Устройство для регулирования межэлектродного промежутка в процессе электроискрового легирования Советский патент 1982 года по МПК B23P1/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ПРОМЕЖУТКА В ПРОЦЕССЕ

ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ

1

Изобретение относится к электроискровому легированию металлических поверхностей и может быть использовано для регулирования межэлектродного промежутка.

Известно устройство для стабилизации процесса электроискрового легирования, которое содержит источник питания, подключенный к инструменту, и детали, разностное звено, усилитель напряжения, электродвигатель. Выход источника питания подключен к инструменту, который через преобразователь вращения электродвигателя в перемещение инструмента соединен с одним из входов электродвигателя. Второй вход электродвигателя соединен с шиной «Земля 1.

Недостатком известного устройства является невысокое быстродействие системы отслеживания межэлектродного промежутка и, как следствие, невысокая производительность процесса легирования поверхностей сложного профиля, а также низкое качество легирования таких поверхностей.

Цель изобретения - повышение производительности и улучшение качества легирования путем повышения быстродействия устройства.

Для достижения поставленной цели в устройство,, введены второй преобразователь перемещения инструмента в постоянное напряжение, выполненный в виде резистивного элемента со скользящим контактом, и третий

5 преобразователь постоянного двухполярного напряжения в относительную длительность прямоугольных импульсов, причем резистивный элемент жестко закреплен на каретке преобразователя вращения электродвигателя в перемещение инструмента, а скользящий контакт закреплен на держателе инструмента, выход преобразователя перемещения инструмента в напряжение соединен с входом преобразователя напряжения в относительную длительность прямоугольных импульсов, выход которого соединен с обмоткой электродвигателя постоянного тока.

На чертеже представлена функциональноэлектрическая схема устройства.

Устройство содержит инструмент 1, деталь 2, держатель 3 инструмента, пружину 4, каретку 5 и винт 6 преобразователя вращения в перемещение инструмента 1, преобразователь 7 перемещения инструмента в напряжение, преобразователь 8 двухполярного напряжения в относительную длительность

прямоугольных импульсов, электродвигатель 9, преобразователь 8, включающий в себя резистор 10, конденсатор 11, дифференциальные усилители 12 и 113, постоянного тока резисторы 14-16 и инвертор 17 напряжения. Принцип работы преобразователя 8 основан на интегрировании входного постоянного напряжения и двухполярных импульсов обратной связи.

Межэлектродный промежуток (МЭП) подключен к источнику питания. Скользящий контакт преобразователя 7 электрически соединен с входом преобразователя 8, выход которого подключен к одному из входов электродвигателя 9 постоянного тока, второй вход которого соединен с щиной .«Земля. Средняя точка резистивного элемента заземлена, а концы резистивной проволоки подключены к положительной и отрицательной клеммам источника постоянного напряжения И. Скользящий контакт преобразователя 7 жестко закреплен на держателе 3 инструмента, а резистивный элемент преобразователя 7 - на каретке 5. Концы пружины 4 жестко закреплены на держателе 3 инструмента и каретке 5. Вал электродвигателя 9 кинематически связан с головкой винта 6 преобразователя вращения электродвигателя в перемещение инструмента.

Задача устройства заключается в поддержании определенного микрозазора в МЭП, соответствующего заданному току легирования. Микрозазор образуется в результате движения детали относительно инструмен- та, который при этом дополнительно содержит вращательное движение (привод вращения инструмента не показан). Микрозазор в процессе легирования может изменяться из-за сгорания инструмента 1 и появления может изменяться из-за сгорания инструмента 1 и появления на его пути вйадин и выступов детали 2. Очевидно появление выступа на детали сместит инструмент вверх, приведет к уменьщению микрозазора, и как следствие, к увеличению тока легирования. Инструмент в этом случае надо отводить до восстановления прежнего микрозазора.

Нормальному процессу легирования соответствует микрозазор, созданный в результате легкого прижатия инструмента к детали с помощью пружины.

Сигналом на подвод или отвод инструмента 1 служит напряжение, снимаемое со скользящего контакта преобразователя 7. Оптимальному лроцессу легирования соответствует легкое прижатие инструмента к детали, при которром скользящий контакт преобразователя 7 занимает среднее положение б. Напряжение, снимаемое в этом случае со скользящего контакта, будет равно нулю, так как средняя точка резистивного элемента заземлена. Это напряжение поступает на вход преобразователя 8.

Особенностькг-включения электродвигателя 9 является его питание двухполярным

импульсным напряжением прямоугольной формы с выхода преобразователя 8. Частота этого импульсного напряжения задается параметрами преобразователя 8 (резистором 10 или конденсатором 11) и выбирается в

зависимости от постоянной-времени системы электродвигатель-редуктор-преобразователь вращения электродвигателя в перемещение инструмента. В частности полупериод преобразователя 8 должен быть меньше пос тоянной времени указанной системы. Это условие необходимо соблюдать для того, чтобы инструмент 1 при питании электродвигателя 9 постоянного тока переменным напряжением не совершал возвратно-поступательные движения, а был бы всегда готов к движению в случае отклоиения в ту или другую сторону формы питающего напряжения. Инструмент всегда оказывается готовым к движению благодаря выбранному люфту в указанной системе. Ротор электродвигателя 9 соверщает вращательно-колебательные движения с такой амплитудой, что инструмент 1 остается неподвижным. Ликвидируется только люфт в указанной системе.

Такие отклонения, очевидно, будут иметь место при позициях а и с скользящего контакта преобразователя 7. При позиции а снимается и поступает на преобразователь 8 напряжение+AV. При этом интеграл от двух полярных напряжений будет положительным и ротор электродвигателя будет вращаться опуская инструмент вниз. При позиции с на

0 преобразователь 8 будет поступать напряжение -AV инструмент будет подниматься. Так как резистивный элемент преобразователя 7 поднимается и опускается одновременно с кареткой 5, то это будет приводить к ликвидации рассогласования и остановке электродвигателя. Это будет соответствовать позиции б.

Таким образом, применение преобразователя 8 напряжения в относительную длитель0 ность импульсов позволяет исключить люфт в исполнителных органах и одновременно осуществлять отслеживание . Благодаря 3toMy повышается скорость отслеживания МЭП.

Второе, что способствует повыиЬнию скорости отслеживания МЭП - это отсутствие необходимости сглаживать переменные напряжения. К тому же изменение тока легирования из-за уменьшения микрозазора в результате сильного прижатия инструмента

0 к детали является вторичным явлением (функицей) по отношению к перемещению инструмента. В данном случае информация о состоянии МЭП сразу и непосредственно поступает на преобразователь напряжения в относительную длительность импульсов. Заметим

5 что последний обладает больщнм быстродействием (переходной процесс равен одному периоду, что по времени составляет несколько миллисекунд). Повышение скорости отслеживания МЭП позволяет быстрее перемещать деталь сложного профиля, приводит к увеличению производительности процесса легирования и улуч шению качества легированной поверхности, так как ток легирования будет стабильным и инструмент не будет врезаться в деталь и ухудшать шероховатость обработанной поверхности. Формула изобретения Устройство для регулирования межэлектродного промежутка в процессе электроискрового легирования, в котором источник питания подключен к детали и инструменту, а последний связан с электродвигателем постоянного тЬка через преобразователь вращения двигателя в перемещение инструмента, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и улучшения качества легирования путем повышения быстродействия устройства, оно снабжено вторым преобразователем перемещения инструмента в постоянное напряжение, выполненным в виде резистивного элемента со скользящим контактом и третьим преобразователем постоянного двухполярного напряжения в относительную длительность прямоугольных импульсов, причем резистивный элемент жестко связан с преобразователем вращения электродвигателя в перемещение инструмента, а скользящий контакт жестко связан с инструментом, а выход второго преобразователя соединен с входом третьего преобразователя, выход которого подключен к обмотке электродвигателя постоянного тока. Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство .СССР по заявке № 2751212/25-08, Кл. В 23 Р 1/18,