УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОИСКРОВОЙ ОБРАБОТКИ Российский патент 2007 года по МПК B23H1/02 

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки, в частности к электроискровому легированию режущего инструмента, штамповой оснастки и деталей машин.

Известны устройства для электроискрового легирования, содержащие вибратор и генератор для создания импульсов технологического тока, питания обмотки вибратора, блока контроля и управления процессом (см. авт. св. СССР №837715, 1323268).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство содержащее источник питания, вибратор и генератор, электрическая схема которого содержит накопительную емкость, электронный зарядный ключ, выполненный на основе двух транзисторов и транзисторного модуля, элементы управления транзисторным ключом, разрядный тиристор с элементами управления им, блок синхронизации вибратора и генератора импульсов (см. Паспорт на установку ЭЛИТРОН-22, АИИЗ 299 167 ПС, Кишинев, 1986, копия принципиальной электрической схемы установки прилагается).

Основными недостатками известного устройства являются:

- усложненная электрическая схема,

- невысокая надежность и стабильность работы,

- высокие энергозатраты на процесс легирования,

- невысокий коэффициент полезного действия.

В основу изобретения положена задача создания устройства для электроискрового легирования со значительно упрощенной электрической схемой, высокой надежности и стабильности в работе, меньшими удельными энергозатрататами, более высокой производительностью, коэффициентом полезного действия.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для электроискровой обработки, содержащем источник питания, накопительную емкость с зарядно-разрядной цепью, включенную параллельно электродам, блок управления работой устройства и вибратор, согласно изобретению в зарядную цепь введен симистор, а блок управления им состоит из оптопары и двух узлов управления, при этом первый узел управления введенный в разрядную цепь накопительной емкости содержит делитель в виде резисторов, транзисторы и связан с диодом оптопары, а второй узел управления симистором выполнен в виде цепи из выпрямителя, транзисторов, стабилизатора и резистора связанный с транзистором оптопары

Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что благодаря предложенной схеме, в которой использован симистор, включенный в зарядную цепь накопительной емкости, а также благодаря выполнению узлов управления симистором после накопительной емкости, обеспечивающих синхронную работу коммутирующих элементов в оптимальной последовательности по сигналу с рабочего электрода при разных режимах обработки, значительно упрощена электрическая схема, уменьшены вес и габариты установки, улучшена технологичность изготовления, повышен КПД установки и снижены удельные энергозатраты на процесс.

Эти преимущества достигнуты за счет уменьшения количества электронных и механических деталей, в том числе за счет исключения сложного электронного ключа на транзисторах, электромагнитных, реле в узлах управления. Кроме этого, исключение электромеханических элементов, имеющих невысокие характеристики надежности, позволит улучшить стабильность и надежность работы устройства в целом. Предлагаемое техническое решение позволит также расширить диапазон возможных режимов обработки за счет локального питания вибратора с различной частотой питающего напряжения.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом.

Устройство содержит источник питания - силовой трансформатор 1 с выпрямителем 2, вибратор 3, накопительную емкость 4 с зарядно-разрядной цепью, включенную параллельно электродам 5 и 6. В зарядную цепь емкости 4 введен симистор 7 с конденсатором подпитки 8. Блок управления состоит из оптопары 9 и двух узлов управления. Разрядная цепь емкости 4 соединена с вибратором 3. Первый узел управления 10, введенный после накопительной емкости 4, содержит делитель в виде резисторов 11, схемы стабилизации напряжения 12, собранной из резисторов 13 и транзисторов 14, предназначенной для обеспечения нормальной работы оптопары 9. Диод оптопары 9 запитывается с выхода схемы стабилизации напряжения 12 через резистор 15. Второй узел управления 16 транзистором оптопары 9 выполнен в виде резистора 17 и стабилизатора 18, дополнительно содержит транзистор 19 и транзистор 20, который находится в открытом состоянии в течение всего полупериода напряжения и запирается на короткий отрезок времени, когда напряжение, снимаемое с выпрямителя 21, близко к нулю. Резистор 22 является компенсатором коротких всплесков тока вторичной обмотки, резистор 23 обеспечивает работу оптопары 9. Тумблеры 24 и 25 позволяют управлять напряжением, подаваемым на выпрямитель 2.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства в сеть на вторичных обмотках трансформатора 1 наводится ЭДС. При этом анод и управляющий электрод симистора 7 находится под потенциалом вторичной обмотки вследствие протекания тока зарядки через конденсатор 8. Величина этого напряжения зависит от положения тумблеров 24 и 25. Одновременно с этим ток, протекающий через выпрямитель 21 и включенный параллельно резистор 17 и стабилизатор 18, является достаточным для отпирания симистора 7. Накопительная емкость 4 через выпрямитель 2 заряжается до напряжения, определяемого положением тумблеров 24 и 25. Напряжение с накопительной емкости 4 через делитель 11 поступает в схему стабилизации напряжения 12. При этом транзистор оптопары 9 открывается и напряжение, снимаемое с резистора 17 и стабилизатора 18, поддерживает транзистор 19 в открытом состоянии, что приводит к устойчивому отпиранию симистора 7. При касании электродов 5 и 6 происходит разряд накопительной емкости 4 и массоперенос. Напряжение в накопительной емкости 4 падает до нуля. С выхода схемы стабилизации через диод оптопары 9 прекращает течь ток и транзистор оптопары запирается. При этом запирается транзистор 19, что ведет к разрыванию цепи анод - управляющий электрод симистора 7, а значит и к обесточиванию выпрямителя 2, что устраняет ток короткого замыкания во вторичной обмотке трансформатора 1. В момент отрывания электродов 5 и 6 друг от друга процесс заряда накопительной емкости повторяется. Транзистор 20 включает симистор 7 в момент перехода переменного напряжения через ноль, что значительно снижает наводимые электрические помехи. Резистор 22 используется для компенсации коротких всплесков тока короткого замыкания вторичной обмотки трансформатора 1, которые возникают вследствие переходных процессов в цепи обратной связи и конечного быстродействия.

Изобретение относится к области электрофизической обработки режущего инструмента, штамповой оснастки и деталей машин, в частности к электроискровому легированию, и направлено на уменьшение удельных энергозатрат, повышение надежности, стабильности в работе, а также производительности и коэффициента полезного действия. Устройство содержит источник питания, накопительную емкость с зарядно-разрядной цепью, включенную параллельно электродам, блок управления работой устройства и вибратор, при этом в зарядную цепь введен симистор, а блок управления им состоит из оптопары и двух узлов управления, первый узел управления, введенный в разрядную цепь накопительной емкости, содержит делитель в виде резисторов, транзисторов и связан с диодом оптопары, а второй узел управления симистором выполнен в виде цепи из выпрямителя, транзисторов, стабилизатора, резистора и связан с транзистором оптопары. 1 ил.

Устройство для электроисковой обработки, содержащее источник питания, накопительную емкость с зарядно-разрядной цепью, включенную параллельно электродам, блок управления работой устройства и вибратор, отличающееся тем, что в зарядную цепь введен симистор, а блок управления им состоит из оптопары и двух узлов управления, при этом первый узел управления симистром, введенный в разрядную цепь накопительной емкости, содержит делитель в виде резисторов, транзисторов и связан с диодом оптопары, а второй узел управления симистором выполнен в виде цепи из выпрямителя, транзисторов, стабилизатора, резистора и связан с транзистором оптопары.