Устройство для размерной электрической обработки Советский патент 1990 года по МПК B23H7/32 B23H7/26 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электрофизическим методам обработки металлов, и может быть 1 спользовано на электроэрозионных или электрохимических станках,привод подачи электрода-инструмента которых выполнен по разомкнутой схеме.

Целью изобретения является повышение производительности работы устройства за счет сокращения времени на его наладку.

На фиг.1 представлена схема устройства для размерной электрической обработки; на фиг, 2 - разрез А - А на фиг, 1; на фиг, 3 - узел j на фиг. 1, на фиг. 4 - вид Б на фиг, 3: на фиг, 5- разрез В - В на фиг. 3; на фиг. 6- устройство контроля смещения центра колебаний системы ( электрода-инструмента)

вариант выполнения; на фиг, 7 - разрез Г - f на фиг. 6,

Устройство состоит из привода 1 подачи, на каретке 2 которого жестко закреплен электромагнитный вибратор 3 и исполнительный механизм 4 с электроприводом 5. Электромагнитный вибратор 3 состоит из корпуса 6, на верхней части которого неподвижно установлен могнитопровод 7 с катушкой 8 переменного тока, В нижней части корпуса 6 на упругой подвеске, состоящей из мембран 9 и 10, смонтирована по,г1виж- ная часть вибратора, состоящая из якоря 11 с закрепленными на нем электрододержате- лем 12 и электродом-инструментом 13, Элек- трододержатель 12 с целью устранения паразитных угловых колебаний электрода-инструмента 13 помещен в шариковых направсл ю о

00

ЛЙЮЩИН14. На якоре 11 с помощью тяг 15 и 16смонтирована упругая плоская пружина 17 разгрузочного механизма с рычагом 18, толкателем 19 и нажимным винтом 20, Исполнительный механизм 4 состоит из корпуса 21, в котором с возможнолстью вращательного движения установлена гайка 22 с помощью подшипника 23 скольжения и упорных подшипников 24. Гайка 22 кинематически связана с электроприводом 5 зубчатой передачей 25. Вну1ри гайки 22 размещен винт 26 со шлицевым участком, имеющим сферическую торцевую поверхность. Шлицевой участок винта 26 расположен в шлицевом отверстии направляющей втулки 27, закрепленной в корпусе 21, а сферическая поверхность винта имеет возможность взаимодействия с рычагом 18. На электромагнитном вибраторе 3 смонтировано устройство контроля смещения центра колебаний системы - электрода-инстумента (фиг. 3-5). Подвижный элемент утройства смонтирован на тяге 16 и состоит из муфты 28 и пластины 29, жестко соединенных между собой. Измерительная оснастка устройства смонтирована на корпусе 6 электромагнитного вибратора 3 с помощью кронштейна 30 и состоит из корпуса 31 и датчика 32 линейных перемещений установленных на кронштейне 30. Корпус имеет два соосно расположенных отверстия , выходящих в вырез, выполненный на одной из стенок и два перпендикулярных к ним отверстия, оканчивающихся резьбой, В со- осных отверстиях подвижно установлены измерительные стержни 33 и 34, жестко соединенные соответственно с рычагами Зь и 36. Рычаги имеют продольные пазы, в которых размещены винт 37 с гайкой 38, Измерительные стержни 33 м 34, жестко соединенные между собой через рычаги 35 и 36 q помощью винта 37 и гайки 38, представляют собой единый измерительный элемент. Измерительные стержни 33 и 3- упруго поджаты к корпусу 31 фрикционными накладками 34 с помощью пружины 40 и поджимных винтов 41, размещенных в отверстиях корпуса 31. Подвижный элемент и измерительная оснастка устройства смонтированы на вибраторе 3 так, что пластина 29 размещена в вырезе,корпуса 31,между измерительными стержнями 33 и 34, Датчик 32- линейных перемещений закреплен на пластине 42, с помощью которой он монти- . руется на кронштейне 30 с возможностью регулировки усилия контакта измерительного наконечника датчика 32 с измерительным стержнем 33. Выход датчика j2 линейных перемещений соединен с входом

блока 5 управления приводом исполнительного механизма 4.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно настраивается устройство контроля величины смещения центра колебаний системы (электрода-инструмента). Для этого ослаблением винта 37 осво- 0 бождают рычаги 35 и 36. Включают вибратор 3 в работу. При этом подвижной части-вибратора (якорю .11, электрододер- жателю 12, электроду-инструменту 13,тягам

15 и 16) сообщается колебательное переме- 5 щение с рабочей частотой и амплитудой. Муфте 28 с пластиной 29 также сообщается колебательное перемещение. Пластина 29 расталкивает измерительные стержни 33 и 34 в разные стороны, сообщая им поступа- 0 тельное перемещение. Этот процесс продолжается до тех пор, пока измерительные стержни 33 и 34 не окажутся на расстоянии величины амплитуды колебаний от контак- . тирующих с ними поверхностей пластины 25 29. После этого поступательное перемещение стержней 33 и 34 прекращается, а их положение фиксируется и удерживается подпружиненными фрикционными накладками 39, Положение стержней 33 и 34 соот- 30 ветствует экстремальным положениям контактирующих поверхностей пластины 29 в ее колебательном перемещении, В этом положении измерительные стержни 33 и 34 жестко соединяются в единый измеритель- 35 ный элемент с помощью винта 37 и гайки 38, датчик 32 линейных перемещений устанавливается в нейтральное положение, при котором электропривод 5 НРХОДИТСЯ в выключенном положении. При включении 40 станка в работу каретка 2 привода 1 подачи с закрепленным на нем электромагнитным вибратором 3 с электродом-инструментом 13 продвигается в сторону обрабатываемой детали. Подаваемая в межэлектродный зазор 45 под давлением рабочая жидкость создает усилие Q, действующее на электрод-инструмент 13, Это усилие смещает за счет деформации упругих мембран 9 и 10 центр колебания подвижной части вибратора (якоря 50 11 электрододержателя 12, электрода-инструмента 13,тя1-15 и 16, пластины 29 с муфтой 28) в сторону магнитопровода 7, При этом , колеблющаяся пластина 29, центр колеба- НИИ которой смещается в сторону измери- 55 тельного стержня 33, воздействуя на него, поступательно перемещает его вместе со стержнем 34 в сторону датчика 32. Да1чмк 32 под воздействием стержня 33 выходит .из нейтрального положения и выдает сигнал- команду на блох управления приводом 5

исполнительного механизма 4, Электропривод 5 включается в работу. Движение от электропривода 5 через зубчатую передачу 25, гайку 22 передается на винт 26, который в шлицевой направляющей втулке 27 перемещается в сторону рычага 18, воздействуя на него сферической торцевой поверхностью. Рычаг 18 поворачивается. При этом нажимной винт 20 через толкатель 19 передает усилие Р на плоскую пружину 17 разгрузочного механизма и деформирует ее на величину б. Через деформацию плоской пружины 17 усилие Р передается через тяги 15 и 16 на подвижную-часть вибратора. Работа электропривода 5, а следовательно, и перемещение винта 26 в сторону рычага 18 продолжаются: до тех пор, когда усилие Р в зависимости от величины деформации д станет равным усилию Q от давления электролита, а центр колебания подвижкой части вибратора возвратится в исходное положение. При этом центр колебаний пластины 29 в данный момент возвращается в сторону измерительного стержня 34. Под воздействием колеблющейся пластины 29 измерительный стержень 34 начинает поступательно перемещаться в сторону отдатчика 32, увлекая за собой и измерительный стержень 33. Вслед за стержнем 33 следует предварительно поджатый к нему измерительный наконечник датчика 32. Датчик 32 возвращается в нейтральное положение и выдает сигнал-команду на выключение электропривода 5. Пластика 29 совершает колебательные перемещения с рабочей амплитудой в пределах зазора h между стержнями 33 и 34. При этом стержни 33 и 34 (измерительный элемент) остаются в состоянии покоя, При дальнейшем увеличении усилия Q, действующего на электрод-инструмент, в зависимости от увеличения площади обработки (например, при обработке конусных отверстий) или повышении давления электролита все повторяется в том же порядке. В случае падения давления электролита в межэлектродном зазоре а (фиг. 2) усилие Q на электрод-инструмент 13 уменьшается, а усилие Р деформированной пружины 17 остается прежним. Поэтому под действием,усилия Р()плоской пружины 17 происходит деформация мембран 9 и 10 уже в другом направлении. Центр колебаний подвижной чисти вибратора смещается в противоположном направл-бнии в сторону от магнитопровода 7. Пластина 29 одновременно с колебательным перемещением поступательно смещается в сторону измерительного стержня 34, Под возцейсгви- ем колеблющейся пластины 29 измерительный стержень 34 и жестко закрепленный с ним стержень 33 поступательно удаляются отдатчика 32. Последний выдает сигнал-команду на блок управления приводом 5. 5 Электропривод 5 включается в работу в обратном направлении. Винт 26 от привода 5 получает обратное перемещение, удаляясь от рычага 18. Величина (5 деформации плоской пружины 17 уменьшается, вследствие

10 чего уменьшается и уравновешивающая сила Р. Под воздействием сил упругости деформированных мембран 9 и 10 центр колебаний подвижной части вибратор а возвращается в сторону магнитопропода 7.

15 Этот процесс продолжается до тех гюр,пока усилие Р не станат равным усилию Q, а центр колебаний подвижной части вибратора не возвратится в исходное равновесное положение. В этот период пластина 29, воз0 действуя на измерительный стержень 33, возвращает его со стержнем 34 в исходное положение, приближая к датчику 32,который возвращается в нейтральное положение и выдает сигнал-команду на отключение

5 привода 5. То же происходит и при окончании обработки. Относительно этого равновесного положения происходят колебательные перемещения с постоянной амплитудой электрода-инструмента. При

0 этом мембраны 9 и 10 не деформируются, воздушный зазор I между неподвижным магнитопроводом 7 и якорем 11 сохраняет первоначальную величину, положение элект- рода-инструмента стабилизируется, Стабилизи5 руются центр колебания электрода-инструмента и межэлектродный промежуток а. На фиг, 6 и 7 показан второй вариант конструктивного исполнения предлагаемого устройства контроля смещения центра колебаний системы

0 (электрода-инструмента),состоящего из деталей, выполняющиходинакорыес первым вариантом функции, хотя некоторые из них конструктивно отличаются друг от друга. Они обозначены одинаковыми позициями. Устрой5 ство .по второму варианту состоит из корпуса 31,в пазу которого установлены с помощью оси 43 рычаги 35 и 36 с измерительными выступами 33 и 34. Рычаги 35 и 36 имеют пазы, в которых размещен винт 37 с гайкой

0 38. Рычаг 33 контактирует с датчиком 32.Рычаги 35 и 36 упруго поджаты к корпусу-31 фрикционными накладками 39 с помощью пружин 40 и поджимных винтов 41. Между измерительн::1ми выступами 33 и 34 распо5 лолсеиа пластина 29.

Устройство по второму варианту работает аналогично первсму.Ослаблением винта 37 освобождают рычаги 35 и 36. Включают вибратор 3 в работу. Вибрирующая пластина 29, жестко связанная с якорем 11, воздействуя на измерительные выступа 33 и 34, расталкивает рычаги 35 и 36 в разные стороны относительно оси 43 на величину колебания пластины 29, до тех пор, пока перемещение рычагов 35 и 36 не прекратится. Положение рычагов 35 и 36 фиксируется и удерживается с помощью подпружиненных накладок 39. В этом положении рычаги 35 и 36 жестко соединяются винтом 37 и гайкой 38. При смещении центра колебаний системы пластина 29 воздействует на один из измерительных выступов 33 или 34 и поворачивает относительно оси 43 в ту или иную сторону измерительный элемент, состоящий из жестко соединенных рычагов 35 и 36 с измерительными выступами 33 и 34. При этом срабатывает датчик 32. Применение данного устройства позволяет методом обратной связи обеспечить надежную стабилизацию центра колебаний электрода - инструмента как при изменении площади обработки, так и при изменении давления электролита, а также вести обработку различных типоразмеров деталей без переналадок устройства.

Ф о р м. у л а и 3 о б р е т е н и я 1. Устройство для размерной электрической обработки, содержащее привод подачи электрода-инструмента, электромагнитный вибратор, жестко закрепленный на каретке

ривода подачи, систему стабилизации ценра колебаний подвижной части вибратора, есущей электрод-инструмент, разгрузочый механизм, выполненный в виде упругого элемента, связанного с подвижной частью вибратора и системой стабилизации, отличающееся тем, что, целью повышения производительности работы устройства за счет сокращения времени его

наладки, в него введена система контроля величины смещения центра колебаний подвижной части вибратора, установленная на каретке привода подачи,а система стабилизации выполнена в виде привода, выходное звено которого связано с разгрузочным механизмом, причем система стабилизации связана с системой контроля величины смещения.

2.Устройство поп.1,отл ич а ю щее с я тем, что система контроля состоит из

корпуса, раздвижной скобы, упруго поджаTOf к корпусу и выполненной в виде двух

элементов, установленных с возможностью

.наладочного взаимного перемещения.индикаторной пластины, установленной на подвижной части вибратора с возможностью взаимодействия с элементами раздвижной скобы, и датчика линейных перемещений, установленного с возможностью взаимодействия с элементами раздвижной скобы.

Д Х

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электрофизическим методам обработки металлов, и может быть использовано на электроэрозионных или электрохимических станках с разомкнутым приводом подачи электрода-инструмента. Цель изобретения - повышение производительности за счет сокращения времени на наладку станка. На каретке привода подачи установлена система контроля величины смещения центра колебаний подвижной части вибратора, несущей электрод-инструмент. Система контроля связана с системой стабилизации центра колебаний, которая посредством разгрузочного механизма связана с подвижной частью вибратора. Для исключения жесткого воздействия на подвижную часть вибратора разгрузочный механизм выполнен в виде упругого элемента. Система контроля содержит раздвижную скобу, датчик линейных перемещений и индикаторную пластину, установленную на подвижной части вибратора. Элементы раздвижной скобы имеют возможность в режиме наладки разводиться на расстояние, равное удвоенной амплитуде колебаний подвижной части вибратора. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

о

IS

Фаг.2

30

6 39

Вид 6

-4 1Г

30

41

Е

/7

58

г

f

-55 J7 56 Л

Фиг. 4

Фиг. 5

г-Г

32 -Г

1 i J 3 55 45 /

Фиг.6

г-Г

Фиг.7