Установка для электроэрозионного легирования

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к установкам для электроэрозионного легирования. Цель изобретения - повышение точности легирования путем стабилизации процессов нанесения покрытия по толщине и ширине. Сигнал датчика 20 межэлектродного промежутка выпрямляется и фильтруется детектором 31 и через блок 32 сравнения поступает на вход ключа 33, который открывается только при расположении электрода 1 над поверхностью детали 18 в процессе вращения от привода 4. Рабочая среда через демпфер 23, полую штангу 3 поступает в отверстие 5. При нахождении отверстия 5 над проемом детали 18 срабатывает датчик 24 давления, сигнал от которого поступает через преобразователь 25 к компаратору 26 и далее к ключу 33. Кроме этого сигнал компаратора 26 поступает через интегратор 27, блок 28 сравнения, усилитель 30 на реверсивный привод 8, который вращает корпус 7, чем устанавливается ширина ленточки легирования. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 Н 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИК ИЗОБРЕТЕНИЯ I

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! (21) 4317197/25-08 (22) 19.10.87 (46) !5.03.90. Бюл. - 10 (75) В.С.Тарасов (53) 621,9,048 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф !323272, кл. В 23 Н 9/00, 1985. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО

ЛЕГИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к установкам для электроэрозионного легирования.

Цель изобретения — повышение точности легирования путем стабилизации процессов нанесения покрытия по толщине и ширине, Сигнал датчика 20 межэлектродного промежутка выпрямляется и

Изобретение относится к электро, фиэическим, и электрохимическим методам 1 обработки в частности к электроэрозионному легированию. Цель изобретения — повышение точ| ности обработки.

На чертеже изображена предлагаемая установка и блок-схема управления (верхняя часть корпуса показана в изометрии) °

Л ирующий электрод 1 размещен на диске 2, закрепленном симметричен штанге 3 двигателя 4 осциллирующего вращения. Оппозитно:; посадочному месту электрода 1 в диске 2 выполнено сквозное отверстие 5. Кожух 6 охватывает с зазором диск 2 и закреплен на корпусе 7 привода 8. Ось вращения корпуса 7 отстоит от оси вращения штан.,SU„„1549685 А 1

2 фильтруется детектором 31 и через блок 32 сравнения поступает на вход ключа 33, который открывается только при расположении электрода 1 над поверхностью детали 18 в процессе вращения от привода 4, Рабочая среда через демпфер 23 и полую штангу 3 поступает в оверстие 5, При нахождении отверстия 5 над проемом детали 18 срабатывает датчик 24 давления, сигнал от которого поступает через преобразователь 25 к компаратору 26 и далее к ключу 33. Кроме этого, сигнал компаратора 26 поступает через интегратор

27, блок 28 сравнения и усилитель 30 на реверсивный привод 8, который вра- а щает корпус 7, чем устанавливается

Ж ширина ленточки легирования, 1 ип, 1 ги 3 и диска 2 Прчвод 8 связан с корпусом 7 посредством зубчатого сцеп-, ления.

Реостаты 9 размещены соосно корпусу 7. Дорожки реостатов 9 подключены к источнику 10 опорного напряжения, выполненному двухполярным. Подвижные части реостатов соединены с помощью щеточных узлов с входами дифференциальных усилителей 11 и 12, выходы которых соединены соответственно с двигателями 13 и 14 механизма двухкоординатного перемещения рабочего органа °

Элементы 9, 10, 11 и 12 образуют синусно-косинусный преобразователь, с помощью которого может быть определен угол поворот корпуса 7 °

1549685

Двигатель 13 посредством зубчатого зацепления колесо-рейка связан со столом 15 координатных перемещений. Стол

15 связан с возможностью поступатель5 ного перемещения с направляющей 16, сопряженной посредством винтовой пары с валом двигателя 14. Корпус двигателя 14 закреплен на станине 17, а корпус двигателя 13 — на направляющей 10

16. Станина 17 жестко скреплена с обрабатываемой деталью 18.

Деталь|8 подключена к заземленному полюсу генератора !9 технологического тока. Незаземленный полюс гене- 15 ратора 19 подключен через датчик 20 технологического тока к штанге 3.

Для исключения паразитной индуктивности рассеивания контура технологического тока токоподводы от генерато- 20 ра 19 к детали 18 и рабочему органу выполнены в виде бифилярной линии 21.

Источник 22 рабочей среды соединен через демпфер 23 с полой штангой

3, связанной с внутренним объемом кор-25 пуса 7, отделенным от зоны обработки диском 2, а также с датчиком 24 давления рабочей среды, выполненным в виде

I диафрагменного манометра. Чувствительный элемент"датчика 24 связан с пре- .30 образователем 25, преобразующим изменения давления на входе датчика 24 в электрический сигнал на выходе преобразователя 25. В установке требуется только измерение пеРепадов давления и достаточно применения демпфера

23 для гашения пульсаций входящего потока среды с частотой, сравнимой с частотой вращения диска 2.. Демпфер

23 выполнен в виде резервуара. 40

Преобразователь 25 подключен через цепь из последовательно соединенных компаратора 26, интегратора 27, блока 28 сравнения, подключенного к за, датчику 29.и усипителя 30 мощности к реверсивному приводу 8, Сигнальный выход датчика 20 подключен через детектор 31 с фильтром низких частот и блок 32 сравнения к входу ключа 33, выход которого под- 50 ключен через последовательно включен" ные интегратор 34 с запоминанием и усилитель 35 мощности к двигателю 36 привода перемещения каретки. Второй вход блока 32 сравнения соединен с задатчиком 37. Таким образом осущест1 вляется электромеханическая обратная связь по положению каретки 38 относительно детали 18 и„ следовательно, регулировка и поддержание величины межэлектродного промежутка между электродом l и поверхностью обрабатываемой детали 18, так как корпус 7 закреплен с возможностью вращения в каретке 38, а двигатель привода 8 неподвижно закреплен на ней.

Выход компаратьра 26 соединен с входом частотомера 39, аналоговый выход которого подключен через блок

40 сравнения и усилитель 41 мощности к двигателю 4, замыкая цепь электромеханической обратной связи по числу оборотов двигателя 4, что стабилизирует число оборотов диска 2 при воздействии возмущающих факторов, поддерживая заданное число проходов электрода 1 на единицу длины поступательного перемещения рабочего органа, т.е. постоянную толщину легированного слоя

/ по длине ленточки легирования ипи степень электрохимической обработки.

Один из входов блока 42 деления соединен с выходом частотомера 39, а второй вход — с выходом сумматора

43 абсолютных значений, входы которого соединены с выходами усилителей

11 и 12 синусно-косинусного преобразователя. Выход блока 42 деления соединен с индикатором 44, индицируфцим текущее значение отношения числа осциллирующих проходов электрода 1 на единицу длины поступательного перемещения рабочего органа вдоль кромки— толщины покрытия в относительных единицах.

Для исключения погрешностей преобразования и существенного понижения требований к реостатам 9 выполнена дополнительная цепь обратной связи, .корректирующая число оборотов двигателя 4 при отклонении суммы абсолютных значений координатных подач от заданной, для этого выход сумматора 43 подключен к регулирующему входу задатчика 45, выход .которого соединен с вторым входом блока 40 сравнения.

Для расширения технологических возможностей при обработке кромок штамповой оснастки путем программированного задания ширины ленточки легированного слоя по длине кромки, например для обеспечения одинакового износа кромки независимого от профиля и конфигурации кромки в данном месте гравюры штаыча, вход усилителя 30 дополнительно соединен .с выходом программатора 46, подающего аналоговый

5 154 96 .сигнал на вход усилителя 30 в соответствии с числом импульсов на входе, подаваемым с выхода соединенного с импульсными датчиками 47 и 48 нереверсивного счетчика 49, и программой обра5 ботки конкретной конфигурации детали, предварительно записанной в программатор 46, Входы счетчика 49 соединены с импульсными датчиками 47 и 48 чисел обоу. ротов валов двигателей 14 и 13 соответственно, Таким образом, программатор 46 выдает предварительно запрограммированные в него значения напряжения, соответствующие текущей заданной ширине ленточки легированного слоя, только в зависимости от числа импульсов на выходе счетчика 49, т.е. от пройденного рабочим органом пути 20 вдоль обрабатываемой кромки детали, Это позволяет повысить точность задания ширины ленточки, так как нет зависимости от абсолютного значения текущего времени работы установки и пог- 25 решности всех приводов перемещения не сказываются на точности. задания ширины ленточки.

Установка работает следующим образом, 30 Перед обработкой задатчиком 29 выставляют ширину ленточки легированного слоя, задатчиком 37 — величину межэлектродного промежутка, задатчиком

45 — толщину легированного слоя. Вводят в программатор 46 программу с ин35 формацией, определяющей ширину ленточки легированного слоя. Счетчик 49 устанавливают в начальное положение.

Включают, .генератор 19 и регулятор, 40 межэлектродного промежутка, при этом ток технологических импульсов протека; ет по линии 21 без потерь, а также через датчик 20, штангу 3, диск 2, электрод 1, межэлектродный промежуток и деталь 18. Высокочастотный сигнал датчика 20 выпрямляется и фильтруется детектором 31. Постоянная составляющая поступает в блок 32 сравнения, где сравнивается со значением эталонного напряжения с выхода задатчика

37. С выхода блока 32 сигнал разбаланса поступает на вход ключа 33, который открывается только гри подаче на его управляющий вход сигнала о располо женки отверстия 5 над проемом детали

I8, т.е. только при условии расположения электрода 1 полностью над обрабатываемой поверхностью детали 18.

85 6

С выхода ключа 33 сигнал разбаланса поступает в интегратор 34 и усилитель

35 и далее в двигатель 36, В результате каретка 38 перемещается в направлении и со скоростью, необходимыми: для устранения рассогласования задан-, ного и текущего значений межэлектрод- ного промежутка, величина промежутка .стабилизируется, Рабочая среда поступает от источника 22 через демпфер 23 в полую штангу 3 и внутренний объем корпуса 7 и проходит через отверстие 5. Поскольку отверстие находится над проемом детали, сопротивление потоку среды понижается, что соответствует срабатываныь датчика 24, преобразователя

25 и компаратора 26, а также открытому состоянию ключа 33 в цепи регулирования межэлектродного промежутка.

Включают двигатель 4, который вращает штангу 3, диск 2 и электрод 1.

Отверстие 5 периодически проходит над поверхностью детали 18 и ее проемом.

Над поверхностью детали 18 сопротивление потоку среды выше сопротивления над проемом, в результате при нахождении отверстия над поверхностью датчик 24 периодически отключается, В положении отверстия 5 над поверхностью детали 18 электрод 1 находится над проемом, В эти моменты ключ 33 цепи регулирования межэлектродного промежутка закрыт. Сигнал с датчика

20 технологического тока не проходит в интегратор 34, и он поддерживает предшествующее выключению ключа 33 напряжение разбаланса блока 32 сравнения, которое продолжает поступать в двигатель 36. Таким образом, наличие проема в детали 18 не сказывается на точности поддержания среднего межэлектродного промежутка.

Импульсы датчика 24 через преобразователь 25 поступают на вход 26 и далее в интегратор 27, Постоянная составляющая с выхода интегратора 27 сравнивается с эталонным напряжением с выхода задатчика 29 в блоке 28, сигнал разбаланса поступает через усилитель 30 в реверсивный привод 8, который вращает корпус 7 относительно каретки 38 в направлении и со скоростью, необходимыми для устранения рассогласования текущего значения ширины ленточки легирования и заданного по технологии обработки значения.

Отношение длительности импульса и

1549685 паузы на выходе компапатора 26, определяющее часть траектории электрода 1, проходящей по поверхности детали 18, т. е. ширину ленточки легирования слоя, 5 становится равным заданному, сигнал с выхода блока 28 исчезает,. привод 8 останавливается, Б то же время импульсы с выхода компаратора 26 поступают на вход частото-Ip мера 39, аналоговый сигнал на выходе которого пропорционален текущему зйачению частоты следования этих импульсов. Постоянная составляющая с выхода частотомера 39 поступает на вход бло- 15 ка 40, где сравнивается с эталонным сигналом от задатчика 45, определяющего количество проходов на единицу дли- ны поступательного перемещения рабочего органа. Сигнал разбаланса поступает через усилитель 41 в привод 4, который корректирует число оборотов штанги 3 и устраняет рассогласование текущего и заданного чисел оборотов .ооциллирующего вращения. 25

Импульсы с выхода компаратора 26 используются как для регудирования ширины ленточки легированного слоя путем получения на выходе интегратора

27 непрерывного сигнала, пропорцио- 30 нального отношению времени нахождения электрода над деталью 18 к времени нахождения электрода над проемом, т.е, измерением длительности импульсов, так и для РегулиРования частоты 35 вращения осциллирующего движения, т,е., регулирования толщинылегированного .: слоя измерением частоты следования этих импульсов. Такое решение позволяет использованием одного . входного сигнала 40 осуществить регулирование ширины и толщины легированного слоя и,кроме того, функцию стабилизации числа оборо-. тов осциллирующего вращения, Это повышает качество, надежность и упрощает 45 установку.

Аналоговый сигнал с выхода частотомера 39 поступает также на один из входов блока 42 деления, на другой вход которого поступает сигнал с сум- 5р матора 43, пропорциональный скорости поступательного перемещения рабочего органа вдоль обрабатываемой кромки детали 18, В результате деления этих сигналов с выхода блока 42 на индикатор 44 поступает сигнал, равный отношенмо -числа проходов электрода I npu осциллирующем движении на единицу длиHbl ленточки легированного слоя (т.е. пройденного пути), что индицируется оператором как толщина покрытия, Кроме того, при наличии погрешностей преобразования угла поворота корпуса 7 в.реостатах 9 в координатные перемещений двигателями 13 и 14, суммарный сигнал с выхода сумматора 43 на входе задатчика 45 отличается от номинального, соответствующего заданной скорости поступательного перемещения, задатчик 45 изменяет эталонное напряжение уставки в направлении, обеспечивающем поддержание заданного числа проходов электрода 1 на единицу:.. длины ленточки обработки,, Например, при повышении скорости поступательного перемещения и сигнала от сумматора 43-число оборотов привода про— порционально повышается, так как, напряжение, с выхода эадатчика 45 изменяется и напряжение с выхода усилителя

41 возрастает.

Поворот корпуса 7 приводит к перемещению токосъемов реостатов 9, а пропорционально изменяемое ими напряжение источника 10 поступает на входы усилителей 11 и 12 и на приводы 13 и 14 двухкоординатной подачи, которые перемещают стол 15 и направляющую 16 механизма двухкоординатного движения.. Пробои межэлектродного промежутка во время нахождения электрода 1 над поверхностью детали 18 осуществляют легирование ее поверхности материалом электрода 1,. Зона обработки охлаждается потоком рабочей среды из отверстия 5 ° Это позволяет интенсифицировать. процесс обработки подачей в рабочую зону увеличенной электрической мощности.

При вращении двигателей 13 и 14 импульсы с датчиков 47 и 48, пропорциональные числу оборотов, поступают через счетчик 49 на вход программатора 46, на выходе которого появляется значение аналогового напряжения ° пропорциональное заданной ширине легированного слоя по программе. Напряжение с выхода программатора 46 поступает на вход усилителя 30 и корректирует величину траектории электрода. над деталью 18 в соответствии с программой. Это расширяет технологические возможности предлагаемой установки.

Формула изобретения

Устройство для электроэроэионного легирования, содержащая источник

Составитель Ю.Пинчук

Техред М. Ходанич КорректорМ.Кучерявая

Редактор А,Лежнина

Тираж 548

Подписное

Заказ 232

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент ", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

9 154968 технологического тока, регулятор межэлектродного промежутка и электрододержатель, установленный на механизме перемещения, оснащенном пневматической системой слежения за положением кромки обрабатываемой детали, при этом нагнетатель системы соединен с

/каналом в злектрододержателе, датчик давления в канале через блок сравнения подключен к приводам механизма, электрододержатель установлен на механизме с возможностью вращения от привода вокруг оси, перпендикулярной плоскости перемещения механизма, и с возможностью возвратно-поступательных перемещений вдоль той же оси от регулятора межэлектродного промежутка, отличающаяся тем,. что, с целью повышения точности обра- 20 ботки, электрододержатель снабжен цилиндрическим кожухом, установленным на корпусе электрододержателя со смещением от оси вращения, а также со осными с кожухом штангой и диском, при этом штанга установлена в корпусе электродержателя с возможностью вращения от автономного привода, диск закреплен на штанге в зоне торца кожуха, в диске со смещением от центра выполнено отверстие и напротив него посадочное место для установки стержневого электрода, полость, образования кожухом и диском, соединена каналом с нагревателем, к датчику давления через интегратор и блок сравнения подключен привод вращения электрододержателя, в цепь регулятора меж электродного промежутка введен ключ, подключенный по входу управления к датчику давления, а приводы механизма перемещений подключены к установленным.на корпусе электрододержателя синусо-косинусным преобразователям угла поворота электрододержателя.