Устройство для электроэрозионного легирования Советский патент 1993 года по МПК B23H9/00 

Изобретение относится к устройствам элфктроэрозионного легирования деталей из токопроводящих материалов, и может быть использовано для восстановления и упрочнения деталей машин и металлообрабатывающего инструмента.

Целью изобретения является улучшение качества легирования путем подачи в ме олектродный промежуток дополнительного импульса в момент достижения электродом зоны пробойных расстояний при его отводе от обрабатываемой детали.

На фиг. 1 показана электрическая схема устройства; на фиг.2 - продолжение схемы.

Устройство содержит трансформатор напряжения (1), вторичные обмотки которого Подключены к выпрямителям 2, 3, 4, 5, 6. К плюсовому выводу выпрямителя 5 после-. довательно подключены ограничительный

резистор (7), зарядный тиристор 8, 1-й накопительный конденсатор 9 и зарядный тиристор 10, катод которого соединен с минусовыми выводами выпрямителей 4, 5, 6. Аналогично, к плюсовому выводу выпрямителя 6 последовательно подключены ограничительный резистор 11, зарядный тиристор 12, второй накопительный конденсатор 13 и зарядный тиристор 14, катод которого соединен с минусовым выводом выпрямителей 4, 5, 6. Через диоды 15, 16, включенные в прямом направлении, параллельно накопительному конденсатору 9 включен межэлектродный промежуток, образованный упрочняющим электродом 17 и деталью 18, а через разрядный тиристор 19, диоды 20. 21, включенные в прямом направлении, подключен межэлектродный промежуток, образованный упрочняющим

00

о

со

ю

О 4

электродом 17 и деталью 18, параллельно накопительному конденсатору 13. На выходе выпрямителей 2...6 подключены фильтры 22.

В минусовую цепь, между катодом тири- стора 10 и анодом диода 16 в прямом направлении, включен диод 23. Между анодом диода 21 и катодом тиристора 14, в обратном направлении включен диод 24,

В цепи управления тиристорами 8, 10, 12,14,19 включены резисторы 25. ....,. .

Устройство кроме того содержит схему управления тиристорами зарядно-разряд- ных цепей накопительных конденсаторов 9, 13 и вибратором (схема управления вибратором на фиг.1 и 2 не показана).

В состав схемы управления тиристорами входят выпрямители 2, 3, 4.

К плюсу выпрямителя 4 через диоды 26, 27, включенные в прямом направлении, и ограничительные резисторы 28, 29 подклю-- чены управляющие электроды тиристоров 8, 12.......

По цепи: плюс выпрямителя 4, резистор 30, коллектор транзистора 31, диод 32, ограничительный резистор 33, подключен управляющий электрод тиристора 19. К плюсу выпрямителя 4 также подключены через делитель на резисторах 34, 35 и диод 36, включенный в прямом направлении, база транзистора 31, а через резистор 34 коллектор транзистора оптопары 37.

Эмиттеры транзистора 31 и транзистора оптопары 37 соединены с резистором 35 и подключены к общему минусу выпрямителей 4, 5, 6. Кроме того, к плюсу выпрямителя 4 подключен коллектор транзистора 38 и через резистор 39 коллектор транзистора оптопары 40. Коллектор транзистора оптопары 40 через диод 41, включенный в прямом направлении, соединен с базой транзистора 38. База транзистора 38 через резистор 42 соединена с минусом источников 4, 5, 6. С минусом источников 4, 5, 6 также соединены эмиттер транзистора оптопары 40 и через нагрузочный резистор 43 эмиттер транзистора 38. К эмиттеру транзистора 38 через резисторы 44, 45 подключены управляющие электроды тиристоров 10, 14.

К плюсу выпрямителя 3 подключены .блок формирователя выходного импульса 46, ограничительный резистор 47 и диод оптопары 37. К общему минусу выпрямителей 2, 3 подключены блок формирователя выходного импульса 46 и катод диода оптопары 37.

К плюсу выпрямителя 2 подключены последовательно межэлектродный промежуток (17/18), диод 48, нагрузочный резистор 49, общий минус выпрямителей 2, 3.

К общей точке диода 48 и резистора 49 через резистор 50 подключены вход блока

формирователя импульсов 46 и через резистор 51 диод оптопары 40 катод которого соединен с резистором 49 и общим минусом выпрямителей 2, 3.

Устройство работает следующим образом.

При включении трансформатора 1 получают требуемое напряжение на выпрямителях 2, 3, 4, 5, 6. С выпрямителя 4 через диод 26, резистор 28 постоянное напряжение подаётся на управляющий электрод тиристора 8 и через диод 27, резистор 29 на управляющий электрод тиристора 12. Одновременно от выпрямителя 4 напряжение подается, через резистор 45 на управляющий

электрод тиристора 14 и на коллектор транзистора 38, а через делитель на резисторах 39, 42 и диод 41 на базу транзистора 38. Транзистор38 открывается. Например, снимаемое с эмиттера транзистора 38, через

резистор 44 подается на управляющий электрод тиристора 10.

Тиристоры 8, 10, 12, 14 отпираются. При разомкнутом межэлектродном промежутке 17-18 по цепи: плюс выпрямителя 5, ограничительный резистор 7, тиристор

8. обкладки накопительного конденсатора

9. тиристор 10, общий минус выпрямителей 4,5,6 происходит заряд накопительного конденсатора 9. После заряда накопительного-конденсатора 9 до потенциала источника тиристор 10 запирается.

Аналогично заряжается накопительный конденсатор 13 по цепи: плюс выпрямителя 6, ограничительный резистор 11, тиристор 12, обкладки накопительного конденсатора 13 тиристор 14, общий минус выпрямителей 4, 5, 6, После заряда накопительного конденсатора 13 до потенциала источника тиристор 14 запирается.

Разряд конденсатора 9 происходит при сближении электрода 17 с деталью 18 до расстояния между ними, равного или меньше пробивного пр цепи: плюс конденсатора 9, диод 15, межэлектродный промежуток

17-18, диод 16, минус конденсатора 9. При этом происходит перенос порции материала электрода на легируемую поверхность.

В момент касания электрода 17 детали 18 ток от плюса выпрямителя 2 протекает

по цепи: межэлектродный промежуток 17- 18, диод 48, резистор 51, диод оптопары 40, минус источников 2,3.

При этом открывается транзистор оптопары 40, который шунтирует базу транзистора 38. Транзистор 38 закрывается и с

управляющего электрода тиристора 10 снимается отпирающее напряжение, Тиристор 10 остается запертым.

Одновременно ток протекает через резистор 49, создавая на нем падение напря- жения, которое через резистор 50 передается на вход блока формирователя импульса 46. Импульсный ток протекает через ограничительный резистор 47 и диод оптопары 37 открывает транзистор оптопа- ры 37, который, в свою очередь, шунтирует ток базы транзистора 31, транзистор 31 закрывается и напряжение, снимаемое с коллектора транзистора 31, через диод 32 и резистор 33 подается на управляющий элек- трод тиристора 19.

После разряда накопительного конденсатора 9 через некоторое время, обусловленное задержкой формирования импульса, отпирается тиристор 19 и начина- ется разряд накопительного конденсатора 13 по цепи: плюс конденсатора 13, тиристор 19, диод 20, межэлектродный промежуток 17-18, диод 21, минус конденсатора .13. При этом происходит перенос порции материала электрода на легируемую поверхность.

При отходе элемента 17 от детали 18 отпираются тиристоры 8, 12-и 10, 14, конденсаторы 9 и 13 заряжаются до потенциала источников 5, 6.

Формирование задержки может быть реализовано на микросхеме КР1006, которая формирует импульс заданной длительности..

Входной сигнал для запуска транзистора VT1 через резистор 50 снимается с общей точки диода 48 и резистора 49 (фиг. 1). Положительный фронт входного сигнала, усилен- ного ступенью на транзисторе VT1 запускает таймер ДД1. Длительность входного сигнала таймера равна т. 1,1 RA x Cz Этот импульс открывает транзистор Т2, который блокирует выход. Прохождение вход- ногр сигнала на выход будет заблокировано. Та часть входного импульса, которая не совпадает с длительностью импульса микросхемы, будет передана на выход.

Подача дополнительного импульса при разряде накопительного конденсатора 13 на межэлектродный промежуток 17-18 в момент отвода электрода 17 от детали 18 при достижении им зоны пробойных расстояний позволит устранить режим холостого хода электррда 17 вибратора и увеличить

производительность обработки, так как каждый дополнительный импульс сопровождается переносом дополнительной порции материала на легируемую поверхность. Последовательное воздействие импульсов на легируемую поверхность при разряде накопительных конденсаторов 9, 13 позволит улучшить качество обработки вследствие увеличения температуры поверхности на участках соприкосновения электрода 17 с деталью 18, в результате чего покрытие получается более однородным по своей структуре.

Формула изобретения Устройство для электроэрозионного легирования, содержащее трансформатор напряжения, первая вторичная обмотка которого подключена к первому выпрямителю, шесть диодов, два резистора, два тиристора, два конденсатора и вибратор, механически связанный с упрочняющим электродом, причем в цепь питания катушки вибратора включен блок управления частотой вибрации, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества легирования, оно дополнительно снабжено вторым выпрямителем и тремя тиристорами, причем вторая вторичная обмотка трансформатора напряжения подключена к второму выпрямителю, при этом плюсовой вывод первого выпрямителя через первый резистор подключен к аноду первого тиристора, катод которого подключен к аноду первого диода и к первой обкладке первого конденсатора, вторая обкладка которого подключена к катоду второго диода и к аноду второго тиристора, катод которого подключен к аноду третьего диода и к минусовым выводам первого и второго выпрямителей, а плюсовой вывод второго выпрямителя, через второй резистор подключен к аноду третьего тиристора, катод которого подключен к аноду четвертого тиристора и к первой обкладке второго конденсатора, вторая обкладка которого подключена к катоду четвертого диода и к .аноду пятого тиристора, ка.тод которого подключен к аноду пятого диода и к минусовым выводам первого и второго выпрямителей, причем катод четвертого тиристора подключен к аноду шестого диода, катод которого подключен к катоду первого диода и к первой выходной клемме, при этом аноды второго и четвертого и катоды третьего и пятого диодов объединены и подключены к второй выходной клемме.

Использование: изобретение относится к устройствам для электроэрозионного легирования деталей из токопроводящих материалов и может быть использовано для восстановления и упрочнения деталей машин и металлообрабатывающего оборудования. Сущность изобретения: устройство для электроэрозионного легирования содержит трансформатор напряжения и две зарядно-разрядные цепи, состоящие из накопительных конденсаторов и тиристоров. Разрядные цепи объединены общим межэлектродным промежутком и отличаются одна от другой только дополнительным разрядным тиристором, включенным во вторую разрядную цепь. Кроме того, устройство содержит вибратор и схему управления заряд- но-разрядными цепями. 2 ил.