Генератор импульсов тока для электроискрового легирования

 

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ TOICA ДЛЯ ЭЖКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЙ, содержащий источник тока, через фор-; мирующий блок из включенньЕк последовательно тиристора и балластного резистора подключенный к обрабатыва-:емой детали и электроду-инструменту, связанному с блоком перемещения, обмотка электромагнита которого соединена с коммутирующим тиристором, и блок запуска, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обрабатываемой поверхности :- ::;r i«jyo путем разрушения образующегося в момент отвода электрода мостика, в фор мирующий блок введена дополнительная цепь, состоящая из диода и резис тора, а блок запуска выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого включенамежду введенной цейью и электродом-инструментом, а вторичная обмотка, зашунтированная диодом, подключена одним концом к аноду выпрямляющего диода, соединенного катодом с управляющим электродом запускающего тиристора, подключенного анодом через резистор к плюсовой шине источника тока, а катодом - к противоположKotfy концу вторичной обмотки трансформатора и к времязадающему узлу, (Л образованному параллельным соединением двух цепей, каждая из которых состоит из двух последовательно соединенных резисторов, один из которых зашунтирован емкостью, причем выходы времязадающего узла соединены с управляющими электродами тиристоров в блоке перемещения и формирующем бло ке. Од tc 4ib СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1У6ЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ И306РЕТЕНИЙ И OTHPbFHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPCHOlNY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3465835/25-08 (22) 08:07.82 (46) 28.02.84.Бюл. Р 8 (72) А.Я.Гаршин; A,В.Грибанов, С,П.Казьмин и С.Н.Смагин (53) 621.9.048(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 283461, кл. В 23 P 1/18, 1969 (прототип) . (54) (57) .ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ TOKA

ДЛЯ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИМ, содержащий источник тока, через фор мирующий блок из включенных последовательно тиристора и балластного резистора подключенный к обрабатыва-.. емой детали и электроду-инструменту, связанному с блоком перемещения, обмотка электромагнита котороГо соединена с коммутирующим тиристором, и блок запуска, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышений качества обрабатываемой поверхности

„.80„„1.076245 A путем разрушения образующегося в мо, мент отвода электрода мостика, в фор мирующий блок введена дополнительная цепь, состоящая иэ диода и резис тора, а блок запуска выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого включена между введенной цейью и электродом-инструментом, а вторич ная обмотка, зашунтированная.днодом, подключена"одним концом к аноду выпрямляющего диода, соединенного катодом с управляющим электродом запускающего тиристора, подключенного анодом через резистор к. плюсовой шине источника тока, а катодом — к противоположному концу вторичной обяотки транс- форматора и к времязадающему узлу,.

Щ образованному параллельным соединением двух цепей, каждая из которых со. стоит из двух последовательно соеди- С» ненных резисторов, один из которых за. шунтирован емкостью, причем выходы времязадающего узла соединены с управляницими электродами тиристоров в

k блоке перемещения и формирующем блоке.

С5

1 1076

Изобретение относится к электрофизической обработке материалов и мо жет быть использовано в качестве источника питания при электроискровом легировании, Известен генератор импульсов тока, содержащий блок запуска, источник тока и формирующий блок, выполненный из последовательно соединенных управляемого диода и балластного резистора о причем формирующий блок включен между источником импульсного тока и искровым промежутком. Электрод-инструмент связан с блоком перемещения, обмотка электромагнита которого связана с тиристором CI g.

Недостаток генератора заключается в том, что в момент отвода электрода от обрабатываемой поверхности междуна ними образуется мостик из расплавлен-, ного металла, который лишь частично разрушается в месте. сужения за счет испарения. При этом на обработанной поверхности остаются конические выступы, вследствие наличия которых поверхность имеет значительную шероховатость и низкий класс чистоты обработки.

Цель изобретения — повышение качества обрабатываемой поверхности путем разрушения образующегося в момент отвода мостика.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор импульсов тока для электроискрового легирования, содержащий источник тока, через форми- З5 рующий блок из включенных последовательно тиристора и балластного резистора, подключенный к обрабатываемой детали и электроду-инструменту, связанному с блоком перемещения, об- 4О мотка электромагнита которого соединена с коммутирующим тиристором, и блок запуска, в формирующий блок введена дополнительная цепь, состоящая из диода и резистора, а блок запуска выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого включена между введенной цепью и электродоминструментом, а вторичная обмотка, зашунтированная диодом, подключена од- 50 ним концом к аноду выпрямляющего диода, соединенного катодом с управляющим электродом запускающего тиристора, подключенного анодом через резистор к плюсовой шине источника то- 55 ка, а катодом - к противоположному концу вторичной обмотки трансформатора и к времязадающему узлу, обра245 2 зованному параллельным соединением двух цепей, каждая из которых состоит из двух последовательно соединенных резисторов,. один из которых зашунтирован емкостью, причем выходы времязадающего узла соединены с управляющими электродами тиристоров в блоке перемещения и формирующем блоке.

На чертеже показана электрическая схема предлагаемого генератора импульсов.

Генератор содержит источник 1 тока, блок 2 запуска, формирующий блок

3, включенный между источником 1- тока и искровым промежутком, заключенным между легирующим электродом 4 и обрабатываемой деталью 5, и блок 6 перемещения легирующего электрода, содержащий электромагнит 7, обмотка которого зашунтирована диодом 8 и подсоединена одним концом к лег фующему электроду 4, а противоположным— к катоду коммутирующего тиристора 9, подключенного анодом к плюсовой шине источника 1 тока, а управляющим электродом — к управляющему выходу > блока 2 запуска, Блок запуска содержит трансформатор 10 тока, первичная обмотка которого включена между легирующим электродом 4 и балластным резистором 11 последовательно которому включен диод 12, образуя первую параллельную цепь формирующего блока

3. Кроме первой, формирующий блок 3

- содержит также вторую параллельную цепь из последовательно соединенных балластного резистора 13 и управляемого диода (тиристора ) 14, Вторичная обмотка трансформатора 10 тока, зашунтированная диодом 15, подключена одним концом к аноду выпрямляющего диода 16, соединенного катодом с управляющим электродом запускающего тиристора 17, подключенного анодом через резистор 18 к плюсовой шине источника 1 тока, а катодом — к противоположному концу вторичной обмотки трансформатора 10 тока и к одному из выводов времязадающего узла, образованного параллельным соединением первой времязадающей цепи, состоящей из последовательно соединенных резисторов 19 и 20, и второй времязадающей цепи, состоящей из последовательно соединенных резисторов ?1 и 22. Резисторы 20 и 22 зашунтированы емкостями 23 и 24 соответственно, Срецняя протекать от источника I через резистор 18, запускающий ТНрНсТор 17 резисторы 19 и 20 первой времязадающей цепи, а также резисторы 21 и 22 второй времязадающей цепи, и через контакт электрод 4 — деталь 5 на землю, причем в месте контакта с поверхностью детали 5 электрод 4 разогревается за счет теплового действия тока. Поскольку площадь контакта электрода с деталью имеет меньшее сечение, чем площадь сечения тела электрода, то в месте контакта с деталью электрод разогревается сильнее и расплавляется. В этом же месте расплавляется также контактирующий с электродом поверхностный слой обрабатываемой детали, в результате чего на обрабатываемой поверхности образуется сплав из материалов детали и легирующего электрода.

B момент протекания тока от источника 1 через резистор 18, запускаюющий тиристор 17, первую времязадающую цепь из резисторов 19 и 20 и через контакт электрод 4 — деталь 5 на землю часть тока, протекающего через резистор 20, ответвляется, заряжая шунтирующую емкость 23. Напряжение на емкости 23 повьппается.

Аналогичный процесс происходит в цепи резистор 18 — запускающий тиристор 17 — резистор 21 — резистор

22 — емкость 24, причем напряжение на емкости 24 также повьппается со временем. Номиналы элементов 19,20 и 23 первой времязадающей цепи и элементов 21, 22 и 24 второй время.— задающей цепи подбираются таким образом, чтобы удовлетворялись следующие временные соотношения. При достижении уровня напряжения на емкости

23, достаточного для отпирания коммутирующего тиристора 9 блока 6 перемещения электрода, тнристор 9 отпирается и замыкает цепь электромагнит 7 — источник 1 — тиристор 9 контакт электрод 4 — деталь 5 -земля, Ток протекающий по обмотке электромагнита 7, создает усилие, которое начинает отводить электрод 4 от поверхности детали 5. В этот момент в искровом промежутке образуется конический мостик из расплавленного металла. Однако в момент образования мостика напряжение на емкости 23 достигает порога, необходимого для срабатывания управляемого диода тиристора)14 второй параллельной цепи

3 1076245 4 точка первой времязадающей цепи из резисторов 19 и 20 подключена к уг.— равляющему выходу с1 блока 2 запуска, средняя точка второй времязадающей цепи из резисторов 21 и 22 — к запускающему выходу о блока 2 запуска, под

5 соединенному к управляющему электроду тиристора 14, формирующего блока

3, а противоположный вывод упомянутого времязадающего узла соединен с l0 легирующим электродом 4.

Генератор работает, следующим образом.

Отвод легирующего электрода 4 от поверхности обрабатываемой детали 5

15 осуществляется электромеханической системой (не показана 1 при подаче на г пряжения на зашунтированную диодом 8 обмотку электромагнита 7 блока 6 перемещения, а подвод — либо за счет

20 постоянно воздействующей возвращающей пружины при отключении электромагнита 7, либо, например, за счет дополнительного электромагнита, который может включаться от специаль25 ного синхронизирующего устройства. В исходном положении, когда легирующий электрод 4 не имеет электрического контакта с обрабатываемой деталью 5

? напряжение на электроде 4 равно напряжению источника I и запускающий

30 тиристор 17 блока 2 запуска находится в запертом состоянии, так как его цепь питания разомкнута. Коммутирующий тиристор 9 блока 6 перемещения также находится в запертом состоянии,З5 так как его цепь питания разомкнута.

Коммутирующий тиристор 9 блока 6 перемещения также находится в запертом состоянии, а напряжение на емкостях 23 и 24, шунтированных резисторами 20 и 22 первой и второй времязадающих цепей блока 2 запуска равно нулю.

В момент соприкосновения легирующего электрода 4 с поверхностью об- 45 рабатываемой детали 5 ток, протекающий через первую параллельную цепь формирующего блока 3, образованную диодом 12 и балластным резистором IIc а далее через первичную обмотку тран 50 сформатора 10 тока блока 2 запуска и контакт электрод 4 — деталь 5 начинает нарастать, что вызывает появлейие импульса ЭДС во вторичной обмотке 11 трансформатора 10 тока.

Возникшая ЭДС через выпрямляющий диод 16 отпирает запускающий тиристор

17, вследствие чего ток начинает

1076

Формирующего блока 3. В момент отпирания тиристора 14 формирующего блока 3 через контакт электрод 4— деталь 5 начинает протекать добавочный ток от источника 1 через тиристор 14, балластный резистор 13 и контакт электрод 4 — деталь 5 на землю.

Уровень добавочного тока выбирается значительно большим, чем уровень первоначального тока, протекающего от 10 источника 1 через балластный резистор ll и диод 12 первой параллельной цепи, первичную обмотку трансформатора 10 тока и контакт электрод 4— деталь 5 на землю. 15

В момент отпирания тиристора 14 происходит дополнительное выделение тепла и локальный разогрев мостика за счет резкого увеличения тока, что способствует не только более полному 2О испарению и разрушению мостика но и растеканию в жидкой фазе локально разогретого металла по поверхности обрабатываемой детали 5.

Вследствие разрыва электрической 25 цепи в искровом промежутке протекание тока в тиристорах 9, 17 и 14 прекращается, а ЭДС самоиндукции, возникающая во вторичной обмотке трансформатора 10 тока замыкается через шунти245 б рующий диод 15, емкость 23 разряжается через резистор 20 первой.времязадающей цепи, а емкость 24 - через резистор 22 второй времязадающей цепи. За счет ЭДС самоиндукции ток в обмотке электромагнита 7 продолжает протекать по цепи„ образованной myaтирующнм диодом 8, еще некоторое время, в течение которого электрод 4 удерживается в отведенном состоянии, а цепь остается разомкнутой. Далее описанный выше цикл повторяется.

Технические преимущества предлагаемого генератора импульсов тока, заключаются в том, что в нем исключается возможность образования мостика из расплавленного металла, так как s момент образования мостик разрушается путем подачи мощного дополнительного импульса в момент отвода электрода от поверхности детали.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволит значительно повысить класс чистоты обработки деталей за счет снижения шероховатости, возникающей вследствие наличия конических мостиков, что позволит повысить качество изделий, подвергаемых электроискровому легированию.

ВНИИПИ Заказ 600/13

Тираж 1037 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4