Устройство для многоэлектродной электроэрозионной обработки

 

Использование: электроэрозионная многоэлектродная обработка. Сущность изобретения: устройство позволяет настраивать направление движения электродов-инструментов на любой пространственный угол. Передаточный механизм выполнен из двух частей, скрепленных шарнирно с возможностью вращения вокруг своей оси. К одной части прикреплены электроды-инструменты. Корпус передаточного механизма выполнен из пластин, скрепленных между собой при помощи штифтов и винтов, и имеет направляющее отверстие с установленными телами качения. Внутри передаточных механизмов пропущены гибкие элементы. Одним концом гибкие элементы закреплены на толкателях, а другим через пружину связаны со шпинделем станка. 2 з. п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к машиностроению и, в частности, касается электрофизических и электрохимических методов обработки.

Известны устройства для многоэлектродной электроэрозионной обработки (авт. св. СССР N 770718, кл. B 23 H 7/30, 1978). Это устройство установлено на столе копировально-прошивочного станка и содержит корпус с радиально расположенными по окружности каретками, несущими электроды-инструменты и механизм одновременного перемещения кареток, связанный со шпинделем станка. При этом механизм перемещения кареток выполнен в виде двух дисков, шарнирно связанных тягами с каретками, причем диски подпружинены навстречу друг другу, установлены с возможностью перемещения по колонне, жестко закрепленной в основании корпуса. Устройство позволяет обрабатывать отверстия, расположенные радиально в одной плоскости и деталях кольцевой формы. Технологические возможности станка занижены, кроме того, это устройство сложно по конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для многоэлектродной электроэрозионной обработки, (авт. св. СССР N 1562078, кл. B 23 H 7/30, 1987), состоящее из корпуса с установочной плитой, закрепленными на ней шариковыми передаточными механизмами с кассетами, несущими электроды-инструменты. Шариковые передаточные механизмы имеют возможность вращения вокруг своей оси, выполнены в виде шариков промежуточных втулок и толкателей, один из которых предназначены для кинематической связи со шпинделем станка, а на других закреплены подпружиненные кассеты с электродами-инструментами.

Недостатком этого устройства являются ограниченные технологические возможности. В известном устройстве для каждого шарикового передаточного механизма нет возможности настройки направления электродов-инструментов на любой пространственный угол по отношению к направлению движения шпинделя станка, так как шарики передаточного механизма заключены во втулку, изогнутую под фиксированным углом α.

Для обработки отверстий, оси которых расположены под разными углами, требуются различные шариковые передаточные механизмы, каждый из которых изготовлен под фиксированным углом α.

В известном устройстве толкатели с закрепленными на них кассетами с электродами-инструментами взаимодействуют с пружинами, которые противодействуют рабочему усилию шпинделя, которое ограничено (до 80 кг), поэтому и число одновременно устанавливаемых шариковых передаточных механизмов в устройстве ограничено, следовательно, количество одновременно обрабатываемых отверстий, оси которых расположены под разными углами, ограничено.

В известном устройстве направляющее отверстие для шариков выполнено в виде отверстия втулки. Для получения высокой точности электроэрозионной обработки и большого срока эксплуатации требуется в качестве материала втулки применять материалы высокой твердости и износостойкости. Получить требуемую форму внутреннего направляющего отверстия с высокой точностью во втулках из материалов высокой твердости технологически сложно. Втулки из мягких материалов нежестки и быстро изнашиваются.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей станка, а именно: возможность настройки направления движения электродов-инструментов на любой пространственный угол в одном и том же передаточном механизме; небольшое количество оснастки, требуемой для обработки различных деталей; возможность одновременной электроэрозионной обработки отверстий большим количество передаточных механизмов от одного шпинделя станка; повышенная износостойкость и жесткость направляющих отверстий передаточных механизмов.

Цель достигается тем, что в устройстве для многоэлектродной обработки, содержащем корпус с установочной плитой, передаточные механизмы, выполненные в виде размещенных в направляющих отверстиях тел качения промежуточных втулок и толкателей, одни из которых предназначены для кинематической связи со шпинделем станка, а на других закреплены кассеты с электродами-инструментами, при этом передаточные механизмы размещены на установочной плите с возможностью осевого поворота, согласно изобретению передаточные механизмы выполнены из двух шарнирно связанных частей. При этом внутри передаточных механизмов пропущены гибкие элементы с пружинами. Один конец каждого из гибких элементов закреплен на толкателях, предназначенных для взаимодействия с кассетами, а другой через пружину связан со шпинделем станка.

Каждый из корпусов передаточных механизмов выполнен из пластин, скрепленных между собой при помощи штифтов и винтов.

Направляющие отверстия в корпусах передаточных механизмов выполнены квадратными или прямоугольными с возможностью установки в них тел качения.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 разрез Д-Д на фиг. 5; на фиг. 7 развертка Е-Е на фиг. 5; на фиг. 8 схема устройства с координатами (проекциями) углов; на фиг. 9 вид по Ж на фиг. 8; на фиг. 10 сечение И-И на фиг. 8.

Устройство для многоэлектродной электроэрозионной обработки состоит из корпуса 1, на котором расположена установочная плита 2. В отверстиях установочной плиты 2 размещены корпусы передаточных механизмов. Количество передаточных механизмов может быть любым в зависимости от числа отверстий обрабатываемой детали. Каждый передаточный механизм выполнен из двух частей 3, 4 и 5, 6. Первая часть передаточных механизмов 3, 5 состоит из толкателей 7, шариков 8 или роликов 9, установленных в направляющих отверстиях корпуса 10. Эти передаточные механизмы 3, 5 при помощи втулки 11 и гайки 12 закреплены на установочной плите 2, а толкатель 7 с регулировочной гайкой 13 взаимодействует с плитой 14 шпинделя 15 станка. Вторая часть передаточных механизмов 4, 6 состоит из толкателей 16, шариков 17 или роликов 18, установленных в направляющих отверстиях корпуса 19. Эти передаточные механизмы 4, 6 шарнирно прикреплены к первым частям 3, 5 при помощи промежуточной втулки 20, втулки 21, фланцев 22, установленных при помощи конусных поверхностей в хомутике 23. Фланцы 22 жестко скреплены с соответствующими корпусами 10 и 19. К толкателю 16 прикреплены кассеты 24 с электродами-инструментами 25.

Электроды-инструменты, к которым при помощи изолированных проводов 26 подводится технологический ток, расположены под различными углами.

Для толкателей 7 и 16 и втулок 20 направляющие отверстия цилиндрические отверстия втулок 11, 21 и 27. Для шариков 8 и 17 или роликов 9 и 18 поверхности направляющих отверстий имеют прямолинейные и криволинейные участки. Поверхности перехода прямолинейного участка в криволинейный и наоборот плавные без выступов и стыков.

Для шариков 8 и 17 направляющие отверстия могут иметь круглую или квадратную форму в сечении. Круглые направляющие отверстия для шариков образованы отверстиями изогнутых втулок 28, 29.

Для шариков 8 и 17 или роликов 9 и 18, у которых диаметр равен длине, направляющие отверстия имеют квадратную форму в сечении. Для роликов, диаметр которых не равен длине, направляющие отверстия имеют прямоугольную форму в сечении. Квадратные и прямоугольные по форме в сечении направляющие отверстия образуются пластинами 30-33, которые в сборе образуют жесткий каркас. Пластины 30 и 31 имеют прямолинейные плоские участки направляющих поверхностей и криволинейные цилиндрические участки. Прямолинейные участки расположены под углом 90^о друг к другу.

Пластины 32 и 33 крепятся к пластинам 30 и 31 с торцов и имеют плоские направляющие поверхности. Направляющее отверстие имеет одинаковые размеры в любом, нормально расположенном к траектории движения шарика или ролика сечении, один размер которого длина направляющего отверстия задан толщиной пластин 30 и 31, другой размер ширина задан взаимным расположением направляющих поверхностей пластин 30 и 31. Для точного взаимного расположения пластин 30 и 31 установлены штифты 34, пластины 30-33 прикреплены друг к другу винтами 35.

В деталях передаточного механизма, в шариках 8 и 17 или роликах 9 и 18, толкателях 7 и 16, втулках 20 и промежуточных втулках 36 выполнены сквозные отверстия. Через отверстия деталей передаточного механизма пропущен гибкий элемент 37, один конец которого закреплен на толкателе 16, другой конец подпружинен пружиной 38, которая крепится к стойке 39, установленной на плите 14 шпинделя 15 станка.

Устройство работает следующим образом.

Включается технологический ток, подача рабочей жидкости и подача шпинделя 15 станка. Шпиндель 15, двигаясь, плитой 14 нажимает на регулировочные гайки 13 и через толкатель 7, шарики 8 и 17 или ролики 9 и 18, промежуточные втулки 36, втулку 20, толкатель 16 передает движение кассетам 24 с электродами-инструментами 25, которые, двигаясь, прошивают отверстия в заготовке. После окончания обработки шпиндель 15 с нажимной плитой 14 возвращается в исходное положение и через стойку 39, пружину 38, гибкий элемент 37, толкатель 16 возвращает кассету 24 с электродами-инструментами 25 в исходное положение вместе с деталями 8, 17 или 9, 18, 36, 20, 7. При этом толкатели 7 и 16 двигаются в направляющих отверстиях втулок 11 и 27, втулка 20 двигается в направляющем отверстии втулки 21, шарики 8 и 17 или ролики 9 и 18 двигаются в своих направляющих отверстиях.

Настройка направления движения электродов-инструментов 25, совпадающего с осью О передаточного механизма, на требуемый угол выполняется следующим образом: ослабляется гайка 12, обе части передаточного механизма, например 3 и 4, поворачиваются вокруг оси втулки 11 оси Ю на угол β гайка 12 закрепляется. Ослабляется крепление хомутика 23, вторая часть 4 передаточного механизма поворачивается относительно первой вокруг оси втулки 21 оси Я на угол α, крепление хомутика 23 зажимается, таким образом обе части передаточного механизма крепятся друг к другу.

На любой пространственный угол по отношению к прямоугольной системе координат X, Y, Z произвольную прямую можно установить, если иметь возможность поворота данной прямой относительно каждой из трех осей X, Y, Z на угол 360^о. В передаточном механизме ось Я перпендикулярна оси Ю, ось О перпендикулярна оси Я. Совместим ось Ю с осью Z, а ось Я с осью Y прямоугольной системы координат X, Y, Z.

Ось Я передаточного механизма имеет возможность поворота вокруг оси Ю на 360^о, поэтому ось О имеет возможность поворота вокруг оси Z на 360^о.

Положение оси О при повороте вокруг оси Z задается углом β, углом между проекцией оси О на плоскость XY и осью Х. Ось Я передаточного механизма может занимать положение, совпадающее с осями Y и X, так как ось О имеет возможность поворота вокруг оси Я на 360^о, то ось О имеет возможность поворота вокруг осей Х и Y на 360^о. Положение оси О в плоскости, перпендикулярной оси Я, задается углом α.

Таким образом, в предлагаемом устройстве оси электродов-инструментов 25 передаточного механизма имеют возможность поворота относительно каждой из осей X, Y, Z на 360^оС, т.е. возможна установка их на любой пространственный угол, что позволяет расширить технологические возможности станка, а именно возможность одновременной обработки различных отверстий, оси которых расположены под разными пространственными углами, от одного шпинделя с возможностью настройки устройства на обработку отверстий с осями, расположенными под другими углами.

В предлагаемом устройстве каждый передаточный механизм имеет возможность настройки направления движения электродов-инструментов 25 на любой пространственный угол по отношению к направлению движения шпинделя 15 станка. Настройка осуществляется путем поворота обеих частей передаточного механизма, например 3 и 4, на угол β, закрепления в этом положении и поворота второй части 4 передаточного механизма относительно первой части 3 на угол α и ее закрепления.

Универсальность устройства позволяет уменьшить количество оснастки.

В предлагаемом устройстве пружины 38 не противодействуют рабочему усилию шпинделя 15, поэтому возможно применение без ограничения большого количества передаточных механизмов для обработки одновременно одним шпинделем большого числа отверстий с осями, расположенными под различными углами.

Пружина 38 автоматически выбирает зазоры между деталями 8, 17 или 9, 18 и 7, 16, 20, 36 и предохраняет от заеданий передаточный механизм. Конструкция жестких каркасов, образующих направляющие отверстия для шариков 8 и 17 или роликов 9 и 18, позволяет применять износостойкие прочные материалы, что позволяет повысить точность электроэрозионной обработки и увеличить срок эксплуатации устройства. Конструкция направляющих отверстий жестких каркасов позволяет использовать в передаточном механизме вместо шариков ролики, которые технологически проще в изготовлении.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОЭЛЕКТРОДНОЙ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ, содержащее корпус с установочной плитой, передаточные механизмы, выполненные в виде размещенных в направляющих отверстиях тел качения промежуточных втулок и толкателей, одни из которых предназначены для кинематической связи со шпинделем станка, а на других закреплены кассеты с электродами-инструментами, при этом передаточные механизмы размещены на установочной плите с возможностью осевого поворота, отличающееся тем, что передаточные механизмы выполнены из двух шарнирно связанных частей, при этом внутри пердаточных механизмов пропущены введенные в устройство гибкие элементы с пружинами, один конец которых закреплен на толкателях, предназначенных для взаимодействия с кассетами, а другой конец гибких элементов через пружину связан со шпинделем станка.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый из корпусов передаточных механизмов выполнен из пластин, скрепленных между собой при помощи штифтов и винтов.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в корпусах передаточных механизмов направляющие отверстия выполнены квадратными или прямоугольными с возможностью установки в них тел качения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10