Устройство для электроискрового легирования Советский патент 1984 года по МПК B23P1/18 

(Л

4

оо Изобретение относится к устройствам для электрофизических методов обработки,. в частности к электроискровым установка для легирования и упрочнения деталей ма шин и металлообрабатывающего инструмента. Известно устройство для электрошарового легирования, содержащее источник напряжения, подключенный через накопительный конденсатор и управляемый ключ к межэлектродному промежутку (МЭП), образованному вибрирующим электродом и изделием. Ключ управляется блоком формирования импульсов управления в .функции состояния промежутка {. Недостатками известного устройства являются низкие производительность и качество поверхности, обусловленные тем, что электрод может прилипать к обрабатываемой поверхности, что способствует появлению токов короткого замыкания на межэлектродном промежутке, величина которых в 2-3 раза превыщает рабочие токи, возникайщий при этом избыток энергии гасится в трансформаторе с повыщенной индуктивностью рассеивания, что приводит к повышению потребляемой мощности, перегреву устройства и снижению его надежности. Кроме того, возникновение токов короткого замыкания приводит к появлению прижогов на легируемой поверхности. Целью изобретения является повышение производительности устройства и качества легирования поверхностей. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник напряжения, подключенный к накопительному конденсатору, параллельно которому через управляемый ключ включен межэлектродный промежуток, блок формирования импульсов управления ключевым элементом (тиристором) выполнен в виде дополнительного источника напряжения, подключенного к МЭП через диод и первио(ную обмотку трансформаторного датчика, вторичная обмотка которого зашунтиров.ана диодом и подключена к катоду и управляющему электроду тиристора, используе.мого в качестве упомянутого ключа. На чертеже изображена принципиальная схема устройства. Устройство содержит трансформатор напряжения 1, со вторичных обмоток которого подается напряжение-на выпрямитель 2 и дополнительный выпрямитель 3, служащий для питания трансформаторного датчика, и через переменный резистор 4 - на катушку 5 электромагнитного вибратора. С выпрямителя 2 через ограничительный диод.6 и амперметр 7 ток идет на накопительный конденсатор 8, который шунтируется разрялным резистором 9, предназначенным для снижения напряжения на накопительном конденсаторе 8 до безопасной величины при работе в режиме холостого хода. Для замера амплитудного значения выходного напряжения на накопительном конденсаторе 8 параллельно ему совместно с диодом 10 и сглаживающим конденсатором И подключен вольтметр 12. К выпрямителя 2 подключены переменный резистор 13 и тиристор 14, являющиеся управляемым ключом накопительного конденсатора 8. Параллельно накопительному конденсатору 8 подключены упрочняющий электрод 15 и контактная пластина 16, на которую устанавливают обрабатываемое изделие, причем контактная пластина подключена к накопительному конденсатору 8 через тиристор 17. С дополнительного выпрямителя 3 напряжение подается на контактную пластину 16, а также через первичную обмотку 18 трансформаторного датчика 19 и дополнительный диод 20, служащий для предотвращения попадания силового напряжения в цепь трансформаторного датчика, - на упрочняющий электрод 15. Вторичная обмотка 21 трансформаторного датчика 19, служащего для-подачи сигнала на открывание тиристора, подключена к катоду и управляющему электроду тиристора 17. Дополнительный диод 22, служащий для предотвращения попадания отрицательного напряжения на управляющий элейтрод тиристора, подключен между катодом и управляющим электродом диристора 17. . Устройство работает следующим образом. При включении трансформатора I получают требуемое напряжение на выходах выпрямителя 2 и дополнительного выпрямителя 3, кроме того, через переменный резистор 4, предназначенный для регулирования величины тока в катушке 5, переменное напряжение подается на катушку 5 электромагнитного вибратора, что вызывает возвратно-поступательное движение упрочняющего электрода 15 и его периодический контакт, с обрабатываемым изделием . С выпрямителя 2 зарядный ток идет через ограничительный диод 6, амперметр 7 на накопительный конденсатор 8 и вновь на выпрямитель 2. Происходит заряд накопительного конденсатора 8. Подводят упрочняющий электрод 15 к обрабатываемому изделию до получения электрического контакта. Тиристор 17 в это время заперт, поэтому разряд накопительного конденсатора не происходит. От дополнительного выпрямителя 3 ток идет через первичную обмотку 18 трансформаторного датчика 19, дополнительный диод 20, упрочняющий электрод 15, обрабатываемое изделие и вновь возвращается на дополнительный выпрямитель 3. Протекание данного тока вызывает увеличение магнитного потока в сердечнике трансформаторного датчика 19, что приводит к возникновению ЭДС на его вторичной обмотке 21. Обмотки 18 и 21 согласованы таким образом, что возникающая ЭДС создает отрицательное напряжение на управляющем электроде тиристора 17, которое не может вызывать его отпирание. Тиристор 17 дополнительно щунтирован дополнительным диодом 22. Так как упрочняющему электроду 15 посредством катущки 5 электромагнитного вибратора сообщается возвратно-поступательное движение, то наступает момент размыкания электродов и соответственно разрыв цепи 3-18 -20-15-16-3. При этом магнитный поток в сердечнике трансформаторного датчика 19 резко уменьщается, что Вызывает появление во вторичной обмотке 21 импульса ЭДС, который, являясь положительным по отнощению к управляющему электроду тиристора 17, вызывает его отпирание. Диод 22 в данном случае заперт. Отпирание тиристора 17 в момент отхода упрочняющего электроода 15 от обра батываемого изделия вызывает пробой межэлектродного промежутка напряжением накопительного конденсатора, а следовательно, и протекание разрядного импульса. Упрочняющий электрод 15 продолжает движение от обрабатывае.мого изделия, что приводит к разрыву разрядной цепи и запиранию тиристора 17. В дальнейшем начинается Повторный заряд накопительного конденсатора 8 и цикл работы устройства повторяется. Резистор 13 и тиристор 14 п|гедназн,ачены дли-.регулирования величиньг -аарядг1 накопительного конденсатора 8.В режиме холостого хода при заряде накопительного конденсатора до величины, равной напряжению задания резистором 13. отпирается тиристор 14, и ток идет через открытый тиристор 14 на выпрямитель 2. Заряд накопительного конденсатора 8 прекращается, и если упрочняющий электрод 15 отведен от обрабатываемогоо изделия (режим .холостого хода), то за 1-2 с происходит разряд наког1ительного конденсатора 8 на разрядный резистор 9 до безопасной величины 0,5-1,0 В. Использование предлагаемого устройства позволяет открывать тиристор 17, расположенный в разрядной цепи, только в момент разрыва контакта упрочняющего электрода с обрабатываемым изделием, причем открывать на очень короткий промежуток времени. Это устраняет возможность возникновения токов короткого замыкания и связанный с ними повыщенный расход электроэнергии; при этом КПД устройства повыщается на 30-35%. Ликвидация дугового разряда позволяет более полно концентрировать искровой разряд во времени и пространстве, увеличивая этим мощность единичного разряда и количество перенесенного материала упрочняющего электрода на обрабатываемое изделие; кроме того, устранение дугового разряда ускоряет начало зарядки накопительного конденсатора. Все это повышает производительность упрочнения на 40-50%. Ликвидация токов короткого замыкания исключает возможность появления прижогов на обрабатываемой поверхности, повыщая этим качество легирования. Кроме того, устранение возможности перехода искрового разряда в дуговой позволяет использовать более простой трансформатор напряжения, меньший ПС габаритам и массе, а также повысить надежность устройства благодаря снижению его нагрева.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ, содерж-ащее источник напряжения, подключенный к накопительному конденсатору, параллельно которому через ключ, управляемый блоком формирования импульсов, включен межэлектродный промежуток, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и качества легирования, блок формирования импульсов выполнен в виде дополнительного источника напряжения, подключенного к межэлектродному промежутку через диод и первичную обмотку трансформаторного датчика, вторичная обмотка которого зашунтирована диодом и подключена к катоду и управляющему электроду тиристора, используемого в качестве упомянутого ключа.