Способ электроэрозионной обработки внутренних цилиндрических поверхностей

 

Изобретение относится к области электрофизических и электрохимических методов обработки, в частности к способам электроэрозионной обработки внутренних цилиндрических отверстий. Целью изобретения является повышение качества обрабатываемой поверхности и производительности обработки за счет излучения радиального биения измерительным наконечником 9 обрабатываемой поверхности заготовки 7 относительно оси вращения и увеличения скорости подачи электрода-инструмента 1 по мере уменьшения радиального биения. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЯСНИХ

РЕСПУБЛИК (5В 4 В 23 Н 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4067308/30-08 (22) 13.05.86 (46) 07.07.88. Бюл. № 25 (?1) Научно-производственное объединение по топливной аппаратуре двигателей

«ЦНИТА» (72) С. И. Колчанов, Э. А. Альфтан, С. Б. Князев, В. А. Нефедов и С. Б. Потулов (53) 621.9.048.4.06 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1143538, кл. В 23 Н 1/00, 1985..З0„, 1407712 A 3 (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ

ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к области электрофизических и электрохимических методов обработки, в частности к способам электроэрозионной обработки внутренних цилиндрических отверстий. Целью изобретения является повышение качества обрабатываемой поверхности и производительности обработки за счет излучения радиального биения измерительным наконечником 9 обрабатываемой поверхности заготовки 7 относительно оси вращения и увеличения скорости подачи электрода-инструмента 1 по мере уменьшения радиального биения. 5 ил.

1407712

Изобретение относится к области элект,рофизических и электрохимических методов

, обработки, в частности к способам электроэрозионной обработки внутренних цилиндрических поверхностей.

Цель изобретения — повышение качества обработанной поверхности и производительности обработки.

На фиг. 1 схематически представлено устройство, реализующее способ при обработке корпуса распылителя дизельной форсунки; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — график зависимости скорости радиальной подачи электрода-инструмента от величины изменения межэлектродного промежутка за оборот заготовки; на фиг. 4— график изменения расстояния измерительного наконечника до оси вращения заготовки в функции времени; на фиг. 5 — график изменения радиуса обрабатываемой поверхности в функции времени при электроэрозионной обработке по четырем режимам.

Устройство (фиг. 1) содержит электродинструмент 1, помегценный в направляющую 2, установленную на каретке 3, на которой установлен также механизм 4 радиальной подачи электрода-инструмента. Каретка 3 установлена на основании 5 с возможностью возвратно-поступательного движения. На основании 5 на оправке 6 установлена обрабатываемая заготовка 7 корпуса распылителя с возможностью вращения. Конец направляющей 2 отогнут для направления рабочего конца электрода-инструмента при радиальной подаче в направлении обрабатываемой поверхности (перпендикулярно плоскости фиг. 1). Оправка 6 имеет базовую опору 8, на которую опирается заготовка.7.

Измерительный наконечник 9 установлен внутри обрабатываемой заготовки 7 со сме,щением относительно базовой опоры 8.

Наконечник 9 кинематически связан с датчиком 10 перемещений, установленным на основании 5. Датчик 10 перемещения соединен с блоком 11 обработки измерительной информации о радиусе заготовки и с блоком 12 обработки измерительной информации об амплитуде А радиальных перемещений. Блок 1 соединен с блоком 13 коммутации режимов обработки, а последний с генератором 14 импульсов технологического тока и блоком 15 управления подачей. Блок

12 соединен с блоком 16 повышения скорости подачи, а последний с блоком 15.

Взаимное расположение внутри заготовки 7 оправки 6, направляющей 2 и электродаинструмента 1 показано на фиг. 2.

Способ осуществляется следующим образом.

Заготовку.7 устанавливают на оправку 6 или на обрабатываемую поверхность б заготовки 7 устанавливают измерительный наконечник 9 со смещением l относительно установочно-формующего сечения А-А.

Основной задачей при обработке заготовок корпусов распылителей является сопряжение конического отверстия а с осью цилиндрического,отверстия б. На этих поверхностях и устанавливают заготовку 7. При этом кольцевой участок сечения А-А цилиндрической поверхности б является установочно-формирующим сечением.

Согласно варианту обработки (фиг. 1) местом установки измерительного наконечника 9 является поперечное сечение (кольцевой участок) поверхности вблизи торца заготовки. Возможно смещение наконечника

9 и в противоположную сторону от установочно-формирующего сечения, это менее желательно по конструктивным соображениям, так как требуется более длинный держатель наконечника, что отрицательно сказывается на жесткости системы измерения.

В том случае, если установочно-формирующее сечение расположено вблизи торца заготовки, измерительный наконечник 9 устанавливают со смещением в другую сторону от сечения А-А, т. е. в глубине обрабатываемого отверстия б. В случае крепления заготовки за наружную установочную базу измерительный наконечник устанавливают смещенно относительно сечения формирования этой установочной базы, расположенного на внутренней поверхности, подлежагцей обработке.

После установки измерительного наконечника 9 заготовку 7 вращают. На электрод-инструмент 1 и заготовку 7 с генератора 14 подают импульсы технологического тока. Электроду-инструменту вместе с кареткой 3 сообщают возвратно-поступательное движение вдоль образующей обрабатываемого отверстия б через каждые пол-оборота.

Образующая изменяет положение от показанного на фиг. 1 сплошной линией к положению, показанному пунктиром в. При этом измерительный наконечник 9 совершает радиальные перемещения за каждый оборот на величину 2А (двойная амплитуда перемещений) . Эти перемещения, а также постоянная составляющая перемещений измерительного наконечника 9, определяющая изменение радиуса обрабатываемой поверхности б относительно оси вращения заготовки 7, преобразуются в электрический сигнал датчиком 10. Сигнал поступает в блок 11 обработки измерительной информации о радиусе заготовки и в блок 12 обработки измерительной информации об амплитуде А радиальных перемещений. В последНрМ определяется изменение Лмакс межэлектродного промежутка (фиг. 4) за оборот заготовки и ".îîòâåòñòâóþùèé сигнал передается в блок 16 (фиг. 1) повышения скорости подачи. Сигнал с блока 16 поступает в блок

15 управления подачей, а с него на управляющий механизм 4 радиальной подачи.

По мере электроэрозионной обработки заготовки 7 металл снимается прежде всего

14077!2 с тех участков обрабатываемой поверхности б, которые ближе всего расположены к оси вращения заготовки 7. Те участки поверхности б, которые во время возвратно-поступательного движения электрода-инструмента особенно удалены от него, в начальный период не обрабатываются, а если обрабатываются, то менее интенсивно. По мере исправления погрешностей формы и расположения поверхностей и уменьшения обычно наибольшей из них несоосности конического и цилиндрического отверстий, постепенно возрастает площадь, подвергающаяся интенсивному воздействию импульсов технологического тока. Соответственно возрастает электроэрозионный износ рабочего конца электрода-инструмента 1 и одновременно увеличивается радиус обрабатываемой поверхности. И то и другое приводит к увеличению межэлектродного промежутка.

Для поддержания величины последнего на оптимальном уровне выполняют следующее. С помощью блока 15 управления подачей на основании данных о величине Л изменения межэлектродного промежутка за оборот заготовки, по мере его уменьшения увеличивают скорость радиальной подачи от У - в начале обработки до V!l13Kc В конце.

График зависимости между этими величинами представлен на фиг. 3. Для увеличения скорости V радиальной подачи электродуинструменту 1 сообщают поступательное перемещение по направляющей 2 в таком же соотношении, а изогнутый конец направляющей 2 направляет рабочий конец электрода-инструмента 1 к обрабатываемой поверхности б. Наиболее интенсивно изменяют скорость подачи V в течение большей части (М) величины изменения межэлектродного промежутка. Расстояние @ от измерительного наконечника 9 до оси вращения заготовки 7 при этом изменяется согласно кривой Il на фиг. 4. Для сопоставления на этой же фигуре представлена кривая И, характеризующая изменение этой же величины в известном способе, в котором скорость V поддерживается постоянной. Очевидно, что длительность 1Hcllp исправления погрешностей формы и отклонения поверхностей в предлагаемом способе значительно меньше, чем в известном. В частном случае обработки корпуса распылителя, при котором погрешности формы и расположения поверхностей устраняют в течение первого, обдирочного режима обработки, дальнейшая обработка иллюстрируется графиком на фиг. 5. График показывает, что время t>

55 режиме. Эти части припуска удаляются при соответственно меньших энергиях импульсов технологического тока и скорости радиальной подачи за время 4„, 4„и 4„. Управление переключениями перечисленнь и режимов осуществляется блоком 13 в зависимости от радиуса R обрабатываемой поверхности.

Пример 1. Обрабатывали направляющее отверстие в прошедшей термическую обработку (цементацию) заготовке корпуса распылителя дизельной форсунки. Использовали RC-генератор, имеющий емкость и сопротивление RC-цепи на первом режиме

24 Ом и 3,65 мкФ, на втором — 120 Ом и

0,35 мкФ, на третьем — 340 Ом и 0,01 мкФ, на четвертом — 420 Ом и 0,001 мкФ. Установочно-формирующее сечение было в средней части обрабатываемого отверстия о (фиг. 1). Заготовку устанавливали на опору 8, расположенную в этом сечении и поджимали коническую поверхность а к второй опоре оправки 6. Затем устанавливали измерительный наконечник 9 со смещением

1=8 мм в сторону торца заготовки относительно установочно-формирующего сечения.

После этого заготовку 7 вращали со скоростью 800 об/мин, а электрод-инструмент перемещали возвратно-поступательно с частотой 40 ходов в минуту. Амплитуда радиаль ных перемещений измерительного наконечника относительно оси вращения заготовки достигала 45 мкм. Амплитуда изменения межэлектродного промежутка за оборот заготовки соответственно была 50 мкм. Начальная скорость подачи электрода-инструмента при этом составила 0,1 мм/мин. После подачи на межэлектродный промежуток технологического тока (разрядов) съем металла в начальный период был 1 мкм за 15...20 с.

По мере уменьшения амплитуды изменения межэлектродного промежутка до минимального значения порядка 5 мкм повышали радиальную скорость подачи электрода-инстру мента до 6 мм/мин, что обеспечивало поддержание величины межэлектродного промежутка в периоды с ьема металла порядка

25 мкм. Исправление погрешностей формы и расположения поверхностей было закончено при этом за 3 мин (при использовании известного способа потребовалось бы вдвое большее время). Затем за 20 с был получен диаметр 5,93 мм, после чего электрическая схема была переключена последовательно на второй, третий и четвертый режимы обработки, выполняемые известным способом.

Режимы переключали, когда диаметр обрабатываемого отверстия достигал 5,93; 5,955;

5,970 мм (за время по 20 с). Прекратили обработку при достижении диаметра 5,978 мм

При этом глубина измененного слоя на обработанной поверхности была допустимой около 8...10 мкм, шероховатость R c=3,2 мкм, прижогов и другHx неисправимых дефекгов не было.

1407712

Прил ер 2. Обрабатывали направляюшее с1тверстие такой же заготовки и на том же с танке, как и в примере 1. Но сечение форЙирования установочной базы было вблизи

1 орца. Заготовки устанавливали на опору 8, Оовмещая с ней кольцевой участок сечения поджимали конической поверхностью к торой опоре оправки 6. Затем устанавлиали измерительный наконечник 9 со смеением 1=8 мм в сторону средней части брабатываемого отверстия. После включеия возвратно-поступательного движения лектрода-инструмента и вращения заготови было установлено, что амплитуда радильного перемещения измерительного накоечника относительно оси врашения состав. яла 20 мкм, а амплитуда изменения межектродного промежутка за оборот заготови 35 мкм. Величина радиальной подачи ектрода-инструмента в начале обработки

ыла 0,8 мм/мкм и по мере уменьшения амп. итуды увеличена до 6 мм/мкм. Длитель. ость исправления погрешностей формы расположения поверхностей составила

1,5 мкм, что примерно в два раза меньше, ем известным способом. Обшее время обаботки на первом режиме составило 2 мин. оследующая обработка выполнялась так е, как и в нервом примере и с аналогичными езультата ми.

7pu,пер 8. Обрабатывали направляющее верстие такой же заготовки и при таких же ектрических параметрах режимов, как в предыдущих примерах. Но устанавлиали заготовку на наружные базы, которые

Гыли сформированы шлифованием на преыдущей операции при установке заготовки а коническое отверстие и кольцевую гоерхность — полоску в средней части на,равляющего отверстия, подлежашего обработке. Соответственно уста новочно-формируюшее сечение находилось там же, где была эта поверхность. Поэтому измерительный наконечник устанавливали в сечении около торца заготовки. После включения возвратно-поступательного движения электрода-инструмента и вращения заготовки было установлено, что амплитуда радиального перемещения измерительного наконечника и данной заготовки оказалась очень малой — около 10 мкм и примерно такой же амплитуда изменения межэлектродного промежутка за оборот заготовки. Отклонения формы и расположения поверхностей у этой заготовки удалось устранить за 0,5 мин.

Скорость радиальной подачи была такой жг, как и в предыдуших примерах, но доведена до максимальной гораздо быстрее. Последующая обработка и результаты обработки были такими же, как и в предыдущих примерах, т. е. качество поверхности было вы20 соким, прижоги отсутствовали.

Формула изобретения

Спосоо электроэрозионной обработки

25 внутренних цилиндрических поверхностей распылителя, включа|ощий врашение заг0товки, сообц.ение электроду-инструменту возвра-.но-поступательного перемещения и радиальной подачи, а также измерение радиуса обрабатываемой поверхности относительно оси вращения измерительным наконечником, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработанной поверхности и производительности обработки, дополнительно измеряют радиальное биение обрабатываемой поверхности относительно оси вращения и по мере его уменьшения увеличивают скорость радиальной подачи электрода-;инструмента.

1407712

Составитель С. Никифоров

Редактор Е. Папп Техред И. Верес Корректор А. Тяско

Заказ 3253/16 Тираж 921 Г1одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4