Устройство для регулирования межэлектродного промежутка в процессе электроискрового легирования

Номер патента: 1414536

Автор: Тарасов

Скачать ZIP файл.

Текст

Смотреть

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 23 Н 7 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ПРОМЕЖУТКА В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ(57) Изобретение относится к областиэлектрофизических методов обработки токопроводящих материалов и касается устройств для регулирования межэлектродногопромежутка при электроискровом легированин. Цель - повышение качества регулирования и расширение технологических возможностей устройства. Устройство снабжено преобразователем 1 О проводимости промежутка в двухполярное напряжение, двумя интеграторами 11, 13, сравнивающим усилителем 12, индикаторами 14, 15 напряжения прямой и обратной полярностей, выпрямителем 16исполнительным элементом 17. Сравнение напряжений с выходов преобразователей 7 и 10 позволяет достоверно судить о ходе легирования в промежутке в условиях отслеживания профиля детали электрод-инструментом, исключить возможность образования дефектного леги. рованного слоя и этим повысить качество регулирования. 1 ил.Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности касается устройств дляэлектроискрового легирования, и являетсяусовершенствованием устройства по авт. св.Мо 931349.Цель изобретения повышение точности регулирования межэлектродного промежутка путем контроля электрических свойствобрабатываемой поверхности детали.На чертеже приведена функциональнаясхема устройства, обрабатывающий инструмент и обрабатываемая деталь.Деталь 1 своей обрабатываемой поверхностью обращена к инструменту 2(чертеж) . Устройство содержит держатель 3,связанный посредством упругого элемента 4с кареткой 5 преобразователя 6, преобразователь 7 перемещения инструмента в двухполярное напряжение, преобразователь 8двухполярного напряжения в относительнуюдлительность прямоугольных двухполярныхимпульсов, подключенный к электродвигателю 9, кинематически связанному с преобразователем 6 вращательного движениядвигателя 9 в поступательное следящееперемещение каретки 5 и держателя 3 относительно обрабатываемой поверхностидетали 1,К инструменту 2 и детали 1 подключен преобразователь 10 проводимости межэлектродного промежутка в двухполярноенапряжение, выход которого через интегратор 11 подключен к первому входу сравнивающего усилителя 2, второй вход которого через интегратор 13 подключен к выходу преобразователя 7. Выход усилител12 соединен с индикаторами 14 и 5 прямой и обратной полярности выходного напряжения ус илителя 12. Выход усилителя12 также подключен через выпрямитель6 к исполнительному элементх 17.Греобразователь 7 содержит сердечник 18 переменного профиля сечения, закрепленный на каретке 5, и катушку 19 измрител ьного высокочастотного генератора 2 О несущей частоты, неподвижно закрепленную па держателе 3. Генератор 20 осдинеп с первым входом сравнивающего уилителя 21, второй вход которого соединензадатчиком 22. Преобразователь 1 О проводимости промежутка в двухполярное напряжение содержит датчик 23 проводимости, выполненный в виде цепи измерительного тока через промежуток, соединенный с инструментом 2 и деталью 1. Эта цепь развязана (элементы диодной развязки не показаны) От цепи питания промежутка силовым технологическим током, подаваемым к клемме А. Выход датчика 23 подключен на вход сравнивающего усилителя 24, второй вход которого соединен с задатчиком 25. Выход усилителя 24 является выходом преобразователя 10. 5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 Держатель 3 оснащен вибратором (непоказан).Вибратор обеспечивает осцилляцию инструмента 2. Направления осцилляции показаны на чертеже стрелками.Устройство работает следующим образом.Инструмент 2 совершает осциллирующеедвижение и периодически касается поверхности детали 1.Сигналом на подвод или отвод инструмента 2 служит двухполярное напряжение, снимаемое с преобразователя 7. Оптимальному процессу легирования соответствует легкое прижатие инструмента 2 к детали 1, при котором катушка 19 занимает среднее положение относительно сердечника 18, Вследствие индуктивной связи сердечника 18 и катушки 19 однополярное напряжение, получаемое в этом случае на выходе генератора 20 и первом входе усилителя 21, равно напряжению задатчика 22 на втором входе усилителя 21, В результате сравнения этих напряжений на выходе усилителя 21 напряжение равно нулю, так как усилитель 21 производит сравнение поданных на вход напряжений. Это напряжение поступает на вход преобразователя 8, работающего в режиме управляемого напряжением генератора двухполярных прямоугольных импульсов, являющегося источником питания электродвигателя 9. Осцилляция инструмента 2 относительно деталиобеспечивает периодическое контактирование, что приводит к периодическому замыканию цепей технологического тока и измерительного тока от датчика 23. Технологический ток производит электроискровую обработку в моменты контактов, а измеритель.ный ток датчика 23 создает напряжение, пропорциональное среднему отношению времени контакта ко времени паузы. Это одно- полярное напряжение поступает на первый вход усилителя 24. На второй вход этого усилителя в случае оптимального процесса легирования поступает такое же напряжение от задатчика 25. В результате сравнения этих напряжений на выходе усилителя 24 напряжение равно нулю. При этом на входах усилителя 12 и на его выходе напряжение отсутствует, индикаторы 14 и 15, а также исполнительный элемент 7 отключены. Каретка 5 неподвижна относительно корпуса, который совершает строчно-кадровые перемещения относительно станины и детали, что соответствует оптимальному процессу легирования,По мере расходования инструмента 2или при появлении впадины профиля поверхности детали 1 инструмент 2 совместно с держателем 3 и катушкой 19 под действием силы упругости элемента 4 опускается. Сердечник 18 выходит из катушки с), что уменьшает индуктивность контура14 генератора 20 и увеличивает напряжение однополярного тока на его выходе. Это напряжение сравнивается с прежним напряжением с выхода задатчика 22 в усилителе 21 и с выхода преобразователя 7. Положительное напряжение поступает на вход преобразователя 8, что приводит к увеличению длительности прямоугольных импульсов мощности положительной полярности с выхода преобразователя 8 на электродвигатель 9. Электродвигатель 9 посредством преобразователя 6 перемещает каретку 5 вниз, приближая инструмент 2 к легируемой поверхности детали 1 до прежнего оптимального значения, В это же время положительное напряжение с выхода преобразователя 7 поступает через усредняющий его за период осциллирующего движения инструмента 2 интегратор 13 на первый вход усилителя 12.Уменьшение давления инструмента 2 одновременно приводит к уменьшению отношения времени контакта инструмента 2 с деталью 1 ко времени паузы, что вызывает увеличение однополярного напряжения на выходе датчика 23. Увеличенное напряжение сравнивается с прежним напряжением задатчика 25 в усилителе 24 и с его выхода поступает через усредняющий интегратор 1 нг второй вход усилителя 2.При стабильном процессе легирования, характеризующемся неизменными теплофизическими процессами в промежутке, отношение времени контакта инструмента 2 с деталью 1 ко времени паузы однозначно зависит от величины усилия среднего за период осцилляции давления инструмента 2, так как упругость элемента 4 в ходе обработки не изменяется. В результате величины напряжений на обоих входах усилителя в нормальном динамическом и статическом режимах одинаковы, напряжение на выходе усилителя 12 отсутствует, индика торы 14 и 15, а также исполнительный элемент 17 находятся в отключенном состоянии.1 ри достижении прижатия инструмента 2 к детали 1, соответствующего оптимальному процессу легирования, двигатель 9 останавливается, напряжения на выходах преобразователей 7 и 10 и усилителя 12 равны нулю. В случае появления в результате строчно-кадрового перемещения инструмента 2 выступа профиля легируемой поверхности детали 1 держатель 3 и катушка 19 поднимаются, так как среднее за период осцилляции давление на поверхность детали 1 возрастает. Сердечник 18 входит в катушку 19, увеличивая индуктивность контура генератора 20, с выхода которого на вход усилителя 2 поступает однополярное напряжение пониженной величины, а на выходе усилителя появляется отрицательное напряжение. Электродвигатель 9 вращается в противо 14536 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 положную сторону, устраняя возникшее рассогласование между заданным и действительным средним усилием давления инст. румента 2 на деталь 1. В это время отношение времени контакта инструмента 2 с деталью 1 ко времени паузы увеличивается, средняя за период осцилляции проводимость промежутка возрастает и на выходе датчика 23 напряжение сигнала уменьшается. В результате на выходе усилителя 24 появляется отрицательное напряжение, пропорциональное и при соответствующем выборе до начала обработки напряжений на задатчиках 22 и 25 равное напряжению на выходе преобразователя 7. Как в течение этого процесса регулирования, так и в последующем при остановке элект. родвигателя 9 состоянии напряжение сигнала на выходе усилителя 12 отсутствует, индикаторы 15 и 14, а также элемент 17 выключены.В случае перемещения инструмента 2 на участок поверхности детали 1 с дефектными включениями или следами диэлекрических и окисляющихся в ходе легирования веществ проводимость промежутка уменьшается, так как металлический характер контакта инструмента 2 с деталью 1 сменяется окисным характером контакта, что снижает среднюю за цикл осциллирования проводимость. В результате сигнал на выходе датчика 23 увеличивается, положительное напряжение с выхода преобразователя 10 сравнивается с прежним напряжением с выхода преобразователя 7 в усилителе 12 и на выходе последнего присутствует положительное напряжение сигнала. Включается индикатор 14, излучение которого воспринимается оператором. Оператор принимает решение изменения режимов установки для компенсации параметров легированного слоя или об отключении установки для очистки поверхности обрабатываемой детали. Для авгоматического отключения установки в том случае, когда величина разностного сигнала превысит определенное значение, на выходе усилителя 12 включен выпрямитель 16, соединенный по выходу с исполнительным элементом 17, выход которого управляет цепями выключения устройства.В случае перемещения инструмента 2 на участок поверхности детали 1 с недопустимо грубой фактурой (низкое качество предыдущей обработки) или установки деталис грубой поверхностью в устройство, а также при наличии на поверхности посторонних металлических частиц (продуктов предыдущей операции обработки этои детали), средняя за период осцилляции проводимость промежутка возрастает, так как расплавление и испарение в ходе эрозионного легирования гребешков мик. ронеровностей грубой поверхности приводит к чрезмерной ионизации состояния проме.(,к;)3 З 8181 ир)к П 2 11 однисноеВНИИИ Гслдарсгв нно) и кол(итет(:(:(:Р ио дедам изобретений и открытийЗП:В), .Л(осли, Ж 3 к Рал гискав наб., д. 4)5 1 роизводстнени.ио, нгн;иицеске ирсдирии гие,Л)кгород, ул. 11 ро( ктнан, 4жутка к),;и .;. )гн разомкнутого его состояния.Кроче го(о. гроводичость промежутка возрастает вс,гедствие того, что инструмент деформирует микронеровности, в результате чего отношение времени контакта ко времени паузы возрастает. В этом режиме напряжение на выходе преобразователя 10 отрицательное. Напряжение на выходе преобразователя 7 прежнее, так как фактура поверхности или наличие на ней дис персных частиц не может изменить среднее за период осциллирующего движения усилие давления инструмента 2. В результате на выходе усилителя 12 присутствует отрицательное напряжение, индикатор 15 включается, что воспринимается оператором и свидетельствует о наличии грубой или загрязненной поверхности детали.Автоматическое отключение установки в этом случае производится тоже посредством исполнительногого элемента 17. 20При применении устройства для реализации способа нанесения покрытия пороцгковым материалом двухполярное напряжение с выхода усилителя 12 (клемма В) управляет подачей порций дисперсного материала в промежуток, в результате, чего количество подаваемого в промежуток материала за один цикл пропорционально среднему за период осцилляции разностному сигналу с выхода усилителя 2.Для заданного среднего усилия давления инструмента 1 на деталь 2 и применении проводящего порошкового материала при легировании с целью упрочнения поверхности средняя проводимость промежутка возрастает. При этом до начала обработки н номинальном режиме с помощью регулировки в задатчике 25 устанавливают нулевое напряжение на выходе усилителя 2 Увеличенное слоем порошка время электрического контактирования инструмента 2 с деталью 1 при неизменном механическом контактировании увеличивает отношение 40 времени контакта ко времени паузы и на выходе датчика 23 напряжение уменьшаетя, что компенсируется задатчиком 25.Увеличение количества порошка в промежутке вызывает увеличение проводимости, что 45 в ходе легирования приводит к появлению на выходе усилителя2 отрицательного напряжения и срабатыванию индикатора 5. Одновременно с этим сигнал с клеммы В управляет подачей порошка так, чтобы в каждой пор(ии содержалось 50 меньшее количество порошка. Это приводит к восстановлению оптимального режима летигования, при которол нап 1 гяжс ние на ныхо,ге уси.иеея 12 равно нул(о. В этом варианте чувствительность индикаторов 14 и 15 регулируют так, чтобы в номинальном режиме регулировки количества порошка их свечение отсутствовало. Уменьшение количества порошка в промежутке вызывает уменьшение средней за период осцилляции проводимости и приводит к обратному процессу в устройстве, чем достигается оптимальный режим легирования.При применении непроводящего порошковсн.о материала средняя проводимость промежутка уменьшается, что компенсируют до начала обработки задатчиком 25. Уменьшение количества порошка в промежутке вызывает увеличение проводимости и приводит к обратному процессу в устройстве, чем тоже достигается оптимальный режим легирования. При применении как проводящего, так и непроводя щего порошков, а также в любом из рассмотренных режимов регулирования, устройство производит сравнение сигнала средней проводимости с сигналом среднего усилия прижима инструмента к легируемой поверхности, благодаря чему используется пропорциональность между усилием прижима и отношением времени контакта ко времени паузы. Это позволяет выделить сигнал о влиянии других факторов на электро- искровой процесс, например о влиянии количества подаваемого в искровой промежлток дисперсного материала, и осуществить регулирование процесса по этому сиги,(лу. При этом инерционность цепи электромеханической обратной связи предлагаемого устройства, поддерживающей постоянным среднее усилие прижима инструмента 2 к легируемой поверхности, не оказывает влияния на точность регистрирования сигнала.Форму,га изобретенияУстройство для регулирования межэлектродного промежутка в процессе электро- искрового легирования по авт. св.931349, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в него введены преобразователь проводимости межэлектродного промежутка в двухполярное напряжение, два интегратора, усилитель, выпрямитель и исполнительный элемент системы аварийного отклонения, при этом выход преобразователя смещения инструмента подключен через первый интегратор к одному входу усилителя, выход преобразователя проводимости промежутка подключен через второй интегратор к второму входу усилителя, а выход усилителя подключен через выпрямитель к исполнительному элементу.

Заявка

4189742, 02.02.1987

В. С. Тарасов

ТАРАСОВ ВЛАДИМИР СЕМЕНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: B23H 7/18

Метки: промежутка, легирования, процессе, электроискрового, межэлектродного

Опубликовано: 07.08.1988

Код ссылки

<a href="http://patents.su/4-1414536-ustrojjstvo-dlya-regulirovaniya-mezhehlektrodnogo-promezhutka-v-processe-ehlektroiskrovogo-legirovaniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для регулирования межэлектродного промежутка в процессе электроискрового легирования</a>

Похожие патенты