Устройство для электроэрозионной обработки Советский патент 1983 года по МПК B23P1/02 

Изобретение относится к электроэрозионной обработке и может быть ис пользовано в системах для подачи рабочей жидкости в зону обработки на копировально-;прошивочных станка х с пpoгpa C ны л или адаптивным управлением,i Известно устройство для электроэрозионной обработки, которое для заданного режима обеспечивает поддер жание постоянной скорости рабочей жидкости в МЭИ. В нем привод подачи электрода-инструмента с блоком релак сации связан электрическими цепями с источником технологического тока .ij ScTportcTBo содержит электронасосннй агрегат, состояний из насоса объ емного типа и приводного электродвигателя переменного тока с- постоянным числом оборотов и соответственно с постоянной номинальной производитель ностью. От насоса жидкость подается .в зону обработки, а регулирование ве личины расхода происходит за счет, из . менения сопротивления вентиля, установленного в параллельной сливной магистрали. Изменениесопротивления &ентиля осуществляется электродвигателем, который получает сигнал от специального преобразователя. Этот сигнал вырабатывается только в тех случаях, если имеется отклонение величины рабочего напряжения или тока на электродах от заданных величин. Основным, недостатком этого устройства является то, что оно не может обеспечить оптимальной величины расхода жидкости на разных режимах -обработки , а только на заданном. Это объясняется тем, что при наличии параллельной сливной магистрали ве личина расхода через МЭП зависит не только от величины гидравлического . сопротивления вентиля, но и от величины гидравлического сопротивления самого МЭП. Слс;Дх вательно, на разных режимах и соответственно, при раз,ных сопротивлениях МЭП величина расхода изменяется по разным законам пропорциональности,котЬрые невозможно рассчитать заранее в силу большого числа факторов , влияющих на гидродинами ку потока жидкости в ьделевых зазорах менее ОД мм даже при наличии насосов объемного типа, характеризующихс жесткой характеристикой. Другим недостатком является то, что при работе на мягких режимах, когда резко уменьиается зазор МЭП и растет его сопротивление, а также сопротивление вентиля, повышается нагрузка на насосный агрегат. Это ведет к увеличению перетечек в самом насосе и они становятся соизмеримы с расходом через МЭП. При этом жесткость характеристики насоса полностью теряется. Таким образом, схема регулирования с управляемым дросселем и параллельной 1зетви не может обеспечить точность регулирования расхода через МЭП при изменяющихся режимах (ток, частота, площадь обработки, и т.д.) , что ведет к невозможности достижения максимальной производительности. Кроме того, производительность насоса в 10-1000 раз превьичает величину расхода жидкости, прокачиваемой в 1ЭП , ЧТО увеличивает ;ощность и габариты как самого насоса, так и его приводного электродвигателя и, что особенно важно для прецизионных станков, а также повышает температуру рабочей жидкости и узлов станка.. Цельл изобретения является достижение максимальной производительности обра-с.тки при заданных значениях износа электрода-инструмента и шерековатости поверхности обрабатываемой детали. Эта цель достигается тем, что в устройстве, включающем соединенные электрическими цепями привод рабочей подачи электрода-инструмента и источник технологического тока, а также электронасосный агрегат, состоящий из насоса объемного типа и его привода, привод насоса выполнен в виде двигателя с бесступенчатым регулированием числа оборотов, обмотки управления которого включены в электрические цепи устройства. Кроме того, целесообразно обмотки управления двигателя соедини.ть через усилитель с разрядной цепью источника технологического тока. Целесообразно также введение в устройство дополнительного источника напряжения, величина которого выше напряжения на выходе усилителя, и соединения его с двигателем насоса через блокировочное звено блока релаксации устройства. Это позволит установить производительность насоса, равную требуемой величине расхода жидкости, подаваемой в МЭП, плавно регулировать в широком диапазоне величину расхода и обеспечить при этом х есткость регулирования . Кроме того,.потребляемая мощность насосного агрегата, габариты, вес и соответственно тепловыделение резко уменьшаются. Дополнительные отличия позволяют изменить число оборотов двигателя пропорционально абсолютной величине тока на любом режиме генератора, а такж§ обеспечить режим промывки МЭП при разведении эле1 тродов. На фиг.1 дана схема предлагаемого устройства) на фиг.2 - циклограмгла изменения расхода подаваемой через МЭП жидкости в зависимости от величины тока. Устройство состоит из бака 1, насоса 2, в котором жидкость через фильтр 3 подается в ванну 4. Часть

потока после фильтра поступает в чистовой бак 5, откуда она насосам прокачки 6 объемного типа, например шестеренчатым, подается напрямую к электроду 7, закрепленному на торце, шпинделя привода подачи 8. В качестве привода насоса используется двигатель 9 постоянного тока, число оборотов которого регулируется за счет изменения напряжения на якорных обмотках. Напряжение на якорь подается либо через.усилитель 10 от трансформатора 11 тока, включенного в разрядную цепь генератора 12, либо от дополнительного источника 13 повмшенного напряжения через блокировочное звено 14, в котором расположены нормально разомкнутые контакты блока 15 релаксации. Величина повы1ченного напряжения источника 13 принимается увеличенной в 2-10 раз по сравнению с напряжением на выходе усилителя Ю при стабильном рабочем процессе.

Устройство сЬдержит также блок 16 управления, который может быть как блоком жесткого программного управления режимами обработки, так и блоком адаптивного управления, обеспечивающим изменение режимов работы генератор 1 12 и привода подачи электродаинструмента 7, а также насоса прокачки 6 в зависимости от состояния процесса в МЭП.

Предлагаемое устройство работает следующим о браз ом.

В начальный момент времени ц (см.фиг.2), когда межэлектродный зазор больше пробивного ( 5i Sp) fрабочий ток в регулируегюй цепи равен нулю и на якорь двигателя напряжение не поступает.. При появлении первых разрядных импульсов тока с трансформатора 11 снимается напряжение, прюпорциональное величине рабочего тока Вто напряжение через усилитель 10 поступает на якорьэлектродвигателя 9, а шестеренчатый насос 6 подаёт рабочую жидкость в МЭП. Цо мере углуб ления электрода-инструмента 7 в де1таль увеличивается площадь обработки и блок 16 адаптивного (или программного) управления выдает сигнал на увеличение рабочего тока. При этом растет напряжение на якоре двигателя 9и соответственно повышается расход рабочей жидкости через МЭП. При дополнительном увеличении площади и глубины обработки ухудшаются условия эвакуации продуктов обрае5отки и теплообмена в ЮП. Блок 16 дает сигнал на снижение рабочего тока и при этом уменьшается расход прокачиваемой жидкости. В критической ситуации, предмествунхцей шлакованию, рабочий ток сбрасывается до НУЛЯ и осуществляют релаксацию ( разведение) электродов. В момент релаксаций напряжение на трансформаторэ тока igaBHo нулю, а с блока 15 поступает сигнал, который через блокировочное звено 1 подключает источник 13 повьпченного напряжения, число оборотов двигателя 9 резко увеличивается и происходит промывка МЭП высокоскоростной струей.

Предлагаемое устройство может быть использовано не только для реализации предлагаемого (см.фиг.2) спо0со.ба регулирования величины расхода, в зависимости от абсолютной величи- . ны тока, но также и других способов. Например, при подаче на якорь двигателя постоянного по величине- напряжения от автономного источника питания реализуется способ работы с постоянным удельным расходом.

Для поддержания постоянной скорости жидкости в зазоре на заданном режи /Ie достаточно изменять напряжение на якоре двигателя обратно пропорционально величине ра.бочего напряжения на электродах. С помощью предлагаемого устройства в ЭНИМСе была прове5 .дена обработка -сложнофасонньм графитовым электродом штампа на поворотный кулак, в качестве насоса используется шестеренчатый микронасос, максимальная производительность которого при 3000 об/мин составляет 13

0 (о,78 л/мин). При этом потребляемая мощность составляет всего около

20 Вт, что позволяет в качестве электродвигателя использовать двигатель постоянного тока малой мощности типа

5 СЛ-261., .

Площадь обработки изменяется по мере углубления электрода в деталь от 100 до 10000 мм. Расход прокачиваемой жидкости автоматически изме0няется в диапазоне 0,5 до 12 при переключении режимов генератора от блока программного управления. Число пepeключae 1ь x режимов равняется шести. Диапазон измене ния. режимов по току - от 5 до 60 А. Продолжительность обработки составляет 3 ч 50 мин. При обработке той же детали с помощью известного устройства (прототипа)

продолжительность составляет - 4-ч

0 40 мин.

, Сокра1кние времени было достигнуто, во-первых, за счет обеспечения оптимальной величины расхода на каж5дом режиме, и повышения производи тельности в среднем на 15%, а также за счет исключения вспомогательного времени на ручное регулирование расхода прокачиваемой жидкости при пе0реходе с .режима на режим.

Сокращение времени обработки дает годовую экономию на прецизионных станках мод. МА4720У и 4Д722А в среднем 820 руб.

Межз ехmpodfftfi/зазор S,fiM

flffJoVffff fffOK

fffff

eflfffgf f

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОРРАРОТКИ; в котором привод рабочей подачи электрода-инструмента с блоком релаксации соединен электрическими тгепями с источником технологического тока, содержащее электронасосный агрегат, состоящий из насоса объемного типа и его привода, отличающееся там. п что, с целью получения максимальной производительности при заданных значениях износа электрода-инструмента и шероховатости поверхности обрабатываемой детали, привод насоса состоит из двигателя с бесступенчатым регулированием числа оборотов, обмотки управления которого включены в электрические цепи устройства.. 2.Устройство по г.1, о т л и чающееся тем, что обмотки управления двигателя соединены через усилитель с разрядной цепью и.сточни- ка технологического тока. 3.Устройство по ПП.1 и 2, о т ли.чающееся тем, что в не- , го введен дополнительный источник (О напряжения, величина которого вьпие (Л напряжения на выходе усилителя, и соединен с двигателем насоса через блокировочное звено блока релаксации.

f/ffffJJjr ff/ve HO Ш/К SvfffffX/IM MOCOCS OM.S

ftffcuod

ffOOffffVyeoeffoo.jKvffkeemtt

Q efif

Cf