ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ТОКА Российский патент 2003 года по МПК B23H1/02 

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки, в частности к электроискровому легированию поверхностей деталей машин и механизмов.

Известны генераторы импульсов технологического тока, включающие источник питания, накопительную емкость с зарядно-разрядной цепью, узлы контроля и управления процессом (см. авторское свидетельство СССР 837715, 1323268).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является генератор импульсов технологического тока, электрическая схема которого включает источник питания, накопительную емкость с зарядно-разрядной цепью, содержащей узлы управления зарядным транзисторным ключом, в цепь которого включен ограничительный резистор, разрядным тиристорным ключом, а также генератор содержит блок управления вибратором с закрепленным в нем электродом-инструментом. При этом узел управления разрядным тиристорным ключом включает RC-цепочку, через которую напряжение подается от источника питания на анод вспомогательного тиристора, а анод, в свою очередь, через резистор, диод и стабилитрон связан с управляющим электродом этого вспомогательного тиристора, а катод последнего соединен с управляющим электродом разрядного тиристорного ключа (см. установка "Элитрон -22А", паспорт АИ-И3.299.157ПС, Кишинев, 1986 г.).

Основным недостатком известного технического решения является невысокое качество слоя по физико-химическим свойствам, улучшение которых возможно за счет повышения частоты импульсов технологического тока, но данная схема, в частности RC-цепочка, не будет успевать реагировать на каждый разрядный импульс и соответственно количество разрядных импульсов в разрядном контуре: электрод-инструмент-поверхность детали останется на прежнем уровне в пределах 100 Гц.

Кроме этого, известное техническое решение характеризуется усложненной электрической схемой.

Задачей предлагаемого изобретения является создание такого генератора импульсов технологического тока, который бы обеспечил улучшение качества слоя по физико-химическим свойствам: шероховатости, сплошности и износостойкости при одновременном упрощении электрической схемы.

Поставленная задача решается тем, что в генераторе импульсов технологического тока, электрическая схема которого включает источник питания, накопительную емкость с зарядно-разрядной цепью, содержащей зарядный транзисторный ключ, в коллекторную цепь которого включен ограничивающий резистор, разрядный тиристорный ключ, узлы управления ключами, а также блок управления электрод-инструментом, согласно изобретению узел управления разрядным тиристорным ключом содержит транзистор с двумя резисторами, при этом база транзистора через один из резисторов связана с электродом-инструментом, коллектор транзистора через второй резистор связан с управляющим электродом разрядного тиристорного ключа, а эмиттер - с источником питания.

Преимущества предлагаемого изобретения заключаются в том, что предлагаемая электрическая схема позволяет увеличить частоту технологического тока со 100 Гц до диапазона 100-600 Гц, изменяя ее дискретно через каждые 100 Гц с возможностью работы на заданных частотах, а увеличение частоты влечет за собой необходимость уменьшения емкости накопительных конденсаторов для ее эффективного использования при их полной зарядке. Уменьшение за счет этого энергии единичного импульса в разрядном контуре компенсируется повышением частоты импульсов, благоприятно сказывающимся на качестве формируемого слоя.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, где представлена схема электрическая генератора импульсов и внешних по отношению к нему цепей. Схема включает источник питания 1, накопительную емкость 2 с зарядно-разрядной цепью, зарядная цепь содержит зарядный транзисторный ключ 3 с ограничивающим резистором 4 и узлом управления 5, а разрядная цепь содержит разрядный тиристорный ключ 6 с узлом управления 7, который включает транзистор 8 с двумя резисторами 9 и 10. При этом база транзистора 8 через резистор 9 связана с электродом-инструментом 11, коллектор транзистора 8 через резистор 10 связан с управляющим электродом тиристорного ключа 6, а эмиттер - с источником питания 1.

Электрод-инструмент 11 снабжен блоком управления 12. Общий провод генератора соединен с обрабатываемой деталью 13.

Генератор работает следующим образом.

При включении генератора через источник питания 1 и ограничивающий резистор 4 с помощью узла управления 5 включается зарядный транзисторный ключ 3 и происходит заряд накопительной емкости 2, после полной зарядки накопительной емкости 2 транзисторный ключ 3 закрывается. При касании детали электродом-инструментом 11, режим работы которого задается блоком его управления 12 дискретно от 100 до 600 Гц, узлом управления 7 включается разрядный тиристорный ключ 6 и происходит разряд накопительной емкости 2, вследствие чего происходит перенос материала с электрода-инструмента 11 на поверхность детали 13. К моменту окончания разряда и отхода электрода-инструмента 11 от поверхности детали 13 тиристорный разрядный ключ 6 закрывается, на его управляющем электроде открывающее напряжение отсутствует, зарядный транзисторный ключ 3 открывается и через него происходит заряд накопительной емкости 2. Цикл заряда-разряда повторяется. Узел управления 7 разрядным тиристорным ключом 6 работает следующим образом. При касании электродом-инструментом 11 поверхности детали 13 на базу транзистора 8 через резистор 9 поступает отпирающее напряжение, в результате чего транзистор 8 открывается и напряжение с его коллектора через резистор 10 поступает на управляющий электрод тиристорного разрядного ключа 6, который вследствие этого открывается.

После окончания разряда накопительной емкости 2 через разрядный тиристорный ключ 6 и отрыва электрода-инструмента 11 от поверхности детали 13 транзистор 8 закрывается, напряжение на управляющем электроде тиристорного ключа 6 отсутствует, он закрыт, происходит заряд накопительной емкости 2 через открытый зарядный транзисторный ключ 3.

Более быстродействующий транзисторный ключ в узле управления разрядным тиристорным ключом в отличие от тиристорного ключа с RC-цепочкой в известном решении позволил эффективно использовать накопительную емкость с уменьшением ее с 360 до 160 мкФ при повышении частоты импульсов тока.

Предлагаемая схема позволяет увеличить ток до 3,5 А, что позволит наряду с улучшением качества покрытия увеличить толщину слоя за счет повышения массопереноса, то есть предлагаемое техническое решение даст возможность не только легировать, но и восстанавливать изношенную поверхность деталей. Изготовленный опытный образец подтвердил работоспособность предлагаемого технического решения, проведенные испытания в сравнении с известным устройством показали улучшение качества слоя: по сплошности до 100%, уменьшение шероховатости R_a - от 6,3 до 3,2, повышение износостойкости в 2 раза, увеличение толщины слоя с 0,2 до 0,35 мм.

Изобретение относится к электроискровому легированию поверхностей механизмов. Технический результат заключается в повышении эффективности использования накопительной емкости при одновременном упрощении. Генератор импульсов технологического тока включает источник питания (ИП) (1), накопительную емкость (2) с зарядным транзисторным ключом (К) (3), в коллекторную цепь которого включен ограничивающий резистор (Р) (4), разрядный тиристорный К (6), узлы управления (УУ) (5), (7) К (3), (6), а также блок управления (12) электродом-инструментом (11). УУ (7) разрядным тиристорным К (6) содержит транзистор (Т) (8), база которого через один Р (9) связана с электродом-инструментом (11), коллектор Т (8) через другой Р (10) связан с управляющим электродом разрядного тиристорного К (6), а эмиттер - с ИП (1). 1 ил.

Генератор импульсов технологического тока, электрическая схема которого включает источник питания, накопительную емкость с зарядно-разрядной цепью, содержащей зарядный транзисторный ключ, в коллекторную цепь которого включен ограничивающий резистор, разрядный тиристорный ключ, узлы управления ключами, а также блок управления электродом-инструментом, отличающийся тем, что узел управления разрядным тиристорным ключом содержит транзистор с двумя резисторами, при этом база транзистора через один из резисторов связана с электродом-инструментом, коллектор транзистора через другой резистор связан с управляющим электродом разрядного тиристорного ключа, а эмиттер транзистора - с источником питания.