СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК B23H1/00 

Изобретение относится к технологиям обработки материалов с использованием энергии электрических разрядов и может быть использовано для электрофизической обработки различных диэлектрических материалов.

Способ обработки электризующихся волокнистых материалов, используемый преимущественно при их переработке и транспортировании и заключающийся в том, что на волокнистый материал воздействуют униполярными электрическими зарядами и с плотностью не менее 10^-4 A/м², (авт. св. N 1418368, D 06 M 10/10). Данное техническое решение имеет весьма узкую область использования.

Известен способ электрофизической и электрохимической обработки материалов, заключающийся в воздействии на обрабатываемый материал с помощью многоэлектродного инструмента, представляющего собой кондуктор с отверстиями, в которых размещена совокупность электродов (авт. св. N 1136902, В 23 Н 7/22).

В данном техническом решении общим признаком с предлагаемым способом является использование многоэлектродного инструмента, однако данное решение в основном предназначено для электроэрозионной обработки материалов и выполнить поставленную нами задачу, оно не в состоянии.

Известен способ для обработки диэлектрических материалов, в частности для шлихтования ниток, полностью или частично состоящих из синтетических волокон, заключающийся в том, что обрабатываемый материал кратковременно или постоянно подвергают воздействию коренным разрядом, создаваемым совокупностью электродов (авт. св. N 960336, D 06 M 10/00).

Данное техническое решение имеет с предлагаемым ряд сходных признаков: оно предназначено для обработки диэлектрических материалов и эта обработка включает воздействие на материал разряда, создаваемого электродами.

Известен способ обработки поверхности листового материала из диэлектрика, согласно которому заготовку помещают в пространство между двумя электродами, подключенными к полосам источника питания, и задают перемещение заготовке относительно электродов или перемещение электродов относительно заготовки, при этом один из электродов выполнен в виде набора изолированных друг от друга проводящих элементов, а второй в виде плоского или цилиндрического элемента, перекрывающего несколько проводящих элементов первого электрода (патент США N 3483374, B 23 P 1/20).

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа предлагаемого изобретения.

Недостатком прототипа, не позволяющими достичь поставленной нами цели, является: узкая область использования, обусловленная его возможностью обеспечивать лишь ограниченное число технологических операций, в основном связанных с простейшей неразмерной обработкой поверхности.

Обработку плоских изделий, имеющих сложную геометрическую форму, раскрой материалов, обработку на разную глубину и подобные сложные технологические операции данным способом осуществить невозможно, что значительно сужает его функциональные возможности.

Задача изобретения расширение функциональных возможностей метода воздействия на диэлектриков с помощью электрического разряда.

Согласно изобретению в способе обработки изделий из диэлектрических материалов электрическими разрядами, при котором заготовку размещают в пространстве между двумя электродами, один из которых выполнен в виде набора токопроводящих элементов, а второй в виде токопроводящего элемента, размеры которого обеспечивают протекание разряда одновременно через несколько элементов первого электрода, подключают электроды к полосам источника питания и задают относительные перемещения заготовке и электродам, при этом геометрическую форму второго электрода выполняют соответствующей требуемой форме готового изделия.

В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяются испрашиваемый объем правовой охраны.

Кроме этого, предлагаемое решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, конкретные формы его материального воплощения либо особые условия его использования, а именно:
задают перемещение первому электроду относительно неподвижных заготовок и второго электрода;
задают перемещение заготовке относительно неподвижных электродов;
задают перемещение второму электроду относительно неподвижных заготовки и первого электрода;
задают дополнительное перемещение заготовке в направлении, перпендикулярном основному перемещению;
проводящие элементы первого электрода устанавливают с возможностью вертикального перемещения и подпружинивают относительно элемента их крепления.

Непосредственный технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемой совокупности признаков заключатся в том, что размещенный под слоем обрабатываемого материала второй электрод является активным элементом данного технологического процесса. Он задает режим и характер обработки, т.к. в работу включаются те и только те элементы первого электрода, под которыми проходит второй электрод.

Данный технический результат не является следствием известных свойств, проявляемых рядом известных из других объектов техники признаков, таких как например, относящиеся перемещения электродов и заготовки, а является свойством только всей предлагаемой в первом пункте формулы совокупности признаков, в т. ч. таких полностью новых признаков как применение второго электрода, имеющего форму, соответствующую форме готового изделия.

Получение упомянутого технического результата обеспечивает появление у объекта изобретения в целом ряда новых полезных свойств, заключающихся в том, что предлагаемый способ позволяет осуществлять различную обработку диэлектрических материалов обработку поверхностей изделий со сложной геометрической формой, обработку на заданную глубину, раскрой материала, выполнение перфорации и биговки и т.д. и т.п. Различные варианты относительных перемещений электродов и заготовки еще более расширяет спектр возможных технологических операций, делая такой способ практически универсальным.

На фиг. 1 представлена общая схема реализации способа; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Способ осуществляют следующим образом.

В держателе 1 устанавливают совокупность элементов первого электрода 2, равномерно распределенных по площади держателя и соединенных с выходами многоканального источника питания (на чертежах не показан).

На некотором расстоянии от электрода 2 размещают вторые электроды 3.

В пространстве между ними помещают заготовку 4, и с помощью механизма 5 обеспечивают в данном случае перемещение заготовки 4 вместе со вторыми электродами 3 относительно неподвижной совокупности элементов первого электрода 2.

Последовательно проходя под первым электродом 2 вторые электроды 3 вызывают срабатывание элементов первого электрода, находящихся в каждый момент времени над ними.

При этом происходит электрический разряд, энергия которого осуществляют рабочее воздействие на поверхность заготовки 4, производя заданную ее обработку, а так как вторые электроды 3 имеют форму, соответствующую заданной формы готового изделия, то в результате этого процесса на заготовке 4 окажутся обработанными участки поверхности, в точности соответствующие заданной форме готового изделия.

Изменяя форму второго электрода, варианты относительных перемещений электродов, заготовки, скорость перемещений, время обработки и энергию электрического разряда, можно обеспечить осуществление различных видов обработки: фигурную обработку, раскрой, обрезку, перфорацию, биговку, размерную обработку заготовки на определенную глубину и т.п.

Возможность промышленного применения предлагаемого технического решения подтверждается успешными испытаниями опытного образца предлагаемого устройства, выполненными заявителем совместно с ВНИИ токов высокой частоты им.Володина (С. -Петербург), оказавшими практическую возможность выполнения всех выше упомянутых операций над диэлектрическими материалами.

Использование предлагаемого решения по сравнению со всеми известными средствами аналогичного назначения обеспечивает следующие преимущества:
широкие технологические возможности, обусловленные выполнением на одном оборудовании широкого спектра операций;
повышение производительности труда и качества обрабатываемых изделий.

Использование: различная обработка диэлектрических материалов искровыми разрядами: обработка поверхностей изделий со сложной геометрической формой, обработка на заданную глубину, раскрой материала, выполнение перфорации, биговка и т.д. Сущность изобретения: заготовку помещают в пространство между двумя электродами, один из которых выполнен в виде набора токопроводящих элементов, а второй - в виде токопроводящего элемента, размеры которого обеспечивают протекание разряда одновременно через несколько элементов первого электрода, а форма соответствует требуемой форме готового изделия. Подключают электроды к полюсам источника питания и задают относительные перемещения заготовке и электродам. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ обработки изделий из диэлектрических материалов электрическими разрядами, при котором заготовку размещают в пространстве между двумя электродами, один из которых выполнен в виде набора токопроводных элементов, а второй в виде токопроводящего элемента, размеры которого обеспечивают протекание разряда одновременно через несколько элементов первого электрода, подключают электроды к полюсам источника питания и задают относительные перемещения заготовке и электродам, отличающийся тем, что геометрическую форму второго электрода выполняют соответствующей требуемой форме готового изделия. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что задают перемещение первому электроду относительно неподвижных заготовки и второго электрода. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что задают перемещение второму электроду относительно неподвижных заготовки и первого электрода. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что задают перемещение заготовке относительно неподвижных электродов. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что задают дополнительное перемещение заготовке в направлении, перпендикулярном основному перемещению. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что проводящие элементы первого электрода установлены с возможностью вертикального перемещения и подпружинены относительно элемента их крепления.