Установка для электроэрозионного легирования

(54) УСТАНО ЛЕГИРОВАНИЯ (57) Изобре строению, в КА ДЛ относится к машино- ости к установкам нного легирования, - повышение точност стабилизации пропокрытия по толщине датчика 20 межэлекка выпрямляется и зи для электр Цель изобр и и легирования. цессов нанес и ширине, .Стродного про е г ежу ктро- мето ан сого сцеп-, ф4:ь ктро орЖ эроз ионнЦель ности об)ве изом Легируюдиске 2,штанге 3вращения.ту электросквозноевает с заэкорпусе 7пуса 7 от ухо ор Элемен инусно-к омощью к Гол пово тверстиром дисприводатоит от л ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР САНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИД О, Бюл,0асов48 (088.8)ое свидетельство СССРл. В 23 Н 9/00, 1985,Изобретение относится к эическим.и электрохимическ1 обработки в частностиому легированию.изобретения - повьработки.На чертеже изображенаановка и блок-схема упрхняя ть корпуса по щий электрод 1 размещен на акрепленном симметрично на вигателя 4 осциллирующего Оппозитно о посадочному месда 1 в диске 2 выполненое 5. Кожух 6 охватыо к 2 и закреплен на8. Ось вращения короси вращения штанфильтруется детектором 31 и через блок 32 сравнения поступает на вход ключа 33, который открывается только при расположении электрода 1 над поверхностью детали 18 в процессе вращения от привода 4, Рабочая среда через демпфер 23 и полую штангу 3 поступает в оверстие 5, При нахождении отверстия 5 над проемом детали 18 срабатывает датчик 24 давления, сигнал от которого поступает через преобразователь 25 к компаратору 26 и далее к ключу 33. Кроме этого, сигнал компаратора 26 поступает через интегратор 27, блок 28 сравнения и усилитель 30 на реверсивный привод 8, который вра- а щает корпус 7, чем устанавливаетсяЖ ширина ленточки легирования, 1 ип и диска 2, Привод 8 св усом 7 посредством зубч ления,Реостаты 9 размещены сооснопусу 7. Дорожки реостатов 9 подчены к источнику 10 опорного напния, выполненному двухполярным.вижные части реостатов соединеньпомощью щеточных узлов с входамиференциальных усилителей 11 и 12ходы которь 1 х соединены соответстс двигателями 13 и 14 механизма дкоординатного перемещения рабоче9, 10, 11 и 12 образуинусный преобразователь торого может быть опредкорпуса 7Двигатель 13 посредством зубчатогозацепления колесо-рейка связан со столом 15 координатных перемещений. Стол15 связан с возможностью поступатель 5ного перемещения с направляющей 16,сопряженной посредством винтовой пары с валом двигателя 14. Корпус двигателя 14 закреплен на станине 17, акорпус двигателя 13 - на направляющей 1016. Станина 17 жестко скреплена с обрабатываемой деталью 18,Деталь 8 подключена к заземленному полюсу генератора 19 технологического тока. Незаземленный полюс генератора 19 подключен через датчик 20технологического тока к штанге 3.Для исключенияпаразитной индуктивности рассеивания контура технологического тока токоподводы от генератора 19 к детали 18 и рабочему органувыполнены в виде бифилярной линии 21.Источник 22 рабочей среды соединен через демпфер 23 с полой штангой3, связанной с внутренним объемом кор.25пуса 7, отделенным от зоны обработкидиском 2, а также с датчиком 24 давления рабочей среды, выполненным в видедиафрагменного манометра. Чувствительный элемент"датчика 24 связан с преобразователем 25, преобразующим изменения давления на входе датчика 24в электрический сигнал на выходе преобразователя 25. В установке требуется только измерение перепадов давления и достаточно применения демпфера23 для гашения пульсаций входящегопотока среды с частотой, сравнимойс частотой вращения диска 2 Демпфер23 выполнен в виде резервуара, 40Преобразователь 25 подключен черезцепь из последовательно соединенныхкомпаратора 26, интегратора 27, блока 28 сравнения, подключенного к за, датчику 29.и усипителя 30 мощности креверсивному приводу 8.Сигнальный выход датчика 20 подключен через детектор 31 с фильтромнизких частот и блок 32 сравнения квходу ключа 33, выход которого подключен через последовательно включен"ные интегратор 34 с запоминанием иусилитель 35 мощности к двигателю Збпривода перемещения каретки, Второйвход блока 32 сравнения соединен сзадатчиком 37, Таким образом осущест 1вляется электромеханическая обратнаясвязь по положению каретки 38 относи"тельно детали 18 и следовательно, регулировка и поддержание величины межэлектродного промежутка между электродом 1 и поверхностью обрабатываемой детали 18, так как корпус 7 закреплен с возможностью вращения в каретке 38, а двигатель привода 8 неподвижно закреплен на ней,Выход компаратьра 26 соединен с входом частотомера 39, аналоговый выход которого подключен через блок 40 сравнения и усилитель 41 мощности к двигателю 4, замыкая цепь электромеханической обратной связи по числу оборотов двигателя 4, что стабилизирует число оборотов диска 2 при воздействии возмущающих факторов, поддерживая заданное число проходов электрода 1 на единицу длины поступательного перемещения рабочего органа, т,е.постоянную толщину легированного слоя/по длине ленточки легирования ипи степень электрохимической обработки.Один из входов блока 42 деления соединен с выходом частотомера 39, а второй вход - с выходом сумматора 43 абсолютных значений, входы которого соединены с выходами усилителей 11 и 12 синусно-косинусного преобразователя. Выход блока 42 деления соединен с индикатором 44, индицируфцим текущее значение отношения числа осциллирующих проходов электрода 1 на единицу длины поступательного перемещения рабочего органа вдоль кромки - толщины покрытия в относительных единицах.Для исключения погрешностей преобразования и существенного понижения требований к реостатам 9 выполнена дополнительная цепь обратной связи, ,корректирующая число оборотов двигателя 4 при отклонении суммы абсолютных значений координатных подач от заданной, для этого выход сумматора 43 подключен к регулирующему входу задатчика 45, выход которого соединен с вторым входом блока 40 сравнения.Для расширения технологических возможностей при обработке кромок штамповой оснастки путем программированного задания ширины ленточки легированного слоя по длине кромки, например для обеспечения одинакового износа кромки независимого от профиля иконфигурации кромки в данном месте гравюры штаюча, вход усилителя 30 дополнительно соединен .с выходом программатора 46, подающего аналоговый.сигнал на вход усилителя 30 в соответствии с числом импульсов на входе,подаваемым с выхода соединенного с импульсными датчиками 47 и 48 нереверсивного счетчика 49, и программой обра 5ботки конкретной конфигурации детали,предварительно записанной в программатор 46,Входы счетчика 49 соединены с импульсными датчиками 47 и 48 чисел обоуротов валов двигателей 4 и 13 соответственно, Таким образом, программатор 46 выдает предварительно запрограммированные в него значения напряжения, соответствующие текущей заданной ширине ленточки легированногослоя, только в зависимости от числаимпульсов на выходе счетчика 49, т,е,от пройденного рабочим органом пути 20вдоль обрабатываемой кромки детали,Это позволяет повысить точность задания ширины ленточки, так как нет зависимости от абсолютного значения текущего времени работы установки и погрешности всех приводов перемещения несказываются на точности задания ширины ленточки.Установка работает следующим образом, 30Перед обработкой задатчиком 29 выставляют ширину ленточки легированногослоя, задатчиком 37 - величину межэлектродного промежутка, задатчиком45 - толщину легированного слоя, Вводят в программатор 46 программу с ин 35формацией, определяющей ширину ленточки легированного слоя, Счетчик 49 устанавливают в начальное положение.Включают,.генератор 19 и регулятор ь 40межэлектродного промежутка, при этомток технологических импульсов протекает по линии 21 без потерь, а такжечерез датчик 20, штангу 3, диск 2,электрод 1, межэлектродный промежутокн деталь 18. Высокочастотный сигналдатчика 20 выпрямляется и фильтруется детектором 31, Постоянная составляющая поступает в блок 32 сравнения,где сравнивается со значением эталонного напряжения с выхода задатчика37, С выхода блока 32 сигнал разбаланса поступает на вход ключа 33, который открывается только гри подаче наего управляющий вход сигнала о располо 55женки отверстия 5 над проемом детали18, т.е, только при условии расположения электрода 1 полностью над обрабатываемой поверхностью детали 18. 85 6С выхода ключа 33 сигнал разбалансапоступает в интегратор 34 и усилитель35 и далее в двигатель Зб, В результате каретка 38 перемещается в направлении и со скоростью, необходимымидля устранения рассогласования задан-,ного и текущего значений межэлектрод-ного промежутка, величина промежутка.стабилизируется,Рабочая среда поступает от источника 22 через демпфер 23 в полую штангу 3 и внутренний объем корпуса 7 ипроходит через отверстие 5, Поскольку отверстие находится над проемомдетали, сопротивление потоку средыпонижается, что соответствует срабатываноь датчика 24, преобразователя25 и компаратора 26, а также открытому состоянию ключа 33 в цепи регулирования межэлектродного промежутка.Включают двигатель 4, который вращает штангу 3, диск 2 и электрод 1,Отверстие 5 периодически проходит надповерхностью детали 18 и ее проемом,Над поверхностью детали 18 сопротивление потоку среды выше сопротивления над проемом, в результате при нахождении отверстия над поверхностьюдатчик 24 периодически отключается,В положении отверстия 5 над поверхностью детали 18 электрод 1 находитсянад проемом, В эти моменты ключ 33цепи регулирования межэлектродногопромежутка закрыт. Сигнал с датчика20 технологического тока не проходитв интегратор 34, и он поддерживаетпредшествующее выключению ключа 33 напряжение разбаланса блока 32 сравнения, которое продолжает поступать вдвигатель 36. Таким образом, наличиепроема в детали 18 не сказывается наточности поддержания среднего межэлектродного промежутка,Импульсы датчика 24 через преобразователь 25 поступают на вход 26 идалее в интегратор 27, Постояннаясоставляющая с выхода интегратора 27сравнивается с эталонным напряжениемс выхода задатчика 29 в блоке 28,сигнал разбаланса поступает черезусилитель 30 в реверсивный привод 8,который вращает корпус 7 относительно каретки 38 в направлении и со скоростью, необходимыми для устранениярассогласования текущего значения ширины ленточки легирования и заданного по технологии обработки значения.Отношение длительности импульса ипаузы на выходе компапатора 26, определяющее часть траектории электрода 1,проходящей по поверхности детали 18,т.е. ширину ленточки легирования слоя, 5становится равным заданному, сигналс выхода блока 28 исчезает,. привод 8останавливается,В то же время импульсы с выхода компаратора 26 поступают на вход частото мера 39, аналоговый сигнал на выходекоторого пропорционален текущему зйачению частоты следования этих импульсов, Постоянная составляющая с выходачастотомера 39 поступает на вход блока 40, где сравнивается с эталоннымсигналом от задатчика 45, определяющего количество проходов на единицу дли-ны поступательного перемещения рабочего органа, Сигнал разбаланса поступает через усилитель 41 в привод 4,который корректирует число оборотовштанги 3 и устраняет рассогласованиетекущего и заданного чисел оборотов.ооциллирующего вращения, 25Импульсы с выхода компаратора 26используются как для регудированияширины ленточки легированного слоя путем получения на выходе интегратора27 непрерывного сигнала, пропорционального отношению времени нахожденияэлектрода над деталью 18 к временинахождения электрода над проемом, т,е,измерением длительности импульсов,так и для РегулиРования частоты 35, регулирования толщинылегированного,:слоя измерением частоты следования этихимпульсов, Такое решение позволяет использованием одного .входного сигнала 40осуществить регулирование ширины итолщины легированного слоя и,кроме того, функцию стабилизации числа оборо-.тов осциллирующего вращения, Это повышает качество, надежность и упрощает 45установку.Аналоговый сигнал с выхода часто томера 39 поступает также на один извходов блока 42 деления, на другойвход которого поступает сигнал с сум Оматора 43, пропорциональный скоростипоступательного перемещения рабочегооргана вдоль обрабатываемой кромки детали 18. В результате деления этихсигналов с выхода блока 42 на индикатор 44 поступает сигнал, равный отношенюо числа проходов электрода 1 приосциллирующем движении на единицу длины ленточки легированного слоя (т,е,пройденного пути), что индицируетсяоператором как толщина покрытия,Кроме того, при наличии погрешностей преобразования угла поворота корпуса 7 в.реостатах 9 в координатныеперемещений двигателями 13 и 14, суммарный сигнал с выхода сумматора 43на входе задатчика 45 отличается от номинального, соответствующего заданнойскорости поступательного перемещения,задатчик 45 изменяет эталонное напряжение уставки в направлении, обеспечивающем поддержание заданного числа проходов электрода 1 на единицудлины ленточки обработки Например,при повышении скорости поступательного перемещения и сигнала от сумматора 43 число оборотов привода пропорционально повышается, так как, напряжение с выхода эадатчика 45 изменяется и напряжение с выхода усилителя41 возрастает,Поворот корпуса 7 приводит к перемещению токосъемов реостатов 9, апропорционально изменяемое ими напряжение источника 1 О поступает на входв 1усилителей 11 и 12 и на приводы 13 и 14двухкоординатной подачи, которые перемещают стол 15 и направляющую 16механизма двухкоординатного движения,.Пробои межэлектродного промежутка вовремя нахождения электрода 1 над поверхностью детали 18 осуществляют легирование ее поверхности материаломэлектрода 1,. Зона обработки охлаждается потоком рабочей среды из отверстия 5Это позволяет интенсифицировать процесс обработки подачей в рабочую зону увеличенной электрическоймощности.При вращении двигателей 13 и 14импульсы с датчиков 47 и 48, пропорциональные числу оборотов, поступаютчерез счетчик 49 на входпрограмматора 46, на выходе которого появляется значение аналогового напряженияпропорциональное заданной ширине легированного слоя по программе, Напряжениес выхода программатора 46 поступает на вход усилителя 30 и корректирует величину траектории электрода,над деталью 18 в соответствии с программой, Это расширяет технологическиевозможности предлагаемой установки. формула изобретенияУстройство для электроэроэионного легирования, содержащая источник1 О Составитель Ю,Пинчук Техред М. Ходанич КорректорМ.Кучеряв Редактор А,Леж Подписное к аз 232 и ГКНТ ССС ВНИИПИ ударственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина 9 154968 технологического тока, регулятор межэлектродного промежутка и электрододержатель, установленный на механизме перемещения, оснащенном пневматической системой слежения за положением кромки обрабатываемой детали, при этом нагнетатель системы соединен с каналом в злектрододержателе, датчик давления в канале через блок сравнения подключен к приводам механизма, электрододержатель установлен на механизме с возможностью вращения от привода вокруг оси, перпендикулярной плоскости перемещения механизма, и с возможностью возвратно-поступательных перемещений вдоль той же оси от регулятора межэлектродного промежутка, о т л и ч а ю щ а я с я тем,. что, с целью повышения точности обра ботки, электрододержатель снабжен цилиндрическим кожухом, установленным на корпусе электрододержателя со смещением от оси вращения, а также соосными с кожухом штангой и диском, приэтом штанга установлена в корпусеэлектродержателя с возможностью вращения от автономного привода, дискзакреплен на штанге в зоне торца кожуха, в диске со смещением от центравыполнено отверстие и напротив негопосадочное место для установки стержневого электрода, полость, образования кожухом и диском, соединена каналом с нагревателем, к датчику давления через интегратор и блок сравнения подключен привод вращения электрододержателя, в цепь регулятора меж.электродного промежутка введен ключ,подключенный по входу управления кдатчику давления, а приводы механизма перемещений подключены к установленным,на корпусе электрододержателясинусо-косинусным преобразователямугла поворота электрододержателя,