Способ электроэрозионного вырезания проволочным электродом инструментом

(19) 01) 5 4 В ЫЙ КОМИТЕТ СССР БРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ГОСУДАРСТВ ПО ДЕЛАМ И ЕНИЯ ПИСАНИ ЕТЕЛЬСТВУ(71) Специальное проектно-конструкторскоеи технологическое бюро реле и автоматики(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГОВЫРЕЗАНИЯ ПРОВОЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОДОМ-ИНСТРУМЕНТОМ(57) Изобретение относится к электрофизическим методам обработки и может бытьиспользовано для вырезания сложных контуров, например, в деталях инструментального производства. Целью является повышение производительности процесса за счет упрощения фиксации вырезаемой части. Перед началом обработки заготовка по всей поверхности скрепляется с накладкой из токо- проводящего материала, затем совместно в обеих деталях вырезают контур, оставляя перемычки, удерживающие вырезаемую часть. При удалении перемычек электрод- инструмент наклоняют на угол, величину которого определяют заранее из условия образования в накладке перемычки, предел прочности сечения которой превышает напряжения, создаваемые массой вырезанной части при замыкании контура в заготовке. 6 ил.Изобретение относится к электрофизическим методам обработки и может быть использовано при вырезании сложных замкНутых контуров.Цель изобретения - повышение произ 5 водительности за счет упрощения фиксирования вырезаемой части заготовки.Цель достигается тем, что вырезание замкнутого контура осуществляют с образованием перемычек на участках траектории в предварительно соединенных между собой 10 по всей поверхности заготовке и накладке из электропроводного материала, аразрезание каждой переиычки выполняют электродом-инструментом, наклоненным на угол, величину которого определяют из условия, что суммарные напряжения, создаваемые весом вырезанной части заготовки, не превышают предела прочности перемычки, оса тющейся в накладке, при замыкании контура в заготовке.Поскольку к заготовке предварительно 20 п икреплена по всей поверхности накладка иа электропроводного материала, то при вырезании контура в заготовке происходит вырезание такого же контура и в накладке, а при разрезании оставленной переМычки наклонным электродом-проволоксй ее разрезают только в заготовке, а в накладке остается перемычка с сечением в виде прямоугольного треугольника, которая и удерживает (фиксирует) вырезанную часть заготовки. Для того, чтобы образовав щаяся в накладке перемычка удержала вырезанную часть заготовки, необходимо выполнить условие, при котором суммарные напряжения в сечении оставшейся в накладке перемычки, создаваемые весом вырезанной части заготовки, не пре вышают предела ее прочности. В противном случае под весом вырезанной части заготовки происходит изгиб (смятие, скручивание) перемычки и фиксирование нарушается.Причем в каждом конкретном случае в зависимости от расположения перемычки относительно центра тяжести вырезанной ч асти контура соотношен ие видов напряжений другое.45Надежная фиксация вырезаннои части может быть осуществлена при выполнении в общем случае условияХоХо, ( где Хо - суммарные напряжения, создаваемые в сечении перемычек весом 50вырезанных частей;Хо - суммарные допускаемые напряжения в сечении перемычек,Напряжения, создаваемые в сечении перемычек, определяются как отношение суммарного веса Рсум. вырезанных частей в заго товке, включая вес вырезанных частей в накладке, к сумме площадей сечений асуп. перемычек-инструментату толщин Угол наклонаобратно пропорцинакладки Ь.Поскольку предельно до Рдоп удерживаемой вырезанн товки прямо пропорционален шины накладки, количеству пе а электрод онален квад пусти мый вес й части загоквадрату толемычек и танХо =-тФ-" -откуда предельный вес удеоживаемой вырезанной части заготовкиРдоп. = ХоЯсум. (4)Перемычка в сечении представляет собойпрямоугольный треугольник, площадь которого определяется выражением5 = 0 5 Ь(дагде Ь - толщина накладки;а - угол наклона электрода-проволокипри прорезке перемычки,Но поскольку мы должны вырезать контур таким образом, чтобы не оставить следов перемычек в заготовке, например из-запогрешностей оборудования, следует высотуперемычки принимать несколько меньше толщины накладки, поэтому нужно ввести коэффициент К, учитывающий погрешности оборудования (К = 0,8 - 0,95 в зависимостиот оборудования).Тогда площадь перемычки должна определяться какЯ = 0,5 КЬ(да, (5)Подставив значение (5) в формулу (4)находим, чтоРдоп, = осм. 0,5 К Ь (раи, (6)где п - число перемычек,Таким образом, достаточно известнымиприемами определить вес каждой вырезаемойчасти заготовки, найти суммарный расчетный Вес Ррасч и сравнить его с Рдоп.Если Ррасч. ( Рдоп., значит, обеспечивается надежное фиксирование вырезанной части. В противном случае нужно по формуле (6) увеличить высоту накладки, угол аили количество перемычек,Задавшись значением Р,а ., можно определить нужное значение каждого параметрадля соблюдения условия надежного удержания перемычками в накладке вырезанныхчастей в заготовке, в т ч. и в накладкегенсу угла наклона а, возможности варьирования достаточно велики.Угол а ограничивается возможностью используемого оборудования. Например, для известного приспособления наибольший практически достижимый угол я составляет 5, на других известных станках возможен наклон электрода-инструмента до 10.Целесообразно использовать один угол наклона для всех случаев обработки, который и принимают для всех стандартизованных расчетов программ. Оптимальным считают а = 3.На фиг. 1 и 2 приведена схема вырезки рабочего отверстия с вертикальными стенками и одной перемычкой; на фиг. 3 - то же, с двумя перемычками; на фиг. 4 и 5 - скоба станка с известным приспособлением; на фиг. 6 - схема вырезки контура с расположением верхней направляющей в ползуне.На фиг. 1 - 6 обозначены отверстие 1 под ввод электрода-инструмента, предварительно выполненное в заготовке и накладке, проволочный электрол-инструмент 2, заготовка 3, накладка 4 из электропроводного материала, например стали, электропроводный клей 5, с помощью которого накладка соединена с заготовкой, паз 6, вырезаемый электродом-инструментом, угол х наклона электрода-инструмента, толщина Й накладки, толщина Н заготовки с накладкой, коэффициент К, учитывающий погрешности оборудования при вырезке, величина 1. смещения верхней направляющей, прямолинейный отрезок ВСМ (в плане) вырезаемого контура, диаметр 0 вырезаемого контура. Автоматизированная вырезка с фиксированием вырезанных по контуру частей с помогцью перемычек осуществляется следуюгцим образом.Заранее к поверхности заготовки прикрепляется, например, с помощью электропроводного клея, накладка так, чтобы отверстия под ввод электрода-инструмента в за. готовке совпадали с соответствующими отверстиями в накладке. Как правило, накладку устанавливают под заготовкой. В качестве электропроводного клея можно использовать эпоксидную смолу ЭД - 20 с наполнителем из порошков меди, алюминия, железа. При толщине клея менее 0,2 мм возможно применение любого клея (наиболее удобен циакрин).В общем случае обработку начинают с от- верстия 1 под ввод электрода-инструмента 2 в заготовке 3 и накладке 4, скрепленных с помогцью электропроводного клея 5. Обхо дят контур по траектории, затем при достижении электродом-инструментом 2 прямолинейного участка ВС траектории вырезки производится (программно) наклон электрода- инструмента 2 на требуемый угол а в вертикальной плоскости, проходящей через середину паза 6 участка ВСМ, которым и разрезается оставшаяся перемычка. Направление вырезки показано стрелками.Пример. Обрабатывают отверстия в детали (фиг. 3) на станке с известным устройством электроэрозионной обработки.Исходные данные для расчета: диаметротверстия 60 мм, размер Н = 40 мм,включая высоту накладки, материал накладки - сталь 20, материал заготовкисталь 45.Находят расчетный вес Р.;вырезаннойчасти заготовки, включая вырезанную частьнакладки.15 Для круга диаметром 60 мм Рс950 кгс. Ранее определено Рлои = 9,31 кгс.В данном случае Ррасч. намного меньшеР; (на порядок) и уточнение расчетовпроизводить не нужно.В программы обработки можно внестисоотношения (фиг, 4)1. = Нн 1 да,где Н - расстояние между направляющими;я - угол наклона электрода-проволоки(принят равным 3).25 Заготовку с накладкой устанавливаютпо обычным правилам и закрепляют на столе станка с установленным на месте верхней направляющей известное приспособление.Известное приспособление включает корЗ 0 пус 7, где расположены механизмы ползуна 8 с верхней направляющей 9 для электрода-проволоки 2, паз планшайбы 10 и зубчате колесо 11, установленное в подшипнике 12 и снабженное торцовой спиральной нарезкой 13, во впадину которой вхоЗ 5 дит поводок 14, закрепленный на ползуне 8.Механизм поворота планшайбы состоит изпланшайбы 10 и зубчатого колеса 11.Зубчатое колесо 11 имеет кольцевую канавку, в которую вставлено размерное кольцо 15, к которому крепится планшайба 10.Планшайба 10 и ползун 8 связаны пружиной 16. Переключающе-тормозное устройство состоит из электромагнитов 17 и 18 дляработы устройства в автоматическом режиме и стопоров 19 и 20 для работы в руч 45 ном режиме.Электромагнит 17 установлен в наружном неподвижном кольце 21 подшипника 12и связывает планшайбу 10 с зубчатым колесом 11.Концы катушек электромагнитов 18 выве 50 дены на контактные кольца 22. Управлениеэлектромагнитами 17 и 18 может производиться известными способами, например,от системы ЧПУ.Приводной электродвигатель 23, установленный на корпусе 1, через шестерню 24, зубчатое колесо 11 и электромагнит 18 служитпереключающе-тормозным устройством с механизмом радикального перемещения направляющей.Г 1 ри помощи кронштейна 25 устройство монтируется на верхней части скобы 26.На противоположной части закреплена Нижняя направляющая 27. Обрабатываемая деталь 3 с накладкой 4 помещены между направляющими 9 и 27 и закреплены на столе станка 28.Устройство работает следующим образом.В начале обработки направляющие 27 устанавливаются вертикально соосно и элект род-инструмент 2 вводится в технологическое отверстие 1 в заготовке 3 и накладке 4.Выключением электромагнита 17 и вклюнением электромагнитов 18 обеспечивается разрыв связи планшайбы 10 с корпусом 7 и )е растормаживание. Импульсами от стойки ЧПУ станка план шай 6 у поворачивают таким образом, чтобы направление перемещений ползуна 8, т.е. направление смещения направляю 1 цей 9, совпадало с направлением вырезки (фиг. б).Затем начинается вырезка рабочего кон ура с использованием третьей координаты. Йо программе в каждой точке контура планшайба поворачивается, сохраняя направление смещения направляющей совпадающим с направлением вырезки.При вырезке отрезка ВС контура в точке, например, В станок программно остаНавливают. Включается электрома нит 17, электромагнит 18 отключается, обеспечивается связь планшайбы 0 с корпусом 7 и ее затормаживание. ,1)После этого программно производится смещение верхней направляющей 9 на величину. Затем в данном наклоненном положении электрода-проволоки продолжается вырезка до точки, например, С, при которой в накладке образуется расчетная, перемычка (фиг. 1). Этим же способом воз. можно получение нескольких перемычек, что необходимо при вырезке крупных деталей (фиг. 3). В этом случае вырезку контура следует производить по частям (элементам), причем каждый элемент требует отдельного отверстия для ввода электрода-инструмента,Формула нзобретения Способ электроэрозионного вырезания проволочным электродом-инструментом, при котором вырезание контура осуществляют с образованием перемычек на участках траектории, а вырезаемую часть фиксируют посредством соединяемой с заготовкой накладки, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, используют накладку из электропроводного материала, предварительно соединяют ее с заготовкой по всей поверхности, затем осуществляют вырезание контура совместно в обеих деталях, а при последующем разрезании перемычек электрод- инструмент наклоняют на угол, обеспечивающий образование в накладке перемычки с сечением, предел прочности которого превышает суммарные напряжения, создаваемые массой вырезанной части при замыкании контура в заготовке.1397208 17 О РГ, Ю ь И. Комас СР по делаРаушскаярпятие, г. осуди рств 113035, всяко-по. Произвс СоставитеТехред И. ВерТираж 921енного комитета ССМосква, Ж,играфпческое прели едактор Н. Лазаренкоаказ 2287/12В 1.ИИПИ Г ова Корректор Л. Пилипенко Подписноем изобретений и открытий аб., д. 415 жгород, ул. Проектная, 4