Генератор импульсов тока для электроискрового легирования

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК САНИЕ ИЗОБРЕТ(54)(573 ГЕДЛЯ ЭЛЕКТР ордодержащийрующий вательно тизистора подкемой деталисвязанномумотка элекиена с коммублокс ячест запуска, тем, что ва обраба ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 07 НРЫТИ ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ. (прототип),НЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ Т 0 КАИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИМ, источник тока, через ф ок из включенных после ристора и балластного релючеиный к обрабатыва-. и электроду-инструменту, с блоком перемещения, обромагнита котороГо соедитирующим тиристором, ио т л и ч а ю щ и йс целью повышений катываемой поверхности.ЯО 1.076245 г путем разрушения образующегося в момент отвода электрода мостика, в фор мирующий блок введена дополнительная цепь, состоящая иэ диода и резис тора, а блок запуска выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого включенамежду введенной цейью и электродом-инструментом, а вторич ная обмотка, зашунтированная диодом, подключена"одним концом к аноду выпрямляющего диода, соединенного катодом с управляющим электродом запускающего тиристора, подключенного анодом через резистор к, плюсовой шине источника тока, а катодом - к противоположному коицу вторичной обяотки транс- с форматора и к времязадающему узлу,е образованному параллельным соединением двух цепей, каждая из которых со.стоит из двух последовательно соеди- С ненных резисторов, один из которых за шунтирован емкостью, причем выходы времязадающего узла соединены с управляницими электродами тиристоров в блоке перемещения и формирующем блоке.СВ 31 1076Изобретение относится к электрофизической обработке материалов и может быть использовано в качестве источника питания при электроискровомлегировании,Известен генератор импульсов тока,содержащий блок запуска, источниктока и формирующий блок, выполненныйиз последовательно соединенных управляемого диода и балластного резистора бпричем формирующий блок включен между источником импульсного тока и искровым промежутком. Электрод-инструмент связан с блоком перемещения, обмотка электромагнита которого связанас тиристором Г 1 3.Недостаток генератора заключаетсяв том, что в момент отвода электродаот обрабатываемой поверхности междуними образуется мостик из расплавлен- ,ного металла, который лишь частичноразрушается в месте. сужения за счетиспарения. При этом на обработаннойповерхности остаются конические выступы, вследствие наличия которых поверхность имеет значительную шероховатость и низкий класс чистоты обработки.Цель изобретения - повышение качества обрабатываемой поверхности путем разрушения образующегося в момент отвода мостика.Поставленная цель достигаетсятем, что в генератор импульсов токадля электроискрового легирования, содержащий источник тока, через форми- З 5рующий блок из включенных последовательно тиристора и балластного резистора, подключенный к обрабатываемой детали и электроду-инструменту,связанному с блоком перемещения, об бмотка электромагнита которого соединена с коммутирующим тиристором, иблок запуска, в формирующий блок введена дополнительная цепь, состоящаяиз диода и резистора, а блок запус- ф 5ка выполнен в виде трансформатора,первичная обмотка которого включенамежду введенной цепью и электродоминструментом, а вторичная обмотка, зашунтированная диодом, подключена одним концом к аноду выпрямляющего диода, соединенного катодом с управляющим электродом запускающего тиристора, подключенного анодом через резистор к плюсовой шине источника тока, а катодом - к противоположномуконцу вторичной обмотки трансформатора и к времязадающему узлу, обра 245 2зованному параллельным соединением двух цепей, каждая из которых состоит из двух последовательно соединенных резисторов, один из которых зашунтирован емкостью, причем выходы времязадающего узла соединены с управляющими электродами тиристоров в блоке перемещения и формирующем блоке.На чертеже показана электрическая схема предлагаемого генератора импульсов. Генератор содержит источник 1 тока, блок 2 запуска, формирующий блок 3, включенный между источником 1. тока и искровым промежутком, заключенным между легирующим электродом 4 и обрабатываемой деталью 5, и блок б перемещения легирующего электрода, содержащий электромагнит 7, обмотка которого зашунтирована диодом 8 и подсоединена одним концом к легфующему электроду 4, а противоположным - к катоду коммутирующего тиристора 9, подключенного анодом к плюсовой шине источника 1 тока, а управляющим электродом - к управляющему выходу О блока 2 запуска, Блок запуска содержит трансформатор 10 тока, первичная обмотка которого включена между легирующим электродом 4 и балластным резистором 11, последовательно которому включен диод 12, образуя первуюпараллельную цепь формирующего блока3. Кроме первой, формирующий блок 3- содержит также вторую параллельнуюцепь из последовательно соединенныхбалластного резистора 13 и управляемого диода (тиристора ) 14, Вторичнаяобмотка трансформатора 10 тока, зашунтированная диодом 15, подключенаодним концомк аноду выпрямляющегодиода 16, соединенного катодом с управляющим электродом запускающего тиристора 17, подключенного анодом через резистор 18 к плюсовой шине источника 1 тока, а катодом - к противоположному концу вторичной обмотки трансформатора 10 тока и к одному из выводов времязадающего узла, образованного параллельным соединением первой времязадающей цепи, состоящейиз последовательно соединенных резисторов 9 и 20, и второй времязадающей цепи, состоящей из последовательно соединенных резисторов 21 и 22. Резисторы 20 и 22 зашунтированы емкостями 23 и 24 соответственно, Срецняяпротекать от источника 1 через резистор 18, запускающий тиристор 17резисторы 19 и 20 первой времязадающей цепи, а также резисторы 21 и 22второй времязадающей цепи, и черезконтакт электрод 4 - деталь 5 наземлю, причем в месте контакта с поверхностью детали 5 электрод 4 разогревается за счет теплового действиятока, Поскольку площадь контактаэлектрода с деталью имеет меньшее сечение, чем площадь сечения тела электрода, то в месте контакта с детальюэлектрод разогревается сильнее и расплавляется. В этом же месте расплавляется также контактирующий с электродом поверхностный слой обрабатываемойдетали, в результате чего на обрабатываемой поверхности образуется сплавиз материалов детали и легирующегоэлектрода,В момент протекания тока от источника 1 через резистор 18, запускаю .ющий тиристор 17, первую времязадающую цепь из резисторов 9 и 20 и через контакт электрод 4 - деталь 5 наземлю часть тока, протекающего черезрезистор 20, ответвляется, заряжаяшунтирующую емкость 23. Напряжениена емкости 23 повьппается.Аналогичный процесс происходит вцепи резистор 18 - запускающий тиристор 17 - резистор 21 - резистор22 - емкость 24, причем напряжениена емкости 24 также повьппается современем. Номиналы элементов 19,20и 23 первой времязадающей цепи иэлементов 21, 22 и 24 второй время. -задающей цепи подбираются таким образом, чтобы удовлетворялись следующие временные соотношения, При достижении уровня напряжения на емкости23, достаточного для отпирания коммутирующего тиристора 9 блока 6 перемещения электрода, тнристор 9 отпирается и замыкает цепь электромагнит 7 - источник 1 - тиристор 9контакт электрод 4 - деталь 5 -земля,Ток протекающий по обмотке электромагнита 7, создает усилие, котороеначинает отводить электрод 4 от поверхности детали 5. В этот моментв искровом промежутке образуется конический мостик из расплавленногометалла. Однако в момент образованиямостика напряжение на емкости 23 достигает порога, необходимого для срабатывания управляемого диода тиристора)14 второй параллельной цепи 3 1076245 4точка первой времязадающей цепи изрезисторов 19 и 20 подключена к уг. -равляющему выходу с блока 2 запуска,средняя точка второй времязадающейцепи из резисторов 21 и 22 - к запускающему выходу о блока 2 запуска, под5соединенному к управляющему электроду тиристора 14, формирующего блока3, а противоположный вывод упомянутого времязадающего узла соединен с 10легирующим электродом 4.Генератор работает, следующим образом,Отвод легирующего электрода 4 отповерхности обрабатываемой детали 515осуществляется электромеханическойсистемой(не показана )при подаче нагпряжения на зашунтированную диодом 8обмотку электромагнита 7 блока 6 перемещения, а подвод - либо за счет20постоянно воздействующей возвращающей пружины при отключении электромагнита 7, либо, например, за счетдополнительного электромагнита, который может включаться от специаль 25ного синхронизирующего устройства. Висходном положении, когда легирующийэлектрод 4 не имеет электрическогоконтакта с обрабатываемой деталью 5напряжение на электроде 4 равно напряжению источника 1 и запускающийЭОтиристор 17 блока 2 запуска находится в запертом состоянии, так как егоцепь питания разомкнута, Коммутирующий тиристор 9 блока 6 перемещениятакже находится в запертом состоянии,Э 5так как его цепь питания разомкнута.Коммутирующий тиристор 9 блока 6перемещения также находится в запертом состоянии, а напряжение на емкостях 23 и 24, шунтированных резисторами 20 и 22 первой и второйвремязадающих цепей блока 2 запускаравно нулю.В момент соприкосновения легирующего электрода 4 с поверхностью обрабатываемой детали 5 ток, протекающий через первую параллельную цепьФормирующего блока 3, образованнуюдиодом 12 и балластным резистором 11,а далее через первичную обмотку тран 50сформатора О тока блока 2 запускаи контакт электрод 4 - деталь 5 начинает нарастать, что вызывает появлейие импульса ЭДС во вторичной обмотке 11 трансформатора 1 О тока,Возникшая ЭДС через выпрямляющий диод 6 отпирает запускающий тиристор7, вследствие чего ток начинает1076 5Формирующего блока 3. В момент отпирания тиристора 14 формирующего блока 3 через контакт электрод 4 - деталь 5 начинает протекать добавочный ток от источника 1 через тиристор 14, балластный резистор 13 и контакт электрод 4 - деталь 5 на землю. Уровень добавочного тока выбирается значительно большим, чем уровень первоначального тока, протекающего от 10 источника 1 через балластный резистор 11 и диод 12 первой параллельной цепи, первичную обмотку трансформато" ра О тока и контакт электрод 4 - деталь 5 на землю. 15В момент отпирания тиристора 14 происходит дополнительное выделение тепла и локальный разогрев мостика за счет резкого увеличения тока, что способствует не только более полному 2 О испарению и разрушению мостика но и растеканию в жидкой фазе локально разогретого металла по поверхности обрабатываемой детали 5.Вследствие разрыва электрической 2 цепи в искровом промежутке протекание тока в тиристорах 9, 17 и 14 прекращается, а ЭДС самоиндукции, возникающая во вторичной обмотке трансформатора 10 тока замыкается через шунти 245 бРующий диод 15, емкость 23 разряжается через резистор 20 первой,времязадающей цепи, а емкость 24 - через резистор 22 второй времязадающей цепи. За счет ЭДС самоиндукции ток в обмотке электромагнита 7 продолжает протекать по цепи образованной шунтирующнм диодом 8, еще некоторое время, в течение которого электрод 4 удерживается в отведенном состоянии, а цепь остается разомкнутой. Далее описанный выше цикл повторяется.Технические преимущества предлагаемого генератора импульсов тока, заключаются в том, что в нем исключается возможность образования мостика из расплавленного металла, так как в момент образования мостик разрушается путем подачи мощного дополнительного импульса в момент отвода электрода от поверхности детали.Таким образом, применение предлагаемого устройства позволит значительно повысить класс чистоты обработки деталей за счет снижения шероховатости, возникающей вследствие наличия конических мостиков, что позволит повысить качество изделий, подвергаемых электроискровому легированию. ВНИИПИ Заказ б 00/Тираж 1037 Подписное иал ППП "Патент",Ужгород, ул. Проектная,