Устройство для электроискрового легирования

 

Использование: изобретение относится к оборудованию для металлообработки, в частности к генераторам для электроискрового легирования. Сущность изобретения: устройство содержит источник напряжения, первый коммутатор, емкостный накопитель и второй коммутатор. Выход последнего связан с нагрузкой. Последовательно соединены датчик проводимости, токоограничитель, вход которого соединён с выходом нагрузки, первый времязэдающий блок и одновибратор, выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора. Второй времязадающий блок подключен между управляющим входом второго коммутатора через токоограничитель и общей точкой между датчиком проводимости и первым времязадающим блоком. Использование предлагаемого устройства позволяет повысить сплошность покрытия, разброс толщины покрытия составляет 13-15 мкм. 3 ил.. .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 Н 9/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4908731/08 (22) 07,02.91 (46) 15.02.93. Бюл. М 6 (71) Научно-исследовательский институт технологии и организации производства двигателей (72) А,В. Рыбалко. Г,А. Сычков, В.А, Глушенков и В.И. Хамурарь (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1484516, кл. В 23 Н 9/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР

1393573, кл. В 23 Н 9/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ (57) Использование: изобретение относится к оборудованию для металлообработки, в частности к генераторам для злектроискрового легирования. Сущность изобретения:

Изобретение относится к области машиностроения в частности к генераторам для электроискрового легирования и может быть использовано в станках электроискрового упрочнения.

Известно устройство для электроэрозионного легирования содержащее соединенные последовательно фильтр, первый выпрямитель, емкостной накопитель. высокочастотный коммутатор, трансформатор, второй выпрямитель, токоограничитель, второй накопитель, датчики тока заряда, напряжения и тока разряда второго накопителя, а также сумматор, при этом управляющий вход коммутатора через первый ключ подключен к задающему модулятору частоты. выход датчика тока через фильтр нижних частот подключен к управля„„. Ы„„1794605 А1 устройство содержит источник напряжения, первый коммутатор, емкостный накопитель и второй коммутатор, Выход последнего связан с нагрузкой. Последовательно соединены датчик проводимости, токоограничитель, вход которого соединен с выходом нагрузки, первый времязадающий блок и одновибратор, выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, Второй времязадающий блок подключен между управляющим входом второго коммутатора через токоограничитель и общей точ кой между датчиком проводимости и первым времязадэющим блоком. Использование предлагаемого устройства позволяет повысить сплошность покрытия, разброс толщины покрытия составляет 13-15 мкм.

6 ющему входу модулятора, датчик напряжения подключен через первый пороговый элемент к первому входу сумматора, датчик тока подключен через второй пороговый элемент к второму входу сумматора, вход сумматора через второй ключ подключен к управляющему входу первого ключа.

Недостатком известного устройства является то, что включение его осуществляется в момент касания электрода-инструмента и детали, при наличии "дребезга" в момент контакта электрода-инструмента и детали происходит выделение энергии колеблющейся в широких пределах. Это может привести к получению недостаточной сплошности покрытия. Известно устройство для электроискрового легирования, выбранное в качестве прототипа, содержащее пер1794605

3. вый и второй источники напряжения, конденсатор, накопительный конденсатор, первую и вторую оптопары, нагрузку, диод, первый и второй резисторы, причем первый вывод первого резистора соединен с первой обкладкой конденсатора, положительная шина второго источника соединена с анодом первого и катодом второго светодиодов первого и второго оптотиристоров и под. ключена к второму выводу первого резистора, другой вывод которого сОединен с анодом диода и первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого соедине-. на с анодом второго:оптотиристора.

Недостатком известного устройства для электроискрового легирования является то, что конструкция устройства не позволяет исключить режим срыва работы генератора, заключающийся в следующем; При замыкании или размыкании электрических контак- 20

toe всегда присутствует, так называемый, "дребезг", то есть многочисленное кратковременное появление и исчезновение электрическОго контакта между .деталью и электродом::-- .:::. 25

При электроискровом легировании

"дребезг" усиливается за счет отскока электрода при ударе о деталь, за счет загрязнения поверхности детали продуктамй эрозии (металллическая пыль). Поэтому в вышеопи- 30

:санной устайовке при кратковременном контакте электродов в момент "дребезга" заражается конденсатор, открывается пер, вый оптотиристор и начинает заряжаться накопительная емкость, Теперь если кон-. 35 такт прервется, а накопительная емкость еще не успела зарядиться, то происходит отпирание второго оптотирйстора и накопительная емкость разряжается через второй сптотиристор. Тем самым, первый и второй 40 оптотиристоры становятся открытыми, т.е. возникает режим срыва работы генератора за счет протекания "сквозного" тока.

Целью изобретения является повыше:: ние сплошности,покрытия за счет исключе- 45 ния зависимости -энергии от уровня вибрации и частоты вибрации электрода-ин струмента, Поставленная цель достигается за счет того, что предлагаемое устройство содер- 5î жйт . источник напряжения, первый и второй коммутаторы, емкостной накопитель, датчик проводимости, первый и второй времязадающие блоки, одновибратор, нагрузку, первый и второй токоограничители, . 55

В устройстве последовательно соединены источник напряжения, первый коммута.тор, емкостной накопитель, второй коммутатор, нагрузка, которая соединена через токоограничитель с датчиком проводимости, параллельно соединенным с входами время-задающих блоков. Выход первого время-задающего блока через одновибратор соединен с управляющим входом первого коммутатора, а выход второго время-задающего блока через токоорграничитель соединен с управляющим входом второго коммутатора.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для электроискрового легирования; на фиг. 2 — диаграммы работы элементов устройства, где а — напряжение в МЭП при работе по известной схеме, б, в и г — напряжение на конденсаторах первой и второй время-задающих цепочек и накопительной емкости соответственно, д — импульсы напряжения в МЭП .предлагаемого устройства, на фиг, 3 — схема устройства для электроискрового легирования, выполненного в качестве примера конкретного выполнения.

Предлагаемое устройство для электроискрового легирования содержит понижающий трансформатор 1, выпрямитель 2, накопитель (емкость) 3. что составляет источник постоянного тока, а также коммутаторы 4 и 6, емкостный накопитель 5, нагрузку (МЭП) 7, одновибратор 8, времязадающие блоки 9 и 10, датчик проводимости

11 и токоограничители 12, 13, Трансформатор 1 последовательно соединен с регулируемым выпрямителем 2, с накопителем 3, коммутатором 4, емкостным накопителем.5, коммутатором 6 и нагрузкой

7..Нагрузка 7 через токоограничитель 12 соединена с датчиком проводимости 11, к которому параллельно подключены время-задающие блоки 9 и 10. Время-задающий блок 10 через токоограничитель 13 подключен к управляющему входу коммутатора 6.

Генератор работает следующим образом.

В исходном состоянии переменное напряжение подается на первичную обмотку трансформатора 1, а со вторичной обмотки пониженное переменное напряжение подается на регулируемый выпрямитель 2, с которого выпрямленное напряжение подается на накопитель 3 для обеспечений сглаживания пульсаций напряжения. Выпрямленное напряжение подается на коммутатор 4. при открытии которого происходит зарядка накопителя 5. Разряд накопителя 5 на нагрузку 7 происходит через коммутатор 6 при его открытии. Сигнал о состоянии МЭП 7 поступает на датчик проводимости 11 через токоограничитель 12, который в свою очередь управляет работой времязадающих блоков

9 и Ю. Времязадающий блок 9 управляет

1794605

20

35

50 работой коммутатора 4 через одновибратор

8, э времязадающий блок 10 осуществляет управление работой коммутатора 6 через токоограничитель 13, Схема построена таким образом, что если время в течении которого нагрузка 7 (МЭП) в разомкнутом состоянии меньше времени срабатывания времязадающих блоков 9 и 10, то коммутаторы 4 и 6 находятся в закрытом состоянии и выделения энергии на нагрузку 7 (МЭП) не происходит, Сигнал на открытие коммутатора 6 подается в тот момент, когда нагрузка 7 (МЭП) находится в разомкнутом состоянии и коммутатор 6 остается открытым до момента разрядки накопителя 5. Разряд накопителя

5 наступает при пробое через газовый проме>куток на нагрузке 7 (МЭП) в момент достижения его сопротивления критической величины пробоя.

Устройство для электроискрового легирования, выполненное в качестве примера конкретного выполнения фиг. 3, содержит в качестве понижающего трансформатора 1, выпрямителя 2 и накопителя (емкость) 3— блок питания (1,2,3) в качестве коммутаторов 4 и 6 использованы оптотиристоры, в качестве времязадающих блоков 9 и 10 использовались цепочки временной задержки состоящие из резистора 17,21 и емкости

16.20 с коммутатором на выходе 17,21, В качестве токоогрэничителя 12,13 — токоограничивающие сопротивления, в качестве одновибратора 8 — емкость 8, а в качестве датчика проводимости 11 использовался оптотранзистор 22, с разделительными диодами на выходе 14,18.

Предлагаемое устройство, выполненное в качестве примера конкретного выполнения для электроискрового легирования (см, рис, 3), содержит управляемый источник 1,2,3 напряжения; первый 4 и второй 6 оптотиристоры; накопительный конденсатор 5; конденсаторы 16 8, 20; резисторы 15, 19, 12, 13: диоды 14 и 18; первый 17 и второй

21 компараторы; Оптотранзистор 22 и нагрузку (межэлектродный промежуток) 7.

Плюс источника напряжения 1 соединен с анодом оптотиристорэ 4 и с анодом диода оптотранзистора 22, Катод оптотиристора 4 соединен с обкладкой накопительного конденсатора 5 и с анодом силового оптотиристора 6. Катод оптотиристора соединен с нагрузкой 7. Катод диода оптотранзистора 22 соединен с токоограничивающим резистором t3, который в свою очередь соединен с нагрузкой 7.

Плюс блока питания(фиг.1.2,3) схемы управления соединен с анодом диода оптотиристора 4, с времязадающими резисторами

15,19, с выводами питания компараторов

17,21 с анодом диода оптотиристоров 4,6.

Катод диода оптотиристора 4 соединен с одной из обкладок одновибратора конденсатора 8, причем другая обкладка конденсатора 8 соединена с выходом комйаратора

17. В свою очередь резистор 15 подключен к одной из обкладок времязадающего конденсатора 16, к аноду диода 14, входу компаратора 17. Аналогично соединен резистор

19 с одной из обкладок времяэадающего конденсатора 20, анодом диода 18 и компаратором 21. Минус блока питания 1,2,3 соединен со вторыми . обкладками времязадающих конденсаторов 16 и 20 с выводами питания компараторов 17 и 21 и с эмиттером оптотранзистора 22, Катоды диодов 14 и 18 соединены с коллектором on-. тотранзистора 22.

Генератор работает следующим образом. В исходном положении — включен источник силового напряжения 1.2,3 схемы управления, разряжены — конденсаторы 16 и 20 первой и второй времязадающих цепочек, накопительный конденсатор 5; разомкнута нагрузка (межэлектродный промежуток) 7. В этом положении на выхо дах компараторов 17 и 21 устанавливается

30. высокий уровень напряжения, поддерживающий оптотиристоры 4 и 6 в закрытом состоянии, Через резисторы 15 и 19 начинают конденсаторы 16 и 20 заряжаться, при достижении на конденсаторе 16 напряжения переключения компараторэ компаратор l7 устанавливает на выходе нижний уровень напряжения, при этом конденсатор 8 заряжается от источника 1.2,3 через диод оптотиристора 4 и отпирается оптотиристор 4.

40 Через оптотиристор 4 от источника 1,2,3 заряжается накопительный конденсатор 5. В это время конденсатор 20 второй времязадающей цепочки продолжает заряжаться через резистор 19. Переключение компараторэ 21 происходит через время. необходимое для окончания зарядки накопительного конденсатора 20 и запирания оптотиристора 4. При установке на конденсаторе 20 напряжения переключения компаратора произойдет переключение компаратора 21.

На его выходе устанавливается низкий уровень напряжения и от источника 1,2,3 через диод оптотиристорэ 6 и токоограничивающий резистор 12 на выход компаратора начинает протекать ток, тем самым отпирая оптотиристор 6, на выходе оптотиристора устанавливается напряжение до которого заряжен накопительный конденсатор 5. После этого при сближении электродов до критического расстояния в межэлектродном

1794605 промежутке наступает пробой и происходит разряд накопительного конденсатора 5. В момент замыкания электродов в межэлект; родном промежутке от силового источника

1.2,3 через диод оптотранзистора 22 и токоограничивающий резистор 13 начинает проходить ток, который открывает оптотранзистор 22. Через разделительные диоды 14 и 18,.а на выходах компараторов

17 и 21 устанавливается высокий уровень напряжения и оптотиристор 6 закрывается, При размыкании электродов в межэлектродном промежутке оптотранзистор 22 закрывается и устройство переходит в исходное положение.

В момент "дребезга" контактов при каждом размыкании электродов начинает происходить заряд времязадающих конденсаторов 16 и 20, однако, если время нахождения электродов в разомкнутом состоянии меньше времени зарядки конденсаторов 16 и 20 до напряжения "опрокидывания" компараторов 17 и 21, то при каждом замыкании электродов происходит открывание оптотранзистора-22 и полный разряд конденсаторов 16 и 20 через диоды 14,18 и оптотранзистор 22. Таким образом, если время нахождения контактов в разомкнутом состоянии меньше времени зарядки конденсаторов 16 и 20 до напряжения "опрокидывания" компараторов 17 и 21, то оптотиристоры 4 и 6 находятся в запертом состоянии и выделение.:энергии на искровом промежутке не происходит.

Еще одной отличительной особенностью данной схемы разобщенных тиристорнйх генераторов является подача управляющего сигнала на разрядный оптотиристор 6 в момент времени, когда электроды находятся в рэзомкнутом состоянии, и сохраняется до момента пробоя искрового

Формула изобретения

Устройство для электроискрового легирования, содержащее последовательно соединенные источник напряжения, первый коммутатор, емкостный накопитель, второй коммутатор, выход которого связан с нагрузкой. а также первый токоограничитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения сплошности покрытия, оно снабжено последовательно соединенными датчиком проводимости, вход которого чепромежутка, Это приводит к тому, что разрядный оптотиристор 6 отпирается и находится в открытом состоянии до момента пробоя искрового промежутка 7. В связи с

5 тем, что в открытом состоянии нэ катоде оптотиристора 6 появляется напряжение до которого заряжена накопительная емкость

5, то пробой наступает через газовый промежуток при сближении электродов на кри10 тическое расстояние;

Пример. Предлагаемое устройство для электроэрозионного легирования использовалось с станком мод. ЭФИ.

В качестве детали, подлежащей упроч15 нению, использовалась фреза дисковая из материала ЗОХГСА, диаметр фрезы — 80 мм, толщина фрезы — 3 мм.

В качестве электрода-инструмента использовался электрод цилиндрической диэ20 метром — 1,0 мм из материала BK-8.

Режимы обработки:

Напряжение холостого хода, В 100

Среднее напряжение на

25 нагрузке, В 10.

Средний ток,А 2=

Энергия импульса, Дж 0,4-0.5

Частота вибрации электрода-инструмента, Гц 100

30 К электроду-инструменту с вибратором станка ЭФИ было подключено предлагаемое устройство, Деталь устанавливалась и закреплялась в рабочем приспособлении, После этого упрочнялась режущая часть

35 фрезы оператором вручную с. помощью электрода-инструмента с вибратором, .

Разброс толщины покрытия фрезы со- ставил 13-15 мкм. Увеличение сплошности

40 покрытия фрезы позволяет увеличить стойкость фрезы в 2 раза. рез первый токоограничитель соединен с выходом нагрузки, первым времязадающим блоком и одновибратором, выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, и вторым токоограничителем, последовательно соединенным с вторым времязадающим блоком, подключенным к датчику проводимости и первому времязэдающему блоку. причем выход второго токоограничителя соединен с управляющим входом второго коммутатора.

1794605

1794605

Составитель А,Рыбалко

Техред M,Ìîðråíòàë Корректор M.Màêñèìèøèíåö

Редакгор Т,Иванова

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

Заказ 390 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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