Способ электроэрозионной обработки изделий проволочным электродом-инструментом

Изобретение относится к электроэрозионной обработке (ЭЭО) сложнопрофильных изделий повышенной точности проволочным электродом-инструментом (ЭИ) на электроэрозионных многокоординатных вырезных станках с ЧПУ. Способ включает формообразование заданной поверхности изделия на электроэрозионном вырезном станке с ЧПУ за счет согласованных координатных перемещений проволочного ЭИ по траектории, задаваемой управляющей программой (УП). В способе ЭЭО изделия проволочным ЭИ осуществляют с использованием энергии упругих ультразвуковых колебаний (УЗК), которые накладывают на верхнюю направляющую инструментальной скобы станка при направлении подачи ЭИ в зону обработки снизу - вверх или нижнюю направляющую инструментальной скобы при направлении подачи ЭИ в зону обработки сверху - вниз в направлении к формообразуемой боковой поверхности изделия перпендикулярно направлению движения ЭИ с амплитудой УЗК Аузк, мм: Аузк=b·tg(α), где b - толщина изделия, мм; α - ожидаемый уклон боковой формообразуемой поверхности изделия, град., частотой УЗК fузк, кГц, равной частоте импульсов генератора импульсов (ГИ) станка fги, кГц, и периодом повторения УЗК τузк, мкс, равным периоду повторения импульсов ГИ τпр, мкс. Способ позволяет получить изделие со строго вертикальными боковыми поверхностями. 1 ил.

 

Изобретение относится к области машино-, приборостроения, в частности к электроэрозионной обработке (ЭЭО) изделий повышенной точности (например, изделий матричной и штамповой оснастки, копиров, шаблонов, лекал, инструментов для высадки и выдавливания с поверхностями практически любой конфигурации и из любых токопроводящих материалов) проволочным электродом-инструментом (ЭИ) на электроэрозионных вырезных станках с ЧПУ.

Известен способ ЭЭО изделий, включающий формообразование задаваемой поверхности изделия на электроэрозионном вырезном станке с ЧПУ за счет согласованных координатных перемещений проволочного ЭИ по траектории, задаваемой от управляющей программы (УП) (см. Артамонов Б.А. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов: учебное пособие. T.1. Обработка материалов с применением инструмента / Б.А.Артамонов, Ю.С.Волков, В.И.Дрожалова; под ред. В.П.Смоленцева. - М.: Высш. шк., 1983. - 247 с.; Немилов Е.Ф. Справочник по электроэрозионной обработке материалов: справочник / Е.Ф.Немилов. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1989. - 164 с.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе при реализации ЭЭО проволочным ЭИ неизбежно образуются уклоны боковых формообразуемых поверхностей изделий, наличие которых в большинстве случаев недопустимо (см. Лесина Г.Н. Погрешности, обусловленные особенностями электроэрозионного вырезания электродом-проволокой / Т.Н.Лесина // Электрофизические и электрохимические методы обработки. - 1982. - Вып.3. - С.11-13). В зависимости от показателей режима ЭЭО, диаметра проволочного ЭИ и толщины обрабатываемого изделия величина уклона может изменяться от нескольких минут до одного градуса (см. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Г.Л.Амитан, И.А.Байсупов, Ю.М.Барон и др.; Под общ. ред. В.А.Волосатова. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1988. - 719 с.). Появление уклонов обусловлено возникающей электрической эрозией проволочного ЭИ в зоне обработки (межэлектродном пространстве), т.е. его изменяющимися размерами (диаметр проволочного ЭИ в поперечном сечении на входе и на выходе из зоны обработки при его перемотке).

Таким образом, возникновение уклонов боковых формообразуемых поверхностей изделий повышенной точности является недостатком, присущим известному способу ЭЭО проволочным ЭИ, негативно влияющим на точность формообразования.

Сущность изобретения заключается в решении задачи по разработке варианта ЭЭО проволочным ЭИ, практическая реализация которого позволит исключить вероятность возникновения уклонов боковых формообразуемых поверхностей изделия повышенной точности, т.е. получить изделие со строго вертикальными боковыми поверхностями.

Технический результат - обеспечение заданной точности размерной ЭЭО изделий проволочным ЭИ.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе ЭЭО изделий проволочным ЭИ формообразование заданной поверхности изделия осуществляют на электроэрозионном вырезном станке с ЧПУ за счет согласованных координатных перемещений проволочного ЭИ по траектории, задаваемой от УП.

Особенность заявляемого способа заключается в том, что ЭЭО изделия 1 проволочным ЭИ 2 осуществляют с использованием энергии упругих ультразвуковых колебаний (УЗК), которые накладывают на верхнюю направляющую 3 инструментальной скобы 4 станка при направлении подачи ЭИ 2 в зону обработки снизу - верх или нижнюю направляющую 5 инструментальной скобы 4 при направлении подачи ЭИ 2 в зону обработки сверху - вниз в направлении 6 к формообразуемой боковой поверхности 7 изделия 1 перпендикулярно направлению 8 движения ЭИ 2 с амплитудой УЗК Аузк, мм: Аузк=b·tg(α), где b - толщина изделия 1, мм; α - ожидаемый уклон боковой формообразуемой поверхности 7 изделия 1, град., частотой УЗК fузк, кГц, равной частоте импульсов генератора импульсов (ГИ) станка fги, кГц и периодом повторения УЗК τузк, мкс, равным периоду повторения импульсов ГИ τпр, мкс.

На фиг. изображен технологический эскиз ЭЭО изделия 1, закрепленного прихватом 9 на столе 10 электроэрозионного вырезного станка с ЧПУ, проволочным ЭИ 2, закрепленным в верхней 3 и нижней 5 направляющих инструментальной скобы 4 по предлагаемому способу.

Предлагаемый способ ЭЭО изделий проволочным ЭИ может быть реализован на базе электроэрозионных вырезных станков с контурной системой ЧПУ при работе линейно-кругового интерполятора (СВЭИ - 2, СВЭИ - 7, 4532Ф3, AGIECUT 200, ROBOFIL 4020, FANUC ROBOCUT α - liC и пр.), подверженных предварительной модернизации (установка ультразвукового оборудования), чтобы обеспечить возможность воздействия УЗК на элементы технологической системы этих станков (верхнюю или нижнюю направляющие инструментальной скобы).

Заготовку изделия 1 в виде пластины, изготовленной из токопроводящего материала, устанавливают на столе 10 электроэрозионного вырезного станка с ЧПУ и закрепляют прихватом 9. После погружения заготовки изделия 1 в ванну с диэлектрической рабочей жидкостью (условно не показана), задания необходимых показателей электрического режима обработки от ГИ, скорости перемотки Vэи и силы натяжения Fэи ЭИ 2 включают оборудование для генерации упругих УЗК, которые накладывают на верхнюю 3 или нижнюю 5 направляющую инструментальной скобы 4, в зависимости от направления подачи ЭИ 2 в зону обработки, соответственно, снизу - вверх или сверху - вниз, в направлении 6 к формообразуемой боковой поверхности 7 изделия 1 перпендикулярно направлению 8 движения ЭИ 2, обозначенном на виде A стрелками, с необходимой амплитудой Аузк, частотой fузк и периодом повторения τузк и одновременно с этим реализуют согласованные координатные перемещения по осям X и Y по траектории 11 проволочного ЭИ 2 с заданной скоростью подачи Vs на формообразование боковой поверхности 7 изделия 1. При этом обеспечивается выравнивание боковой поверхности 7 по вертикали и ликвидируется ожидаемый уклон α этой поверхности 7 (разрез Б-Б).

Способ электроэрозионной обработки (ЭЭО) изделий проволочным электродом-инструментом (ЭИ), включающий формообразование заданной поверхности изделия на электроэрозионном вырезном станке с ЧПУ за счет согласованных координатных перемещений проволочного ЭИ по траектории, задаваемой управляющей программой (УП), отличающийся тем, что ЭЭО изделия проволочным ЭИ осуществляют с использованием энергии упругих ультразвуковых колебаний (УЗК), которые накладывают на верхнюю направляющую инструментальной скобы станка при направлении подачи ЭИ в зону обработки снизу вверх или нижнюю направляющую инструментальной скобы при направлении подачи ЭИ в зону обработки сверху вниз в направлении к формообразуемой боковой поверхности изделия перпендикулярно направлению движения ЭИ с амплитудой УЗК Аузк, мм: Аузк=b·tg(α), где b - толщина изделия, мм; α - ожидаемый уклон боковой формообразуемой поверхности изделия, град, частотой УЗК fузк, кГц, равной частоте импульсов генератора импульсов (ГИ) станка fги, кГц, и периодом повторения УЗК τузк, мкс, равным периоду повторения импульсов ГИ τпр, мкс.