Установка для электроискровой обработки токопроводящих материалов

 

Изобретение относится к электроискровому нанесению покрытий из металла на металлические поверхности и может быть использовано для получения покрытий с заданными физико-механическими и химическими свойствами. Цель - повышение износоустойчивости деталей машин, механизмов и инструментальной оснастки. Установка содержит задающий генератор 1, делитель частоты 2 с постоянным коэффициентом деления, ультразвуковой генератор (УЗГ) 3, устройство 12 для поддержания межэлектродного зазора. Между обрабатываемой деталью 16 и электродом - анодом 15 устанавливается зазор 13, изменяющийся с частотой и амплитудой, соответствую

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 Н 9/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а (21) 4953695/08 (22) 05.06.91 (46) 07.07:93. Бюл. N. 25 (71) Кировское электромашиностроительное производственное объединение им. Лепсе (72) lO.Н. Шитов, П.Б. Вохмянин, В.M. СеМеновских, В.С, Богданов и Е,И. Бабинцев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1148188, кл. В 23 Н 9/00, 1983, (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОИСКРОВОЙ ОБРАБОТКИ ТОКОПРОВОДЯЩИХ

МАТЕ РИАЛОВ (57) Изобретение относится к электроискровому нанесению покрытий из металла на

». Ж, 1825679 А1 металлические поверхности и может быть использовано для получения покрытий с заданными физико-механическими и химическими свойствами. Цель — повышение износоустойчивости деталей машин, механизмов и инструментальной оснастки. Установка содержит задающий генератор 1, делитель частоты 2 с постоянным коэффициентом деления, ультразвуковой генератор (УЗГ) 3, устройство 12 для поддержания межэлектродного зазора, Между обрабатываемой деталью 16 и электродом — анодом

15 устанавливается зазор 13, изменяющийся с частотой и амплитудой, соответствую00

ЬЭ

Ql (Tс 4 О ! !

1825679

40 щей выходному напряжению УЗГ 3. Прямоугольные импульсы с задающего генератора

1 поступают также через делитель частоты 5 с переменным коэффициентом деления, фазосдвигатель б, формирователь 7 длительности импульсов на генератор импульсов технологического тока, прямоугольные импульсы технологического тока с которого

Изобретение относится к электроискровому нанесению покрытий из металла на металлические поверхности и может быть использовано для получения покрытий с заданными физико-техническими и химическими свойстьами длл повышения износоустойчивости деталей маш ш, механизмов и инструментальной оснастки, Целью изобретения является расширение технологических воэможностей, повышение кэчес ва обрабатываемых поверхностей за счет получения покрытий с заданными физико-техническими и химическими свойствами.

На фиг, 1 изображена функциональная схема установки; на фиг, 2 — схема фазосдвигателл; на фиг, 3 — схема формирователя длительности импульса; на фиг, 4 — диаграммы регулиропанлл длительности импульса технологи <ос ого тока, формируемого генератором.

Установка содержит задающий генератор (ЗГ) 1. делитель 2 частоты с постоянным коэффициентом деления; ультразвуковой генератор (УЗГ) 3. генератор 4 интервалов времени (ГИВ); делитель 5 частоты с переменным коэффициентом деления; фазосдвигатель 6; формиропатель 7 длительнос1и импульсов (ФДИ); иониэагор 8 межэлектродного зазора (ИУЭЗ); генератор 9 импульсов технологического тока (ГИТ); датчик 10 состолния межэлектродного зазора (ДСМЭЗ); датчик контакта (ДК) 11; устройство

12 для поддержания межэлектродного зазора (УПЧЭЗ); межэлектродный зазор (МЭЗ)

13; блок управления (БУ) 14; электроданод 15; обрабатываемая деталь 16.

Фазосдвигатель б (фиг, 2) построен на и-разрядном двоично-десятичном реверсивном счетчике 17, с выхода которого сигнал подается на S-вход триггера 18 и R-вход тр игера 9, на S-вход которого поступает сигнал с делителя частоты 5, а с выхода поступает на один иэ входов схемы И-НЕ 20, на второй вход которого поступает сигнал с дат ика контакта 11, На информационные входь: счет:ика подастся двоично-деслти5

30 поступают на зазор 13. Технологический процесс контролируется и регулируется ионизатором 8 межэлектродного зазора, датчиком 10 состояния межэлектродного зазора и датчиком контакта 11. Временные соотношения в работе блоков формирует генератор 4 интервалов времени, 4 ил. 2 з.п. ф-лы. чноо число с блока управления 14, а на вычитающий вход — с генератора интервалов времени 4, С прямого выхода триггера 18 сигнал поступает на формирователь длительности импульса 7.

Схема работает следующим образом.

На информационные входы счетчика поступает с блока управления 14 двоичнодесятичное число, соответствующее необходимому сдвигу, С приходом сигнала "0" с делителя частоты 5 триггер 19 устанавливается в единицу, которая с его выхода подается на один из входов схемы И-НЕ 20. Когда на второй вход схемы И-НЕ 20 приходит сигнал "1" с датчика контакта 11, то на ее выходе появится сигнал "0", которым в счетчик запишется число, поступающее с блока управления 14. Когда сигнал "1" с датчика контакта 11 исчезнет, то на выходе схемы

И-НЕ 20 появитсл сигнал "1", В этот момент триггер 18 установится в "0" состояние. Когда счетчик установится в состояние " 0", на выходе появится сигнал "0", которым триггер 18 устанавливаетсл в "1", а триггер 19 в "0".

С приходом следующего сигнала с датчика контакта 11 цикл повторится только в том случае, если ему предшествовал сигнал

"0" с делителя частоты 5.Таким образом формируетсл задержка относительно конца контакта. При этом частота импульсов задержки равна частоте следования импульсов с делителл частоты 5 с переменным коэффициентом деления.

Формирователь 7 длительности импульсов выполнен по схеме. приведенной на фиг.3. Схема состоит из и-разрядного двоично-деслтичного реверсивного счетчика 21, сигнал с выхода которого через схему

ИЛИ 22 с инверсными входами и выходом подается на R-вход триггера 23, На второй вход схемы ИЛИ 22 поступает сигнал через схему НЕ 24 с датчика 10 состояния межэлектродного зазора. На информационные входы счетчика 21 подается двоично-десятичное число с блока управления 14, на вычитающий вход — с генератора 4 интервалов

1825679 времени, а на установочные входы С счетчика 2 и на вход синхронизации С триггера 23 поступает сигнал с фазосдвигателя 6.

Схема работает следующим образом.

С приходом сигнала "0" с фазосдвигателя 6 в счетчик 21 записывается число, поступающее с блока управления 14, а триггер 23 устанавливается в единицу в момент перехода сигнала с фазосдвигателя 6 из "О" в "1".

С этого момента времени счетчик начинает работать в вычитающем режиме. При сосТоянии счетчика " О" на его выходе появится сигнал О, который через схему ИЛИ 22 поступит на R-вход триггера 23, и триггер 23 установится в нуль.

Таким образом будет сформирован импульс заданной длительности, который подается на генератор импульсов технологического тока 9. Если произойдет уменьшение величины зазора до заданной величины, то с датчика 10 состояния межэлектродного зазора поступит сигнал "1" который инвертируется схемой НЕ 24 и подается на один из входов схемы ИЛИ 22 с выхода которой сигнал "0" поступает на Rвход триггера 23, и триггер 23 установится в нуль. Импульс будет прекращен до истечения заданного времени.

На фиг. 4 приведены временные диаграммы регулирования длительности импульса технологического тока. формируемого генератором ГИТ 9, где I — величина межэлектродного зазора;

tH — время сдвига начала импульса технологического тока;

Ь вЂ” время сдвига конца импульса технологического тока;

Тург период ультразвуковых колебаний электрода-анода;

tKoHT — время контактирования электрода-анода и обрабатываемой детали; т- длительности импульса технологического тока;

t

tI(1 — минимальное значение времени сдвига конца импульса;

Т вЂ” интервал времени между двумя следующими друг за другом контактами.

На фиг. 4 приведены следующие варианты формирования импульса тока;

1. Регулирование начала импульса тока.

Интервалы времени t<1. т,г, ьз формируются фазосдвигателем 6 (фиг. 4 б,в,г).

2. Регулирование окончания импульса тока. Момент окончания импульса определяется длительностью импульса т, Длительность импульса формируется формирователем

ФДИ 7 (фиг. 4 д.е,ж).

3, Окончание импульса тока по сигналу с датчика состояния межэлектродного эазора 10, когда суммы тн4+ т7, 1н5+ rs, снб+ rs превышают Т. (фиг. 4, з, и, к).

Установка работает следующим образом.

На блоке управления 14 устанавливается необходимый режим работы: периодичность следования электроисковых разрядов задается величиной коэффициента деления делителя 5, если коэффициент деления делителя 5 больше коэффициента деления делителя 2, то период следования электроискровых разрядов больше, чем период колебания электродаанода 15, время сдвига начала электроискрового разряда относительно контакта между электродом-анодом 15 и деталью 16 — задается величиной сдвига фазы фазосдвигателя 6; длительность импульса технологическоro тока (электроискрового разряда), формируемая ФДИ 7.

После задания необходимого режима ° установка включается. Начинает работать задающий генератор 1, прямоугольные импульсы с которого через делитель частоты 2 поступают на ультразвуковой генератор 3.

На выходе ультразвукового генератора 3 формируется напряжение ультразвуковой частоты, по форме близкое к синусоиде, которое подается на устройство для поддержания межэлектродного зазора 12, в результате электрод-анод 15 начинает колебаться с ультразвуковой частотой. как показано на фиг. 4а, устанавливается межэлектродный зазор 13, изменяющийся по закону. близкому к синусоидальному.

Прямоугольные импульсы с ЗГ 1 подаются также через делитель частоты с переменным коэффициентом деления 5 на фазосдвигатель 6, который с момента окончания контакта между электродом-анодом

15 и деталью 16, фиксируемый датчиком контакта 11, начинает формировать время задержки, кратное интервалам генератора интервалов времени 4. Информация о времени задержки поступает в виде двоичного числа с блока управления 14. Формирование времени задержки происходит в фазосдвигателе 6 только в том случае, если со времени предыдущего контакта до следующего за ним с делителя частоты 5 придет импульс напряжения. Таким образом, формирование задержки происходит с частотой, равной частоте, формируемой делителем частоты 5. Сигнал с фазосдвигателя 6, сдвинутый относительно конца контакта между электродом-анодом 15 и деталью 16 на заданную величину, поступа1825679 анодом 15 и деталью 16, то при определен- 35

55 ет на формирователь длительности импульсов 7.

Формирователь длительности импульсов ФДИ 7 о момент поступления сигнала с фазосдвига1еля 6 выдает сигнал на генератор импульсов технологического тока ГИТ9. который на выходе формирует импульс технологического тока (начинается электроискровой разряд в МЭЗ 13). С этого момента

ФДИ 7 начинает формировать заданную на блоке управления 14 длительность импульса, кратную интервалам времени, поступающим с ГИВ 4. Когда длительность импульса становится равной установленной, сигнал на выходе ФДИ 7 цсчезает, и импульс технологического тока, подаваемый на МЭЗ 13 с ГИТ 9 исчезает. Электроискровой разряд прекращается, При увеличении времени контактирования tl(pgf {см. фиг, 4, а), например, по причине изменения резонансной частоты и т.д. может оказаться так, что к моменту следующего контакта импульс с заданной длительностью не закончится. В этом случае при уменьшении величины зазора МЭЗ 13 до установленного значения с датчика состояния МЭЗ 10 поступит сигнал на ФДИ 7, который прервет формирование заданной длительности, и импульс технологического тока прервется.

Так как начало импульса технологического тока может регулироваться в широком диапазоне между двумя следующими друг за другом контактами между электродомных значениях МЭЗ величина технологического напряжения оказывается недостаточной для пробоя МЭЗ 13. В этом случае электроискровой разряд не возникнет. Для устранения этого служит ионизатор межэлектродного зазора, который в момент начала контакта между электродом-анодом 15 деталью 16 по сигналу с датчика контакта 11 подает на МЭЗ 13 небольшое напряжение, за счет которого через МЭЗ течет электрический ток величиной 2 — 3 А. 8 момент разрыва контакта происходит ионизация МЭЗ за счет этого тока, и создается токопроводящий канал.

После исчезновения контакта ИМЭЗ 8 работает по сигналу с фазосдвигателя 6. Когда произойдет электроискровой разряд, сигнал управления с фазосдвигателя исчезнет, и напряжение ИМЭЗ 8, прикладываемое к

МЭЗ 13, исчезнет. Сигнал. подаваемый с

ГИВ 4 на ИМЭЗ 8, позволяет устранить прерывание тока ионизации при исчезновении сигнала с датчика контакта 11 до момента возникновения сигнала с фазосдвигателя.

При вариантах исполнения ИМЭЗ 8, отлич5

30 ных от описанного в данной заявке, сигналы с ГИВ 4 могут использоваться для формирования длительности протекания тока ионизации через МЭЗ.

Установка может быть использована в различных отраслях промышленности для поверхностной обработки конструкционных материалов, деталей машин, инструмента и других изделий с целью повышения их износостойкости, жаростойкости, коррозионной стойкости и других свойств. Простота реализации установки позволяет включить ее в автоматические технологические комплексы.

Формула изобретения

1. Установка для электроискровой обработки токопроводящих материалов, содержащая последовательно соединенные задающий генератор делитель частоты с постоянньгм коэффициентом, ультразвуковой генератор и устройство для поддержания межэлектродного зазора, подключенное к электроду. а также фаэосдвигатель. датчик контакта, генератор импульсов технологического тока и делитель частоты с переменным коэффициентом, подключенный к задающему генератору, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, повышения качества обрабатываемых поверхностей за счет получения покрытий с заданными физико-техническими и химическими свойствами, в нее введены формирователь длительности импульсов, генератор интервалов времени, ионизатор межэлектродного зазора, датчик состояния межэлектродного зазора и блок управления, при этом выход генератора интервалов времени соединен с первыми входами фазосдвигателя, формирователя длительности импульсов, ионизатора межэлектродного зазора, второй вход которого соединен с выходом фазосдвигателя и вторым входом формирователя длительности импульсов, а третий вход соединен с вторым входом фазосдвигателя и с выходом датчика контакта, входы которого соединены с выходами ионизатора межэлектродного зазора и входами датчика состояния межэлектродного зазора, выход которого соединен с третьим входом формирователя длительности импульсов. выход которого соединен с генератором импульсов технологического тока, а четвертый вход связан с одним иэ выходов блока управления, второй и третий выходы которого связаны с делителем частоты с переменным коэффициентом и четвертым входом фазосдвигателя, третий вход которого соединен с выходом делителя частоты с переменным коэффициентом деления.

1825679

2. Установка по и. 1. отличающаяся тем, что фаэосдвигатель содержит и-разрядный двоично-десятичный реверсивный счетчик, О-триггер, Rs-триггер, и схему И-НЕ. при этом выход счетчика соединен с S-входом 0-триггера и R-входом Rs-триггера, Sвход которого связан с третьим входом фаэосдвигателя, а выход — с входом схемы

И-НЕ, второй вход которой связан с вторым входом фаэосдвигателя, а выход соединен с С-входом счетчика и с С-входом 0-триггера, D-вход которого с9единен с нулевым потенциалом схемы, информационные входы счетчика связаны с четвертым входом фазосдвигателя, а вычитающий вход— с первым входом фазосдвигателя, прямой выход 0-т ри гге ра — с выходом фазосдвигат.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что формирователь длительности импульсов содержит и-разрядный двоично-десятичный реверсивный счетчик, 0-триггер, 5 схему ИЛИ и схему НЕ, при этом выход счетчика соединен с одним иэ входов схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом схемы НЕ. а выход соединен с R-входом 0-триггера. С-вход которого соединен с С-входами

10 счетчика и с вторым входом формирователя длительности импульсов, а прямой выход связан с выходом формирователя длительности импульсов. информационные входы счетчика связаны с четвертым входом формирователя

15 длительности импульсов, а вычитающий вход — с первым входом формирователя длительности импульсов, третий вход которого связан с входом схемы НЕ.

1825679

1825679

Редактор С. Кулакова

Заказ 2300 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

У

Составитель Ю. Шитов

Техред М.Моргентал Корректор 0. Кравцова