Устройство для электроэрозионной обработки Советский патент 1987 года по МПК B23H1/02 

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки материалов и может быть применено для электроэрозионной обработки и легирования.

Целью изобретения является новышение КПД устройства, а также расширение его функциональных возможностей за счет обеспечения дополнительного режима работы.

На чертеже представлена электрическая схема устройства для электроэрозионной обработки с транзисторами п-р-п-нрово- димости.

Устройство содержит зарядный транзисторный ключ 1, коллектор которого подключен через резистор 2 к выводу емкостного накопителя 3, имеющему при заряде отрицательный потенциал. Параллельно накопителю 3 включен разрядник с эрозионным промежутком 4, образованный электродом 5 и обрабатываемой деталью 6. Второй вывод накопителя 3 соединен с положительным полюсом источника постоянного тока. Эмиттер ключа 1 соединен с отрицательным полюсом этого источника. Коллектор ключа 1 соединен с входом ждущего одновибрато- ра 7, имеющего регулятор 8 длительности генерируемого импульса. Одновибратор 7 по цепи питания подключен к отрицательно.му полюсу источника и через регулятор 8 - к положительному полюсу этого источника. Выход одновибратора 7 соединен с базой транзисторного ключа 9, эмиттер которого соединен с отрицательным полюсом источника.

База транзисторного ключа 10 подключена к детали 6 через резистор 11, эмиттер ключа 10 соединен с отрицательным полюсом источника, коллектор ключа 10 подключен к базе ключа 1 через диод 12, катод которого подключен а базе ключа 1, анод - к положительному полюсу источника через резистор 13.

Обмотка 14 привода перемещения электрода 5 относительно детали 6 соединена первым выводом с положительным полюсом источника и зашунтирована обратным диодом 15, анод которого соединен с вторым ее выводом, катод - с положительным полюсом источника.

Коллектор ключа 9 соединен с эмиттерами транзисторных ключей 16 и 17. Коллектор ключа 17 подключен к базе ключа 16 через диод 18, катод которого подключен к базе ключа 16, анод - к положительному полюсу источника через резистор 19.

База ключа 17 подключена к коллектору ключа 16 через резистор 20, подвижный вывод которого соединен с коллектором ключа 16. Коллектор ключа 16 соединен с подвижным выводом переключателя 21, который в одном из положений соединяет второй вывод обмотки 14 непосредственно с коллектором ключа 16, а во втором положении

0

подключает второй вывод об.мотки 14 к коллектору ключа 16 через релаксатор 22.

Второй вывод обмотки 14 может быть соединен с отрицательным полюсом источника, тогда цепь из последовательно соединенных переходов коллектор - эмиттер ключей 9 и 16, переключателя 21 и релаксатора 22 соединяет первый вывод обмотки 14 с положительным полюсом источника.

Устройство для электроэрозионной обработки работает следующим образом.

При подаче напряжения источника ток управления протекает по цепи от положительного полюса источника через замкнутый промежуток 4, резистор 11, переход 5 база-эмиттер ключа 10 к отрицательному полюсу источника. Ключ 10 открывается, ток течет по цепи от положительного плюса источника через резистор 13, насыщенный переход коллектор-эмиттер ключа 10 к отрицательному полюсу источника. При этом база к-тюча 1 соединена через диод 12 и насыщенный переход коллекторамиттер ключа 10 с эмиттером ключа 1, падение напряжения на насыщенно.м переходе коллектор- эмиттер ключа 10 -мало, диод 12 заперт, ток в базе ключа 1 отсутствует, ключ 1 заперт, силовой ток через промежуток не протекает. Ключ 1 остается запертым при включении источника, если он более инерционен, чем ключ 10.

Сопротивление резистора 2 выбирается малым по сравнению с входным сопротивлением одновибратора 7 и при закрытом ключе 1 все напряжение источника прикладывается через замкнутый промежуток 4 к входу одновибратора 7. Одновибратор 7 без- инерционно включается. Импульс с его выхода открывает ключ 9. Возникает ток управления ключа 16 по цепи: положительный полюс источника - резистор 19 - диод 18 - переход база - эмиттер ключа 16 - переход коллектор - эмиттер ключа 9 - отрицательный нолюс источника. При этом ключ 16 открывается, ток течет по цепи: положительный полюс источника - об.мотка 14 - переключатель 21 - насыщенный переход коллектор - эмиттер ключа 16 - насыщенный переход коллектор - эмиттер ключа 9 - отрицательный полюс источника. Практически все напряжение источника прикладывается к обмотке 14, так как транзисторы ключей 9 и 16 насыщены. Под действие.м тока в обмотке 14 привод перемещения отводит электрод 5 от детали 6, образуя эрозионный промежуток 4.

С возникновением промежутка 4 ток управления протекает по цепи: положительный полюс источника - накопитель 3 - резистор 1 - переход база-эмиттер ключа 10 - отрицательный полюс источника. Накопитель 3 подзаряжается до весьма малого потенциала этим током, его внутреннее

0

0

5

0

5

сопротивление становится отличным от нуля. Ток от источника через резистор 11 и переход база-:эмиттер ключа 10 несколько уменьшается, ключ 10 начинает закрываться. Напряжение на переходе база-эмиттер ключа 1 возрастает, диод 12 открывается, ключ 1 также открывается. Падение напряжения на цепи из последовательно соединенных резистора 2 и перехода коллектор-эмиттер ключа 1 становится малым и недостаточным для поддержания ключа 10 в открытом состоянии, ключ 10 закрывается. Переход коллектор-эмиттер ключа 1. насыщается, так как через его переход база-эмиттер течет полный ток управления, определяемый резистором 1.3, достаточный для насыщения. Уменьщение базового тока ключа 10 вызывает открывание ключа 1, который еще значительней уменьщает базовый ток ключа 10, поэтому переключение ключей 1 и 10 имеет импульсный характер, каждый из ключей находится или в состоянии насыщения, или в состоянии отсечки.

Практически импульсный характер переключения ключей 1 и 10 сохраняется при любых режимах эрозионной обработки, так как необходимое для их переключения изменение омического сопротивления промежутка 4 весьма мало. После открывания ключа 1 накопитель 3 заряжается силовым током по цепи: положительный полюс источника - накопитель 3 - резистор 2 - насыщенный переход коллектор-эмиттер ключа 1 - отрицательный полюс источника. После заряда накопителя 3 ключ 1 остается открытым и насыщенным, поддерживая потенциал заряда накопителя 3 практически равным потенциалу источника.

По мере увеличения тока через обмотку 14 падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер ключа 16 растет, возникает ток по цепи: положительный полюс источника - обмотка 14 - переключатель 21 - резистор 20 - переход база-эмиттер ключа 17 - переход коллектор-эмиттер ключа 9 - отрицательный полюс источника. Ключ 17 открывается и закрывает ключ 16. Силовой ток через обмотку 14 прекращается. Через время, определяемое регулятором 8, прекращается импульс одновибратора 7, ключ 9 запирается.

После прекращения тока через обмотку 14 привод перемещает электрод 5 к поверхности детали 6. При достижении эрозионным промежутком 4 величины пробивного расстояния между электродами разрядника возникает ток технологического импульса по цепи: накопитель 3 - легирующий электрод 5 - эрозионный промежуток 4 - деталь 6 - накопитель 3.

При контакте электродов разрядника ключ 10 открыт, а ключ 1 закрыт. Закрывание ключа 1 включает одновибратор 7, ключ

0

9 открывается, вызывая перемещение электрода 5 от детали 6. При этом происходит заряд накопителя 3. После прекращения тока через обмотку 14 электрод 5 приближа- с ется к детали 6 и выщеописанные процессы повторяются.

Устройство для электроэрозионной обработки может работать в режиме вынужденных колебаний электрода 5 относительно детали 6, для этого переключатель 21 переводят в положение, соответствующее включению последовательно в цепь питания обмотки 14 прерывателя релаксатора 22.

Устройство в этом случае работает следующим образом. При выключенном ключе I

5 импульс с выхода одновибратора 7 включает ключ 9, ток течет по цепи: положительный полюс источника - обмотка 14 - релаксатор 22 - последовательно соединенные переходы коллектор-эмиттер ключей 16 и 9 - отрицательный полюс источника. Релаксатор 22 периодически прерывает этот ток, подвижная часть вибратора периодически перемещает электрод 5 относительно детали 6. Ключ 17 в этом режиме работы устройства закрыт и выполняет функции защиты

5 цепи питания обмотки 14 от превышения тока в ней. При превыщении тока ключ 17 открывается и вибрация электрода 5 прекращается - обмотка 14 обесточена.

Если к моменту окончания импульса об- Q работка возобновилась, то вибрация продолжается непрерывно, что имеет место при периодическом замыкании электродов разрядника, поскольку одновибратор 7 при этом поддерживает ключ 9 в открытом состоянии, так как от него не требуется выключения и 5 включения вибрации.

Формула изобретения

Устройство для электроэрозионной обработки, содержащее генератор импульсов с зарядным ключом, выполненным в виде первого транзисторного ключа, коллектор которого подключен через первый резистор к первому выводу емкостного накопителя, параллельно накопителю включены электроды разрядника с расположенным между ними разрядным промежутком, второй вывод накопителя соединен с первым полюсом источника постоянного тока, эмиттер первого транзисторного ключа - с вторым полюсом, а также ждущий одновибратор с регулируемой длительностью импульса, второй транзисторный ключ, эмиттером соединенный с вторым полюсом источника постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, в устройство введены обмотка привода взаимного перемещения электродов, третий, четвертый и пятый транзисторные ключи, первый, второй и третий диоды, второй, третий и четвертый ре

зисторы, при этом первый вывод емкостного накопителя подключен через второй резистор к базе третьего транзисторного ключа, коллектор которого подключен к базе первого транзисторного ключа через первый диод, включенный согласно направлению проводимости базы, и к второму выводу емкостного накопителя через третий резистор, эмиттер третьего транзисторного ключа соединен с вторым полюсом источника постоянключа подключен к базе четвертого транзисторного ключа через второй диод, включенный согласно проводимости базы, и через четвертый резистор - к первому выводу обмотки привода, эмиттер пятого транзисторного ключа соединен с коллектором второго транзисторного ключа, база подключена к коллектору четвертого транзисторного ключа через переменный резистор, параллельно обмотке привода и встречно

ного тока, коллектор первого транзистор- 0 источнику постоянного тока включен треного ключа соединен с входом одновибрато- ра, выход которого подключен к базе второго транзисторного ключа, коллектор второго транзисторного ключа соединен с пертии диод.

2. Устройство по п. , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения донолнивым выводом обмотки привода через четвер-jj тельного режима работы, второй вывод обтый транзисторный ключ, включенный сог-мотки привода подключен к коллектору четласно проводимости второго транзисторноговертого транзисторного ключа через введенключа, коллектор пятого транзисторногоный в устройство релаксатор.

ключа подключен к базе четвертого транзисторного ключа через второй диод, включенный согласно проводимости базы, и через четвертый резистор - к первому выводу обмотки привода, эмиттер пятого транзисторного ключа соединен с коллектором второго транзисторного ключа, база подключена к коллектору четвертого транзисторного ключа через переменный резистор, параллельно обмотке привода и встречно

источнику постоянного тока включен тре источнику постоянного тока включен третии диод.

2. Устройство по п. , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения донолни

.Изобретение относится к электрофизическим методам обработки материалов и может быть применено для электроэррози- онной обработки и легирования. Цель изобретения - повышение КПД устройства, а также расширение его функциональных возможностей достигается за счет обеспечения дополнительного режима работы. Для этого в устройство введены обмотка привода взаимного перемещения электродов, три транзисторных ключа, два диода и три резистора. Устройство содержит зарядный транзисторный ключ 1, транзисторные ключи 9, 10, 16 и 17, диоды 12, 15 и 18, накопительный конденсатор, разрядник с эрозионным промежутком, образованным электродом 5 и обрабатываемой деталью 6, одновибра- тор 7, резисторы. 2, 8, 11, 13, 19 и 20, релаксатор 22. Электрод 5 отводится от детали 6 при помощи привода под действием тока, возбуждаемого в обмотке 14. 1 з. п. ф-лы, 1 ил. а ю 00 (Г 05