Установка для электроэрозионного легирования

 

Изобретение относится к металлообработке и касается устройств для электроэрозионного легирования. Цель изобретения - расширение технологических возможностей при обработке смежных поверхностей заготовки, например рабочих кромок заготовок штампов. Легирование выполняют двумя электродами 1, 7. По мере износа электрода 1 блок 22 через блок 23 и привод 4 подает электрод к детали 20. Пропорционально величине этого перемещения сигнал с выхода блока 22 через блоки 24, 25 посредством привода 10 перемещает электрод 7 к кромке детали 20, компенсируя его износ по сигналам износа электрода 1. Таким образом, величины перемещений приводов 4 и 10 определяются износом электродов, а поворот привода 16 - профилем кромки детали. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 23 Н 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1ГЫМ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4299712/08 (22) 25.08.88 (46) 15.07.91. Бюл, N 26 (75) В.С.Тарасов и В.В.Зоря (53) 621.9,048.4.06 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1583236. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО ЛЕГИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к металлообработке и, касается устройств для электроэроэионного легирования. Цель изобретения— расширение технологических возможностей при обработке смежных поверхностей. Я3,» 1662781 А1 заготовки, например рабочих кромок заготовок штампов. Легирование выполняют двумя электродами 1 и 7. По мере износа электрода 1 блок 22 через блок 23 и привод

4 подает электрод к детали 20. Пропорционально величине этого перемещения сигнал с выхода блока 22 через блоки 24 и 25 посредством привода 10 перемещает электрод 7 к кромке детали 20, компенсируя его износ по сигналам износа электрода 1. Таким образом, величины перемещений приводов 4 и 10 определяют износом электродов, а поворот привода 16 — профилем кромки детали. 4 ил.

1662781

Изобретение относится к электрофизическим и электромеханическим методам обработки и касается установок для электроэрозионного легирования рабочих кромок штампов.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей при обработке смежных поверхностей заготовки, например рабочих кромок заготовок штампов, путем многофункционального использования электродов как для легирования, так и в качестве датчиков копировальной системы управления движением вдоль кромки обрабатываемой детали.

На фиг. 1 изображена установка. общий вид; на фиг. 2 — рабочая зона установки, вид сверху; на фиг. 3 — обработка фрагмента контура кромки с малыми размерами; на фиг. 4 — обработка при одинаковых углах наклона электродов к обрабатываемым поверхностям кромки.

Легирующий электрод 1 закреплен в приводе 2 осцилляций, выполненном в виде электромагнитного вибратора или ультразвукового преобразователя. Корпус привода 2 закреплен на выходном валу привода 3 вращения, выполненного в виде электродвигателя, Корпус привода 3 закреплен на подвижной части привода 4 перемещения, выполненного в виде линейного двигателя или пневмоцилиндра. Корпус привода 4 закреплен на каретке 5, размещенной с возможностью поступательного движения на направляющей 6.

Легирующий электрод 7 закреплен в приводе 8, аналогичном приводу 2. Корпус привода 8 закреплен на выходном валу привода 9, выполненного аналогично приводу

3. Корпус привода 9 закреплен на подвижной части привода 10, выполненном аналогично приводу 4. Корпус привода 10 закреплен на каретке 11, размещенной с возможностью поступательного перемещения на направляющей 12. Направляющие 6 и 12 связаны между собой рамой 13. На раме 13 закреплен привод 14, выполненный в виде линейного двигателя или пневмоцилиндра, подвижная часть которого связана с кареткой 11. На раме 13 закреплен привод

15, выполненный аналогично приводу 14.

его подвижная часть связана с кареткой 5, Направляющая 6 ориентирована параллельно горизонтальной поверхности, направляющая 12 — вертикальной поверхности детали.

Рама 13 закреплена на валу привода 16, выполненного в виде мотор-редуктора или силового сельсина, Корпус привода 16 закреплен на столе 17 координатных перемещений рабочего органа. приводимом в штамповой оснастки, размеры которого сравнимы с размерами диаметров электро35 дов. Функционирование установки при изменении углов наклона электродов 1 и 7 к обрабатываемым поверхностям не изменяется .

Электрод 1 элекгрически связан через

40 блок 22 регулировки среднего за период осцилляции межэлектродного промежутка и блок 23 управления перемещением электрода 1 с приводом 4. Блок 22 поддерживает выставленное до начала обработки значе45 ние величины эрозионного промежутка между поверхностями электрода 1 и детали

20. При неизменной жесткости подвеса подвижной части привода 2 это обеспечивает постоянное усилие среднего давления элек50 трода 1 на поверхность детали 20 и стабильный процесс легирования. Блок 22 выполнен по известной схеме аналогового регулятора на дифференциальных усилителях или схеме дискретного действия на ком55 параторах, Блок 23 — соответственно усилитель мощности аналогового или дискретного действия, служащий блоком управления.

8ыход блока 22 подключен через блок

24 пропорциональности и блок 25 управле10

30 перемещения приводом 18 координатных перемещений в горизонтальной плоскости.

Соосно валу привода 16 размещен датчик 19 угла поворота рамы 13, выполненный в виде реостата или стробоскопического диска при цифровом управлении приводом 18. Чувствительный элемент датчика Е9 соединен с валом привода 16, корпус датчика 19 закреплен на столе 17. Привод 18 неподвижно закреплен на обрабатываемой детали 20. В ходе процесса легиравания поверхности кромки детали 20 покрываются легированным слоем 21.

Оси элементов 1 — 4 совпадают и расположены в одной плоскости с общей осью элементов 7 — 10. Ось следящего поворота рамы 13 обозначена О, При перемещении рамы 13 вдоль прямолинейного участка контура отслеживаемой кромки (фиг. 2) ось привода следящего поворота О проходит через линию кромки.

На фиг. 1, 2 и 4 углы наклона электродов

1 и 7 и, следовательно, их конусы самозаточки одинаковы. Однако для обеспечения обработки фрагментов контура кромки с весьма малыми размерами угол наклона электрода 7 к торцовой кромке уменьшают, при этом тело электрода 7 не препятствует осциллированию в проеме ограниченного размера, На фиг. 3 показан случай обработки электродом 7 торцовой поверхности центрирующего отверстия в детали 20

1662781

55 ния перемещением к приводу 10. Блок 24 выполнен в виде резистивного делителя сигнала с возможностью установки перед обработкой заданного коэффициента передачи сигнала со входа на выход. Блок 25 выполнен аналогично блоку 23. В случае выполнения блока 22 на основе схемы дискретного действия (с гистерезисной характеристикой на компараторах). блок 24 выполняют на основе усилителя с регулируемым до начала обработки коэффициентом передачи сигнала.

Электрод 7 электрически связан через блок 26 с приводом 16. Блок 26 выполнен аналогично блоку 22.

Чувствительный элемент датчика 19 электрически связан через синусно-косинусный преобразователь 27 с двигателями привода 18 координатных перемещений. В случае применения в качестве датчика угла поворота рабочего органа реостата, функцию синусно-косинусного и реобразования выполняет датчик 19, а сигнал на двигатели привода 18 йоступает с движков реостата, механически закрепленных на валу привода

16. Элементы 19, 16 и 27 образуют систему управления движением вдоль кромки обрабатываемой детали 20. Входом данной системы служит блок 26. Электроды 1 и 7 соединены с источниками импульсного технологического тока (не показано). Установка может функционировать от одного генератора технологического тока. В этом случае приводы 2 и 8 выполняют с обеспечением противофазных колебаний их подвижных частей. В результате рабочие концы электродов 1 и 7 поочередно подходят к обрабатываемой поверхности при противофазных колебательных движениях. Это позволяет в два.раза повысить коэффициент использования импульсов источника и при этом применить один источник вместо двух.

Установка для электроэрозионного легирования работает следующим образом.

Перед началом обработки блок 22 настраивают на поддержание заданного по технологии легирования промежутка между электродом 1 и деталью 20, С учетом отношения степеней износа электродов 1 и 7 в ходе процесса настраивают блок 24, устанавливая коэффициент передачи равным отношению степеней износа электродов 1 и

7 (т.е, отношению скорости изменения их осевых длин в ходе легирования). Если оба электрода находятся в равных условиях обработки и расходования коэффициент передачи блока 24 устанавливают равным единице.

Включают привод 2 и привод 3, Электрод 1 совершает колебательные движения

45 относительно горизонтальной поверхности детали 20 и вращение вокруг своей продольной оси, При этом конус самозаточки рабочего конца электрода 1 периодически контактирует вдоль образующей конуса с поверхностью детали 20. Включают блоки

22 и 23, B зависимости от отношения времени от контакта электрода 1 с деталью 20 к времени паузы блок 22 подает сигнал управления в блок 23. От блока 23 сигнал поступает в привод 4, перемещающий приводы 3 и 2 и электрод 1 относительно детали 20 по направлению продольной оси электрода 1, Текущее значение сигнала в блоке 22 сравнивают с заданным, так что сигнал с выхода блока 22 имеет величину, соответствующую отклонению величины межэлектродного промежутка от среднего значения. В случае компенсации рассогласования сигнал с выхода блока 22 отсутствует. Подают питание в приводы 8 и 9, электрод 7 совершает аналогичные движения относительно торцевой поверхности детали 20. В соответствии с первоначальной предварительной установкой для данного положения подвижной части привода 10 детали 20 электрод 7 периодически контактирует с торцовой поверхностью детали 20.

Включают блок 26 и привод 16. Блок 26 сравнивает текущее отношение времени контакта электрода 7. и детали 20 с заданным по требованиям технологии отношением.. Сигнал рассогласования поступает в привод 16, который разворачивает раму 13 вокруг оси О в направлении и со скоростью, необходимыми для устранения рассогласования. Усилие давления электродов 7 и 1 на образующие кромку детали 20 поверхности стабилизируется на заданном уровне для электрода 1 приводом 4, для электрода 7— приводом 16.

Включают блоки 24 и 25. Так как технологический ток не подан, износ электродов отсутствует, электрод 1 приводом 4 установлен для достижения оптимального среднего зазора в режиме вибрации. сигнал на выходе блока 22 отсутствует. На выходах блоков

24 и 25 сигналов нет.

Включают привод 18. В соответствии с текущим значением угла поворота рамы 13 датчик 19 снимает сигнал с вала привода 16.

Преобразователь 27 преобразует сигнал в сигналы управления приводом 18. перемещающим раму 13 вдоль кромки контура.

Подают питание на приводы 14 и 15.

Каретки 11 и 5 совершают возвратно-поступательные перемещения относительно направляющих 12 и 6, электроды 1 и 7— осциллирующие перемещения вдоль образующих их конусы самозаточки линий. Ос1662781

20 циллирующие перемещения не влияют на величину межэлектродных зазоров и не оказывают действия на сигнал с блоков 22 и 26 соответственно.

Противофазное движение электродов приводами 14 и 15 позволяет осуществлять осциллирование в одной плоскости двух электродов с возможностью обработки кромки.

Подают к электродам 1 и 7 ток технологических импульсов. В случае противофазных колебаний эрозионные разряды происходят поочередно с каждой стороны кромки, производят легирование поверхностей кромки детали 20. По мере износа электрода 1 блок 22 через блок 23 и привод 4 подает электрод 1 вдоль его оси к детали, что устраняет увеличение зазора эрозионного промежутка по сравнению с заданным.

Пропорционально величине этого перемещения сигнал с выхода блока 22 через блок

24 и блок 25 посредством привода 10 перемещает электрод 7 к торцовой кромке детали 20, компенсируя его износ, Это происходит независимо от положения привода следящего поворота. Погрешности установки коэффициента передачи блока 24 сразу компенсируются приводом 16, поддерживающим строго определенный межэлектродный промежуток цепью обратной связи через блок 26 и привод 16 независимо от наличия или отсутствия действия привода 10. Величины перемещений приводов 4 и

10 определяют в основном износом электродов, поворот привода 16 — профилем линии кромки.

Установка позволяет использовать сигнал об износе одного из легирующих электродов для управления положением второго легирующего электрода, сигнал с которого управляет приводом следящего поворота, направляющим и одновременно ориентирующим электроды в одной плоскости .нормально к поверхностям, образующим кромку. Обработка одновременно двух по5 верхностей повышает производительность, Отсутствие датчика положения кромки повышает разрешающую способность установки, что расширяет ее технологические воэможности и повышает качество легиро10 вания.

Формула изобретения

Установка для электроэрозионного легирования, содержащая механизм двухко15 ординатного перемещения с копировальной системой управления движением вдоль кромки обрабатываемой детали, установленную на механизме с возможностью. вращения раму и первый

20 электрододержатель с блоками управления приводом перемещения и осцилляции, при, этом электрододержатель установлен на раме так, что ось осцилляции пересекает ось вращения рамы под острым углом, о т л и ч а ю25 щ а я с я тем, что. с целью расширения технологических возможностей при обработке смежных поверхностей заготовки, например рабочих кромок заготовок, в установку введены блок пропорционально30 сти, второй электрододержатель с аналогичными блоками управления и приводами перемещения и осцилляции, установленной на раме зеркально первому электрододержателю относительно оси вращения рамы, 35 при этом блок пропорциональности подключен по входу к первым блокам управления перемещением и осцилляции и по выходу — к второму блоку управления перемещением, а выход второго блока управле40 ния осцилляцией подключен к входу копировальной системы.

1бг)278 1

Составитель P. Мельдер

Редактор M. Кобылянская Тех ред M.Ìoðãåíòàë Корректор М. Пожо

Заказ 2225 Тираж 447 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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