Устройство для электроэрозионного легирования Советский патент 1988 года по МПК B23H1/02 

(Л

с

со

QD

оо

ел СП

Изобретение относится к электро- физ1гческим методам обработки, в Частности к установкам для электро- искрового легирования деталей машин и металлообрабатывающего инструмента с целью их упрочнения и восстановления размеров.

Цель изобретения - повышение качества легирования за счет исключе- ния из разрядной цепи коммутационных элементов и обеспечения колебательного разряда конденсатора, а также за счет исключения коротких замыканий. I .

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит силовой источник 1 постоянного тока и низковольт

ный источник 2 постоянного тока. К силовому источнику 1 постоянного тока подсоединены ключ 3 на составном транзисторе, в коллекторных цепях которого через ограничительный ре- зистор А включен накопительный конденсатор 5 с выходными клеммами 6 и 7 для подсоединения вибрирующего электрода 8 и обрабатьтаемой детали 9 и насьщенный транзисторный ключ 10 с общим эмиттером, выход которого связан с входом транзисторного ключа 3 на составном транзисторе. К низковольтному источнику 2 постоянного тока подсоединены пороговое устройство 11 и транзисторный генератор 12 импульсов, нагруженный на катушку 13 электромагнитного вибратора. Порого- .вое устрой;ство 11 выполнено в виде двухкаскадного усилителя .постоянного тока с кремниевыми стабилитронами на входе и в качестве межкаскадной связи. Выход порогового устройства 11 связан с входом насыщенного транзисторного ключа 10 с общим эмиттером. При этом два одноимённых полюса силового источника 1 постоянного тока, низковольтного источника 2 постоянного тока и выходная клемма 7 накопительного конденсатора 5 соединены вместе, а второй полюс низковольтног источника 2 постоянного тока через резистор 14 и диод 15 подключен к второй выходной клемме 6 накопительного конденсатора 5, соединенной с ключом 3 на составном транзисторе. Параллельно резистору 14 подключен пиковый детектор 16, выход которого соединен с входом порогового устрой

г

5

0

5 ,,

0

0

5

ства 11. В коллекторные цепи ключа 3 на составном транзисторе включен амперметр 17 для измерения средней величины тока легирования. Оба источника постоянного тока 1 и 2 питаются от одного трансформатора (на чертеже не показан) и каждый содержит однофазный мостовой выпрямитель с фильтром на выходе в виде конденсатора, причем обмотка трансформатора, к которой под- Kjnci4eH силовой источник 1 постоянного тока, выполнена с отводами для осуществления ступенчатого регулирования напряжения. Транзисторный генератор 12 импульсов предназначен для генерирования прямоугольных импульсов напряжения, подаваемых на катушку 13 электромагнитного вибратора и последовательно включенный с ней переменный резистор - регулятор амплитуды вибрации.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства для электроискрового легирования в сеть первый каскад порогового устройства 11 находится в состоянии отсечки, а второй насьпден за счет базового тока через кремниевый стабилитрон межкаскадной связи. Насыщенный транзисторный ключ 10 с общим эмиттером тоже насьш5ен и, в свою очередь, поддерживает в насыщенном состоянии ключ 3 на составном транзисторе. Накопительный конденсатор 5 заряжается от силового источника 1 постоянного тока через ограничительный резистор 4, амперметр 17 и Kjnci4 3 на составном транзисторе. При сближении за счет протекания импульса тока через катушку 13 электромагнитного вибратора вибрирующего электрода 8 и обрабатываемой детали 9 происходит колебательный затухающий разряд накопительного конденсатора 5 и ток его разряда осуществляет обработку-легирование. С момента пробоя искрового п)омежутка через него протекают разрядный ток накопительного конденсатора 5, имеющий форму затухающей синусоиды, и импульсный ток от низковольтного источника 2 постоянного тока через резистор 14 и диод 15. Так как велич ша разрядного тока накопительного конденсатора 5 значительно больше величины импульсного тока через резистор 14 и диод 15, то на резисторе 14 выделяется импульс напряжения, модулированный разрядным током накопительного конденсатора 5, - радиоимпульс. Пиковый детектор 16 преобразует радиоимпульс в напряжени повторяющее форму огибающей радиоим- пульса, которое поступает на пороговое устройство 11.

При этом первый каскад усилителя постоянного тока порогового устройства 11 переходит в режим насьпцения, а второй каскад усилителя постоянного тока, насыщенный транзисторный ключ 10 с общим эмиттером и ключ 3 на составном транзисторе переходят в режим отсечки. После момента отры- ва вибрирующего электрода 8 от обрабатываемой детали 9 происходят восстановление электрических свойств искрового промежутка и заряд накопительного конденсатора 5 через диод 15 и параллельно включенные резистор 14 и пиковый детектор 16 от низковольтного источника 2 постоянного тока до величины, определяемой порогом срабатьшания порогового устрой- ства 11. После этого пороговое устройство 11, насыщенный транзисторный ключ 10 с общим эмиттером и ключ 3 н составном транзисторе переходят в исходное состояние, а дальнейший за- ряд накопительного конденсатора 5 происходит через ограничительный резистор 4, амперметр 17 и ключ 3 на составном транзисторе от силового источника 1 постоянного тока. В даль нейшем цикл работы повторяется.

Таким образом, силовой источник 1 постоянного тока полностью отличается на время пробоя искрового промежутка, контактирования вибрирующег электрода 8 и обрабатьшаемой детали 9 и до момента заряда накопительного конденсатора 5 от низковольтного ист точника 2 постоянного тока до величины, определяемой порогом срабатьша- ния порогового устройства 11. Это препятствует образованию дугового разряда и появлению прижогов.

Напряжение низковольтного источника 2 постоянного тока, подаваемое на искровой промежуток через диод 15 и параллельно включенные резистор 14 и пиковый детектор 16, выбирается с учетом того,чтобы за счет энергии этого источника между вибрирующим электродом 8 и обрабатываемой деталью 9 не могл возникнуть искровой и дуговой разряды. Так как в данном устройстве осуществлено непосредственное подключение накопительного конденсатора 5 к искровому промежутку, то длительность импульса разрядного тЬка накопительного конденсатора 5 через искровой промежуток определяется величиной емкости этого конденсатора, активным сопротивлением канала разряда, активным сопротивлением и распределенной индуктивностью соединительных проводов мелсду накопительным конденсатором 5 и искровым промежутком, и легко ре- ализуется известное условие получения колебательного разряда конденсатора через индуктивность и активное сопротивление:

R/2,

где R - активное сопротивление кана- ; ла разряда и соединительных

проводов; L - индуктивность соединительных

проводов; С - емкость конденсатора.

Испытания описьтаемого устройства для электроискрового легирования показали, что оно позволяет получать импульсы тока через искровой промежу- ток, имеющие форму затухающей синусоиды при полном устранении токов корот- кого замыкания и исключения возникновения прижогов на обрабатьшаемой поверхности. Благодаря этому улучшается качество обрабатьтаемой поверхности на 1-2 класса.