Способ регулирования межэлектродного зазора при электроэрозионной обработке

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 459 А 19) 01) 3 Р 1/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3005254/25-0819,11.8015.07.83 Бюл. Р 26А.Н.Кашин, Б.П.Курников(53) ,(56) Р 66 во СССР77. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ЗАЗОРА ПРИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ, включающий периодическое измерение межэлектрадного зазорас помощью электрода-зонда, встроенного в электрод-инструмент, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, процесс обработки разделяют на циклы с постоянной.длительностью, в начале каждого цикла рабочее напряжение по-, дают на электрод-инструмент до момента касания электрода-зонда с деталью, затем рабочее напряжение переключают на электрод-зонд,прерывают подачу электродов н ведут процесс обработки до выравнивания торцов электрода-инструмента и зонда, после чего рабочее напряжение подают одновременно на оба электрода, возобновляют подачу и ведут процесс до истечения времени цикла, причем в последующих цик. лах возобновление подачи электродов осуществляют через промежуток времени, измеренный от начала обработкиР до выравнивания торцов -электродов и 9первом цикле.Изобретение относится к электрбФизическим и электрохимическим методам обработки металлов и, в частности, к электроэрозионной обработкеметаллов с автоматической стабилизацией межэлвктродного зазора.5Известен способ регулирования межэлектродного зазора, осуществляемыйпри периодическом ощупывании межэлектродного промежутка электродом"зондом.При обработке согласно данному спосо бу в зону обработки дополнительновводят электрод-зонд, осуществляюткасание электрода"инструмента с деталью, отводят электрод"инструментот детали на величину технологическо.15го межэлектродного зазора, подключают к электроду-инструменту источникрабочего напряжения, включают приводподачи и ведут процесс, осуществляякоррекцию межэлектродного промежутка с помощью привода подачи, управля.емого сигналом с электрода-зонда 1.Данный способ позволяет контролировать и регулировать величину межэлектродного зазора за счет введения 25в зону обработки электрода-зонда,позволякщего осуществлять косвенное.слежение за величиной зазора, ОднакоФункция регулирования зазора осуществляется с помощью системы, изменяющейскорость подачи электродов к детали.Инерционность системы регулированияподачи электродов снижает надежность.стабильность и точность регулирования зазора.35Целью изобретения является повыаение точности регулирования и стабильности процесса электроэрозионной обработки,Поставленная цель достигается тем,4 Очто процесс ведут циклически, в течение каждого цикла рабочее напряжениеподают на электрод-инструмент и электрод-эонд поочередно и одновременно,причем первоначально рабочее напряже ние подают на электрод-инструмент домомента касания электрода-зонда с телом детали, затем рабочее напряжениепереключают с электрода-инструментана электрод-зонд, прерывают подачуэлектродов и ведут процесс до выравнивания торцов электрода-,инструментаи зонда, после чего рабочее напряже"ние подают одновременно на оба электрода, возобновляют подачу электродови ведут процесс до истечения времени 55первого цикла, причем в последующихциклах возобновление подачи электродов осуществляют через промежутоквремени, определенный от начала обработки до возобновления подачи .электродов, измеренный.в первом цикле.На фиг. 1 изображена временнаяциклограмма процесса; на фиг. 2эскизы состояний взаимного расположения электродов инструмента и зонда с деталью в моменты времени Ф,ю гНа фиг. 1 обозначено:Т Т Т - длительность цикЦ ца.ци1 - рабочий ток протеФкающий через электрод-инструмент1 - рабочий ток, протекающий через электрод-зонд;1 - рабочий ток, протеф кающий через электрод-инструмент иэлектрод-зонд одновременноС - момент времени, Фиксирующий начало обработки и первогоцикла;ф - момент фиксации касания электрода-зон.да с телом детали;- момент подключенияисточника рабочегонапряжения одновременно к электродуинструменту и электроду-зонду в первомциклерт, " момент времени, Фиксирующий окончаниепервого и началовторого цикла обработки;момент Фиксациипоследуквего, вовтором цикле, касания электрода-зонда с телом детали;- момент одновременного подключенияисточника рабочего.напряжения к электроду-инструменту изонду во втором цикле;- момент окончания- момент возобновле 7ния подачи электродов.На Фиг. 2 обозначено:МЭЗ - межэлектродный зазор, установ-.ленный до начала обработки;. МЭЗ - микровыступ в теле детали впервом цикле обработки;д - глубина эрозионной обработкиза первый циклЬИЗН - величина износа электрода-инструмента в первом цикле обработкиу1 МЭЗ " межэлектродный зазор в концепервого цикла;ЮМЭЗ - микровыступ в теле детали вовтором циклеЬИЗН - величина износа электрода-инструмента в начале последующе.го цикла (Тц 2) обработки;Чя - скорость подачи.Индексами (+) и (-) на фнг. 2 отмечены контакты электродов, на которые подается рабочее напряжение,Для реализации способа использу-.ется устройство, содержащее электрически изолированные друг от другаэлектрод-инструмент, связанные с общим приводом подачи.Электрод-зонд и электрод-инструмент неподвижно скрепляются междусобой с помощью эпоксидного клея,который одновременно является электроизолятором.Способ осуществляется следующимобразом.В Момент времени Фо электрод-инструмент 1 и электродзонд 2 (фиг. 2), 2электрически изолированные друг отдруга, начинают сближаться с поверхностью обрабатываемой детали с некоторой постоянной скоростью Ч . Скорость Чп устанавливается экспериментально до начала процесса обработки.и в дальнейшем неизменна. В течениевремени (1 - В ) под влиянием рабочеОго тока 14 и подачи электродов соскоростью Ч производится съем (эрозия) металла с поверхности детали 3в зоне, примыкающей к нижней торцовой области электрода-инструмента 1При этом частично разрушается (эроднрует) металл рабочей плоскости электрода 2. Эрозии металла"в области,примыкающей к поверхности торцаэлектрода"зонда 2, не происходит так1как электрод-зонд 2 не подключен кисточнику рабочего напряжения и электрически изолирован от электрода-инструмента 1. Ноэтому в некоторый момент времени, отмеченный на фиг, 1,2как й 4, происходит касание электродаэонда 2 детали 3. Этому предшеству ет процесс образования микровыступов 45детали 3 и электрода-зонда 2; равныхв момент В соответственно величинамд МЭЗ и ДИЗН, Величина КМЭЗ равнатакже глубине эроэионной обработкиэа время ( -С ), а ИЗН - износУэлектрода-ийструмента 1. В моментВ подача электрода-инструмента изонда прекращается. В течение времени (й-С 4) источник рабочего напряжения подключается к электроду"зонду 2и происходит эрозионное снятие микровыступов О МЭЗ и ДИЗН в зоне смыканияэлектрода-зонда 2 сдеталью 3.Практически время (1-1 ) устанавливается равным измеренному в начале 60 каждого цикла промежутку -о ).Это обусловлено тем, что электрод-инструмент и зонд выполняются, как правило, из одного материала, и равенство временных промежутков (Ф.2,-1 м)=, 65-(С -,) гарантирует полное снятие мнкровыступов о МЭЗ,и ДИЗН при равенстве Плотностей рабочих токов, протекающих через электрод-инструмент: н электрод-зонд. Равенство плотностей рабочих токов, в свою очередь, обус" ловлено тем, что электроды 1 и 2 подключаются поочередно к одному и тому же источнику рабочего напряжения.Процесс эрозионного снятия микро- выступа электрода-зонда 2, равного величине ЬИЗН,с начинается в условиях электрического контакта его торца с микровыступом детали 3, равныч д МЭЗ.Во избежание протекания большого тока короткого замыкания, который может перегрузить источник рабочего то ка,площадка контакта микровыступов должна быть минимальной. Исходя нз этого выбирается диаметр электрода- зонда, который чаще всего не должен превышать величины 1-2 мм.С целью исключения короткого замыкания в начальный момент эрозионного снятия микровыступов целесообразно электродам нли:детали соОбщать вибрацию по одному нз известных способов. как известно, вибрация способ. ствует лучшей эвакуации продуктов эрозии нз зоны обработки и повышает качество обработки.Момент времени 11 характеризуется полным снятием микровыступов детали 3 и электрода-зонда 2, торец последнего прн этом сравнивается с торцом электрода-инструмента 1. В этот момент источник рабочего тока подключается одновременно к обоим электродам и возобновляется подача электро- . дов с прежней скоростью Ч . Величина межэлектродного зазора в момент складывается нэК МЭЗ и АИЗН (фиг. 2),К моменту времени 1, Фиксирующего конец первого цикла ТПи начало второго цикла Т, величина межэлектродного зазора устанавливается равной ДМЭЗ, а глубина эрозионной обработкиза время первого цикла равна д . В момент 1 величина межзлектродного за- зораД МЭЗ может быть выдержана науровне зазора ЬМЭЗ, соответствующегомоменту времениВыполнение условия равенства ЬМЭЗ=ДМЭЗ означает стабильность веденияпроцесса при постоянной величине межэлектродного зазора, повторяющегося от цикла к циклу и равного первоначально установленной величине ДМЭЗ.1Для контроля величины Ь МЭЗ на соответствие заданной величине ДМЭЗ необходимо измерить временной промежуток(й 4-Ф) в начале второго цикла и срав нить его с временным промежутком (йе) первого цикла. Так как снорость подачи в течение всего процесса обработки задается постоянной, то произведение скорости подачи Чи на временные интервалы (11-о) н (4.- )31028459 ираж Ибб Подписи ИИПИ Заказ 4858/1 д,ул.Проек илиал ППП фПатент", г;Ужго дает в результате абсолютное значение межзлектродных зазоров б МЭЗ и Ь МЭЗ. Для выполнения условия равенства Ь МЭЗ=ЬМЭЗ временные промежутки(- ) и (1-йо) должны быть равны.Данный способ предполагает измерениевременных промежутков от начала каждого цикла до момента касания электрода-зонда с микровыступом детали.По результатам измерения скорость подачи Ч может быть скорректированадо начала обработки из условия выполнения равенства (- То) =(,-й )(найденная при этом величина ско"рости подачи Ч будет оптимальной 15для начальных условий процесса обработки. В дальнейшем дестабилизирующие факторы будут стремиться изменить межэлектродный зазор, Однако незавв- / симо от того, какой будет скоростьподачи (оптимальной илв нет), начи-ная с каждого последукюцего цикла,начнется процесс стабилизации, вос"становления межэлектродного зазора,Так, например, если скорость подачи Ч, установленная до начала обработки, меньше оптимальной, то в начале второго цикла, т.е. в.момент време" низазора МЭЗ окажется больше ЕМЭЗ. Производят увеличение межэлект.родного зазора йа величину (Чп) -Чв)- о)+( - 2) ), где Ч с ЧО,ТВели. чина аМЭЗ окажется больше велйчиныЬ МЭЗ, что вызовет в начале второго цикла увеличение промежутка времени (4-) (,- ).Поскольку момент во- З 5 зобновления подачи электродов перено)- сится из вервого цикла в последующие так что,например,(1 -1 )( - ),то в момент времени 1 второго цикла, до того как электрод-инструмент ока жется подключенным к источнику рабочего тока, начнется сближение электродовинструмента и зонда с деталью3. За время (1-П) второго цикламежэлектродный зазор уменьшается. 45 Это препятствует бесконечному увели" чению зазора от цикла к циклу и окончательному прерыванию процесса обработки. Первоначальным подбором временных промежутков (С) иТ можно достичь минимальных цикловых брос ков (отклонений) межэлектродного зазора от заданной технологической величины АМЭЗ, Минимизация отклонений (Ь МЭЗ-ЬМЭЗМО может быть проведена экспериментально. Для этого устанавливают неравенство скорости подачи и оптимальной скорости подачи, например р Чи Чбтр где ЧОПТ - оптимальная для заданной длите;.льности цикла величина скорости, определенная из условия равенства временных промежутков (-1)=(ф, -Ф ), Затем следят за изменением временных промежутков, из" меренйых от начала каждого цикла с момента касания электрода-зонда 2 с деталью 3, Изменения указанных промежутков времени должны быть минимальными. Для их минимизации производят произвольное плавное изменение дли- тельности циклов за счет временного промежутка (1-1 ). Найденную таким образом величину длительности цикла Т 1 используют при задании режима об" работки. Это позволяет достичь максимальной эффективности процесса авто- стабилизации режима обработки по данному способу при действии различных дестабилизирующих факторов,Предлагаемый способ позволяет производить обработку при малых (0,05 мм и менее) значениях межэлектродного зазора, при этом исключается возможность коротких замыканий электрода- инструмента с деталью, что повышает надежность, точность и стабильность процесса, Текущий контроль состояния межэлектродного промежутка создает дополнительные преимущества прЕдлага" емого способа по сравнению с известными и способствует повышению качества обработки и автоматизации процесса.