Устройство для двусторонней электрохимической обработки Советский патент 1992 года по МПК B23H3/02 

Изобретение относится к электрохимической обработке и может быть использовано для двусторонней обработки деталей машин.

Известен станок ЭХС 10 для электрохимической обработки (ЭХО), имеющий два электрода-инструмента (ЭЙ), приводы ЭЙ, узел задания циклограммы синхронного перемещения двух ЭЙ, источник технологического напряжения (ИТН)

В данном станке перемещение обоих ЭЙ производится синхронно в любой момент времени, а определение величины съема при ЭХО осуществляется по касанию одного

ЭЙ с электродом-деталью (ЭД) при сведении обоих ЭЙ к ЭД

Данный станок обладает тем недостатком что межэлектродные зазор ы (МЭЗ) не могут быть выставлены равными, поскольку производительность ЭХО с противоположных сторон ЭД всегда различается. Это приводит к снижению точности ЭХО. В результате ЭХО на различающихся МЭЗ возникает погрешность формы, а вследствие синхронной остановки ЭЙ по окончании ЭХО - погрешность размера.

Известен станок ЭР0120 для ЭХО с одним приводим ЭЙ, одним ИТН системой управления (СУ) одним каналом управления

х| N со XI

СО

ю

риводом ЭЙ, простым удвоением каждого зла и агрегата которого можно устранить едостаток станка ЭХС 10. Но полученный аким образом станок был бы неоправданно ромоздок и дорог.5

Данный станок используется для двуторонней ЭХО таким образом, что два ЭЙ риводятся в движение одним приводом и еремещаются синхронно. Здесь СУ задает иклограмму движения привода двух ЭЙ, 10 которыми обрабатывается ЭД при включеии ИТН по команде СУ.

Такое использование станка не позвояет выставлять МЭЗ каждого ЭЙ раздельно, а также останавливать и отключать один 15 ЭЙ от ИТН и продолжать обработку другим ЭЙ, что является причиной возникновения погрешности формы и погрешности размера.

Целью изобретения является повыше- 20 ние точности двусторонней ЭХО.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для двусторонней электрохимической обработки, содержащем два электрода-инструмента, приводы электро- 25 дов-инструментов. систему управления, задающую циклограмму движения одного привода электрода-инструмента и источник технологического напряжения, первый, второй и третий выходы системы управления 30 (подвода, отвода и тактовый), соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока управления (БУ), первый, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с первым, вто- 35 рым и третьим входами первого привода ЭЙ, четвертый, пятый и шестой выходы блока управления соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами второго привода ЭЙ, следующие два выхода блока 40 управления подключены к соответствующим входам управления двух блоков коммутации (БК) технологического напряжения, включенных между отрицательным полюсом источника технологического напряже- 45 ния и двумя электродами-инструментами другие два выхода блока управления соединены соответственно с входами пуска и останова системы управления, при этом блок управления включает в себя два JK-тригге- 50 ра, два четырехвходовых элемента И-НЕ. два трехвходовых элемента И-НЕ, шесть двухвходовых элементов И-НЕ, десять инверторов, тумблер переключения режима работы и два резистора, причем два входа 55 первого четырехвходового элемента И-НЕ соединены через инверторы соответственно с первым и вторым входами блока управления, его третий вход соединен с третьим входом блока управления, а четвертый вход

соединен с прямым выходом первого триггера, выход первого четырехвходового элемента И-НЕ соединен со счетным входом второго триггера и через третий инвертор с первым входом второго четырехвходового элемента И-НЕ, входы первого трехвходо- вого элемента И-НЕ соединены с первым и третьим входом блока управления и инверсным выходом первого триггера, выход первого трехвходового элемента И-НЕ соединен с первым входом первого двухвхо- дового элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым полюсом тумблера переключения режимов работы, вторым входом второго четырехвходового элемента И-НЕ и через первый резистор с положительной шиной питания, выход первого двухвходового элемента через четвертый инвертор соединен с входами сброса обоих триггеров, прямые выходы обоих триггеров соединены со своими собственными К-вхо- дами, а инверсные выходы - со своими J- входами, инверсный выход второго триггера соединен также со счетным входом первого триггера, прямой выход первого триггера соединен также с первым входом второго трехвходового элемента и с третьим входом второго четырехвходового элемента, второй вход второго трехвходового элемента И-НЕ соединен с прямым выходом второго триггера, третий его вход соединен с четвертым входом второго четырехвходового элемента И-НЕ, вторым полюсом тумблера переключения режимов работы и с первым входом второго двухвходового элемента И-НЕ а также через второй резистор с положительной шиной питания, прямой выход второго триггера соединен со вторым входом второго двухвходового элемента, а его выход через пятый инвертор соединен с первыми входами соответственно третьего и четвертого двухвходовых элементов, вторые их входы соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, а их выходы соответственно через шестой и седьмой инверторы соединены с первым и вторым выходом блока управления, выход второго трехвходового элемента И-НЁ соединен с первыми входами пятого и шестого двухвходовых элементов И-НЕ, вторые их входы соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, а их выходы соответственно через восьмой и девятый инверторы соединены с четвертым и пятым выходами блока управления, выходы пятого инвертора и второго трехвходового элемента И-НЕ соединены соответственно с седьмым и восьмым выходами блока управления входами управления двух блоков коммутации техноогического напряжения, выход второго че- тырехбходового элемента И-НЕ соединен с входом десятого инвертора и с входом Останов системы управления, выход десятого инвертора соединен с входом Пуск системы управления, третий вход блока управления соединен с третьим и шестым выходами лока управления, подвижный полюс тумбер переключения режимов работы соединен с отрицательной шиной питания.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для двухсторонней ЭХО; на фиг. 2 - принципиальная схема БУ; на фиг. 3 - пример конкретного исполнения БК; на фиг. 4 - иаграмма движения обоих ЭЙ, включения ИТН, прохождения сигналов по шинам и остояние БУ при двухсторонней ЭХО во времени; на фиг. 5 - диаграмма движения одного из ЭЙ при односторонней ЭХО, включения ИТН, прохождения сигналов по шинам и состояние БУ при односторонней ЭХО во времени.

Устройство для двухсторонней ЭХО (фиг. 1) содержит СУ 1 для управления одним приводом ЭЙ, БУ 2, ИТН 3 два привода ЭЙ 4, 5, два БК б, 7. два ЭЙ 8. 9, для ЭХО ЭД 10, причем первый, второй и третий выходы системы управления (подвода, отвода и тактовый) соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами БУ 2 линиями 11, 12, 13, первый, второй и третий выходы БУ 2 соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами первого привода ЭЙ 5 линиями 14, 15, 16, четвертый, пятый и шестой выходы БУ 2 соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами второго привода ЭЙ 4 линиями 17, 18, 19, седьмой и восьмой выходы БУ 2 подключены соответственно к входам управления двух БК 6, 7 линиями 20, 21 включенных между отрицательным полюсом ИТН 3 посредством линии 22 и двумя ЭЙ 8. 9 посредством линий 23 24, девятый и десятый выходы БУ 2 соединены соответственно с входами останова и пуска системы управления линиями 25. 26, а четвертый выход СУ 2 соединен с входом ИТН 3 линией 27. кроме того, БУ 2 устройства (фиг 2) включает в себя два JK-триггера 34, 35, двзчетырехвхо- довых элемента И-НЕ 31, 37 два трехвхо- довых элемента И-НЕ 30, 40, шесть двухвходовых элементов И-НЕ 32, 39, 42, 43, 44, 45, десять инверторов 28, 29. 33, 36, 38, 41,46. 47, 48, 49, тумблер 50 переключения режима работы и два резистора 51, 52, причем два входа первого четырехвходово- го элемента И-НЕ 31 соединены через инверторы 28, 29 соответственно с первым и вторым входами БУ 2, его третий вход соединен с третьим входом БУ 2. а четвертый

вход соединен с прямым выходом первого триггера 35, выход первого четырехвходово- го элемента И-НЕ 31 соединен со счетным входом второго триггера 34 и через третий

5 инвертор 36 с первым входом второго четы- рехвходового элемента И-НЕ 37, входы первого трехвходового элемента И-НЕ 30 соединены с первым и третьим входами БУ 2, инверсным выходом первого триггера 35,

0 выход первого трехвходового элемента И-НЕ 30 соединен с первым входом первого двухвходового элемента И-НЕ 32, второй вход которого соединен с первым полюсом тумблера 50 переключения режимов рабо5 ты, вторым входом второго четырехвходово- го элемента И-НЕ 37 и через первый резистор 51 с положительной шиной питания, выход первого двухвходового элемента 32 через четвертый инвертор 33 соединен с

0 входами сброса обоих триггеров 34,35, прямые выходы обоих триггеров 34, 35, соединены со своими собственными К-входами, а инверсные выходы - со своими J-входами инверсный выход второго триггера 34 сое5 динен также со счетным входом первого триггера 35, прямой выход первого триггера 35 соединен также с первым входом второго трехвходового элемента И-НЕ 40 и с третьим входом второго четырехвходового эле0 мента И-НЕ 37 второй вход второго трехвходового элемента И-НЕ 40 соединен с прямым выходом второго триггера 34, третий его вход соединен с четвертым входом второго четырехвходового элемента И-НЕ

5 37. вторым полюсом тумблера 50 переключения режимов работы и с первым входом второго двухвходового элемента И-НЕ 39, а также через второй резистор 52 с положительной шиной питания, прямой выход вто0 рого триггера 34 соединен с вторым входом второго двухвходового элемента И-НЕ 39, а его выход через пятый инвертор 41 соединен с первыми входами соответственно третьего и четвертого двухвходовых элемен5 тов И-НЕ 42, 43, вторые их входы соединены соответственно с первым и вторым входом БУ 2 а их выходы соответственно через шестой и седьмой инверторы 46, 47 соединены с первым и вторым выходом БУ

0 2,. выход второго трехвходового элемента И-Н Е 40 соединен с первыми входами пятого и шестого двухвходовых элементов И-ИЕ 44 45, вторые их входы соединены соответственно с первым и вторым входом БУ 2, а

5 их выходы соответственно через восьмой и девятый инверторы 48, 49 соединены с четвертым и пятым выходом БУ 2, выходы пятого инвертора 41 и второго трехвходового элемента И- Н Е 40 соединены соответственно с седьмым и восьмым выходами БУ 2

ыход второго четырехвходового элемента -НЕ 37 соединен с входом десятого инверора 38 и с девятым выходом БУ 2, выход есятого инвертора 38-соединен с десятым выходом БУ 2, третий вход БУ 2 соединен с ретьим и шестым выходами БУ 2, подвижный полюс 3 тумблера 50 переключения реимов работы соединен с отрицательной шиной питания.

Устройство работает следующим обраом.

При пуске станка на первом выходе СУ

1устанавливается 1, что служит командой на подвод ЭЙ (t1 фиг. 4). В течение, всего времени работы СУ 1 с третьего выхода слеуют тактовые импульсы, частота которых определяет скорость перемещения ЭЙ. БУ

2находится при этом в исходном состоянии, соответствующем управлению, приводом 5. Это приводит к тому, что на первом выходе БУ 2 устанавливается 1. Первый привод подводит ЭЙ 5 до касания. После касания ЭЙ 9 с ЭД 10 (т.2, фиг. 4) на втором выходе СУ 1 устанавливается 1. На втором выходе БУ 2 в результате этого также устанавливается 1. Привод 5 отводит ЭЙ 9 от ЭД 10. После достижения заданной величины МЭЗ на втором выходе СУ 1 и на втором выходе БУ 2 (t3, фиг. 4), устанавливается О, привод останавливается. В этот же момент БУ 2

переходит во второе состояние, соответствующее управлению приводом 4, и на девятом выходе БУ 2 появляется импульс 1, что соответствует останову СУ 1.-По окончании импульса на десятом выходе устанавливается 1, что соответствует пуску СУ 1. Останов осуществляется по переднему фронту импульса, а пуск - по заднему фронту, благодаря чему эти две команды разделены во времени.-При подаче на вход Пуск СУ 1 логической 1 на первом выходе СУ 1 и на четвертом выходе БУ 2 устанавливается 1. Привод 4 подводит ЭЙ 8 к заготовке 10. После касания ЭЙ 8 с ЭД 10 (t4, фиг. 4), на втором выходе СУ 1 и на пятом выходе БУ 2 устанавливается 1. Привод 4 отводит ЭЙ 8 от ЭД 10. После достижения заданной величины МЭЗ на втором выходе СУ 1 (t5, фиг 4) устанавливается О. В этот же момент времени (t5, фиг. 4) БУ 2 переходит в третье состояние, соответствующее одновременному управлению сразу двумя приводами ЭЙ 4, 5, при этом на пятом выходе БУ 2 устанавливается О и привод 4 останавливается, а на седьмом и восьмом выходах БУ 2 устанавливается 1, что является командой на включение БК 6, 7. На четвертом выходе СУ 1 устанавливается 1. что является командой включения ИТН 3. На шинах ИТН 3 появляется технологическое напряжение. В результате этого технологическое напряжение от ИТН 3 по шинам 26, 27 подводится соответственно к ЭЙ 8, 9. После прохождения заданного количества импульсов технологического напряжения (t6, фиг 4) от ИТН 3 на четвертом выходе СУ 1 и на седьмом и восьмом выходах БУ 2 устанавливается О - отключается ИТН 3. На втором выходе СУ 1 и на втором и пятом выходах БУ

0 2 устанавливается 1. Приводы 4, 5 синхронно отводят ЭЙ 8, 9, от ЭД 10. При достижении заданного промывочного зазора (t7. фиг. 4) на первом выходе СУ 1 устанавливается 1. В результате этого БУ 2 переходит

5 в первоначальное состояние, соответствующее управлению приводом 5 ЭЙ 9. При этом на втором и пятом выходах БУ 2 устанавливается О, а на первом выходе БУ 2 устанавливается 1, что является командой

0 подвода для привода 5. Привод 4 останавливается, а привод 5 подводит ЭЙ 9 к ЭД 10 Таким образом, цикл повторяется.

В том случае, если устанавливают режим односторонней ЭХО, в зависимости от

5 ее вида БУ 2 переходит в состояние, соответствующее управлению одним приводом (первым - привод 5 или вторым - привод 4). При работе, например, с приводом 5 на седьмом выходе БУ 2 устанавливается по0 стоянно 1. что является командой включения БК7.

В этом режиме устройство работает следующим образом.

При пуске станка на первом выходе СУ

5 1 и на первом выходе БУ 2 устанавливается 1 (t1, фиг. 5). Привод 5 подводит ЭЙ 9 кЭД 10. После касания ЭЙ заготовки (t2. фиг. 5) на втором выходе СУ 1 и на втором выходе БУ 2 устанавливается 1, а на первом выхо0 де СУ 1 и на первом выходе БУ 2 - О. Привод 5 отводит ЭЙ 9 от ЭД 10. После достижения заданной величины рабочего зазора на втором выходе СУ 1 и на втором выходе БУ 2 устанавливается О (t3, фиг. 5)

5 и привод 5 останавливается. На четвертом выходе СУ 1 устанавливается 1, что является командой на включение ИТН 3. При этом на шинах 15 ИТН 3 появляется технологическое напряжение. Так как на входе

0 управления БК 7 установлена 1. то технологическое напряжение поступает на ЭЙ 9. При этом БК 6 заблокирован и на ЭЙ 8 напряжение отсутствует. После прохождения заданного количества импульсов (t4,

5 фиг. 5) на ИТН 3 на втором выходе СУ 1 и на втором выходе БУ 2 устанавливается 1 и привод 5 отводит ЭЙ 9 от ЭД 1Q. При достижении заданной величины промывочного зазора на первом выходе СУ 1 и на первом выходе БУ 2 устанавливается 1 Привод 5

подводит ЭЙ 9 к ЭД 10 Таким образом, цикл повторяется.

Аналогично работает устройство при управлении приводом 4.

БК 6, 7, например, может быть выполнен (фиг. 3) в виде тиристора 53, катод которого подключен к отрицательному полюсу ИТН 3, аноды - к ЭЙ 8 или 9, а управляющий электрод через токоогранмчивающее сопротивление 54 - к эмиттеру транзистора 55, коллектор которого подключен к положительному полюсу дополнительного источника питания, например ИТН 3. а база - к седьмому или восьмому выходу БУ 2.

Пример. Устройство было опробовано для управления ЭХО компрессорных лопаток на модернизированном станке ЭКС-ЮМ с использованием в качестве электролита 15%- ного раствора нитрата натрия при одновременной обработке спинки и корыта.

Величина МЭЗ устанавливалась 0,07 мм. Начальная толщина лопатки 18 мм. Требуемая по чертежу толщина .1-0.05 мм. ЭХО была начата с обеих сторон одновременно. В момент полного удаления припуска со стороны спинки на противоположной стороне оставался припуск 0.7 мм. В это время двухсторонняя ЭХО была прекращена и начата односторонняя ЭХО со стороны корыта лопатки до полного снятия припуска-. Измерение геометрии лопаток после ЭХО показало, что погрешность формы лежит в пределах 0.08-0,1 мм, а погрешность размера (-0,02) - (+0,02) мм

Те же лопатки были обработаны на стан- ке ЭХС 10 М с синхронной установкой МЭЗ по касанию одного из ЭЙ с ЭД при величине контролируемого МЭЗ, равной 0,07 мм. с использованием 15 процентного раствора нитрата натрия, Погрешность формы составила 0.1- 0,15 мм, погрешность размера 0,05-0.1 мм.

Таким образом, двухсторонняя ЭХО с использованием данного устройства обеспечивает более высокую точность

Формула изобретения

Устройство для двусторонней электрохимической обработки, содержащее два электрода-инструмента, приводы электродов-инструментов, содержащие три входа. систему управления, содержащую входы пу- ска и останова и четыре выхода: подвода, отвода, тактового и управления источником технологического напряжения источник технологического напряжения отличающееся -тем, что, с целью повышения точности обработки, в устройство введены блок управления, два блока коммутации технологического напряжения, первый, второй и третий выходы системы управления соединены соответственно с первым, вторым и

третьим входами блока управления, первый, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами первого привода электрода-(нструмента. четвертый, пятый и шестой выходы блока управления соединены соотаетственно с первым, вторым и третьим входами втррого привода электрода-инструмента, седьмой и восьмой выходы- блока управления подключены к соответствующим входам управления двух блоков коммутации технологического напряжения. включенных между отрицательным полюсом источника технологического напряжения и двумя электродами-инструментами, девятый и десятый выходы блока управления соединены соответственно с входами останова и пуска системы управления, при этом блок управления включает в себя два IK-триггера, два четырехвходозых элемента И-НЕ. два трехвходовых Элемента И-НЕ, шесть двухвходовых элементов И-НЕ, десять инверторов, тумблер переключения режима работы и два резистора, причем два входа первого четырехвходового элемента И-НЕ соединены через инверторы соответственно с первым и вторым входами блока управления, его третий вход соединен с третьим входом блока управления, а четвертый вход - с прямым выходом первого 1К- триггера. выход первого четырехвходового элемента И-НЕ соединен со счетным входом второго JK-триггера и через третий инвертор - с первым входом второго четырехвходового элемента И-НЕ, входы первого трехвходового элемента И-НЕ сое- динены с первым и третьим входами блока управления и инверсным выходом первого JK-триггера, выход первого трехвходового элемента И-НЕ соединен с первым входом первого двухвходового элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым полюсом тумблера переключения режимов работы, вторым входом второго четырехвходового элемента И-НЕ и через первый резистор - с положительной шиной питания, выход первого двухвходового элемента через четвертый инвертор соединен с входами сброса обоих JK-триггеров, прямые выходы обоих JK-триггеров соединены со своими собственными К-входами, а инверсные выходы - со своими J-входами. инверсный выход второго JK-триггера соединен также со счетны;,1: входом первого JK-триггера, прямой выход первого JK-триггера соединен также с первым входом второго трехвходового элемента И-НЕ и с третьим входом второго четырехвходового элемента И-НЕ, второй вход второго трехвходового элемента И-НЕ соединен с прямым выходом второго JK-триггера; третий его вход соединен с четвертым входом второго четырехвходо- вого элемента И-НЕ, вторым полюсом тумблера переключения режимов работы и с первым входом второго двухвходового элемента И-НЕ, а также через второй резистор - с положительной шиной питания, прямой выход второго JK-триггера соединен с вторым входом второго двухвходового элемента, а его выход через пятый инвертор соединен с первыми входами соответственно третьего и четвертого двухвходовых элементов,-вторые их входы соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, а их выходы соответственно через шестой и седьмой инверторы - с первым и вторым выходами блока управления, выход второго трехвходового элемента И-НЕ соединен с первыми входами пятого и шестого двухвходовых элементов

И-НЕ, вторые их входы соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, а их выходы соответственно через восьмой и девятый инверторы соединены с четвертым и пятым выходами блока управления, выходы пятого инвертора и второго трехвходового элемента И-НЕ соединены соответственно с седьмым и восьмым выходами блока управления, входами управления двух блоков коммутации технологического напряжения, выход второго четырехвходового элемента И-НЕ соединен с входом десятого инвертора и с входом Останов системы управления, выход десятого инвертора соединен с входом Пуск системы управления, третий вход блока управления соединен с третьим и шестым выходами блока управления, общий контакт тумблера переключения режимов работы

соединен с отрицательной шиной питания.

I

3

2.

28

29

31

зз

39

42

46

Внх

41

43

47

Вых2

Сущность изобретения в устройстве для двусторонней электрохимической обработки, содержащем два электрода- инструмента 8 и 9, приводы 4 и 5, электро- дов-инструментов, систему 1 управления, задающую циклограмму движения одного привода электрода-инструмента и источник 3 технологического напряжения, первый, второй и третий выходы системы управления подвода, отвода и тактового соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока 2 управления Первый, второй и третий выходы блока управления соединены соответственное первым, вторым и третьим входами первого привода электрода-инструмента, четвертый, пятый и шестой выходы блока управления - с первым, вторым и третьим входами второго привода электрода-инструмента. Следующие два выхода блока управления подключены к соответствующим входам управления двух блоков 6 и 7 коммутации технологического напряжения включенных между отрицательным полюсом источника технологического напряжения и двумя электродами-инструментами 8 и 9, другие два выхода блока управления соединены соответственно со входами пуска и останова системы управления. 5 ил. (Л С

30

32

36

ш

50 JD3 Фиг.2

Р

53 Фиг.З

35

40

44

48

1

45

49

Вых5

38

Выхб

БшЭ ВыхЮ Вах8

55

8