Устройство для электроэрозионной прошивки отверстий Советский патент 1992 года по МПК B23H7/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электроэрозионной обработке глубоких отверстий.

Целью изобретения является повышение производительности и точности обработки за счет компенсации износа стержня электрода-инструмента (ЭЙ) при неограниченной величине рабочей подачи.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг, 2 - вид А на фиг. 1 (привод механизма останова); на фиг, 3 - узел I на фиг. 1 (электродержатель); на фиг. 4- разрез Б-Б на фиг. 1 (корпус ванны устройства ; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 1 (направляющая первой каретки).

Устройство для электроэрозионной прошивки отверстий состоит из корпуса ванны 1, вала 2, установленного в левой части корпуса ванны на подшипниках 3, посаженных во втулку 4 из диэлектрического материала, которая запрессована в корпус ванны 1. К корпусу ванны крепится крышка 5 из диэлектрического материала, на ней

установлены подпружиненная щетка 6 и стопорный винт 7. Щетка 6 имеет плотный электрический контакте распорной втулкой 8, насаженной на вал 2 и зажатой между подшипниками 3 и шкивом 9, соединенным ремнем 10 со шкивом 11 электропривода 12. Через щетку 6, распорную втулку 8, вал 2 и кулачки патрона 13 один из полюсов электрической цепи подается на обрабатываемую деталь 14. Вдоль противоположного борта корпуса ванны 1 установлена направляющая 15, по которой перемещается каретка 16, которая охватывает направляющую прямоугольного сечения сверху и снизу парами роликов 17 и 18 соответственно, а справа и слева (фиг. 2)- парами роликов 19 и 20. На корпусе каретки 16 ролики 17 и 18 крепятся посредством рамок 21 и 22. Пара роликов 20 установлена непосредственно на корпусе каретки 16, и ролики 20, выступая из прорези стенки корпуса каретки 16, соприкасаются с направляющей 15 Другая пара роликов 19 крепится на пластине 23,

(Л

С

vi со

Ј

00

ю

притянутой к рамкам 21, на которых имеются резьбовые шпильки, гайками 24, Ролики 19, также выступая из прорези пластины 23, контактируют с направляющей 15. Таксе расположение роликов обеспечивает доста- точно строгое перемещение каретки 16 по направляющей 15, На корпусе каретки 16 коепится электрододержатель 25, внутрь которого через гибкий патрубок 26 подается под давлением рабочая жидкость (РЖ), а в ниж- ней части злектрододержателя 25, где к нему приварена втулка, внутрь которой (фиг. 3) запрессована втулка 27 из диэлектрического материала, установлен щтуцер 28, входящий ао втулку 27, Втулка 27 и штуцер 28 зафиксированы винтом 29 от смещения. Сквозь штуцер 28 через поджимную гайку 30 и уплотнение 31 проходит стержень ЭЙ 32. На стержень ЭЙ с зазором надевается оболочка 33 и крепится к штуцеру 28 гайкой 34. Кроме электрододержзтеля 25 на корпусе каретки 16 установлен механизм основного зажима стержня ЭЙ, состоящий из электромагнитного привода 35, прикрепленного винтами к корпусу каретки 16, тяги 36 с укрепленной на ней пластиной 37, выполненной из диэлектрического материала, и закрепленной на ней подвижной токопро- водящей губкой 38, Подвижная токопрово- дящая губка 38 соединена с электрической цепью блока питания и имеет противоположный полюс по отношению к полюсу, по- даьземому на обрабатываемую деталь 14. Подвижная губка 38 усилием пружины 39 плотно прижимает стержень ЭЙ 32 к губке 40, которая имеет диэлектрическую пластину 41, которая крепится к корпусу каретки 16 двумя винтами. Подвод соответствующего потенциала от электрической цепи блока питания к неподвижной электропроводя- щей губке 40 обеспечивается таким же образом, как и на подвижную губку 38. К рамке 21с одной стороны крепится винтами кронштейн 42, а с другой стороны крепится кронштейн 43. Оба эти кронштейна 42 и 43 стянуты для большей жесткости шпилькой 44. К кронштейнам 42 и 43 крепится тяговый тросик 45, перекинутый через блочки 46 и навитый на барабан 47, который насажен на валу шагового двигателя 48. В прилив крон- штейна 43 ввернут винт 49, законтренный гайкой 50. На другой конец винта навинчены гайки-толкатели 51 и 52, зафиксированные контргайками 53. Гайки-толкатели 51 и 52 расположены между концевыми выклю- чателями 54, установленными на второй каретке 55. Каретка 55 перемещается на четырех роликах 56, которые опираются на оба борта корпуса ванны 1, выполняющих роль направляющих. На второй каретке 55

установлен дополнительный механизм зажима стержня ЭЙ, который по своей конструкции идентичен механизму основного зажима, расположенного на первой каретке, стой разницей, что пружина 57 отжимает подвижную губку от стержня ЭЙ 32. Кроме названных элементов в механизм дополнительного зажима входят электромагнитный привод 58, тяга 59, гайка 60, пластина 61 из диэлектрического материала, подвижная электропроводящая губка 62стокопрозодя- щим проводом 63 (фиг. 4) неподвижная то- копрозодлщат губка 64 с таким же токопроводящим проводом 63, пластина 65 из диэлектрического материала, Гокопод- вод также идентичен токоподводу и губкам основного зажима. Токопроводы 63 крепятся к губкам винтом 66. На корпусе каретки 55 укреплены кронштейны с тормозными колодками 67, которые в момент гооможе- ния каретки 55 входят в зацепление с эксцентрично расположенными относительно оси их поворота винтами 68 (с эксцентриситетом е).

Поворот винта 68 осуществляется от укрепленного на корпусе ванны электромагнитного привода 69 (фиг. 2), который воздействует на винт через тягу 70 и двуплечий рычаг 71. Пружина 72, прикрепленная одним концом к двуплечему рычагу 71, а другим к корпусу ванны, служит для возвращения винта 68 в исходное положение. Электромагнитные фиводы установлены на кронштейнах 73, притянутых винтами к корпусу ванны. Для изоляции стержня ЭЙ от корпуса ванны в правую торцовую стенку ванны запрессована втулка 74 из диэлектрического материала. При необходимости конструкция данного устройства может обеспечить вращение стержня ЭЙ, что расширяет технологические возможности устройства. Это достигается применением приставок 75 и 76. которые крепятся к кареткам 16 и 55 соответственно.

На дне ванны установлена станина 77 механизма подачи люнета 78, который перемещается по двум направляющим 79 между концевыми выключателями 80, установленными на щеках станины 77. Люнет 78 приводится в движение от ходового винта 81, который связан муфтой с валом электродвигателя 82. На направляющей 15 установлены концевые выключатели 83, которые крепятся к хомутам 84 (фиг. 5), охватывающие направляющую 15 и позволяющие перемещать концевые выключатели 83 вдоль направляющей 15. Фиксация хомута 84 на направляющей 15 обеспечивается стопорным винтом 85. Для сброса (РЖ) дно корпуса ванны 1 имеет сливное отверстие.

Устройство для злектроэрозионной прошивки отверстий работает следующим образом.

Обрабатываемую деталь 14 устанавливают и зажимают в патроне 13. В зависимо- сти от размера выступающей за пределы патрона 13 части детали 14 и глубины изготавливаемого отверстия выбирается исходное положение первой и второй кареток 16 и 55, а также люнета 78, в соответствие с этим выбирается также положение концевого выключателя 83, ограничивающее ход кареток 16 и 55 в крайнем левом положении. Включив шаговый двигатель 48 и электродвигатель 82, устанавливают каретки 16 и 55, люнет 78 в исходное положение.

Выбранная под размер изготавливаемого отверстия оболочка 33 предварительно вставляется в центрирующее отверстие люнета 78, затем натягивается на наконеч- ник штуцера 28 (фиг. 3) и фиксируется гайкой 34. Выбранный по размеру изготавливаемого отверстия стержень ЭЙ 32 протаскивается сквозь втулку 74, между разомкнутыми губками 62 и 64 дополни- тельного зажима. Затем, чтобы провести стержень ЭЙ 32 через губки 38 и 40 основного зажима, производят включение электромагнитного привода 35 и после подъема подвижной губки 38 в образовавшийся за- зор между губками 38 и 40 протаскивается стержень ЭЙ 32, который затем попадает в канал штуцера 28 и после этого попадает внутрь оболочки ЭЙ 33. Выдвинув на необходимую величину конец стержня ЭЙ 32 за пределы оболочки ЭЙ 33, отключают электромагнитный привод 35 и при этом подвижная губка 38 под действием пружины 39 прижимает стержень ЭЙ 32 к неподвижной губке 40, тем самым производится фиксация ЭЙ в заданном положении. Включается электропривод 12, который через ременную передачу вращает вал 2 с деталью 14. Затем обеспечивается подача РЖ под давлением в эластичный патрубок 26, откуда РЖ, прой- дя через полость электрододержателя 25 и штуцера 28, попадает в зазор между стержнем ЭЙ 32 и оболочкой ЭЙ 33, и далее, выйдя за пределы оболочки, омывая конец стержня ЭЙ 32, истекает на дно ванны 1.

Убедившись в нормальной подаче РЖ в зону обработки детали, включают блок питания, вследствие чего подается напряжение на деталь 14 через щетку 6 и на стержень ЭЙ 32 через губки 38 и 40. Через блок управления подачей ЭЙ и его компенсацией, включают шаговый двигатель 48, который, вращая барабан 47, через гибкую связь (тросик 45) начинает перемещать каретку 16 с ЭЙ в сторону детали 14 и как

только межэлектродный зазор (МЭЗ) достигает необходимой величины между концом стержня ЭЙ 32 и торцом вращающейся детали 14, возникает искра, означающая начало электроэрозионного процесса.

Одновременно с шаговым двигателем 48 от блока управления включается электродвигатель 82, и ходовой винт 81, вращаясь, начинает с нужной скоростью перемещать люнет 78 в сторону обрабатываемой детали.

Двигаясь вперед, каретка 16 упирается гайкой-толкателем 51 в концевой выключатель 54 и начинает вести за собой вторую каретку 55. При помощи винта 49, отпустив контргайку 50, завинчивая или вывинчивая его, можно изменять расстояние между каретками 16 и 55.

Пройдя определенно . расстояние каретка 16 после получения управляющего сигнала от блока управления шаговым двигателем 48 останавливается.

Дальше исполнительные механизмы по командам, поступающим от блока управления, срабатывают в следующем порядке. Включаются электромагнитные приводы 58 и 69. При этом под действием сердечника электромагнитного привода 58 дополнительного зажима тяга 59, преодолевая сопротивление пружины 57, прижимает подвижную губку 62 к стержню ЭЙ 32, тем самым зафиксировав его относительно второй каретки 55. Под действием сердечника электропривода 69 тяги 70, преодолевая сопротивление пружины 72, опускаются вниз и через двуплечие рычаги 71 проворачивают винты 68, которые за счет эксцентриситета е входят в зацепление с тормозными колодками 67, имеющими винтовую нарезку, тем самым происходит стопорение второй каретки 55 относительно ванны 1. После этого срабатывает электромагнитный привод 35 основного зажима, сердечник которого поднимает, преодолевая сопротивление пружины 39, тягу 36 вместе с подвижной губкой 38, тем самым освобождая стержень ЭЙ 32. Вслед за этим под действием шагового двигателя 48 первая каретка 16 перемещается назад до тех пор, пока гайка-толкатель 52 не упрется в концевой выключатель 54, расположенный с правой стороны каретки 55. В процессе перемещения первой каретки 16 в обратном направлении, т.е. в сторону застопоренной второй каретки 55, оболочка ЭЙ 33 смещается назад относительно неподвижного стержня ЭЙ 32, зажатого дополнительным зажимом второй каретки 55, При этом длина выступающей из оболочки ЭЙ 33 части стержня ЭЙ 32 увеличивается, т.е. происходит компенсация израсходованной

части выступающего из оболочки конца стержня ЭЙ 32.

При этом процесс электроэрозии не прерывается. Величина хода компенсации расходуемой части ЭЙ (обратный ход карет- ки 16 с оболочкой 33 при неподвижном стержне ЭЙ 32) подбирается перемещением гаек-толкателей 52 относительно друг друга на винте 49 в пределах, ограниченных концевыми выключателями 54.

Как только под действием гайки-толкателя 52 срабатывает правый концевой выключатель 54, происходит срабатывание механизмов в следующей последовательности.

Вначале происходит отключение шагового двигателя 48, после чего происходит остановка первой каретки 16, сразу после этого отключается электромагнитный привод 35 и подвижная губка 38 под действием пружины 39 опускаются и стержень ЭЙ 32 оказывается плотно зажатым основным зажимом. Затем выключается электромагнитный привод 58 и под действием пружины 57 подвижная губка 62 дополнительного зажи- ма поднимается, стержень ЭЙ 32 освобождается. Включается шаговый двигатель, и первая каретка 16 вместе с ЭЙ начинает перемещаться в сторону обрабатываемой детали в рабочем режиме электроэрозион- ной обработки. Как только гайка-толкатель 51 упрется в концевой выключатель 54, расположенный слева от второй каретки 55, этот концевой выключатель срабатывает, после чего происходит отключение электро- приводов 69 и под действием пружины 72 двуплечих рычагов 71, проворачивает винты 68 в обратную сторону, выводя его из зацепления с тормозными колодками 67 (фиг. 4), таким образом вторая каретка 55 оказыва- ется расстопоренной, и она начинает перемещаться вслед за первой кареткой 16. Процесс электроэрозии продолжается. Вся эта операция по компенсации ЭЙ повторяется многократно по мере необходимости. По достижении необходимой длины отверстия в обрабатываемой детали первая каретка 16 упирается в концевой выключатель 83 (со стороны обрабатываемой детали), после его срабатывания автоматически отключается электропривод 12 и подача тока на ЭЙ и деталь, кроме того, включаются электродвигатель 82 и шаговый двигатель 48, в режиме реверса на повышенных скоростях возвращают люнет 78 и каретку 16с кареткой 55 в исходное положение до их утыкания в концевые выключатели 80 и 83 расположенные справа от люнета 78 и каретки 16 соответственно. Как только срабатывают концевые выключатели 80 и 83, вся электрическая система устройства отключается.

В случае использования ЭЙ с вращающимся стержнем ЭЙ 32 вал 2 с деталью 14 застопаривается стопорным винтом 7. Подвижные губки 38 и 62 основного и дополнительного зажимов должны быть приведены в постоянно разомкнутое положение, после чего приставки 75 и 76 подключаются к блоку управления и блоку питания. Приставка 75 включает в себя привод вращения стержня ЭЙ 32 и основной механизм зажима с токоподводом на стержень ЭЙ 32, а приставка 76 выполняет функции дополнительного зажима с таким же токоподводом на стержень ЭЙ 32. В данном варианте работа устройства полностью повторяет работу устройства с невращающимся стержнем ЭЙ 32 за исключением неработающего в данном случае электропривода 12. В этом случае также процесс электроэрозии в момент компенсации ЭЙ не прерывается при непрерывном вращении стержня ЭЙ 32.

.-

да |,

h ЙИ 1 -i iflf I1

MlJij Й ..

У

-ЩИ

1 KliJSJi лЈ

t s v y™- к -fccc CE2 r; s

/i-Lii7 Т L VS

saa-Ai JAaaarg., NX

ll i. x&

t

f

45

гр т-у- -ч л tTT TT f: r w vritrf . i- n

РВщЩии гЭз Sp

I о .-,-H,„V-v - I-1I I L-,-.-Г--ТУш -i-

Ч..1 П . .1 t i .-I i . iI ---«

т

H--j-. t iN АИ- I

s.

cb

N. /-§

cte.5 TXts

tTT TT f: r w vritrf

Sp

- I-1I I L-,-.-Г--ТУч - -i-

i . iI ---«

H--j-. t iN АИ- I

OL

68t7lCLl

N

CD CO

3cor-

O

13

55

В-В

14

65

Риъ.Ц

15

fuz.5