Устройство для электроэрозионной приработки

 

Использование: электроэрозионная приработка взаимно сопрягаемых деталей типа зубчатых колес. Сущность изобретения: вращающиеся валы 7 и 8, предназначенные для установки обрабатываемых колес 5 и 6, связаны с генератором 1 посредством фильтров 17 верхних частот. Фильтры выполнены в виде конденсаторов с установленными на валах вращающимися роторными обкладками 16 и установленными на корпусе 12 неподвижными статорными обкладками 20. Пространство между роторными и статорными обкладками заполнено жидким диэлектриком. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М

С 4

6д

Ф

00 4 (21) 4653575/08 (22) 22.02.89 (46) 07.05.92. Бюл. N 17 (71) Производственное объединение "Луганский тепловозостроительный завод им.

Октябрьской. революции" (72) B.Ñ.Tàðàñoâ (53) 621.9.047(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1364417, кл. В 23 Н 1/00, 1985.

„, . Ц „„1731487 A l (s>)s В 23 Н 1/00, 7/12 // Н 01

R 39/00 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ПРИРАБОТКИ (57) Использование: электроэрозионная приработка взаимно сопрягаемых деталей типа зубчатых колес. Сущность изобретения: вращающиеся валы 7 и 8, предназначенные для установки обрабатываемых колес 5 и 6, связаны с генератором 1 посредством фильтров 17 верхних частот, Фильтры выполнены в виде конденсаторов с установленными на валах вращающимися роторными обкладками 16 и установленными на корпусе 12 неподвижными статорными обкладками 20. Пространство между роторными и статорными обкладками заполнено жидким диэлектриком. 2 ил, 1731487

Изобретение Относится K электрофизи- НерВТор3 MMllульсов, искажению формы NMческим методам обработки, в частности, к пульсов тока в эрозионном зазоре и к падеустройст стройствамдля электроэрозионнойприра- нию производительности и качества ботки взаимно обкатываемых заготовок, и чистовой и сверхчистовой приработки соможет быть использовано при производст- 5 прягаемых заготовок.

Целью изобретения является повышеИзвестно устройство для приработки ние качества приработки. сопрягаемых элементов машин, в котором Поставленная цель достигается тем, что зубчатые колеса установлены на валах, раз- вустройстведля электроэрозионной прирамещенных в корпусе, Внутрь корпуса вве- 10 ботки, содержащем корпус с валами, предден охватывающий зону контакта колес назначенными для установки сердечник, обмотка которого подключена к прирабатываемых деталей, и генератор техгенератору импульсов, валы электрически нологического тока, электрически связансвязаны между собой скользящими контак- ный с валами через фильтр верхних частот, тами и перемычками, Сердечник осуществ- 15 фильтр выполнен в виде конденсаторов с ляет электромагнитную связь жидким диэлектриком, состоящих из плаприрабатываемых колес с генератором им- стинчатых статОрОВ и роторов, при этом пульсов т льсов технологического тока. статоры связаны с корпусом, а роторы с

Недостатком известного устройства яв- валами. ляется существенная собственная индук- 20 На фиг. 1 представлена схема устройсттивность электромагнитного рассеивания ва для электроэрозионной приработки; на рабочего контура связи генератора техноло- . фиг. 2 — узел! на фиг. 1. гических импульсов с сопрягаемыми эле- Устройство содержит широкополосный ментами, не позволяющая наводить в генератор1 импульсовтехнологическоготорабочем контуре силовые технологические 25 ка, подключенный через фильтр 2 нижних токи высших гармоник импульсов тока гене- частот к зубчатым колесам узла 3 предвариратора. Действующие значения токов вы- тельной черновой приработки. Связь колес сших частот в эрозионном промежутке пары черновой приработки с фильтром 2 и существенно снижены, производитель- генератором 1 индуктивная (не показано), ностьчистовой исверхчистовой приработки 30 без скользящих контактов уменьшена, качество приработки понижено Узел 4 чистовой приработки содержит из-за высокой конечной шероховатости введенные во взаимное зацепление колеса

5 и 6, размещенные на валах 7 и 8. ЭрозионНаиболее близким к предлагаемому яв- ный промежуток 9 образован прирабатываляется устройство для электроэрозионной 35 емыми поверхностями колес 5 и 6, которые приработки сопряженных поверхностей за- частично или полностью помещены в диэгQTQBoK, в котором выход генератора техно- лектрическую среду эрозионного промежутлогического тока связан с валами, ка 9. Вал 7 связан механически со станиной предназначенными для установки прираба- 10 основания посредством подшипниковых тываемых деталей, через фильтр верхних 40 узлов 11, вал 8 связан со станиной 12 осночастот, а вторая пара аналогичных валов в вания. корпусе устройства связана с генератором Узлы 11 имеют подшипники 13, закрепчерез фильтр нижних частот. Наличие филь- ленные внутренними кольцами на валах, а тров обеспечивает раздельное использова- внешними — посредством электроизолируюние в каждой паре приработки 45 щих втулок 14 в корпусах узлов 11, выполвысокочастотных и низкочастотных гарма- ненных из электропроводного материала, ник импульсов технологического тока гене- Во втулке 14 выполнен аксиальный по отноратора и обеспечить одновременно шению к валу цилиндрический паз, в коточистовую и предварительную приработку ром размещен с возможностью вращения

50 цилиндрический электропроводный экран

Недостатком известного устройства яв- 15, неподвижно закрепленный на валу 7 с ляется и п ется использование дополнительного обеспечением электрического контакта

11 фильтра верхних частот и подвижных кон- между ними, Такое выполнение узла тактов токоподвода к вращающимся прира- обеспечивает защиту подшипников от высобатываемым заготовкам. Необходимость 55 кочастотных гармоник технологического топрименения фильтра существенно усложня- ка широкополосного генератора импульсов ет устройство, а наличие подвижных контак- устройства. тов скольжения при передаче токов Подвижная обкладка 16(ротор) конденэрозионной и и

3 Онной приработки приводит к поте- сатора 17 Образована сплошными круговырям мощности г р ности гармоник высших частот ге- ми пластинчатыми электропроводными

1731487 пластинами, закрепленными через центральное отверстие на валах 8 и 7, распорные втулки 18 которых фиксируют заданное расстояние между пластинами обкладки 16.

В полом корпусе 19 конденсатора 17 размещены неподвижные обкладки 20 (статор), образованные также сплошными круговыми электропроводными пластинами.

Распорные цилиндрические втулки 21 корпуса 19 определяют необходимые для отсутствия механического трения и электрического замыкания между пластинами 16 и 20 изолирующие зазоры 22.

Зазоры, определяемые шириной втулок

18 и 21 и толщиной обкладок 16-20, выбирают наименьшими при данном рабочем напряжении устройства. Элементы 16, 19, 18, 20 и 21 выполнены из легкого алюминиевого сплава с небольшим удельным электрическим сопротивлением, Для уменьшения зазоров при данном рабочем напряжении генератора 1 противостоящие и торцовые поверхности пластин выполнены сдиэлектрическим покрытием 23. Это позволяет также уменьшить количество пластин при заданной емкости конденсаторов путем использования в качестве материала покрытия материал с большим, чем у масла, значением постоянной диэлектрической проницаемости. Использование фторопласта дополнительно повышает надежность устройства благодаря антифрикционным свойствам покрытия 23.

В данном примере конкретного выполнения каждое из прирабатываемых колес 5 и 6 имеет отдельный конденсатор, при приработке зубчатой пары типа колесо — рейка используют один описанный конденсатор, соединенный с колесом, при этом рейку соединяют с заземленной шиной генератора, На фиг. 1 рейка 24 и гибкий токоподвод к ней показаны пунктиром, Неподвижные обкладки 20 конденсаторов 17 подключены обращенными к колесам

5 и 6 концами к выходу генератора 1 бифилярным токоподводом, Это обеспечивает уменьшение индуктивности рассеивания токоподвода от выхода генератора 1 до эрозионного промежутка 9, так как наиболее высокочастотные гармоники импульсов технологического тока будут протекать через емкостную связь между пластинами, расположенными наиболее близко к обрабатываемым колесам 5 и 6, и собственная индуктивность конденсатора практически не влияет на прохождение тока высших гармоник от генератора 1 к промежутку 9.

Большая часть собственной индуктивности каждого конденсатора, определяемая их длиной по оси от нагрузки (промежутка чаются к основной части корпусов 19 для увеличения длительности импульсов и отключаются для ее уменьшения.

40 Обкладки 20 конденсаторов 17 изолированы от станин 10 и 12 втулками 14. Станины

10 и 12 соединены с заземляющей шиной отдельными проводниками, точка заземления выбрана вблизи выхода генератора ".

45 Оплетка бифилярного (коаксиального) токоподвода также подключена к заземляющей точке, таким образом оплетка этого токоподвода не.используется в качестве заземляющего проводника, что исключает

50 возможность возникновения падения напряжения HB HGM.

Для зубчатых колес малых размеров конденсаторы размещают по обе стороны от колес 5 и 6 (на фиг. 1 показано штриховой

55 линией), что снимает ограничения на размеры корпусов 19 конденсаторов 17.

Зазоры 22 по меньшей мере одного из конденсаторов 17 частично заполнены диэ. лектрической жидкостью, например трансформаторным маслом, что обеспечивает

9), образует с емкостью пластин обкладок 16 и 20 согласованную формирующую линию, так как наименее инерционное звено этой линии конструктивно максимально приближено к нагрузке. Это обеспечивает передачу энергии гармоник импульсов в широкой полосе частот и эффективную эрозионную приработку. При этом обеспечена конструктивно возможность изменения полосы пропускания этой формирующей линии, что обеспечивает соответственное изменение эффективной длительности и крутизны фронтов импульсов высокочастотных гармоник импульсов тока в промежутке 9, Регулирование крутизны фронтов производится до начала обработки перенесением места подсоединения токоподвода генератора 1 к корпусам 19. При приближении мест подсоединения к корпусам 19 к колесам 5 и 6 увеличивают крутизну фронтов импульсов гармоник тока, так как при этом собственная индуктивность конденсаторов 17 минимальна и минимально комплексное сопротивление гармоникам высших частот генератора импульсов. При удалении мест подсоединения от колес 5 и 6 к противоположным концам конденсаторов 17 собственная индуктивность возрастает, крутизна фронтов импульсов гармоник технологического тока падает. Такая возможность регулировки расширяет технологические возможности устройства. Регулировка эффективной длительности обеспечена выполнением по крайней мере одного из корпусов

19 секционированным, с изолированными между собой секциями 25, которые подклю1731487 выполнение конденсаторами функции демпфирования вибраций, являющихся гармониками колебаний зубцогой частоты кинематической погрешности зубчатого зацепления. Степень демпфирования регулируется как до. так и в ходе обработки изменением количества жидкости в конденсаторах 17 путем подачи и отбора жидкости, Жидкостный характер трения демпфирования исключает износ демпфирующих элементов, повышая надежность устройства, Устройство для электроэрозионной и ри работки работает следующим образом.

Приводят в сопрягающее вращение колес- 5 и 6, а также колеса узла 3 черновой приработки, Жидкость между обкладками конденсаторов 17 узла чистовой обработки демпфирует высокочастотные гармоники механических колебаний, распространяющихся по валам 7 и 8 от колес 5 и 6, стаби5

20 лизируя мгновенные значения флуктуаций величины диэлектрической пленки в эрозионном промежутке 9 в ходе сопрягающего вращения колес 5 и 6.

Включают генератор 1 и подают с его 25 выхода импульсы технологического тока в токаподвод. Ток течет с выхода генератора

1 через фильтр 2 нижних частот в узел 3 черновой обработки. Низкочастотные гармоники тока производят предварительную 30 черновую приработку колес в узле 3, Одновременно с этим высокочастотные гармоники импульсов технологического тока протекают по цепи; потенциальный выход генератора 1, проводник а бифилярного то- 35 коподвода, корпус 19 конденсатора 17 на валу 7, обкладки 20, емкость между обкладками 20 и 16, обкладки 16, вал 7, колесо 5, эрозионный промежуток 9, колесо 6, вал 8, обкладки 16, емкость между обкладками 16 40 и 20 конденсатора 17 на валу 8, обкладки 20, корпус 19, проводник б бифилярного токоподвода. заземленный выход генератора 1.

При прохождении этого тока через промежуток 9 происходит пробой диэлектриче- 45 ской пленки и чистовая электроэрозионная приработка поверхностей зубчатых колес 5 и 6, Демпфирование микровибраций колес

5 и 6 от гармоник зубцовой частоты благодаря конечной величине вязкости диэлектри- 50 ческой жидкости в зазорах 22 между обкладками увеличивает время пребывания эрозионного промежутка 9 в диапазоне оптимальных для обработки значений толщины диэлектрической пленки, так как 55 периоды разрыва пленки промежутка 9 при

"металлическом" ударном контакте поверхностей в ходе пересопряжения и периоды разрыва пленки пои последующем после такого контакта отскоке поверхностей колес 5 и 6 или увеличении толщины пленки выше оптимальной в ходе такого отскока сведены к минимуму, Низкочастотные гармоники импульсов технологического тока через промежуток 9 не протекают, так как полное сопротивление конденсаторов на валах 7 и 8 на этих частотах весьма велико, конденсаторы одновременно выполняют функцию передачи тока на вращающиеся заготовки без подвижных контактов и функцию фильтра верхних частот, Отсутствие тока низкочастотных гармоник через пару чистовой приработки повышает качество чистовой приработки и позволяет заменить в производстве абразивную шлифовку эрозионной чистовой приработкой.

Высокочастотные гармоники импульсов генератора 1 представляют собой перепад фронта импульса тока и выброс противоположной полярности, представляющий собой ток от запасенной за время импульса в цепи технологического тока энергии, Эти разнополярные импульсы тока следуют в два раза чаще, чем импульсы генератора 1, чем достигается повышение частоты рабочих импульсов пары чистовой обработки.

В рабочем режиме емкостные токи утечки от расположенных на валах внутренних колец подшипников 13 K их наружным, закрепленным во втулках 14, кольцам не npo",åêàþò, так как наружные кольца экранированы экранами 15 и паразитная емкость утечки высокочастотного тока образована наружной поверхностью подвижных экранов 15 и поверхностью корпуса узлов

11, которые соединены с общей заземленной шиной устройства. При широкопо locном генераторе 1 импульсов весьма малые токи утечки протекают по цепи; наружная поверхность экранов 15, паразитная емкость между наружной поверхностью экранов 15 и внутренней поверхностью корпусов узлов 11, заземленная шина устройства, генератор 1, потенциальная шина токоподвода, проводник а бифилярного токоподвода, емкость между обкладками 16 и

20, валы 7 и 8, экраны 15, Малые токи утечки не сказываются на работе генератора 1 и устройства в целом, Таким образом осуществляется частотонезависимая защита подшипников узла чистовой приработки от высокочастотных емкостных токов.

При достижении колесами 5 и 6 заданных параметров сопряжения, а колесами узла 3 — прохождения предварительной приработки на место колес 5 и 6 устанавливают колеса, предварительно грубо приработанные в узле 3, а на их место в узле 3—

1731487

Формула изобретения

Благодаря использованию вязкого жидкостного трения для демпфирования кру19

21

22 д az 2

Составитель B.Òàðàñoâ

Техред М.Моргентал Корректор Д.Сычева

Редактор С.Пекарь

Заказ 1541 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 неприработанные колеса. Далее осуществляют приработку, как описано.

Благодаря использованию как индуктивной в узле 3, так и емкостной связи источника технологических импульсов с обрабатываемыми деталями устройство не содержит никаких подвижных и скользящих контактов, что повышает качество приработки, производительность и надежность устройства.

Развитая поверхность пластин конденсаторов выполняет функции передачи высокочастотного тока благодаря электростатической связи между пластинами, механического демпфирования — благо-. даря использованию жидкого диэлектрика конденсатора в качестве демпфирующей жидкости, фильтрации высших гармоник генератора для чистовой приработки, Введение экранов, механически и элек- трически соединенных с валами и внутренними кольцами подшипников, предотвращает наведение ЭДС импульсов, приложенных между кольцами подшипников, паразитные токи отводятся экранами и не протекают через подшипники, что повышает надежность устройства. тильных вибраций зацепления в корпусах конденсаторов обеспечена воэможность широкого выбора жидкости эрозионного промежутка, так как требования к ее вязко5 сти снимаются и она может быть выбрана из условия обеспечения заданных производительности и качества приработки, Совместное применение индуктивной и емкостной связей источника импульсов тех10 нологического тока с рабочими контурами и ри рабаты вае мы х деталей обеспечивает расширение полосы рабочих частот устройства, повышение производительности и качества приработки при сокращении

15 аппаратурных затрат.

Устройство для электроэрозионной

20 приработки, содержащее корпус в валами, предназначенными для установки прирабатываемых деталей, и генератор технологического тока, электрически связанный с валами через фильтр верхних частот, о т л и25 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества приработки, фильтр выполнен в виде конденсаторов с жидким диэлектриком, состоящих из пластинчатых статоров и роторов, при этом статоры связаны с корпусом, 30 а роторы — с валами.