RU2802609C1 - Device for electric erosion piercing of holes with electrode tool - Google Patents

Device for electric erosion piercing of holes with electrode tool Download PDF

Info

Publication number
RU2802609C1
RU2802609C1 RU2022127775A RU2022127775A RU2802609C1 RU 2802609 C1 RU2802609 C1 RU 2802609C1 RU 2022127775 A RU2022127775 A RU 2022127775A RU 2022127775 A RU2022127775 A RU 2022127775A RU 2802609 C1 RU2802609 C1 RU 2802609C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working fluid
tool
electrode
processing zone
piercing
Prior art date
Application number
RU2022127775A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тимур Ризович Абляз
Евгений Сергеевич Шлыков
Илья Владимирович Осинников
Луиза Евгеньевна Макарова
Карим Равилевич Муратов
Владислав Витальевич Ширяев
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2802609C1 publication Critical patent/RU2802609C1/en

Links

Abstract

FIELD: machining.
SUBSTANCE: electric erosion machining of conductive materials used for piercing holes in a part, a product of any surface complexity from various materials that fully or partially conduct electric current. The device contains an electrode-tool, a system for supplying a working fluid to the processing zone, a current generator, a control unit and a device for developing a control program. The device is equipped with a multi-axis manipulation robot with a spherical coordinate system and a system for collecting and removing waste fluid and electric erosion products washed out of the treatment area during hole piercing, configured to interact with the fluid supply system to the treatment area to obtain a closed working fluid recirculation system. At the output link of the robot, an executive body is rigidly fixed, made with the possibility of fixing the electrode-tool, made in the form of a hollow or solid, single or composite electrode-tool.
EFFECT: expanding the design and functionality of the device.
1 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к электроэрозионной обработке токопроводных материалов и может быть применено в нефтяной, химической, горной, металлургической областях промышленности для прошивки отверстий в обрабатываемой детали, изделии любой сложности поверхности из различных материалов, полностью или ограниченно проводящих электрический ток (металлы, полимерные композитные материалы). The invention relates to electrical discharge machining of conductive materials and can be used in the oil, chemical, mining, and metallurgical industries for making holes in a workpiece, a product of any surface complexity made of various materials that fully or limitedly conduct electric current (metals, polymer composite materials).

Известно устройство для прошивки отверстий бесконтактным электроэрозионным методом металлической заготовки (Технология конструкционных материалов. Под руководством Г.А. Прейса. Из-во «Висша школа», Киев, 1984 г., с 320-321, рис. VI-91), содержащее основание, на котором размещен станок и ванна с диэлектрической жидкостью в ней. В ванне установлено приспособление, на котором размещена обрабатываемая металлическая заготовка, подключенная к источнику тока и являющаяся анодом. В качестве источника тока – генератор импульсов. Через зажимы к генератору импульсов постоянного тока подключен электрод-инструмент, являющийся катодом. Электрод-инструмент закреплен на стойке станка патроном. Электрод-инструмент размещен над поверхностью металлической заготовки с зазором.A device is known for making holes using the non-contact electroerosive method of a metal workpiece (Technology of structural materials. Under the direction of G.A. Preis. Published by "Vissha School", Kiev, 1984, pp. 320-321, Fig. VI-91), containing the base on which the machine and a bath with a dielectric liquid in it are located. A device is installed in the bath, on which the metal workpiece being processed is placed, connected to a current source and serving as an anode. The current source is a pulse generator. An electrode-tool, which is the cathode, is connected to the DC pulse generator through the clamps. The electrode-tool is fixed to the machine stand with a chuck. The electrode tool is placed above the surface of the metal workpiece with a gap.

Недостатки устройства:Disadvantages of the device:

• Устройство ограничено функционально и конструктивно, вследствие того, что электрод-инструмент ограничен в перемещении и рассчитан на прошивку одного отверстия. Обработка сложнопрофильных деталей невозможна.• The device is functionally and structurally limited, due to the fact that the electrode-tool is limited in movement and is designed to pierce one hole. Processing of complex-profile parts is impossible.

• Размер заготовки ограничивается размерами ванны. Устройство не рассчитано на использование полых и составных электрод-инструментов, а также на многоосевое перемещение электрод-инструмента в процессе обработки, что снижает его производительность и функциональные возможности.• The size of the workpiece is limited by the dimensions of the bath. The device is not designed for the use of hollow and composite electrode tools, as well as for multi-axis movement of the electrode tool during processing, which reduces its productivity and functionality.

Известно устройство для электроэрозионной прошивки отверстий (патент № 2730321, опубл. 21.08.2020 г., бюл. №24), содержащее генератор импульсного тока, к которому подключены электрод-инструмент (ЭИ) (-) и электрод-деталь (ЭД) (+). Рабочая жидкость подается в зону обработки из форсунок по гибкому трубопроводу. В качестве рабочей жидкости используется трансформаторное масло. Обрабатываемая поверхность закрыта металлическим листом-шаблоном, имеющим сквозное отверстие.A device for electroerosive piercing of holes is known (patent No. 2730321, published on August 21, 2020, Bulletin No. 24), containing a pulse current generator to which a tool electrode (EI) (-) and a workpiece electrode (ED) ( +). The working fluid is supplied to the treatment zone from the nozzles through a flexible pipeline. Transformer oil is used as the working fluid. The surface to be treated is covered with a metal template sheet with a through hole.

Недостатки устройства:Disadvantages of the device:

• Ограничена глубина обрабатываемого отверстия.• The depth of the hole to be machined is limited.

• Устройство ограничено функционально, вследствие того, что осуществляется обработка только стекло- или углепластиков.• The device is functionally limited due to the fact that only glass or carbon fiber plastics are processed.

• Узел подачи, отвода, сбора рабочей жидкости размещен в емкости с этой жидкостью, что ухудшает ее свойства за счет постоянного повышения концентрации продуктов электроэрозии, которые выводятся из зоны обработки в эту же емкость.• The unit for supplying, discharging, and collecting the working fluid is placed in a container with this liquid, which worsens its properties due to a constant increase in the concentration of electrical erosion products that are removed from the processing zone into the same container.

• Электрод-инструмент закреплен в держателе строго вертикально и совершает только возвратно-поступательные движения. Обработка поверхностей сложного профиля возможно только за счет формообразующих параметров электрод-инструмента. Это ограничивает функциональные и конструктивные возможности устройства.• The electrode-tool is fixed in the holder strictly vertically and makes only reciprocating movements. Processing surfaces with complex profiles is possible only due to the shaping parameters of the electrode tool. This limits the functionality and design capabilities of the device.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для электроэрозионной обработки отверстий полым электрод-инструментом (патент №2687525, МПК В23Н 7/32, опубл. 20.02.2019, бюл. №5), содержащее станок с ЧПУ, полый электрод-инструмент, закрепленный на стойке станка с ЧПУ, генератор тока, подающий напряжение на обрабатываемую деталь (+) и на электрод-инструмент (-), гидравлическую магистраль высокого давления, связанную с полостью электрода-инструмента для подачи рабочей жидкости к обрабатываемой поверхности, гидравлическая магистраль низкого давления для подачи рабочей жидкости и пневматическая магистраль подачи воздуха, объединенные тройником. Тройник вводит смесь воздуха и жидкости в полость детали, обрабатываемой электродом-инструментом. Содержит регулировочный дроссель, регулирующий давление во внутренней полости обрабатываемой детали, блок управления системой подачи рабочей жидкости в полость электрод-инструмента и в полость обрабатываемой детали, а также воздуха в полость обрабатываемой детали. Блок управления и система датчиков межэлектродного зазора в процессе электроэрозионной обработки отверстия электрод-инструментом в обрабатываемой детали подает сигнал на ЭВМ, управляющую электромагнитными клапанами подачи рабочей жидкости и воздуха. Данное устройство принято за прототип. The closest device for the same purpose to the claimed invention in terms of the set of features is a device for electrical discharge machining of holes with a hollow electrode tool (patent No. 2687525, MPK V23N 7/32, published 02.20.2019, bulletin No. 5), containing a CNC machine, a hollow electrode-tool mounted on the stand of a CNC machine, a current generator that supplies voltage to the workpiece (+) and to the electrode-tool (-), a high-pressure hydraulic line connected to the cavity of the electrode-tool to supply working fluid to the surface being processed , a low-pressure hydraulic line for supplying working fluid and a pneumatic air supply line, united by a tee. The tee introduces a mixture of air and liquid into the cavity of the part being processed by the electrode tool. Contains an adjusting throttle that regulates the pressure in the internal cavity of the workpiece, a control unit for the system for supplying working fluid to the cavity of the electrode tool and to the cavity of the workpiece, as well as air to the cavity of the workpiece. The control unit and the system of interelectrode gap sensors during the process of electrical discharge machining of a hole with an electrode tool in the workpiece sends a signal to the computer that controls the electromagnetic valves for supplying working fluid and air. This device is accepted as a prototype.

Недостатки устройства, принятого за прототип:Disadvantages of the device adopted as a prototype:

• Устройство усложнено наличием полости в обрабатываемой детали, подачей рабочей жидкости по двум каналам, образованием смеси воздух-рабочая жидкость;• The device is complicated by the presence of a cavity in the workpiece, the supply of working fluid through two channels, and the formation of an air-working fluid mixture;

• Устройство ограничено конструктивно. Устройство рассчитано на обработку только полых изделий;• The device is structurally limited. The device is designed to process only hollow products;

• Устройство ограничено строго вертикальным возвратно-поступательным перемещением электрод-инструмента;• The device is limited to strictly vertical reciprocating movement of the electrode tool;

• Устройство рассчитано на прошивку только одного отверстия за один установ. Прошивка множества отверстий возможна только при перемещении заготовки относительно электрод-инструмента;• The device is designed to pierce only one hole per installation. Piercing multiple holes is possible only when the workpiece is moved relative to the electrode tool;

• Устройство не предполагает наличие системы рециркуляции рабочей жидкости и ее очистки в процессе обработки.• The device does not imply the presence of a system for recirculating the working fluid and its purification during processing.

Задачей изобретения является расширение конструктивных и функциональных возможностей устройства.The objective of the invention is to expand the design and functionality of the device.

Поставленная задача была решена за счет того, что известное устройство для электроэрозионной прошивки отверстия электродом-инструментом в детали из материала, полностью или ограниченно проводящего электрический ток, содержащее электрод-инструмент, систему подачи рабочей жидкости в виде трансформаторного масла в зону обработки, генератор тока, подающий электрические импульсы на обрабатываемую деталь (+) и на электрод-инструмент (-), блок управления и устройство для разработки управляющей программы, согласно изобретению снабжено многоосевым манипуляционным роботом со сферической системой координат, подключенным к блоку управления и устройству для разработки управляющей программы, и системой сбора и отвода отработанной жидкости и продуктов электроэрозии, вымываемых из зоны обработки в процессе прошивки отверстия, выполненной с возможностью взаимодействия с системой подачи жидкости в зону обработки с получением замкнутой системы рециркуляции рабочей жидкости, при этом на выходном звене многоосевого манипуляционного робота жестко закреплен исполнительный орган, выполненный с возможностью многоосевого перемещения, задаваемого управляющей программой, и содержащий подсоединенный к генератору импульсов тока (-) полый стержень с установленным на нем быстрозажимным патроном для закрепления электрода-инструмента, выполненного в виде полого или сплошного, одиночного или составного электрода-инструмента, система подачи рабочей жидкости в зону обработки включает емкость с рабочей жидкостью, фильтр тонкой очистки на выходе из емкости, насос, регулятор давления рабочей жидкости, соединенные посредством гибкого трубопровода, при этом трубопровод подсоединен к полому стержню для подвода рабочей жидкости в полость стержня в быстрозажимном патроне к электроду-инструменту и в зону обработки, а система сбора и отвода отработанной жидкости и продуктов электроэрозии, вымываемых из зоны обработки в процессе прошивки отверстия, содержит соединенные трубопроводом, с установленным в нем фильтром грубой очистки, ванну и упомянутую емкость с рабочей жидкостью, причем в ванне установлен стол для размещения на нем с зазором обрабатываемой детали.The problem was solved due to the fact that the known device for electrical discharge piercing of a hole with an electrode-tool in a part made of a material that fully or limitedly conducts electric current, containing an electrode-tool, a system for supplying working fluid in the form of transformer oil to the processing zone, a current generator, supplying electrical impulses to the workpiece (+) and to the electrode tool (-), the control unit and the device for developing the control program, according to the invention, is equipped with a multi-axis manipulation robot with a spherical coordinate system connected to the control unit and the device for developing the control program, and a system for collecting and discharging waste liquid and electroerosion products washed out of the processing zone during the hole piercing process, designed to interact with the liquid supply system into the processing zone to obtain a closed system for recirculating the working fluid, while the executive body is rigidly fixed to the output link of the multi-axis manipulation robot , made with the possibility of multi-axis movement specified by the control program, and containing a hollow rod connected to the current pulse generator (-) with a quick-release chuck installed on it for securing the electrode-tool, made in the form of a hollow or solid, single or composite electrode-tool, system supply of working fluid to the processing zone includes a container with working fluid, a fine filter at the outlet of the container, a pump, a pressure regulator of the working fluid, connected through a flexible pipeline, with the pipeline connected to a hollow rod for supplying working fluid into the cavity of the rod in a quick-release chuck electrode-tool and into the processing zone, and the system for collecting and discharging waste liquid and electrical erosion products washed out of the processing zone during the piercing process contains holes connected by a pipeline with a coarse filter installed in it, a bath and the mentioned container with working fluid, and in The bathtub has a table for placing the workpiece on it with a gap.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показал, что устройство обладает новизной и имеет изобретательский уровень, т.к. неизвестно и явно не следует из уровня техники, относящейся к электроэрозионной обработке отверстий. Устройство является промышленно применимым, т.к. может быть использовано во многих отраслях промышленности, в которых стоит задача прошивки отверстий, особенно в сложнопрофильных изделиях. A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype showed that the device is novel and has an inventive step, because is unknown and does not clearly follow from the prior art related to electrical discharge machining of holes. The device is industrially applicable because can be used in many industries that require the task of making holes, especially in complex-profile products.

В отличие от прототипа, проблема фиксации момента выхода электрода-инструмента из детали решена установкой обрабатываемой детали на столе с зазором. Это намного упростило устройство и расширило его конструктивные возможности, расширив номенклатуру обрабатываемых изделий.Unlike the prototype, the problem of fixing the moment when the electrode-tool leaves the part is solved by installing the workpiece on a table with a gap. This greatly simplified the device and expanded its design capabilities, expanding the range of processed products.

Использование в качестве рабочей жидкости трансформаторного масла позволяет оптимизировать процесс электроэрозионной обработки отверстий. Как показали исследования, в процессе электроэрозионной обработки в высокотемпературной диэлектрической жидкости в межэлектродном пространстве не образуется нагар, который снижает качество отверстия и детали в целом. Использование масла в качестве рабочей жидкости при электроэрозионной обработке полимерных композитных материалов позволяет расширить технологические возможности устройства, т.к. обработка композита происходит без выгорания его компонентов с низкой температурой плавления.The use of transformer oil as a working fluid allows you to optimize the process of electrical discharge machining of holes. As studies have shown, during electrical discharge machining in a high-temperature dielectric liquid, carbon deposits do not form in the interelectrode space, which reduces the quality of the hole and the part as a whole. The use of oil as a working fluid during electrical discharge machining of polymer composite materials makes it possible to expand the technological capabilities of the device, because The composite is processed without burning out its components with a low melting point.

В отличие от прототипа, в устройстве могут использоваться полые или сплошные одиночные и составные электроды-инструменты в зависимости от поставленных задач и материала обрабатываемой детали. Тем самым обеспечивается расширение технологических возможностей. Увеличивается производительность. Появляется возможность обрабатывать не только металлы и их сплавы, но и материалы с ограниченной электропроводностью. Расширяются функциональные возможности устройства.Unlike the prototype, the device can use hollow or solid single and composite electrodes-tools, depending on the tasks assigned and the material of the workpiece. This ensures the expansion of technological capabilities. Productivity increases. It becomes possible to process not only metals and their alloys, but also materials with limited electrical conductivity. The functionality of the device is expanded.

В отличие от прототипа, система подвода рабочей жидкости к электрод-инструменту и в зону обработки позволяет доставлять ее из емкости по гибкому трубопроводу с возможностью регулировать давление рабочей жидкости. Таким образом, обеспечивается непрерывность подачи жидкости с заданным напором в зону обработки. Регуляция давления позволяет обеспечить турбулентное движение рабочей жидкости в зоне обработки, что существенно ускоряет сбор и отвод продуктов обработки из межэлектродного зазора и интенсифицировать процесс охлаждения. Постоянство подачи рабочей жидкости, возможность регулировать давление и скорость ее подачи в зависимости от материала обрабатываемого изделия и продуктов электроэрозии в виде шлама крупных и мелких фракций, обеспечивает значительное расширение конструктивных и функциональных возможностей устройства. Фиксация момента выхода электрода-инструмента из материала детали при наличии зазора между деталью и столом предотвращает контакт электрод-инструмента со столом, тем самым сохраняя целостность стола и избегая лишнего износа электрод-инструмента.Unlike the prototype, the system for supplying working fluid to the electrode tool and to the processing zone allows it to be delivered from a container through a flexible pipeline with the ability to regulate the pressure of the working fluid. This ensures continuous supply of liquid with a given pressure to the treatment zone. Pressure regulation allows for turbulent movement of the working fluid in the processing zone, which significantly accelerates the collection and removal of processing products from the interelectrode gap and intensifies the cooling process. The constant supply of working fluid, the ability to regulate the pressure and speed of its supply depending on the material of the workpiece and electroerosion products in the form of sludge of large and small fractions, provides a significant expansion of the design and functionality of the device. Fixing the moment the electrode-tool exits the material of the part in the presence of a gap between the part and the table prevents contact of the electrode-tool with the table, thereby maintaining the integrity of the table and avoiding unnecessary wear of the electrode-tool.

В отличие от прототипа, наличие системы сбора и отвода отработанной жидкости и продуктов электроэрозии, вымываемых из зоны обработки в процессе прошивки отверстия, позволяет обеспечивать рециркуляцию рабочей жидкости без ее потерь, что позволяет расширить функциональные возможности устройства.Unlike the prototype, the presence of a system for collecting and discharging waste liquid and electroerosion products washed out of the processing zone during the piercing process allows for recirculation of the working fluid without its loss, which allows expanding the functionality of the device.

В отличие от прототипа, в устройстве для закрепления электрод-инструмента использован быстрозажимной патрон. Это обеспечивает быструю смену электрода-инструмента. Unlike the prototype, the device uses a quick-release chuck to secure the electrode tool. This ensures quick change of the tool electrode.

Используемый многоосевой манипуляционный робот со сферической системой координат позволяет осуществлять разнонаправленные сложные перемещения исполнительного органа устройства. Становится возможна прошивка отверстий в сложнопрофильных деталях и изделиях.The multi-axis manipulation robot with a spherical coordinate system used allows for multidirectional complex movements of the device's executive body. It becomes possible to pierce holes in complex-profile parts and products.

В отличие от прототипа, устройство позволяет обрабатывать любые сложнопрофильные элементы изделий из любых токопроводных или ограничено токопроводных материалов, функционально расширяя возможности устройства за счет многоосевого функционирования робота, управляемой системой подачи рабочей жидкости в зону обработки локализовано, наличия исполнительного органа с набором разнообразных электрод-инструментов, наличии системы рециркуляции и фильтрации рабочей жидкости, действующих в направлении реализации единого замысла в решении поставленной задачи.Unlike the prototype, the device allows you to process any complex-profile elements of products from any conductive or limited conductive materials, functionally expanding the capabilities of the device due to the multi-axis functioning of the robot, controlled by a system for supplying working fluid to the localized processing zone, the presence of an executive body with a set of various electrode tools, the presence of a recirculation and filtration system for working fluid, acting towards the implementation of a single plan in solving the problem.

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-8.The proposed device is illustrated by the drawings shown in Fig. 1-8.

На фиг. 1 показана общая схема устройства.In fig. 1 shows the general diagram of the device.

На фиг. 2 – кинематическая схема многоосевого манипуляционного робота.In fig. 2 – kinematic diagram of a multi-axis manipulation robot.

На фиг. 3 – схема исполнительного органа устройства.In fig. 3 – diagram of the device’s executive body.

На фиг. 4-6 – варианты электрод-инструментов: полый, сплошной, составной, соответственно.In fig. 4-6 – options for electrode tools: hollow, solid, composite, respectively.

На фиг. 7 – схема системы рециркуляции рабочей жидкости в виде трансформаторного масла в устройстве.In fig. 7 – diagram of the working fluid recirculation system in the form of transformer oil in the device.

На фиг. 8 – схема многоосевого манипуляционного робота в процессе прошивки отверстий в обрабатываемой сложнопрофильной детали.In fig. 8 – diagram of a multi-axis manipulation robot in the process of piercing holes in a processed part with a complex profile.

Устройство содержит многоосевой манипуляционный робот 1 (фиг.1) со сферической системой координат, состоящий из неподвижного основания 2 и подвижных звеньев 3-8 (фиг.2), соединенный с блоком управления 9 и устройством (ПК) для разработки управляющей программы 10 (фиг.1). К выходному звену 8 робота жестко закреплено приспособление 11 для фиксации на роботе 1 исполнительного органа 12 (фиг.3) для прошивки отверстия в обрабатываемой детали 13, установленной на столе 14 с зазором 15 (фиг.1). Исполнительный орган 12 включает в себя полый стержень 16, быстрозажимной бесключевой патрон 17 (фиг.3) и электрод-инструмент 18.The device contains a multi-axis manipulation robot 1 (Fig. 1) with a spherical coordinate system, consisting of a fixed base 2 and moving links 3-8 (Fig. 2), connected to a control unit 9 and a device (PC) for developing a control program 10 (Fig. .1). A device 11 is rigidly attached to the output link 8 of the robot for fixing the executive body 12 (Fig. 3) on the robot 1 for flashing a hole in the workpiece 13 installed on the table 14 with a gap 15 (Fig. 1). The executive body 12 includes a hollow rod 16, a keyless keyless chuck 17 (Fig. 3) and an electrode tool 18.

Электрод-инструмент 18 закреплен в нижней части быстрозажимного патрона 17, в верхней части быстрозажимного патрона 17 жестко установлен полый стержень 16. Электрод-инструмент 18 может быть полым (фиг.4) или сплошным (фиг.5), одиночным или составным (фиг.6) и обладает заданными формообразующими отверстия параметрами и свойствами.The electrode-tool 18 is fixed in the lower part of the quick-release chuck 17, in the upper part of the quick-release chuck 17 a hollow rod 16 is rigidly installed. The electrode-tool 18 can be hollow (Fig. 4) or solid (Fig. 5), single or composite (Fig. 6) and has the specified hole-shaping parameters and properties.

Исполнительный орган 12 имеет возможность многоосевого перемещения, задаваемого управляющей программой. The executive body 12 has the possibility of multi-axis movement specified by the control program.

Устройство включает систему рециркуляции 19 (фиг.1) рабочей жидкости в виде трансформаторного масла, состоящую из систем подачи, сбора и отвода жидкости. The device includes a recirculation system 19 (Fig. 1) of working fluid in the form of transformer oil, consisting of systems for supplying, collecting and discharging fluid.

Система подачи рабочей жидкости в виде трансформаторного масла содержит: емкость 20 с рабочей жидкостью 21 в ней, фильтр тонкой очистки 22 рабочей жидкости на выходе из емкости, насос 23, регулятор давления жидкости 24, гибкий трубопровод 25 (фиг.7) для подачи рабочей жидкости в полость 26 стержня 16, в полости 27,28 и 29 винта 30 быстрозажимного патрона 17, к электрод-инструменту 18 (фиг.3) и в зону обработки. The working fluid supply system in the form of transformer oil contains: a container 20 with a working fluid 21 in it, a fine filter 22 of the working fluid at the outlet of the tank, a pump 23, a fluid pressure regulator 24, a flexible pipeline 25 (Fig. 7) for supplying the working fluid into the cavity 26 of the rod 16, into the cavity 27, 28 and 29 of the screw 30 of the quick-release chuck 17, to the electrode tool 18 (Fig. 3) and into the processing zone.

Система сбора и отвода отработанной жидкости 31 и продуктов электроэрозии, вымываемых из зоны обработки в процессе прошивки отверстия содержит: ванну 32, трубопровод 33, фильтр грубой очистки 34, установленный в трубопроводе 33 (фиг.7). Ванна 32 выполнена в виде емкости переменного сечения. Верхняя часть ванны 32 предназначена для минимизации выбросов рабочей жидкости за ее пределы.The system for collecting and discharging waste liquid 31 and electroerosion products washed out of the processing zone during the drilling process contains: a bath 32, a pipeline 33, a coarse filter 34 installed in the pipeline 33 (Fig. 7). Bath 32 is made in the form of a container of variable cross-section. The upper part of the bath 32 is designed to minimize emissions of working fluid beyond its boundaries.

В ванне 32 для сбора отработанной жидкости установлен стол 14 для размещения на нем обрабатываемой детали 13 (фиг.1). В качестве обрабатываемой детали 12 использована деталь из сплошного токопроводного или ограничено токопроводного материала. В качестве рабочей жидкости использовано трансформаторное масло. In the bath 32 for collecting waste liquid, a table 14 is installed to place the workpiece 13 on it (Fig. 1). The workpiece 12 is a part made of continuous conductive or limited conductive material. Transformer oil was used as the working fluid.

Генератор импульсного тока 35 подает ток на обрабатываемую деталь 13 (+) и на полый стержень 16 (-) исполнительного органа 12 (фиг.1, 3).The pulse current generator 35 supplies current to the workpiece 13 (+) and to the hollow rod 16 (-) of the actuator 12 (Fig. 1, 3).

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Компонуется устройство. Обрабатываемая деталь 13 любого размера в пределах размера ванны 32 и любой конфигурации из полностью или ограничено электропроводного материала (металл, композит и т.д.) устанавливают на стол 14 с зазором 15 (фиг. 1).The device is being assembled. The workpiece 13 of any size within the size of the bath 32 and any configuration made of fully or partially electrically conductive material (metal, composite, etc.) is placed on the table 14 with a gap 15 (Fig. 1).

Включают многоосевой манипуляционный робот 1 (фиг.1,2). Робот 1, согласно командам управляющей программы, поступающей с ПК 10 через блок управления 9 подводит электрод-инструмент 18 к обрабатываемой детали 13 (фиг.1,2,8). Материал (медь, графит, композиционный материал типа псевдосплав системы медь-коллоидный графит, и т.д.) электрода-инструмента выбирается исходя из поставленных задач и материала обрабатываемой детали 13. Включается подача рабочей жидкости 21. The multi-axis manipulation robot 1 is turned on (Figs. 1, 2). Robot 1, according to the commands of the control program coming from the PC 10 through the control unit 9, brings the electrode-tool 18 to the workpiece 13 (Fig. 1, 2, 8). The material (copper, graphite, composite material such as a pseudo-alloy of the copper-colloidal graphite system, etc.) of the electrode-tool is selected based on the assigned tasks and the material of the workpiece 13. The supply of working fluid 21 is turned on.

В зону обработки из емкости 20 непрерывно насосом 23 подается рабочая жидкость 21 (масло трансформаторное 1800 ГОСТ 982-8). В случае прошивки одиночным или составным сплошным электрод-инструментом 18 (фиг. 4, 6) рабочая жидкость 21 из полого стержня подается в патрон благодаря наличию полости 26 в стержне 16 и полостей 27, 28 и 29 в винте 30 патрона 17 (фиг.3). В случае прошивки полым электрод-инструментом (фиг. 5) рабочая жидкость 21 из полого стержня подается в патрон благодаря наличию полости 26 в стержне 16 и полостей 27, 28 и 29 в винте 30 патрона 17 и в полость электрод-инструмента 18 (фиг.3). Рабочая жидкость подается под давлением, обеспечивающим ее турбулентное перемещение, локализовано в зоне обработки. Турбулентное движение рабочей жидкости ускоряет процесс вывода шлама – продуктов электроэрозии из зоны обработки.Working fluid 21 (transformer oil 1800 GOST 982-8) is continuously supplied to the processing zone from tank 20 by pump 23. In the case of flashing with a single or composite solid electrode tool 18 (Fig. 4, 6), the working fluid 21 from the hollow rod is supplied to the cartridge due to the presence of a cavity 26 in the rod 16 and cavities 27, 28 and 29 in the screw 30 of the cartridge 17 (Fig. 3 ). In the case of piercing with a hollow electrode tool (Fig. 5), the working fluid 21 from the hollow rod is supplied to the chuck due to the presence of cavity 26 in the rod 16 and cavities 27, 28 and 29 in the screw 30 of the chuck 17 and into the cavity of the electrode tool 18 (Fig. 3). The working fluid is supplied under pressure, ensuring its turbulent movement, localized in the processing zone. The turbulent movement of the working fluid accelerates the process of removing sludge - products of electrical erosion - from the processing zone.

Командой управляющей программы подключают к генератору тока 34 обрабатываемую деталь 13 (+) (фиг.1). На электрод-инструмент 18 импульсный ток (-) подается через полый стержень 16 и закрепленный на нем быстрозажимной патрон 17 (фиг. 1, 3). Также командой задаются параметры тока: сила тока (I), напряжение (U), время действия импульса (Ton).The control program command connects the workpiece 13 (+) to the current generator 34 (Fig. 1). A pulse current (-) is supplied to the electrode-tool 18 through a hollow rod 16 and a quick-release chuck 17 attached to it (Fig. 1, 3). The command also sets the current parameters: current strength (I), voltage (U), pulse duration (Ton).

Согласно командам управляющей программы, осуществляется перемещение исполнительного органа 12 относительно поверхности обрабатываемой детали 13 роботом 1 (фиг. 8) и электроэрозионная прошивка отверстий, которая предполагает изменение формы, размеров, шероховатости и свойств поверхности обрабатываемой детали 13 под действием электрических разрядов в результате электрической эрозии за счет локального сосредоточивания большой концентрации энергии в межэлектродном пространстве. According to the commands of the control program, the actuator 12 is moved relative to the surface of the workpiece 13 by the robot 1 (Fig. 8) and electrical discharge piercing of holes, which involves changing the shape, size, roughness and surface properties of the workpiece 13 under the influence of electrical discharges as a result of electrical erosion for due to the local concentration of a large concentration of energy in the interelectrode space.

Благодаря зазору 15 между столом 14 и обрабатываемой детали 13 обеспечивается беспрепятственный выход электрод-инструмента 18 из обрабатываемой детали 13 и четкая фиксация момента окончания обработки отверстия или отверстий.Thanks to the gap 15 between the table 14 and the workpiece 13, the unhindered exit of the electrode tool 18 from the workpiece 13 is ensured and the moment of completion of machining the hole or holes is clearly recorded.

В процессе прошивки отработанная рабочая жидкость с шламом 31 попадает в ванну переменного сечения 32 (фиг.7). От частиц шлама крупных фракций жидкость очищается в фильтре грубой очистки 34. По трубопроводу 33 отработанная жидкость 31 попадает в ранее названную емкость 20 системы подачи рабочей жидкости 21. От частиц шлама мелких фракций рабочая жидкость очищается в фильтре тонкой очистки 22. Насос 23 после очистки подает чистую рабочую жидкость 21 в виде трансформаторного масла по гибкому трубопроводу 25 в полый стержень 16 патрона 17, в электрод-инструмент 18 и в зону обработки. За счет взаимодействия элементов системы подачи жидкости к электрод-инструменту 18 и в зону обработки с системой сбора, отвода и очистки отработанной жидкости в устройстве получена замкнутая система рециркуляции рабочей жидкости.During the flashing process, the spent working fluid with sludge 31 enters a bath of variable cross-section 32 (Fig. 7). The liquid is cleaned from large fractions of sludge particles in coarse filter 34. Through pipeline 33, waste liquid 31 enters the previously named container 20 of the working fluid supply system 21. From small fractions of sludge particles, the working fluid is cleaned in fine filter 22. After cleaning, pump 23 supplies clean working fluid 21 in the form of transformer oil through a flexible pipeline 25 into the hollow rod 16 of the cartridge 17, into the electrode-tool 18 and into the processing zone. Due to the interaction of the elements of the fluid supply system to the electrode-tool 18 and to the processing zone with the system for collecting, discharging and purifying waste fluid, a closed system for recirculating the working fluid is obtained in the device.

Преимущество заявляемого устройства по сравнению с прототипом:The advantage of the proposed device compared to the prototype:

• Впервые электроэрозионная обработка отверстий в обрабатываемой детали выполнена в устройстве с применением многоосевого манипуляционного универсального робота, что значительно расширяет конструктивные и технологические возможности устройства.• For the first time, electrical discharge machining of holes in the workpiece was performed in a device using a multi-axis manipulative universal robot, which significantly expands the design and technological capabilities of the device.

• В устройстве для электроэрозионной обработки выполнена экологически востребованная замкнутая система подачи, сбора, отвода и очистки рабочей жидкости. • The device for electrical discharge machining has an environmentally relevant closed system for supplying, collecting, discharging and purifying the working fluid.

• Устройство позволяет обрабатывать любые сложнопрофильные элементы изделий из любых токопроводных или ограничено токопроводных материалов, функционально расширяя возможности устройства за счет наличия многоосевого перемещения робота, управляемой системы локализованой подачи рабочей жидкости в зону обработки, наличия исполнительного органа, разнообразных электродов-инструментов, наличия системы рециркуляции и фильтрации рабочей жидкости, действующих совместно в направлении реализации единого замысла в решении поставленной задачи.• The device allows you to process any complex-profile elements of products from any conductive or limited conductive materials, functionally expanding the capabilities of the device due to the presence of multi-axis movement of the robot, a controlled system for localized supply of working fluid to the processing zone, the presence of an actuator, a variety of electrodes-tools, the presence of a recirculation system and filtration of the working fluid, acting together towards the implementation of a single plan in solving the problem.

Claims (1)

Устройство для электроэрозионной прошивки отверстия электродом-инструментом в детали из материала, полностью или ограниченно проводящего электрический ток, содержащее электрод-инструмент, систему подачи рабочей жидкости в виде трансформаторного масла в зону обработки, генератор тока, подающий электрические импульсы на обрабатываемую деталь (+) и на электрод-инструмент (-), блок управления и устройство для разработки управляющей программы, отличающееся тем, что оно снабжено многоосевым манипуляционным роботом со сферической системой координат, подключенным к блоку управления и устройству для разработки управляющей программы, и системой сбора и отвода отработанной жидкости и продуктов электроэрозии, вымываемых из зоны обработки в процессе прошивки отверстия, выполненной с возможностью взаимодействия с системой подачи жидкости в зону обработки с получением замкнутой системы рециркуляции рабочей жидкости, при этом на выходном звене многоосевого манипуляционного робота жестко закреплен исполнительный орган, выполненный с возможностью многоосевого перемещения, задаваемого управляющей программой, и содержащий подсоединенный к генератору импульсов тока (-) полый стержень с установленным на нем быстрозажимным патроном для закрепления электрода-инструмента, выполненного в виде полого или сплошного, одиночного или составного электрода-инструмента, система подачи рабочей жидкости в зону обработки включает емкость с рабочей жидкостью, фильтр тонкой очистки на выходе из емкости, насос, регулятор давления рабочей жидкости, соединенные посредством гибкого трубопровода, при этом трубопровод подсоединен к полому стержню для подвода рабочей жидкости в полость стержня в быстрозажимном патроне к электроду-инструменту и в зону обработки, а система сбора и отвода отработанной жидкости и продуктов электроэрозии, вымываемых из зоны обработки в процессе прошивки отверстия, содержит соединенные трубопроводом, с установленным в нем фильтром грубой очистки, ванну и упомянутую емкость с рабочей жидкостью, причем в ванне установлен стол для размещения на нем с зазором обрабатываемой детали.A device for electroerosive piercing of a hole with an electrode-tool in a part made of a material that fully or limitedly conducts electric current, containing an electrode-tool, a system for supplying working fluid in the form of transformer oil to the processing zone, a current generator that supplies electrical pulses to the workpiece (+) and on an electrode-tool (-), a control unit and a device for developing a control program, characterized in that it is equipped with a multi-axis manipulation robot with a spherical coordinate system connected to the control unit and a device for developing a control program, and a system for collecting and discharging waste fluid and products of electrical erosion washed out from the processing zone during the process of piercing a hole, made with the ability to interact with the liquid supply system into the processing zone to obtain a closed system for recirculating the working fluid, while the output link of the multi-axis manipulation robot is rigidly fixed to the actuator, made with the possibility of multi-axis movement, specified by the control program, and containing a hollow rod connected to the current pulse generator (-) with a quick-release chuck installed on it for securing the electrode-tool, made in the form of a hollow or solid, single or composite electrode-tool, the system for supplying working fluid to the processing zone includes a container with a working fluid, a fine filter at the outlet of the container, a pump, a pressure regulator of the working fluid, connected through a flexible pipeline, with the pipeline connected to a hollow rod for supplying the working fluid to the cavity of the rod in the quick-release chuck to the electrode-tool and to the processing area , and the system for collecting and discharging waste liquid and electroerosion products washed out of the processing zone during the piercing process contains a bath connected by a pipeline with a coarse filter installed in it, and the mentioned container with working fluid, and a table is installed in the bath for placement on it with the clearance of the workpiece.
RU2022127775A 2022-10-26 Device for electric erosion piercing of holes with electrode tool RU2802609C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2802609C1 true RU2802609C1 (en) 2023-08-30

Family

ID=

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1442341A1 (en) * 1987-05-04 1988-12-07 Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Robotic process complex for electrochemical machining by jets
JP2009190154A (en) * 2008-02-18 2009-08-27 Elenix Inc Fully automatic small-hole drilling system
CN101961804B (en) * 2010-10-14 2012-01-11 西安理工大学 Tri-axial spindle head mechanism for processing spherical coordinates by electrosparking
EP2412468A2 (en) * 2010-07-29 2012-02-01 Leistritz Extrusionstechnik GmbH Method for producing a metal component
RU131326U1 (en) * 2012-09-06 2013-08-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации ELECTROEROSION FIVE-ORDINATE WIRE-CUTTING MACHINE
RU131327U1 (en) * 2013-03-04 2013-08-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации ELECTROEROSION FIVE-ORDINATE COPYING AND BROADCASTING MACHINE
RU2687525C2 (en) * 2017-08-14 2019-05-14 Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" Device for electric erosion machining of holes by hollow electrode-tool
RU2730321C1 (en) * 2019-08-05 2020-08-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for electroerosion drilling of holes

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1442341A1 (en) * 1987-05-04 1988-12-07 Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Robotic process complex for electrochemical machining by jets
JP2009190154A (en) * 2008-02-18 2009-08-27 Elenix Inc Fully automatic small-hole drilling system
EP2412468A2 (en) * 2010-07-29 2012-02-01 Leistritz Extrusionstechnik GmbH Method for producing a metal component
CN101961804B (en) * 2010-10-14 2012-01-11 西安理工大学 Tri-axial spindle head mechanism for processing spherical coordinates by electrosparking
RU131326U1 (en) * 2012-09-06 2013-08-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации ELECTROEROSION FIVE-ORDINATE WIRE-CUTTING MACHINE
RU131327U1 (en) * 2013-03-04 2013-08-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации ELECTROEROSION FIVE-ORDINATE COPYING AND BROADCASTING MACHINE
RU2687525C2 (en) * 2017-08-14 2019-05-14 Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" Device for electric erosion machining of holes by hollow electrode-tool
RU2730321C1 (en) * 2019-08-05 2020-08-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for electroerosion drilling of holes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7394040B2 (en) Electromachining process and apparatus
Singh et al. Review to EDM by using water and powder-mixed dielectric fluid
Rajurkar et al. New developments in electro-chemical machining
JP4460279B2 (en) Multi-axis numerical control electromechanical machining of bladed disk
CN113210771B (en) Electrolytic milling device with directionally controllable electrolyte and processing technology thereof
Abulais Current research trends in electric discharge machining (EDM)
Kumar et al. Current research trends in wire electrical discharge machining: an overview
RU2802609C1 (en) Device for electric erosion piercing of holes with electrode tool
Mahamood et al. Advanced Noncontact Cutting and Joining Technologies
JPS62255013A (en) Electro-chemical machining device
Coteaţă et al. Pulse generator for obtaining surfaces of small dimensions by electrical discharge machining
Sundaram et al. Electrical and electrochemical processes
RU2330746C2 (en) Method of dimensional electro-chemical treatment of metals
Patel et al. Review of wire-cut EDM process on titanium alloy
CN105290549A (en) Combined type multi-head numerical control electric spark line cutting machine
Koyano et al. Electrochemical milling using a parallel mechanism for high-speed translation of tool electrodes
Malapati et al. Frequency pulse period and duty factor effects on electrochemical micromachining (EMM)
Hocheng et al. Effective form design of electrode in electrochemical smoothing of holes
Prihandana et al. The current methods for improving electrical discharge machining processes
RU2216437C2 (en) Electrochemical treatment method
Jahan Die-sinking electrical discharge machining
Sundriyal et al. Study on different types of electric discharge machining methods: A review
Tayade et al. Study of Sequential Electro Micro Machining (SEMM) System for Enhancing Machining Performances
RU2622075C1 (en) Method of electrochemical dimensional processing by a rotating electrode with the excentrice of the working surface
Jain Electrochemical Allied Processes