Шпиндельный узел станка для электроэрозионной обработки Советский патент 1991 года по МПК B23H7/26 

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки и касается шпиндельных узлов электроэрозионных станков.

Цель изобретения - повышение надежности шпиндельных узлов путем улучшения качества изоляции его токонесущих частей, что исключает разрушение изоляторов узла под действием импульсов высокого напряжения генератора импульсов электроэрозионного станка.

На фиг. 1 изображена конструкция шпиндельного узла; на фиг. 2 - эквивалентная электрическая схема изолирующей втулки; на фиг. 3 - график зависимости мо- дуля полного сопротивления изолирующей втулки от частоты технологического тока.

Шпиндель 1 установлен в корпусе 2 станка на подшипниках, изолированных от корпуса 2 изоляторами, расположенными

между посадочными поверхностями корпуса 2 станка и подшипников 3,

Генератор импульсов станка (не показан) подключен к корпусу 2 одним полюсом и к шпинделю 1 другим. Таким образом, полюсы генератора разделены изоляторами в виде втулок

Каждая втулка содержит первое изоляционное кольцо 4. металлическое кольцо 5 и второе изоляционное кольцо 6, внутри которой имеется катушка 7 индуктивности. Выводы катушки 7 подключены к металлическому кольцу 5 и подшипнику 3 в случае размещения кольца 6 между кольцом 5 и подшипником 3 или к металлическому кольцу 5 и корпусу 2 в случае расположения кольца 6 между кольцом 5 и корпусом 2.

В соответствии со схемой (фиг. 2) металлическое кольцо 5 и корпус 2 образуют конденсатор С1. металлическое кольцо 5 и

О О

to ы VI о

подшипник 3 - конденсатор С2, а катушка, встроенная в изолирующее кольцо 6, - индуктивность L.

В совокупности эти элементы образуют электрический фильтр. Такой фильтр имеет нелинейную зависимость полного сопротивления (Z) от частоты (фиг. 3),

Величина полного сопротивления растет с увеличением частоты f между значени- ями fi (частоты последовянедьного резонанса) и fa (частоты параллельного резонанса). Причем частота fi последовательного резонанса определяется величинами индуктивности катушки 7 и емкостью между металлическим кольцом 5 и корпусом 2, а частота fa параллельного резонанса определяется величиной индуктивности катушки 7 и емкостью между металлическим кольцом 5 и подшипником 3.

Толщину колец 4 и 6, количество витков в катушке 7 выбирают так, чтобы максимум сопротивления контура соответствовал частоте генерации импульсов генератора электроэрозионного станка.

Шпиндельный узел работает следующим образом.

При подключении полюсов генератора импульсов к шпинделю 1 и корпусу 2 через

систему колец 4 и 6 начинает протекать ток утечки. Так как основной частотой переменного тока, предоставляющего генерируемую последовательность импульсов, является частота импульсов, а фильтр, образованный кольцами 4 и 6, катушкой 7 и металлическими кольцами узла, имеет на этой частоте наибольшее сопротивление, токи утечки небольшие. Этим достигают уменьшения электроэрозионного износа подшипника шпинделя станка. Износ вызывают протеканием тока через подшипники. При этом между рабочими поверхностями обойм и шариков (роликов), разделенных слоем смазки, возникают электрические разряды,

вызывающие эрозию поверхностей, если ток утечки значителен. Уменьшение износа подшипников достигают уменьшением тока через них вследствие увеличения сопротивления изолирующих втулок.

Использование: в электрофизических и электрохимических методах обработки шпиндельных узлов электроэрозионных станков. Сущность изобретения: в узле станка каждая изолирующая втулка выполнена в виде двух концентрично расположенных кольцевых изоляторов, разделенных металлическим токопроводящим кольцом, в один изолятор вмонтирована катушка индуктивности с токоподводами, выведенными на наружную и внутреннюю поверхность изолятора до контакта с прилегающими кольцами, а толщина колец изоляторов и количество витков катушки выбраны из условия получения в электрическом фильтре, образованном металлическими частями узла, изоляторами и катушкой, резонансной частоты, равной частоте генератора импульсов. 3 ил.

765

фиг.1

С2

С1

1

Ј

Фиг. 2

ШигЗ