SU986292A3 - Способ электроэрозионной обработки - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЭРОЗКОННОЙ ОБРАБОТКИ

1

Изобретение относитс  к электрофизическим и электрохимическим методам обработки и в частности, касаетс  способа электроэрозионной обработки .

Известен способ электроэрозионной обработки, при котором электроду-инструменту одновременно с рабочей подачёй сообщает круговое перпендикул рное ей смещение с увеличивающимс  радиусом вращени , в результате чего электрод-инструмент перемещаетс  под углом к направлению рабочей подачи, а процесс обработки ведут в след щем режиме Ct.

Недостатком известного способа  вл етс  то, что он имеет ограничени  по глубине обработки выемок и низкую эффективность защиты от коротких замы каний.

Цель изобретени  - осуществление обработки глубоких выемок при одновременной эффективной защите об работанной nosepxHOCjH от коротких замыканий.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что процесс обработки осуществл ют за несколько последовательных переходов, во врем  каждого из которых производ т перемещение электрода-инструмента по указанной выше траектории до огибающей заданного контура детали, а каждый последующий переход осуществл ют со смещением

10 электрода-инструмента на заданный . шаг в направлении рабочей подачи, и разведение электрода-инструмента с деталью при возникновении короткого замыкани  осуществл ют по указанной

15 выше траектории в обратном направ- . лении.

На фиг. 1 изображена схема устройства дл  реализации предлагаемого . способа; на фиг. 2 -5 варианты перемещений электрода-инструмента и обрабатываемой детали, которые можно получить с помощью устройства, представленного на фиг.1.

Claims (2)

1. Устройство- (фиг. 1 ) содержит электрод-инструмент 1, предназначенный дл  обработки электрода-детали 2 при помощи электрических разр дов,.создаааемых источником 3 тока, при посредстве генератора Ц импульсов. Перемещени  электрода 1 в направлении детали 2 по стрелке f осуществл ютс  сервоприводом обычного типа, содержащим неподвижную масть 5 и подвижную часть 6. Электрод 1 св зан с подвижной частью 6 посредством стола 7 с крестообразным перемещением . Этот стсщ 7 позвол ет осущест-. вл пЕЬ поперечные перемещени  электрода 1 относительно его продольной оси, т.е. в плоскости, перпендикул риой осевому направлению f. Боковые перемещени  электрода 1 осуществл ютс  электродвигателем 8, закрепленным на плите 9 стола 7. Эта плита может совершать поступательное перемещение относительно плиты 10 стола 7 причем эта плиТа 10 также может совершать поступательное пе ремещение относительно плиты 11, св  занной с подвижной частью 6, При это нпоследнее упом нутое поступательное перемещение Происходит в направлении перпендикул рном направлению первого поступательного перемещени . Двигатель 8 вращает при посредстве своего вала 12 механизм 13 переменного экс центриситета ,, который состоит из двух деталей Vt и 15, ст гиваемых др к другу пружиной 16. Деталь И имеет пр молинейный паз с шариками 17 расположенный под углом 5° относительно оси вращени  этой детали, вращаемой двигателем 8. Деталь 15 мо жет поворачиватьс  и перемещатьс  в осевом направлении в расточке 18 опо ры 19, св занной с плитой И. Осевое положение детали 1$ определ етс  IUTO iKcM 20, который может перемещатьс  п |оси. Осевое перемещение штока 20 вызывает скольжение детали 15 в расточке 18, следовательно, и осевое относительное перемещение детали I, наличи  паза 17 это осевое перемещение приводит к возникновению экcl|eнтpиcйteтa между штоком 20 и валом 12. При вращении двигател  8 этот шток вместе с валом 12 веДет се б  как эксцентрик с переменным.эксцентриситетбм относительно оси штока 20., Дл  создани  возможности регулировки эксцентриситета механизма 13 шток 20 имеет вверхней части упор 21, взаимодействующий с кареткой 22, котора  может перемещатьс  по вертикали с помощью винта 23, вращаемого электродвигателем 2k. На каретке 22 установлен также датчик 25 положе ни , выдающий электрический сигнал, соответствующий положению каретки 22, при помощи щупа 2б, взаимодействующего с кулачком 27, наклон которого регулируетс  дл  создани  возможности воздействи  на некоторые параметры перемещений электрода 1. Устройство содержит также датчик 28, управл емый потенциалом электрода 1 и выдающий электрическую Beличину отображающую длину искрового промежутка между электродом 1 и деталью
2. 2. Электрический сигнал подаетс  на компаратор 29, где сравниваетс  с эталонной электрической величиной 30, соответствующей требуемому искровому промежутку. Выходной сигнал компаратора 29 после прохождени  через усилитель 31 подаетСЯ на другой компаратор 32, на KOTOРый по цепи 33 может поступать сигнал , полученный, исход  из осевого положени  штока 20, при помощи схем, описанных ниже. Выходной сигнал компаратора 32 подаетс  через усилитель 3 на сервопривод . Сигнал, поступающий по Цепи 33 отображает, эксцентриситет поступав-, тельного перемещени , сообщаемого электроду механизмом 13. С этой целью датчик 35 чувствительный к осевому положению детали 15, выдает аналоговый электрический сигнал,  вл юJ (ийc  функцией этого эксцентриситета. Этот сигнал подаетс  по цепи 36 на один из трех входов компаратора 37 Компаратор 37 имеет еще один вход 38 дл  сигнала, отображающего требуемую величину эксцентриситета. На этот компаратор по цепи 39 в которой находитс  прерыватель О, поступает также сигнал датчика 25 положени  каретки 22. Сигнал компаратора 37 подаетс  через усилитель AI в цепь 33. Выходной сигнал усилител  подаетс  также по цепи 42 на регистр 43 сдвига, а котором сдвиг происходит под действием импульсов, подаваемых на вход 44. Импульсы формируютс  генератором 45 импульсов, обеспечивающим питание двигател  8, представл ющего собой шаговый двигатель. Импульсы питани  двигател  8 подаютс  на делитель 46, коэффициент делени  которого устанавливаетс  таким образом, чтобы пос ле каждого полного оборота двигател  8 получать число импульсов, равное числу ступеней регистра 43. Таким образом, когда амплитуда перемещени  достигает радиуса, определ емого , сигналом на входе 38 компаратор 37 выдает выходной сигнал на усилитель k}. Выходной сигнал подаетс  по цепи 33 на компаратор 32 дл  предотвращени  передачи сигнала подачи на сервопривод . Выходной сигнал усилител  il подаетс  также на регистр k3 сдвига. Если радиус, определ емый сигналом на входе 38, достигаетс  равномерно при полном об роте двигател  8, то все ступени регистра 3 имеют на выходе 1. Сиг налы регистра подаютс  на логическую схему И 47, имеющую столько входов, сколько ступеней содержит регистр АЗ. При этом схема И kj выдает сигнал, который, с одной стороны , подаетс  на вход логической схемы ИЛИ kS и на вход мультивибрато с двум  устойчивыми положени ми 9 а с другой стороны - на ждущий мультивибратор 50. Переключатель 51 позвол ет направ л ть сигнал с выхода 52 мультивибратора U9, либо выходной сигнал триггера 50 через прерыватель 53 на клем му а двигател  2 дл  приведени  пос леднего во вращение в направлении, соответствующем опусканию каретки 22 Другой выход триггера 50 соединен через прерыватель 5 и логическую сх му И 55 с клеммой Ь двигател  2 дл  приведени  последнего во вращение и перемещени  каретки 22 вверх. Устройство содержит также средства ограничени  хода каретки 22 вверх Эти средства представл ют собой прерыватель 5б, срабатывающий при нахождении каретки в верхнем положении В этом положении прерыватель 5б, сна женный пальцем 57 подает сигнал О на вход логической схемы И 55, в результате чего последн   блокирует любой сигнал,вызывающий подъем карет ки 22. Устройство, реализующее предла- . гаемый способ, работает следующим вбразом. В процессе обработки двигатель 8 включен, в результате чего электрод . 1 приводитс  в поступательное движение по окружности в плоскости, пер пендикул рной его главной оси подачи , в направлении детали 2, причем радиус поступательного движени  определ етс  эксцентриситетом между валом 12 и штоком 20. Когда упор 21 не соприкасаетс  с кареткой 22, пружина 16 отт гивает шток 20 вниз до тех пор, пока детали 1 и 15 не упрутс  друг в друга боковыми сторонами и не займут положени , при котором экс центриситет между валом 12 и штоком 20 равен нулю. Если регулируют положение каретки 22, опуска  ее ниже уровн  упора 21 в начале обработки, то всегда сначала получают поступательное перемещение нулевого радиуса , т.е. погружение электрода 1 в деталь вдоль его оси подаЧи, без поступательного перемещени  относительно этой оси. Когда глубина захода электрода 1 в деталь 2 достигает достаточной величины, при которой упор входит в контакт с кареткой 22, вс кое последующее перемещение электрода 1 вниз вызывает относительное перемещение штока и плиты 11, т.е. между штоком 20 и валом 12 создаетс  эксцентриситет, увеличивающийс  по линейному закону в функции величины подачи электрода 1 вниз. Таким образом, электрод 1 совершает поступательное перемещение, радиус которого линейно возрастает в функции подачи электрода, в результате чего кажда  точка электрода перемещаетс  по конической поверхности , ось которой параллельна направлению подачи электрода. На фиг. 2 показано осевое и радиальное перемещение определенной точки электрода в том случае, когда прерыватели kQ, 51, 53 и 5 наход тс  в положении, показанном на фиг.1. В тот момент, когда упор 21 встречает каретку 22, эта точка электрода находитс  на уровне ZQ и, ввиду увеличени  радиуса поступательного перемещени , она перемещаетс  По конусу , образующа  которого обозначена Сд. Когда за врем  полного цикла Т,, поступательного перемещени  эксцентриситет достигает величины R0, сигнал, вырабатываемый датчиком 35, становитс  больше заданного сигнала на входе 38, в результате чего схема kj выдает сигнал, вь1зываю|дий по вление на входе 52 ждущего триггера 50 импульса определенной длительности. Этот импульс поступает через прерыватели 55 и 53 на двигатель 2k, который при этом вызывает перемещение каретки 22 вниз. Величина этого перемещени  определ етс  длительностью импульса, выдаваемого триггером 50 и скростью вращени  двигател  2, Опускание каретки 22 вызывает уменьшение эксцентриситета поступательного движени  и обработка продолжаетс  по конической поверхности , вершина которой обозначена Z, до тех пор, пока эксцентриситет снова не достигнет величины R(j. С этого момента цикл работы дви гател  2 повтор етс , и видно, что обработка осуществл етс  за счет опускани  электрода 1 в деталь 2, с провождающегос  круговыми поступательными движени ми электрода с пос тепенно увеличивающимс  радиусом, которые циклически повтор ютс . Оги бающа  предельных эксцентриситетов представл ет собой цилиндр Е, концентричный с главной осью. Этот способ обработки  вл етс  очень выгодным, особенно в случае обработки глубоких отверстий. Сочетание движени  осевой подачи электрода и его поступательного движени  дает результирующее движение по дачи под углом к оси электрода, в pesyjjbTaTe чего обработка осуществл етс  одновременно как по дну, та и по боковой стенке отверсти . В сл чае образовани  дуги или короткого замыкани  отвод электрода происходи также под углом, в результате чего последний удар етс  не только от дн отверсти , но также и от его боковой стенки, чти предотвращает сохранение дуги между боковыми поверхност ми электрода и отверсти . Нако нец , поступательное движение в сочетании с движением подачи позвол е гораздо лучше обновл ть вспомогательную жидкость в зоне обработки п сравнению с чисто осевой подачей электрода. На фиг. 2 показан также пунктиро другой закон подачи электрода, кото рый устанавливаетс  при замкнутом прерывателе 0. В этом случае компа ратор 37 принимает сигнал датчика 2 положени . За счет изменени  наклон кулачка 27 или даже установки противоположного наклона можно оказывать соответствующее воздействие на наклон огибающей Е крайних положений обработки, обозначенных через ,, R, Така  схема позвол ет получать полости, суживающиес  или расшир ющиес  в направлении проникани  инструмента в деталь. В последнем случае необходимо, чтобы концева  часть электрода имела больший диаметр , чем тело электрода. На фиг. 3 показан другой режим работы устройства, представленного на фиг.1, благодар  которому можно осуществл ть последовательные проходы при обработке с одинаковым дл  всех проходов прониканием электрода в обрабатываемую деталь, но с постепенно увеличивающимс  радиусом кругового поступательного движени . Дл  получени  такой подачи электрода необходимо , чтобы прерыватель kQ был замкнут, переключатель 51 был подключен к выходу мультивибратора 4Э, прерыватель 53 был подключен к логической схеме 55, а прерыватель 5 разомкнут. Когда при этом достигаетс  предельна  траектори  поступательного движени , сигнал с выхода схемы 47 устанавливает мультивибратор в положение, при котором на его выходе 52 присутствует 1. Этот выходной сигнал вызывает через прерыватель 53 и схему 55 подъем каретки 22 до тех пор, пока схема 55 не выдаст импульс формируемый вс кий раз-, когда двигатель 2k повернетс  на величину, соответствующую определенному перемещению каретки 22, например, вс кий раз, когда последн   переместитс  на рассто ние доли миллиметра. Следует отметить, что подъем каретки приводит к увеличению эксцентриситета механивма 13, то вызывает уменьшение искрового промежутка и, следовательно, включение сервопривода 5,6 в направлении отвода электрода , что сводит к нулю увеличение эксцентриситета. Таким образом, вс кий раз, когда поступательное движение достигает предельной траектории, такой как Т , Tg, Т,..., сервопривод 5,6 вызывает отвод электрода без изменени  размаха тра ектории, и об работка продолжаетс  до достижени  траектории большого радиуса, поскольку сигнал, формируемый датчиком 28,-измен етс  по сигналу, выдаваемому датчиком 25. На фиг. Ц показан закон перемещени , при котором обеспечиваетс  наклонна  обработка за несколько последовательных проходов, при этом каждый проход отделен от следующего пе реходом, при котором эксцентриситет поступательного движени  равен нулю Такой режим работы получаетс  в том случае, когда прерыватель АО замкнут; , прерыватель 51 подключен к три геру 50, 53 - к клемме а, а 5 -замкнут . В начале обработки каретка 22 за нимает свое самое верхнее положение , при котором прерыватель 56 ра зомкнут, и подает нулевой сигнал на вход схемы 55. После первого проход в конце которого эксцентриситет дос тигает величины R, каретка 22 опускаетс  на величину, необходимую дл  получени  близкого к нулю эксцентриситета , причем эта величина обеспечиваетс  путем регулировки Длительности неустойчивого состо ни триггера 50. Во врем  опускани  каретки 22 прерыватель 5б подает сигнал 1, на схему 55, в результате чего, когда триггер 50 возвращаетс  в устойчивое состо ний, его сигнал с выхода 53 вызывает подъем каретки 22 до срабатывани  прерывател  56. Прерыватель 5б установлен с трением на своем держателе и снабжес изогнутым пальцем 57, заход щим с зазором под каретку 22. Таким образом , во врем  опускани  каретки 22, прерыватель 5б перемещаетс  вниз на рассто ние, меньшее длины перемещени  каретки. Следовательно, каретка 22 поднимаетс  только до положени  Z, при этом обработка положени  Z ,при этом обработка продол жаетс  до RQ,,большего чем R ,поскольк сигнал датчика 35 корректируетс  датч ком 251И цикл повтор етс  до достижени  требуемой глубины обработки. На фиг. 5 показан режим работы, при котором крайние положени  перемещений точки электрода ограничены полусферической поверхностью. Дл  ;обеспечени  этого режима работы прерыватель «О замыкают, 51 подключают к выходу триггера 50, 53 - к клемме а и 5t размыкают. Следовательно, эти прерыватели занимают такие же по ложени , как.на фиг.2, дл  получени  эксцентриситетом R, R2И т.д. вписанных в сгибающую Е . Пр молинейна  площадка кулачка 27 замен етс  поверхностью, форма которой соответствует требуемой сферической огибающей . Така  огибающа  перемещений в осевом и радиальном направлени х дает исключительные преимущества , поскольку позвол ет обеспечить максимальную точность обработки полости, имеющей:любую форму. Можно предусмотреть многочисленные изменени  предлагаемого устройства , в частности, заменить датчик 52 и кулачок 27 вращающимс  кулачком , приводимым во вращение, с возможной демультипликацйей, двигателем 2k, причем этот кулачок взаимодействует с индикатором положени , выдаю щим сигнал в цепь 39. Кроме того, конец штока 20 может быть выполнен с резьбой дл  создани  возможности приведени  его в движение двигателем 2k при посредстве колеса, имеющего соответствующую резьбовую расточку, причем осевое положение этого колеса остаетс  неизменным. Формула изобретени  Способ электроэрозионной обработки , при котором электроду-инструменту одновременно с рабочей подачей сообщают круговое, перпендикул рное ей смещение с увеличивающимс  радиусом вращени , а процесс обработки ведут в следующем режиме, отличающийс  тем, что, с целью осуществлени  обработки глубоких выемок при одновременной эффективной защите обработанной поверхности от коротких замыканий,процесс обработки осуще.ствл ют за несколько последовательных переходов во врем  каждого из которых производ т перемещение электрода-инструмента по указанной выше траектории до огибающей заданного контура детали, а каждый последующий переход осуществл ют со смещением электрода-инструмента на заданный шаг в направлении рабочей подачи, и разведение электрода-инструмента с деталью при возникновении короткого замыкани  осуществл ют по указанной выше траектории в обратном направлении. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Vf 468751, кл. В 23 Р 1/02, 196.

   фигЛ

   Лч