Способ регулирования межэлектродного зазора при электроэрозионной обработке

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ЗАЗОРА ПРИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ, включакнций периодическое измерение межэлектродного зазора с помощью электрода-зонда, встроенного в электрод-инструмент, о т л и чающийс я тем, что, с целью повышения точности регулирования, процесс обработки разделяют на циклы с постоянной длительностью, в начале каждого цикла рабочее напряжение подают на электрод-инструмент до мсяиента касания электрода-зонда с деталью, затем рабочее.напряжение переключа . ют на электрод-зонд,прерывают подачу электродов и ведут процесс обработки , до выравнивания торцов электрода-инструмента и зонда, после чего рабочее напряжение подают одновременно на оба электрода, возобновляют подачу и ведут процесс до истечения времени цикла, причем в последующих циклах возобновление подачи электродов осуществляют через промежуток времени , измеренный от начала обработки до выравнивания торцов электродов в 1 первом цикле. О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК (51) В 23 P 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3005254/25-08 (22) 19.11.80 (46) 15.07.83 Бюл. 9 26 (72) A.Н.Кашин, Б.П.Курников и В.М.Тарасов (53) 621,9.047 (088.8), (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 666028 кл. В 23 P 1/14, 1977. (54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ЗАЗОРА ПРИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОА ОБРАБОТКЕ, включающий периодическое измерение межэлектрадного зазора с помощью электрода-зонда, встроенного в электрод-инструмент, о т л и— ч а ю шийсятем, что, с целью повышения точности регулирования, процесс обработки разделяют на циклы с

„„SU„, 1028459 А постоянной- длительностью, в начале каждого цикла рабочее напряжение по-, дают на электрод-инструмент до момента касания электрода-зонда с деталью, затем рабочее напряжение переключают на электрод-зонд, прерывают подачу электродов и ведут процесс обработки ! до выравнивания торцов электрода-инструмента и зонда, после чего рабочее напряжение подают одновременно на оба электрода, возобновляют подачу и ведут процесс до истечения времени цикла, причем в последукицих циклах возобновление подачи электродов осуществляют через промежуток времени, измеренный от начала обработки

C до выравнивания торцов -электродов в 9 первом цикле.

1МВ459

Изобретение относится к электрб=

Физическим и электрохимическим методам обработки металлов и, в частности, к электроэрозионной обработке металлов с автоматической стабилизацией межэлвктродного зазора.

Известен способ регулирования межэлектродного зазора, осуществляемый при периодическом ощупывании межэлект родного промежутка электродом-зондом.

При обработке согласно данному спосо-10 бу в зону обработки дополнительно вводят электрод-зонд, осуществляют касание электрода-инструмента с деталью, отводят электрод-инструмент от детали на величину технологическо-15 го межэлектродного зазора, подключают к электроду-инструменту источник рабочего напряжения, включают привод подачи и ведут процесс, осуществляя коррекцию межэлектродного промежутка с помощью привода подачи, управляемого сигналом с электрода-зонда (Ц .

Данный способ позволяет контролировать и регулировать величину межзлектродного зазора за счет введения 5 в зону обработки электрода-зонда, позволякщего осуществлять косвенное. слежение за величиной зазора. Однако функция регулирования зазора осуществляется с помощью системы, изменяющей скорость подачи электродов к детали.

Инерционность системы регулирования подачи электродов снижает надежность .стабильность и точность регулирования зазора.

Целью изобретения является повышение точности регулирования и стабильности процесса электроэрозионной обработки.

Поставленная цель достигается тем,4р что процесс ведут циклически, в течение каждого цикла рабочее напряжение подают на электрод-инструмент и элект. род-зонд поочередно и одновременно, причем первоначально рабочее напряже-45 ние подают на электрод-инструмент до момента касания электрода-зонда с телом детали, затем рабочее напряжение переключают с электрода-инструмента на электрод-зонд, прерывают подачу электродов и ведут процесс до выравнивания торцов электрода-,инструмента и зонда, после чего рабочее напряжение подают одновременно на оба электрода, возобновляют подачу электродов и ведут процесс до истечения времени 55 первого цикла, причем в последующих циклах возобновление подачи электродов осуществляют через промежуток времени, определенный от начала обработки до возобновления подачи элект- 60 родов, измеренный.в первом цикле.

На фиг. 1 изображена временная циклограмма процесса; на фиг. 2 эскизы состояний взаимного расположения электродов инструмента и зон- 65! да с деталью в моменты времени t<, t ai tat t3 и t4, На фиг. 1 обозначено:

Т Т ...Т - длительность цикЦ< ца ци

У вЂ” рабочий ток протеМ

I кающий через электрод-инструмент

I — рабочий ток, протекающий через электрод-зонд;

Х вЂ” рабочий ток, протекающий через электрод-инструмент и электрод-зонд одновременно — момент времени, Фик. сирующий начало обработки и первого циклами

t — момент фиксации касания электрода-зонда с телом детали;

- момент подключения источника рабочего напряжения одновременно к электродуинструменту и электроду-зонду в первом цикле р

t " момент времени, фиксирующий окончание первого и начало второго цикла обработки; момент Фиксации последукицего, во втором цикле, касания электрода-зонда с телом детали;

- момент одновременного подключения источника рабочегонапряжения к электроду-инструменту и зонду во втором цик. леу — момент окончания .б второго цикла обработкиу

- момент возобновле7 ния подачи электродов .

На фиг. 2 обозначено: МЭЗ - межэлектродный зазор, установ-. ленный до начала обработки;. МЭЗ - микровыступ в теле детали в первом цикле обработки;

Π— глубина эрозионной обработки за первый цикл

ЬИЗН - величина. износа электрода-инструмента в первом цикле обработкиу МЭЗ - межэлектродный зазор в конце

1 первого цикла;

ЮМЭЗ - микровыступ в теле детали во втором цикле у

) 028459

ЬИЗН вЂ” величина износа электрода-инструмента в начале последующего цикла (Тц ) обработки;

Ч - скорость подачи.

Индексами (+) и (-) на фнг. 2 отмечены контакты электродов, на которые подается рабочее напряжение.

Для реализации способа использу-. ется устройство, содержащее электрически изолированные друг -от друга электрод-инструмент, связанные с общим приводом подачи.

Электрод-зонд и электрод-инструментт неподвижно скрепляются между собой с помощью эпоксидного клея, который одновременно является элект- 15 роизолятором.

Способ осуществляется следующим образом.

В Момент времени Фо электрод-инст. румент 1 и электрод-"зонд 2 (фиг. 2), 20 электрически изолированные друг от друга, начинают сближаться с поверхностью обрабатываемой детали с некоторой постоянной скоростью V . .Скорость Чн устанавливается экспериментально до начала процесса обработки и в дальнейшем неизменна. В течение времени (— Во) под влиянием рабочего тока Х„ и йодачи электродов со скоростью V производится съем (эрозия) металла с поверхности детали 3 в зоне, примыкающей к нижней торцовой области электрода-инструмента 1..

При этом частично разрушается (эроднрует) металл рабочей плоскости электрода 2.:Эрозии металла в области, примыкающей к поверхности торца электрода-зонда 2, не происходит„ так

1 как электрод-зонд 2.не подключен к источнику рабочего напряжения и элект рически изолирован от электрода-ин- 40 струмента 1. Ноэтому в некоторый мо."мент времени, отмеченный на фиг. 1,2 как й4, происходит касание электродаэонда 2 детали 3. Этому предшеству-ет процесс образования микровыступов 45 детали 3 и электрода-зонда 2; Равных в момент t соответственно величи1 нам Д МЭЗ и ЬИЗН. Величина d _#_33 равна также глубине эроэионной обработки

sa время (t„ tî) a "3"" износу 50 электрода-инструмента 1 ° В момент

t4 пОдача электрода-инструмента и зонда прекращается. В течение времени (t<-t<) источник рабочего напряжения подключается к электроду-3of%7 2 и происходит эрозионное снятие микровыступов о МЭЗ и ДИЗН в зоне смыкания электрода-зонда 2 с деталью 3.

Практически время (1 -t. ) Устанав1 ливается равным измеренному в начале 60 каждого цикла промежутку (Q -to ) .

Это обусловлено тем, что электрод-инструмент и зонд выполняются, как правило, из одного-материала, и равенстВо временных промежутков (Ф2 t4)=, 65

-.(t -t ) гарантирует полное снятие о мн)сровыступов d МЭЗ,и ДИЗН при равенстве Плотностей рабочих токов, протекающих через электрод-инструмент н электрод-зонд. Равенство плотностей рабочих токов, в свою очередь, обусловлено тем, что электроды 1 и 2 подключаются поочередно к одному и тому же источнику рабочего напряжения.

Процесс эрозионного снятия микровыступа электрода-зонда 2, равного величине ЬИЗН,с начинается в условиях электрического контакта его торца с микровыступом детали 3, равныч d МЭЗ.

Во избежание протекания большого тока короткого замыкания, который может перегрузить источник рабочего то. ка,площадка контакта микровыступов должна быть минимальной. Исходя нз этого выбирается диаметр электродазонда, который чаще всего не должен превышать величины 1-2 мм.

С целью исключения короткого замыкания в начальный момент эрозионного снятия микровыступов целесообразно электродам нли:детали соОбщать вибрацию по одному нз известных способов. как известно, вибрация способствует лучшей эвакуации продуктов эрозии нз зоны обработки и повышает качество обработки.

Момент времени t< характеризуется полным снятием микровыступов детали

3 и электрода-зонда 2, торец последнего прн этом сравнивается с торцом электрода-инструмента 1. В этот момент источник рабочего тока подключается одновременно к обоим электродам и возобновляется подача электро-дов с прежней скоростью V Величина межэлектродного зазора в момент складывается нэсГ МЭЗ и АИЗН (фиг. 2).

К моменту времени, срикснрующе го конец первого цикла Тн и начало второго цикла Тс, величина межэлектродного зазора устанавливается равной

ЬМЭЗ, а глубина эрозионной обработки за время первого цикла равна сГ . В момент tq величина межэлектродного зазоран МЭЗ может быть выдержана на уровне зазора йМЭЗ, соответствующего моменту времени

Выполнение условия равенства ЬМЭЗ=

ДМЭЗ означает стабильность ведения процесса при постоянной величине межэлектродного зазора, повторяющегося от цикла к циклу и равного первоначально установленной величине ЬМЭЗ.

Для контроля величины Ь МЭЗ на соответствие заданной величине ЬМЭЗ необходимо измерить временной промежуток (t4-ty) в начале втоРого цикла и срав нить его с временным промежутком (t<-tz) первого цикла. Так как снорость подачи в течение всего процесса обработки задается постоянной, то произведение скорости подачи Чю на временные интервалы (t -t ) и (t+-t )

1028459

Ри.2

ВНИИПИ Заказ 485S/11 Тираж Ибб Подписное

Филиал ППП "Патент", г;Ужгород,ул.Проектная,4 дает в результате абсолютное sначение межзлектродных зазоров э М33 и !

6 МЭЗ. Для выполнения условия равенстsa Ь МЭЗ=6МЭЗ временные промежутки (t - ) и (t<-t0) должны быть равны.

Данный способ предполагает измерение временных промежутков от начала каждого цикла до момента касания электрода-зонда с микровыступом детали.

По результатам измерения скорость подачи Ч„ может быть скорректирована до начала обработки из условия выполнения равенства (1„- t ) =(t+-Q ) (t7-t ) =(° ° ° ) ° (найденная при этом величина скорости подачи Ч„будет оптимальной 15 для начальных условий процесса обработки. В дальнейшем дестабилизирующие факторы будут стремиться изменить межэлектродный зазор. Однако незави- / симо от того, какой будет скорость подачи (оптимальной или нет), начи- ная с каждого последуквцего цикла, начнетс я процесс стабилизации > вос" становления межэлектродного зазора. так, например, если скорость подачи. у5

Ч, установленная до начала обработки, меньше оптимальной, то в начале второго цикла, т.е. в.момент времени t> зазорЬ МЭЗ окажется больше

ЕМЭЗ. Производят увеличение межэлектродного зазора на величину (V ä -V ) ((t.„— о)+(t. tg) ), где Чи+ Ч т. чина а МЭЗ окажется больше велйчинЫ

$ МЗЗ, что вызовет в начале второго цикла „увеличение промежутка времени (t4„-t>)p („-1, ),Поскольку момент во- З5 зобновления подачи электродов перено сится из нервого цикла в последующие так что, например, (1. -1 ) (— «р),то в момент времени t âòîðîão цикла, до того как электрод-инструмент ока- 40 жется подключенным к источнику рабочего тока, начнется сближение электродов инструмента и зонда с деталью

3. За время (1 - П) второго цикла межэлектродный зазор уменьшается.

Это препятствует бесконечному увеличению зазора от цикла к циклу и окончательному прерыванию процесса обработки. Первоначальным подбором временных промежутков (tg-t<) и Т можно достичь минимальных цикловых брос" ков (отклонений) межэлектродного зазора от заданной технологической величины А МЭЗ. Минимизация отклонений (Ь МЭЗ-ЬМЭЗ) О может быть проведена экспериментально. Для этого устанавливают неравенство скорости подачи и оптимальной скорости подачи, например р Ч»< VanTf где Чопт - оптимальная .для заданной длительности цикла величина скорости, определенная из условия равенства временных промежутков (t+-t )=(ф, -Ф ), Затем следят за изменением временных промежутков, из" меренйых от начала каждого цикла с момента касания электрода-зонда 2 с деталью 3. Изменения указанных промежутков времени должны быть минимальными. Для их минимизации производят произвольное плавное изменение дли- тельности циклов за счет временного промежутка (t>-t ). Найденную таким образом величину длительности цикла

Т1 используют при задании режима об" работки. Это позволяет достичь макси" мальной эффективности процесса автостабилизации режима обработки по данному способу при действии различных дестабилизирующих факторов.

Предлагаемый способ позволяет производить обработку при малых (0,05 мм и менее) значениях межэлектродного зазора, при этом исключается возможность коротких замыканий электродаинструмента с. деталью, что повышает надежность, точность и стабильность процесса. Текущий контроль состояния межэлектродного промежутка создает дополнительные преимущества прЕдлага" емого способа по сравнению с известными и способствует повышению качества обработки и автоматизации процесса.