshold block 9 compares the current value of the vibration signal with a threshold value P 3 corresponding to the effective value the amplitude of the natural background of vibrations, and gives the control signal 10 to the control system 8. By the control signal 7, the control system 8 turns off the operating current and turns on the reverse feed of the electrode-tool, which leads it away from preparations. This movement continues until the effective amplitude of the vibration signal falls below the threshold value P 3 . After that, a control signal 10 is supplied to the control system 8, restoring the working feed and turning on the operating current. Thus, the machine is put into working condition and continues to work until the short circuit situation repeats. In the implementation scheme of the method there are three threshold blocks. When choosing threshold values, one should be guided by the following considerations. The threshold value P 1 in block 4 should be guided by the effective value of vibration in the friction contact of the electrodes. For example, to exceed this value by 1.4-2.0 times (to be more by 3-6 dB). The threshold value P 2 in block 5 should focus on the effective value of the short circuit current with a certain safety factor k = 0.7-0.9 (to be less by 2-3 A). The threshold value P 3 in block 9 focuses on the background noise present on the machine, and a decrease in the effective vibration amplitude is obviously lower than the corresponding values for frictional contact. Those. the value of P 3 can be taken 3-4 times lower than the value of P 1 (lower by 10-12 dB).

На фиг. 2 показан пример изменения в течение 0,22 секунд эффективных значений вибраций (график Ав) и тока (график Ат) при ЭЭ обработке детали из оксидной керамики ВОК 60. Значения обоих сигналов показаны в милливольтах, поскольку они в таком виде регистрировались на выходах измерительных приборов. На графиках выделен участок «КЗ», где произошло короткое замыкание электродов. Участок был выделен на основании того, что амплитуда сигнала вибраций стала ниже порогового значения П1, а эффективное значение тока в тоже время было больше порогового значения П2. Поскольку система управления реального станка не смогла распознать ситуацию короткого замыкания, то из-за перегрева произошел обрыв проволочного электрода-инструмента. Об этом говорит всплеск сигнала вибраций и падение сигнала тока в конце показанных графиков.In FIG. Figure 2 shows an example of a change in 0.22 seconds of the effective values of the vibrations (graph Av) and current (graph At) during the EE processing of the WOK 60 oxide ceramic part. The values of both signals are shown in millivolts, since they were recorded in such a way at the outputs of measuring instruments . On the graphs, the “KZ" section is highlighted, where a short circuit of the electrodes occurred. The plot was selected on the basis that the amplitude of the vibration signal became lower than the threshold value P 1 , and the effective value of the current at the same time was greater than the threshold value P 2 . Since the control system of a real machine could not recognize a short circuit situation, a wire electrode-tool breakage occurred due to overheating. This is indicated by a surge in the vibration signal and a drop in the current signal at the end of the graphs shown.

На фиг. 3 показана фотография участка заготовки из ВОК 60, где показан паз 11, оставшийся от электрода-инструмента, и отмечены скол 12 и трещины 13 по краям прорезанного паза, вызванные локальным нагревом поверхности заготовки в результате длительного короткого замыкания.In FIG. Figure 3 shows a photograph of a section of a workpiece from VOK 60, where a groove 11 remaining from the electrode-tool is shown, and a cleavage 12 and cracks 13 along the edges of the cut groove are noted, caused by local heating of the surface of the workpiece as a result of a long short circuit.

Способ электроэрозионной обработки деталей электродом-инструментом осуществляется следующим образом.The method of electrical discharge machining of parts with an electrode tool is as follows.

Токопроводящая керамика характеризуется не только большим сопротивлением, но и неравномерностью распределения компонентов по объему материала заготовки. Снижение значений разрядного тока может вызываться не только увеличением МЭП, но и локальным повышением сопротивления материала заготовки. Система управления начинает уменьшать МЭП, замыкая электроды. Такое короткое замыкание не вызывает резкого роста тока из-за большого сопротивления материала заготовки, Система управления не предпринимает действий, свойственных явлению типового короткого замыкания при обработке металлических изделий, и продолжает сближение электродов, натягивая проволочный электрод-инструмент. В этот период времени идет разогрев электродов (материалов заготовки и инструмента), ведущий к обрыву проволоки и растрескиванию заготовки. В предложенном способе распознавание нетипичного короткого замыкания базируется на параллельном анализе сигналов вибраций и тока. При коротком замыкании прекращаются разрядные импульсы, что вызывает значительное снижение сигнала вибраций (в примере на фиг. 2 эффективное значение сигнала с датчика вибраций в момент короткого замыкания снижается в 10 раз). Эффективное значение сигнала тока при этом значительно возрастает (в примере на фиг. 2 это возрастание было в 5 раз). Т.о., в пороговом блоке 4 фиксируется снижение эффективного значения сигнала вибраций ниже П1, а в блоке 5 фиксируется превышение эффективным значением рабочего тока значения П2. Одновременное срабатывание блоков 4 и 5 приводит к срабатыванию блока 6 (логического элемента «И») и подаче управляющего сигнала 7, по которому система управления 8 должна отключить подачу рабочего тока, включить обратную подачу электрода-инструмента, увеличивающую МЭП, и начать сравнивать текущее эффективное значение вибраций с пороговым значением П3. После выключения тока сигнал вибраций определяется трением перематываемой проволоки электрода-инструмента о поверхность заготовки. При размыкании электродов в процессе реверса подачи сигнал вибраций от трения электродов исчезает совсем (точнее, снижается до уровня помех). Для случая, показанного на фиг. 2, после размыкания контактов сигнал вибраций снизился в 7,5 раз по сравнению с сигналом при трении. Снижение сигнала вибраций ниже порогового значения П3 (пороговое значение П3 в блоке 9 может устанавливаться ниже П1 на 10-12 дБ) фиксируется в пороговом блоке 9, который подает в систему управления 8 сигнал 10, предписывающий перевод ЭЭ станка в рабочее состояние: включение рабочего тока и восстановление рабочей подачи электрода-инструмента на сближение с заготовкой. Таким образом предложенный способ позволяет эффективно выявлять и предотвращать моменты возникновения коротких замыканий при электроэрозионной обработке проволочным электродом-инструментом деталей из токопроводящей керамики.Conducting ceramics is characterized not only by high resistance, but also by the uneven distribution of components over the volume of the workpiece material. A decrease in the discharge current can be caused not only by an increase in the MEA, but also by a local increase in the resistance of the workpiece material. The control system begins to reduce the MEP, closing the electrodes. Such a short circuit does not cause a sharp increase in current due to the high resistance of the workpiece material. The control system does not take the actions typical of the phenomenon of a typical short circuit in the processing of metal products, and continues to approach the electrodes by pulling the wire electrode tool. During this period of time, the electrodes (materials of the workpiece and tool) are heated, leading to wire breakage and cracking of the workpiece. In the proposed method, recognition of an atypical short circuit is based on a parallel analysis of vibration and current signals. During a short circuit, the discharge pulses cease, which causes a significant reduction in the vibration signal (in the example in Fig. 2, the effective value of the signal from the vibration sensor at the time of the short circuit decreases by 10 times). The effective value of the current signal increases significantly (in the example in Fig. 2, this increase was 5 times). Thus, in the threshold block 4, a decrease in the effective value of the vibration signal below P 1 is recorded, and in block 5, the effective value of the working current exceeds the value of P 2 . The simultaneous operation of blocks 4 and 5 leads to the operation of block 6 (logical element “I”) and the supply of a control signal 7, by which the control system 8 must turn off the supply of the operating current, turn on the reverse supply of the tool electrode, which increases the MEP, and begin to compare the current effective the value of vibrations with a threshold value of P 3 . After turning off the current, the vibration signal is determined by the friction of the rewind wire of the electrode-tool on the surface of the workpiece. When the electrodes are opened during the supply reverse, the vibration signal from the friction of the electrodes disappears completely (more precisely, it decreases to the level of interference). For the case shown in FIG. 2, after opening the contacts, the vibration signal decreased by 7.5 times compared with the signal during friction. The reduction of the vibration signal below the threshold value P 3 (the threshold value P 3 in block 9 can be set lower than P 1 by 10-12 dB) is fixed in the threshold block 9, which sends a signal 10 to the control system 8, instructing the EE of the machine to enter the operating state: switching on the working current and restoring the working feed of the electrode-tool to approach the workpiece. Thus, the proposed method allows you to effectively identify and prevent the occurrence of short circuits during electrical discharge machining parts of conductive ceramics with a wire electrode tool.

С учетом изложенного можно сделать вывод о том, что поставленная задача - обеспечение эффективного выявления моментов возникновения коротких замыканий, имеющих место в процессе ЭЭ обработки на вырезных ЭЭ станках деталей из токопроводящей керамики, предотвращения повышенного нагрева заготовки и электрода-инструмента, вызывающего трещины и сколы на обрабатываемой поверхности, обрыв электрода-инструмента - решена, а заявленный технический результат - расширение технологических возможностей способа за счет обеспечения эффективной электроэрозионной обработки деталей из токопроводящей керамики электродом-инструментом - достигнут.Based on the foregoing, we can conclude that the task is to ensure the effective identification of the occurrence of short circuits that occur in the process of EE processing on die-cut E-machines of parts from conductive ceramics, preventing increased heating of the workpiece and the electrode-tool, causing cracks and chips on the treated surface, the breakage of the electrode-tool is solved, and the claimed technical result is the expansion of the technological capabilities of the method by providing efficient electronic troerosion processing of parts of conductive ceramics with an electrode-tool - achieved.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического технического результата.The analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the characteristics indicated in the independent claim are interrelated with each other with the formation of a stable set of necessary attributes unknown at the priority date from the prior art sufficient to obtain the desired synergistic technical result.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, а именно, к электроэрозионной обработке на автоматизированных вырезных станках с ЧПУ, в частности, к определению моментов возникновения коротких замыканий между электродом-инструментом и электродом-заготовкой;- the object embodying the claimed technical solution, when it is implemented, relates to electrophysical and electrochemical processing methods, namely, to EDM on automated CNC cutting machines, in particular, to determining the moments of occurrence of short circuits between the electrode-tool and the electrode-workpiece;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте нижеизложенной формулы, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и/или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the claimed object as described in the independent clause of the formula below, the possibility of its implementation using the means and methods described above and / or known from the prior art on the priority date is confirmed;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- the object embodying the claimed technical solution, when implemented, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованиям условий патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed subject matter meets the requirements of the patentability conditions of “novelty”, “inventive step” and “industrial applicability” under applicable law.

Claims (6)

1. Способ электроэрозионной обработки детали из токопроводящей керамики на автоматизированных вырезных станках с ЧПУ, включающий электроэрозионную обработку заготовки детали проволочным электродом-инструментом, при которой контролируют вибрации на приспособлении для крепления заготовки, причем из сигнала вибраций выделяют эффективные значения в высокочастотном диапазоне и сравнивают их с пороговым значением вибраций, отличающийся тем, что дополнительно контролируют эффективные значения сигналов разрядного тока и сравнивают их с пороговым значением тока, которое определяют по зависимости1. The method of electrical discharge machining of parts from conductive ceramics on automated CNC cutting machines, including electrical discharge machining of a workpiece blank with a wire electrode tool, in which the vibrations on the workpiece attachment device are controlled, and effective values in the high-frequency range are extracted from the vibration signal and compared with vibration threshold value, characterized in that the effective values of the discharge current signals are additionally controlled and compared with thresholds of current value which is determined depending on Iп=k×Iкз, гдеI p = k × I KZ , where Iкз - эффективное значение тока короткого замыкания, при котором разряды переходят в дугу,I KZ - the effective value of the short circuit current at which the discharges pass into the arc, k - коэффициент запаса, k=0,7-0,9,k is the safety factor, k = 0.7-0.9, а пороговое значение вибраций соответствует значению, превышающему в 1,4-2,0 раза эффективное значение вибраций во фрикционном контакте электрода-инструмента и детали, при этом при одновременном падении эффективного значения сигнала вибраций ниже порогового значения вибраций и превышении эффективным значением сигнала разрядного тока порогового значения тока выключают подачу тока и отводят электрод-инструмент от детали.and the threshold value of vibrations corresponds to a value that exceeds 1.4-2.0 times the effective value of vibrations in the friction contact of the tool electrode and the part, while at the same time the effective value of the vibration signal falls below the threshold value of the vibrations and the effective value of the discharge current signal exceeds the threshold current values turn off the current supply and divert the electrode-tool from the part. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе отвода электрода-инструмента от детали сравнивают эффективное значение сигнала вибраций с эффективным значением естественного фона вибраций, а при достижении эффективным значением сигнала вибраций эффективного значения естественного фона вибраций возобновляют подачу тока и подводят электрод-инструмент к детали.2. The method according to p. 1, characterized in that during the removal of the electrode-tool from the part, the effective value of the vibration signal is compared with the effective value of the natural vibration background, and when the effective value of the vibration signal reaches the effective value of the natural vibration background, the current supply is resumed and the electrode is supplied tool to the part.
RU2016105784A 2016-02-19 2016-02-19 Method of electroerozional treatment of part from conductive ceramics on automated cutting machines with cnc RU2629578C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016105784A RU2629578C2 (en) 2016-02-19 2016-02-19 Method of electroerozional treatment of part from conductive ceramics on automated cutting machines with cnc

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016105784A RU2629578C2 (en) 2016-02-19 2016-02-19 Method of electroerozional treatment of part from conductive ceramics on automated cutting machines with cnc

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016105784A RU2016105784A (en) 2017-08-24
RU2629578C2 true RU2629578C2 (en) 2017-08-30

Family

ID=59744681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016105784A RU2629578C2 (en) 2016-02-19 2016-02-19 Method of electroerozional treatment of part from conductive ceramics on automated cutting machines with cnc

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2629578C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU973245A1 (en) * 1981-04-02 1982-11-15 Ордена Трудового Красного Знамени Экспериментальный Научно-Исследовательский Институт Металлорежущих Станков Method of detecting breakage of cutting tools in metal working machines
JPS6044230A (en) * 1983-08-17 1985-03-09 Inoue Japax Res Inc Wire-cut electric discharge machine
SU1583235A1 (en) * 1987-11-26 1990-08-07 Предприятие П/Я В-2190 Method of electric discharge machining
RU2034684C1 (en) * 1992-02-24 1995-05-10 Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков Method to control working process of electrical discharge outcutting machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU973245A1 (en) * 1981-04-02 1982-11-15 Ордена Трудового Красного Знамени Экспериментальный Научно-Исследовательский Институт Металлорежущих Станков Method of detecting breakage of cutting tools in metal working machines
JPS6044230A (en) * 1983-08-17 1985-03-09 Inoue Japax Res Inc Wire-cut electric discharge machine
SU1583235A1 (en) * 1987-11-26 1990-08-07 Предприятие П/Я В-2190 Method of electric discharge machining
RU2034684C1 (en) * 1992-02-24 1995-05-10 Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков Method to control working process of electrical discharge outcutting machine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016105784A (en) 2017-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8168914B2 (en) Electric-discharge-machining power supply apparatus and electric discharge machining method
JP4874358B2 (en) Power supply device for machining of Die-sinker EDM
DE102016105560B3 (en) Method and apparatus for puncture detection during thermally assisted puncturing of a workpiece
JP6063068B2 (en) Wire electric discharge machine
JP2013154461A (en) Wire electric discharge machine for detecting machining state and determining average voltage between poles
US10493547B2 (en) Wire electrical discharge machining device
Dey et al. Experimental study using different tools/electrodes EG copper, graphite on MRR of EDM process and selecting the best one for maximum MRR in optimum condition
RU2629578C2 (en) Method of electroerozional treatment of part from conductive ceramics on automated cutting machines with cnc
DE112012007077T5 (en) Electric discharge machining device
KR950007696B1 (en) Power supply for electronic discharge making system
JPS5926414B2 (en) Electric discharge machining equipment
JP2005531417A (en) Method and apparatus for electrochemical machining
Schwade Fundamental analysis of high frequent electrical process signals for advanced technology developments in W-EDM
CN106670599B (en) Stablize the method, apparatus and system of electric spark adaptive machining
KR20230073333A (en) Wire electric discharge machine, and control method of wire electric discharge machine
JP2967682B2 (en) Electric discharge machine
RU2629575C2 (en) Control method for electric discharge machining of parts in automated edm machine with cnc system
RU2768409C1 (en) Method of protection against short circuits during electrochemical sizing
Behrens et al. A comparison of different input values for gap-width controllers used in electro-discharge machining
Mujawar et al. Effect Of Edm Process Parameters On Surface Roughness Using Aisi D2 Material
JPS6247650B2 (en)
TW202218782A (en) Wire electrical discharge machine and method of controlling wire electrical discharge machine
RU2638607C2 (en) Method of carved electrical discharge machining of product
JP5349375B2 (en) EDM machine
SU70206A1 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210220