Устройство для электроэрозионной обработки электродом- проволокой

 

Изобретение относится к области электроэрозионной обработки электродом-проволокой . Целью изобретения является обеспечение обработки поверхностей с криволинейной образуюш,ей за счет формирования плавного изгиба рабочего участка электрода-проволоки . Устройство содержит крестовый суппорт 1 со скобой, на которой размеш,ены каретки 1, 3, установленные с возможностью перемеш,ения в вертикальной плоскости, на каретках установлены поворотные головки 8, 9, несуш,ие направляющие электроды-проволоки, которые выполнены в виде трубок. Поворотом головок 8, 9 и смеш,ением кареток 1, 3 участку проволоки придают изгиб необходимой формы, которая копируется на электроде-проволоке при обработке. 3 ил. 7в /Э да (/ С ФигЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

yg 4 В 23 Н 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 с/

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3839971/40-08 (22) 09.01.85 (46) 23.02.87. Бюл. № 7 (72) В. И. Ивашкин и Е. В. Ивашкин (53) 621.9.048.4.06 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 240140, кл. В 23 Н 7/02, 1966. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРОДОМПРОВОЛОКОЙ (57) Изобретение относится к области электроэрозионной обработки электродом-про- волокой. Целью изобретения является обеспечение обработки поверхностей с криво...Я0„„1291316 А1 линейной образующей за счет формирования плавного изгиба рабочего участка электрода-проволоки. Устройство содержит крестовый суппорт 7 со скобой, на которой размещены каретки 1, 3, установленные с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, на каретках установлены поворотные головки 8, 9, несущие направляющие электроды-проволоки, которые выполнены в виде трубок. Поворотом головок 8, 9 и смещением кареток 1, 3 участку проволоки придают изгиб необходимой формы, которая копируется на электроде-проволоке при обработке. 3 ил.

1291316

l5

ЗО

1!

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки, а именно к технологии электроэрозионной обработки непро. филированным электродом-проволокой, и может быть использовано для обработки деталей со сложной поверхностью, образованной криволинейной образующей, например деталей, имеющих форму тел вращения с плавно изогнутой образующей, лопаток турбин, каналов волок и др.

Цель изобретения — обеспечение обработки сложной поверхности с криволинейной образующей за счет формирования плавного изгиба рабочего участка проволоки.

На фиг. 1 и 2 представлен вариант компоновки устройства во фронтальной и боковой проекциях (соответственно) с частичным разрезом некоторых элементов на боковой проекции, общий вид; на фиг. 3— кинематическая схема механизма перемещения электрода-проволоки, изометрия.

Устройство (фиг. 1) содержит каретку 1 продольной подачи с приводом 2 и каретку вертикальной подачи 3 с приводом 4, смонтированные на поворотном шпинделе 5.

Поворотный шпиндель с приводом 6 установлен на крестовом суппорте 7 станка (мод. 4532), который может быть оснащен предлагаемым устройством. Поворотный шпиндель 5 и крестовый суппорт 7 предназначены для поступательного и вращательного перемещений электрода-проволоки относительно обрабатываемой заготовки. На каретках 1 и 3 размещены идентичные по конструкции поворотные головки 8 и 9 с приводами 10 и 11, предназначенные для ориентирования и перемещения электродапроволоки. На передних стенках поворотных головок смонтированы направляющие опоры

12 и 13 электрода-проволоки, выполненные из трех соосно расположенных трубок: Диаметр отверстия трубок выбирается исходя из условия обеспечения минимально возможного радиального колебания в них электрода-проволоки. Материал трубок подбирается из условия обеспечения низкого коэффициента трения с материалом используемой электрода-проволоки, например таким материалом может быть керамика, которая удовлетворяет этому требованию в паре с электродом-проволокой из латуни. Торцы трубок, ограничивающие рабочий участок электродапроволоки, могут быть оснащены фильерами из материала более стойкого к истиранию, например алмазными. Торцы трубок каждой из опор (кроме концевых на входе и выходе) сопряжены, соответственно с двумя парами исполнительных роликов 14 — 15, 16 — 17 и 18 — 19, 20 — 21 механизмов перемещения электрода-проволоки в местах контакта их между собой. Ролики 16, 17 и 18, 19 каждого из механизмов перемещения выполнены прижимными. Форма торцов трубок направляющих опор, сопрягаемых с роликами, и зазоры в этих сопряжениях вьшолиены такими, чтобы при заправке электрода-проволоки не происходило ее заклинивания. Так, например, величина зазора должна быть не более половины диаметра электрода-проволоки.

В предлагаемом устройстве устранить отрицательное влияние от случайного проскальзывания проволоки между роликами путем натяжения ее на рабочем участке невозможно, так как суть самого способа обработки с изогнутым рабочим участком проволоки основана на отсутствии натяжения проволоки на рабочем участке.

Проскальзывание проволоки между роликами любого из механизмов перемещения в предлагаемом устройстве приводит к неуправляемому изменению длины электрода-про волоки ра рабочем участке, что быстро изменяет форму и;гиба проволоки и влияет на точность обработки, а также стабильность процесса вплоть до его полного нарушения.

Для устранения этого недостатка в предлагаемом устройстве прижимной ролик, так же как и тянущий, выполнен с принудительным вращеннем,т.е. оснащается приводом, и таким образом, вращаясь принудительно, создает в месте контакта с электродом-проволокой дополнительное тянущее усилие. Кроме того, надежность перемещения электрода-проволоки по каналам направляющих опор повышается за счет дополнительного введения пары роликов, также оснащенных приводом.

Приводы исполнительных роликов механизмов перемещения размещены в корпусах поворотных головок 8 и 9 (на фиг. 1 изображен в разрезе механизм перемещения только нижней поворотной головки 9) Каждый из этих приводов имеет электродвигатель 22, ведущую шестерню 23, ведомые шестерни 24, 25 и 26, 27 с посаженными на их оси соответственно исполнительными роликами 20, 21 и 18. 19. Шестер ни 26 с роликом 18 и шестерня 27 с роликом 19 выполнены подпружиненными в направлении, перпендикулярном оси направляющей опоры с возможностью смещения в этом направлении на расстояние, учитывающее допустимые отклонения диаметра электрода-проволоки от номинального значения и величину износа электрода-проволоки, полученного в процессе обработки. Как величина отклонения диаметра проволоки от номинального значения, так и величина ее износа в сумме не превышают 10/>, что при проволоке диаметром

0,3 мм составляет величину около 0 03 мм.

На поворотной головке 8 установлена расходная бобина 28, ось которой расположена перпендикулярно плоскости изгиба электрода-проволоки. При изменении угла наклона направляющей опоры 12 поворотом поворотной головки 8 положение расходной бобины 28 относительно направляющей опоры 12 остается неизменным, что исключает деформацию электрода-проволоки на вхо1291316 з де в канал этой направляющей опоры. На поворотной головке 9 установлены направляющий ролик 29 и приемная бобина 30.

Приемная бобина 30 может приводиться во вращение от привода механизма перемещения электрода-проволоки поворотной головкой 9, либо от самостоятельного привода (не показаны).

Конструкцией устройства предусматривается возможность изменения относительного расположения направляющих опор 12 и 13 что обеспечивает формирование необходимого изгиба электрода-проволоки путем поворо та поворотных головок 8 и 9 и их взаимным смещением в вертикальной плоскости каретками 1 и 3.

Расходная и приемная бобины 28 и 30 установлены на осях с возможностью проскальзывания, например подпружинены. Это исключает самопроизвольную смотку проволоки с бобины 28, а при намотке на бобину 30 — ее обрыв.

Механизм перемещения электрода-проволоки (фиг. 3), содержит ведущую шестерню 23, ведомые шестерни 24 и 25 и шестерни 26 и 27, посаженные на оси I u II и находящиеся в зацеплении с шестернями 24 и 25, ролики 18 и 19 и посаженные вместе с ними на оси III u IV ролики 20 и 21. Оси III u IV подпружинены и имеют возможность радиального смещения в направлении, перпендикулярном плоскости, проходящей через них. Для исключения деформации электрода-проволоки в поперечном сечении, т.е. ее сплющивания и улучшения сцепления ее с роликами, последние имеют кольцевые радиусные канавки.

Глубина канавок выбирается с учетом допуска на отклонение данного диаметра проволоки от ее номинального значения, величины ее износа и с учетом необходимости иметь между образующими роликов зазор величиной не менее 0,005 мм при наличии между ними проволоки. Это обеспечивает постоянный контакт роликов с проволокой и надежное сцепление с ней. При этом диаметры по дну канавок у всех роликов должны быть одинаковые, что необходимо для обеспечения равенства скорости перемещения электрода-проволоки по направляющим опорам.

В случае обработки поверхности с образующей постоянной формы устройство работает следующим образом.

Поворотом поворотных головок 8 и 9 HB необходимый угол и перемещением в соответствующие позиции кареток 1 и 3 устанавливают направляющие опоры 12 и 13 в положения, которые после заправки в них электрода-проволоки ориентируют ее начальный О и концевой I концы в направлениях, обеспечивающих при установке соответствующей длины ее рабочего участка необходимую форму ее изгиба и пространственное положение. Данные для координат

5 !

О

55 точек О и I, углов наклона направляющих опор, длину рабочего участка S электрода-проволоки рассчитывают заранее. Эти данные используются и для изготовления поверочного шаблона. После этого электродпроволоку заправляют в направляющие опоры. Для этого включают механизм перемещения поворотной головки 8 и вводят. электрод-проволоку в канал направляющей опоры

12 до упора во вращающиеся ролики 14 и 16.

Эти ролики, захватив проволоку, подают ее по каналу к следующей паре вращающихся роликов 15 и 17, которые перемещают проволоку далее. После выхода проволоки из канала направляющей опоры 12 на длину, равную длине рабочего участка и длине входной трубки направляющей опоры 13, измеряемой от ее торца до точки сопряжения с роликами 18 и 20, механизмы перемещения выключают. Затем конец проволоки вводится в канал направляющей опоры 13 до упора в ролики 18 и 20 и, включив оба механизма перемещения, выводят проволоку из опоры 13 на длину, достаточную для закрепления ее на приемной бобине 30. При этом электрод-проволока под воздействием своей упругости приобретает расчетную форму изгиба.

Контроль формы изгиба электрода-проволоки и ее пространственное положение осуществляют шаблоном, установленным вместо обрабатываемой заготовки. Для этого, не меняя относительного положения направляющих опор, электрод-проволоку подводят к кромке шаблона путем поворота поворотного шпинделя 5, перемещения кареток крестового суппорта 7 и, если необходимо, смещением самого шаблона.

Во время контроля форму изгиба корректируют путем изменения углов наклона направляющих опор и длины рабочего участка электрода-проволоки.

После проверки формы изгиба и пространственного положения электрода-проволоки включают механизмы перемещения. При этом, так называемом стационарном движении проволоки, форма ее изгиба вновь контролируется и при необходимости производится корректировка. Затем вместо шаблона устанавливают обрабатываемую заготовку.

Устройство работает следующим образом.

Одновременно включаются и вращаются с одинаковой частотой (по сигналам с единого управляющего органа) шаговые электродвигатели 22 обоих механизмов перемещения электрода-проволоки. Крутящий момент с электродвигателя 22 через посаженную на его вал шестерню 23, сцепленные с ней шестерни 24 и 25 и сцепленные с ними, соответственно, шестерни 26 и 27 передается на посаженные на их оси исполнительные ролики 18, 19 (14, 15) и 20, 21 (!6, 17).

Направление вращения роликов установлено с учетом обеспечения перемещения

1291316

10

25

Формула изобретения

40

55 электрода-проволоки по каналам направляющих опор 12 и 13 в направлении от поворотной головки 8 к поворотной головке 9.

Такое направление перемещения электродапроволоки обусловлено необходимостью обеспечения выполнения условия, при котором изгиб электрода-проволоки необходимо производить в той плоскости, в которой лежат ее витки в расходной бобине 28, т.е. плоский изгиб проволоки должен осуществляться в плоскости уже имеющейся кривизны проволоки. Этим обеспечивается стабильность формы изгиба при стационарном движении проволоки, а следовательно, и точность обработки изогнутой проволокой.

Ролики 14 — 21, имеющие контакт с электродом-проволокой, вращаясь, перемещают ее по каналам направляющих опор 12 и 13, чем обеспечивают ее стационарное движение вдоль деформационной оси на участке между торцами этих опор, обозначенных точками О, 1. Проходя по ролику 29, электрод-проволока наматывается на приемную бобину 30. В зависимости от положения направляющих опор 12 и 13 и длины S электрода-проволоки между торцами этих опор электрод-проволока приобретает ту или иную но строго определенную форму изгиба. На фиг. 2 в позиции а — б каналы направляющих опор совмещены с вертикалью, а длина электрода-проволоки S равна расстоянию между торцами О и 1 направляющих опор. В этом случае электродпроволока имеет вид прямой. В позиции в — б расположение опор и длина электрода-проволоки Si между торцами опор установлены так, что изгиб проволоки имеет перегиб в точке е. В позиции г — д расположение опор и длина S> электродапроволоки между торцами опор установлены так, что получен, бесперегибной изгиб.

Особенностью изогнутой электрода-п рово локи является то, что при упругой деформации возникающие в проволоке напряжения придают ей устойчивость, компенсирующую отсутствие ее натяжения на рабочем участке, чем обеспечивается возможность размерной обработки.

Приведенные в качестве примера варианты изгиба электрода-проволоки в случае фиксированного относительного расположения направляющих опор и неизменной длины ее изогнутого рабочего участка обеспечивают обработку сложной поверхности с неизменяющейся по форме криволинейной образующей.

Процесс обработки заготовки производится обычным путем, в частности режимы обработки устанавливаются такие, которые обеспечиваются серийными генераторами, например типа ГКИ вЂ” 250, а рабочие подачи осуществляются как поступательным перемещением электрода-проволоки или детали, так и их вращательным движением.

В случае обработки поверхности с образующей, изменяющейся по форме, устройство работает следующим образом.

В этом случае изменение формы изгиба электрода-проволоки в процессе обработки с целью образования сложной поверхности с изменяющейся образующей осуществляется путем изменения относительного расположения направляющих опор и (или) длины изгибаемого участка электрода-проволоки. При этом изменение относительного расположения направляюших опор может осуществляться как изменением их наклона, так и смещением в вертикальной плоскости, а изменение длины рабочего участка электродапроволоки может осуществляться изменением скорости ее перемещения как в одной направляющей опоре, так и в обеих. Все эти изменения в процессе обработки осуществляются синхронно в функции состояния рабочего промежутка.

Все механизмы, обеспечивающие изменение формы изгиба электрода-проволоки и ее пространственное положение, в частности механизмы перемещения электрода-проволоки по каналам направляющих опор 12 и 13, механизмы кареток 1 и 3, механизмы поворотных головок 8 и 9 и поворотного шпинделя 5, а также механизмы, обеспечивающие относительное перемещение электрода-проволоки и обрабатываемой заготовки, снабжаются шаговыми электродвигателями с централизованным управлением.

Устройство для электроэрозионной обработки электродом-проволокой, содержащее рабочий стол, две каретки подачи во взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости стола, одна из которых несет скобу, установленную с возможностью поворота, на скобе установлены направляющие опоры электрода-проволоки и подающий и прижимной ролики механизма перемещения электрода-проволоки, отличающееся тем, что, с целью обеспечения обработки поверхности с криволинейной обрмазующей за счет формирования плавного изгиба рабочего участка проволоки, скоба снабжена каретками с размещенными на них поворотными головками с механизмами перемещения электрода-проволоки, несущими направляющие опоры, каретки установлены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости рабочего стола, оси поворотных головок установлены перпендикулярно плоскости перемещения головок, направляющие опоры выполнены в виде трубок, а прижимной и подающий ролики кинематически связаны между собой и с дополнительной парой роликов, введенной в устройство.

1291316 х 258739

Фиг. Z

Составитель Н. Глаголев

Редактор О. Бугир Техред И. Верес Корректор A. Зимокосов

Заказ 81/15 Тираж 976 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4