Способ электроэрозионного вырезания проволочным электродом- инструментом

 

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки и может быть использовано для вырезания сложных контуров , например, в деталях инструментального производства. Целью является повышение производительности процесса за счет упрощения фиксации вырезаемой части. Перед началом обработки заготовка по всей поверхности скрепляется с накладкой из токопроводяш,его материала, затем совместно в обеих деталях вырезают контур, оставляя перемычки, удерживающие вырезаемую часть. При удалении перемычек электродинструмент наклоняют на угол, величину которого определяют заранее из условия образования в накладке перемычки, предел прочности сечения которой превышает напряжения , создаваемые массой вырезанной части при замыкании контура в заготовке. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК g 4 В 23 Н 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 4098498/25-08 (22) 28.07.86 (46) 23.05.88. Бюл. № 19 (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро реле и автоматики (72) В. Я. Брун, В. В. Задрановский, А. В. Вагурин и М. С. Кемпер (53) 621.9.048.4.06 (088.8) (56) ЕПВ № 59639, кл. В 23 Р 1/08, 1982. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО

ВЫРЕЗАНИЯ ПРОВОЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОДОМ-ИНСТРУМЕНТОМ (57) Изобретение относится к электрофизическим методам обработки и может быть использовано для вырезания сложных контуÄÄSU ÄÄ 1397208 А 1 ров, например, в деталях инструментального производства. Целью является повышение производительности процесса за счет упрощения фиксации вырезаемой части. Перед началом обработки заготовка по всей поверхности скрепляется с накладкой из токопроводящего материала, затем совместно в обеих деталях вырезают контур, оставляя перемычки, удерживающие вырезаемую часть. При удалении перемычек электродинструмент наклоняют на угол, величину которого определяют заранее из условия образования в накладке перемычки, предел прочности сечения которой превышает напряжения, создаваемые массой вырезанной части при замыкании контура в заготовке. 6 ил.

1397208

Рсум.

1a= —

Sсуч. (2) или асч

Лп.1 0,5к ь tt,u

tgm—

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки и может быть использовано при вырезании сложных замкНутых контуров.

Цель изобретения — повышение произ5 водительности за счет упрощения фиксирования вырезаемой части заготовки.

Цель достигается тем, что вырезание замкнутого контура осуществляют с образованием перемычек на участках траектории в предварительно соединенных между собой по всей поверхности заготовке и накладке из электропроводного материала, а. разрезание каждой переиычки выполняют э лектродом-инструментом, наклоненным на угол, величину которого определяют из услов) я, что суммарные напряжения, создаваемые весом вырезанной части заготовки, не превышают предела прочности перемычки, ос т ющейся в накладке, при замыкании контура в заготовке.

Поскольку к заготовке предварительно 20 п икреплена по всей поверхности накладка иа электропроводного материала, то при вы-! резании контура в заготовке происходит вырезание такого же контура и в накладк1, а при разрезании оставленной переМычки наклонным электродом-проволоксй ее разрезают только в заготовке, а в накладке остается перемычка с сечением в виде прямоугольного треугольника, которая и удерживает (фиксирует) вырезанную часть заготовки. Для того, чтобы образовав- 30 щаяся в накладке перемычка удержала вырезанную часть заготовки, необходимо выполнить условие, при котором суммарные напряжения в сечении оставшейся в накладке перемычки, создаваемые весом вырезанной части заготовки, не пре- 35 вышают предела ее прочности. В противном случае под весом вырезанной части заготовки происходит изгиб (смятие, скручивание) перемычки и фиксирование нарушается.

Причем в каждом конкретном случае в зависимости от расположения перемычки относительно центра тяжести вырезанной ч асти контура соотношен ие видов напряжений другое.

Надежная фиксация вырезанной части может быть осуществлена при выполнении в общем случае условия

Хо (Хо), (>) где Zo. — суммарные напряжения, создаваемые в сечении перемычек весом 50 вырезанных частей; (Хо — суммарные допускаемые напряжения в сечении перемычек.

Напряжения, создаваемые в сечении перемычек, определяются как отношение суммарного веса РсуМ. вырезанных частей в заго- 55 товке, включая вес вырезанных частей в накладке, к сумме площадей сечений асуп перемычек (Zcs) = откуда предельный вес удерживаемой вырезанной части заготовки

Ра = (Zg) ° Scy» (4)

Перемычка в сечении представляет собой прямоугольный треугольник, площадь которого определяется выражением

S == 0,5h2tg, где h — толщина накладки; а — угол наклона электрода-проволоки при прорезке перемычки.

Но поскольку мы должны вырезать контур таким образом, чтобы не оставить следов перемычек в заготовке, например из-за погрешностей оборудования, следует высоту перемычки принимать несколько меньше толщины накладки, поэтому нужно ввести коэффициент К, учитывающий погрешности оборудования (К = 0,8 — 0,95 в зависимости от оборудования).

Тогда площадь перемычки должна определяться как

S = 0 5К h tgo: (5)

Подставив значение (5) в формулу (4) находим, что

Рпоп. = (осм.) 0,5К Ь tg и, (6) где п — число перемычек.

Таким образом, достаточно известными приемами определить вес каждой вырезаемой части заготовки, найти суммарный расчетный Вес Ррасч и сравнить его с Рпоп.

Если Рр.. (Р -., значит, обеспечивается надежное фиксирование вырезанной части. В противном случае нужно по формуле (6) увеличить высоту накладки, угол а или количество перемычек.

Задавшись значением Рр... можно определить нужное значение каждого параметра для соблюдения условия надежного удержания перемычками в накладке вырезанных частей в заготовке, в т ч. и в накладке

Угол наклона а электрода-инструмента обратно пропорционален квадрату толщины накладки h.

Поскольку предельно допустимый вес

Рпоп. удерживаемой вырезанной части заготовки прямо пропорционален квадрату толщины накладки, количеству перемычек и тан1397208 генсу угла наклона а, возможности варьирования достаточно велики.

Угол а ограничивается возможностью используемого оборудования. Например, для известного приспособления наибольший практически достижимый угол я составляет 5, на других известных станках возможен наклон электрода-инструмента до 10 .

Целесообразно использовать один угол наклона для всех случаев обработки, который и принимают для всех стандартизованных расчетов программ. Оптимальным считают а = 3 .

На фиг. 1 и 2 приведена схема вырезки рабочего отверстия с вертикальными стенками и одной перемычкой; на фиг. 3— то же, с двумя перемычками; на фиг. 4 и 5— скоба станка с известным приспособлением; на фиг. 6 — схема вырезки контура с расположением верхней направляющей в ползуне.

На фиг. 1 — 6 обозначены отверстие 1 под ввод электрода-инструмента, предварительно выполненное в заготовке и накладке, проволочный электрод-инструмент 2, заготовка 3, накладка 4 из электропроводного материала, например стали, электропроводный клей 5, с помощью которого накладка соединена с заготовкой, паз 6, вырезаемый электродом-инструментом, угол ас наклона электрода-инструмента, толщина 4 накладки, толщина H заготовки с накладкой, коэффициент К, учитывающий погрешности оборудования при вырезке, величина 1 смещения верхней направляющей, прямолинейный отрезок ВСМ (в плане) вырезаемого контура, диаметр D вырезаемого контура.

Автоматизированная вырезка с фиксированием вырезанных по контуру частей с помогцью перемычек осуществляется следующим образом.

Заранее к поверхности заготовки прикрепляется, например, с помощью электропроводного клея, накладка так, чтобы отверстия под ввод электрода-инструмента в заготовке совпадали с соответствующими отверстиями в накладке. Как правило, накладку устанавливают под заготовкой. В качестве электропроводного клея можно использовать эпоксидную смолу ЭД вЂ” 20 с наполнителем из порошков меди, алюминия, железа. При толщине клея менее 0,2 мм возможно применение любого клея (наиболее удобен циакрин).

В общем случае обработку начинают с от- верстия 1 под ввод электрода-инструмента 2 в заготовке 3 и накладке 4, скрепленных с помогцью электропроводного клея 5. Обхо дят контур по траектории, затем при достижении электродом-инструментом 2 прямолинейного участка ВС траектории вырезки производится (программно) наклон электродаинструмента 2 на требуемый угол а в вертикальной плоскости, проходящей через середину паза 6 участка ВСМ, которым и разрезается оставшаяся перемычка. Направление вырезки показано стрелками.

5 Пример. Обрабатывают отверстия в детали (фиг. 3) на станке с известным устройством электроэрозионной обработки.

Исходные данные для расчета: диаметр отверстия 60 мм, размер Н = 40 мм, включая высоту накладки, материал накладки — сталь 20, материал заготовки сталь 45.

Находят расчетный вес Р ..;«вырезанной части заготовки, включая вырезанную часть накладки.

15 Для круга диаметром 60 мм Р ".

= 950 кгс. Ранее определено P.. = 9,31 кгс.

В данном c1учае Ррасч. Намного меньше

Р»; (на порядок) и уточнение расчетов производить не нужно.

В программы обработки можно внести соотношения (фиг. 4)

1 = Ни!да, где Н вЂ” расстояние между направляющими; я — угол наклона электрода-проволоки (принят равным 3 ).

25 Заготовку с накладкой устанавливают по обычным правилам и закрепляют на столе станка с установленным на месте верхней направляющей известное приспособление.

Известное приспособление включает корпус 7, где расположены механизмы ползуна 8 с верхней направляющей 9 для электрода-проволоки 2, паз планшайбы 10 и зубчате колесо 11, установленное в подшипнике 12 и снабженное торцовой спиральной нарезкой 13, во впадину. которой входит поводок 14, закрепленный на ползуне 8.

Механизм поворота планшайбы состоит из планшайбы 10 и зубчатого колеса 11.

Зубчатое колесо 11 имеет кольцевую канавку, в которую вставлено размерное кольцо 15, к которому крепится планшайба 10.

Планшайба 10 и ползун 8 связаны пружиной 16. Переключающе-тормозное устройство состоит из электромагнитов 17 и 18 для работы устройства в автоматическом режиме и стопоров 19 и 20 для работы в руч45 ном режиме.

Электромагнит 17 установлен в наружном неподвижном кольце 21 подшипника 12 и связывает планшайбу 10 с зубчатым колесом 11.

Концы катушек электромагнитов 18 выве50 дены HB контактные кольца 22. Управление электромагнитами 17 и 18 может производиться известными способами, например, от системы ЧПУ.

Приводной электродвигатель 23, установленный на корпусе 1, через шестерню 24, зубчатое колесо 11 и электромагнит 18 служит переключающе-тормозным устройством с механизмом радикального перемещения направляющей.

1397208

Г1ри помощи кронштейна 25 устройство монтируется на верхней части скобы 26.

На противоположной части закреплена нижняя направляющая 27. Обрабатываемая деталь 3 с накладкой 4 помещены между направляющими 9 и 27 и закреплены на столе станка 28.

Устройство работает следующим образом.

В начале обработки направляющие 27 устанавливаются вертикально соосно и элект- род-инструмент 2 вводится в технологическое отверстие 1 в заготовке 3 и накладке 4.

Выключением электромагнита 17 и включением электромагнитов 18 обеспечивается разрыв связи планшайбы l0 с корпусом 7 и

<)е растормаживание. Импульсами от стойки

ЧПУ станка план шай6у поворачивают таким образом, чтобы направление перемещений ползуна 8, т.е. направление смещения направляющей 9, совпадало с направлением вырезки (фиг. 6).

Затем начинается вырезка рабочего конs óðà с использованием третьей координаты.

11 о программе в каждой точке контура планшайба поворачивается, сохраняя на !равление смещения направляющей совпадающим с направлением вырезки.

При вырезке отрезка ВС контура в точке, например, В станок программно остаНавливают. Включается электрома нит 17, электромагнит 18 отключается, обеспечивается связь планшайбы l0 с корпусом 7 и ее затормаживание. I 0

После этого программно производится смещение верхней направляюгцей 9 на величину L. Затем в данном наклоненном положении электрода-проволоки продолжается вырезка до точки, например, С, при которой в накладке образуется расчетная. перемычка (фиг. 1) . Этим же способом возможно получение нескольких перемычек, что необходимо при вырезке крупных деталей (фиг. 3) . В этом случае вырезку контура следует производить по частям (элементам), причем каждый элемент требует отдельного отверстия для ввода электрода-инструмента.

Формула изобретения

Способ электроэрозионного вырезания проволочным электродом-инструментом, при котором вырезание контура осуществляют с образованием перемычек на участках траектории, а вырезаемую часть фиксируют посредством соединяемой с заготовкой накладки, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, используют накладку из электропроводного материала, предварительно соединяют ее с заготовкой по всей поверхности, затем осуществляют вырезание контура совместно в обеих деталях, а при последующем разрезании перемычек электродинструмент наклоняют на угол, обеспечивающий образование в накладке перемычки с сечением, предел прочности которого превышает суммарные напряжения, создаваемые массой вырезанной части при замыкании контура в заготовке.! 397208

Фиг.

1397208

17 G

Составитель И. Комарова

Редактор Н. Лазаренко Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2287/12 Тираж 921 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета ССС1 по делам изобретений и открытий

I I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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