Орбитальная головка к электроэрозионному станку

(21 ) (22) (46) а счет обесп егулирования оставного дв ения ье мплитуд зависимогоы элементовго электроданабжена дополегулированияоторого распотносительноксцентрик охновного мехау 4 ескийсти им нструмента,ительным мех ловк измо ьк амплитуды, ложен теле ат пическикателя,ентрик о основного тол ватывает эксц низм ан орпусом через доовые направляющие,нительные ша тальнаа ю щ 2, Орт л и л печен о и ол ои елескопического еют гольную форму и ены тела качени Орбитальная гол и ч а ю щ а я с ежду ними рямо вка по и что ее вве ент, разме- дополнитель ругии эл основным щенныи сцентр и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС АН БСС(54)(57)1.ОРБИТАЛЬНАЯ ГОЛОВКА К ЭЛБКТРОЭРОЭИОННОМУ СТАНКУ,в корпусе котрой смонтирован механизм регулирования амплитуды, выполненный в виде установленного с возможностьювращения толкателя, связанного черешариковые направляющие с эксцентриком, который установлен на инструментальной плите и предназначен длявзаимодействия с корпусом через расположенные взаимно перпендикулярношариковые направляющие, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможност головка по и. 1, я с я тем, что, ия синхронного врателей, направляющие их соединения имИзобретение относится к станкостроению и предназначено для использования в электроэрозионных станкахдля обеспечения движения электродапо замкнутой траектории в плоскости,перпендикулярной движению подачи,В настоящее время известна орбитальная головка к электроэрозионному станку,.в корпусе которой смонтирован механизм регуяирования амплитуды, выполненный в виде установленного с возможностью вращения толкателя, связанного через шариковыенаправляющие с эксцентриком, которыйустановлен на инструментальной плитеи предназначен для взаимодействияс корпусом через расположенные взаимно перпендикулярно шариковые направляющие Г 13,Эта головка может использоватьсядля обработки детали одновременнона черновом и чистовом режимах Дляэтого выполняется электрод - инструмент, состоящий из отдельных,расположенных снизу по вертикаличернового и чистового элементов,изолированных друг от друга слоемдиэлектрика и подключенных к отдельным контурам многоконтурного генератора электрических импульсов.В процессе обработки чистовой элемент обеспечивает удаление дефектного слоя, возникшего ка детали отчернового режима. Однако таким двухрежимным электродом с использованием известной орбитальной головки могут обрабатываться детали только с одним им присущим углом наклонастенок, при этом профиль стенок должен быть прямолинейным, а угол наклона образующих электрода должен соответствовать углу наклона стенок полости обрабатываемой детали, Радиусы или плавные переходы с одной геометрически правильной поверхности на другую не допускаются. Связано это с тем,. что припуск под чистовую обработку при разнорежимной электроэрозионной обработке соответствует глубине дефектного слоя, возникшего на детали от впереди идущего чернового режима. На практике он составляет 0,1-0,2 мм. Такая величина при" пуска под чистовую обработку обеспечивает высокую скорость съема на чистовом режиме. Обработать полость с наклонными стенками этим же элект"10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 родом с аналогичной скоростью прошивки уже не представляется возможным, так как припуск под чистовую обработку увеличивается в десятки раз, что приводит к пропорциональному увеличению времени обработки на чистовом режиме, Так, например, при угле наклона стенок полости 45 к высоте чистового элемента 10 мм припуск под чистовую обработку на стороне составит 5 мм, т.е. увеличивается в 50 раз в сравнении с припуском при обработке полости, имеющей вертикальные стенки, При попытке выполнить полость со сложным профилем, образующей поверхности одновременно на черновом и чистовом режимах, придется затратить значительное экономически неоправданное время или получить после окончания обработки бракованную деталь с участками, не обработанными на чистовом режиме,Целью изобретения является расширение технологических возможностей электроэрозионной обработки за счет независимого изменения амплитуды орбитального движения в следящем режиме каждого из элементов двухрежимного электрода - инструмента. Цель достигается тем, что головкаснабжена дополнительным механизмомрегулирования амплитуды, толкателькоторого расположен телескопическиотносительно основного толкателя,эксцентрик охватывает эксцентрикосновного механизма и связан с корпусом через дополнительные шариковыенаправляющие.Телескопические направляющие соединения толкатель - толкательн могут быть выполнены прямоугольногосечения и между ними размещены телакачения.Между основным и дополнительнымэксцентриком может быть установленупругий элемент,На фиг. 1 изображена орбитальнаяголовка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. Э - видБ на фиг, 1; на фиг. 4 - разрез В-Вна фиг. 1.Головка включает в себя корпус 1и смонтированный в нем механизм разложения кругового движения по двумвзаимно перпендикулярным направлениям, который состоит из подвижнойинструментальной плиты 2 с установ957510 ной инструментальной плиты 25 с установленной на ней через слой изоляции 26 чистовым элементом электрода - инструмента. Инструментальная 5 плита 25 установлена на подвижнойплите 27 посредством шариковых направляющих 28 и 29, расположенныхв плоскости, перпендикулярной осиорбитальной гловки. Подвижная плита 0 27 установлена на корпусе 1 с возможностью перемещения по направляющим 30 и 31, которые расположеныпод прямым углом к направляющим28 и 29.Механизм регулирования амплитуды орбитального движения чистовогоэлемента состоит из дополнительноготолкателя 9, который через шариковыенаправляющие 32 взаимодействует сдополнительным эксцентриком 33,установленным на дополнительнойинструментальной плите 25, с возмож"ностью вращения в по ипнике 34,Вращение шестерен 11 и 12 дополнительного толкателя 9 передается через направляющие 32 дополнительномуэксцентрику 33. При наличии смещенияоси дополнительного эксцентрика 33относительно оси дополнительноготолкателя 9 происходит разложениекругового движения по двум взаимноперпендикулярным направлениям, которые задаются направляющими 28, 29и 30, 31. Изменение величины амплитуды чистового элемента осуществляется по копиру 17 и передается отролика 35 через рычаг 36, упор 37,подшипники 38 и 39, толкателв 9,который под давлением пружины 40воздействует на эксцентрик 33, осуществляя его смещение влево. Возвратэксцентрика в исходное положение,при котором эксцентриситет равеннулю, осуществляется пружиной 24.Копир 17 закреплен на салазках41, которые перемещаются по корпусу 1. К салазкам прикреплен трос 42,который, огибая блок 43, другимконцом закреплен на неподвижнойчасти 44 шпинделя электроэрозионного станка. Между салазками 41 и основанием блока 43 расположена пружина 45.Орбитальная головка работает следующим образом. Механизм регулирования амплитуды состоит из толкателя 8 который чеЭ 15 рез дополнительный толкатель 9 взаимодействует с приводом вращения 10 через шестерйкс 11 и 12. Дополнительный толкатель 9 расположен относительно основного толкателя 8 телеско 20 пически. Для обеспечения их синхронного вращения телескопические направляющие соединения толкатель - тол 11катель выполнены прямоугольного сечения, а между ними размещены те ла качения, т,е, шариковые направляющие 13. Толкатель 8 посредством шариковых направляющих 14 взаимодействует с эксцентриком 15, установленном на инструментальной плите 2 с возможностью вращения в подшипни 30 ке 16, Таким образом, вращение шестерен 11 и 12 дополнительного толкателя 9, и основного 8 передается через направляющие 14 эксцентрику 15. При наличии смещения оси эксцентрика 35 15 относительно оси толкателя 8 происходит разложение кругового поступательного движения по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Изменение величины амплитуды черно вого элемента электрода - инструмента осуществляется по копиру 17 и передается от ролика 18 через рычаг 19, упор 20, подшипники 21 и 22, толкатель 8, который своим давлени ем на эксцентрик 15 обеспечивается его смещение вправо (см. фиг. 1). Силовое воздействие на эксцентрик 15 создается пружиной .23, воздействующей на упор 20, и в то же время 50 обеспечивается давление ролика 18 на копир. 17, Возврат эксцентрика 15 в исходное положение при котором эксцентриситет равен нулю, осуществляется пружиной 24. Дополнительный 55 механизм разложения кругового движения по двум взаимно перпендикулярным направлениям состоит из подвижленной на ней черновым элементомэлектрода - инструмента. Инструментальная плита 2 установлена на подвижной плите 3 посредством шариковыхнаправляющих 4 и 5, расположенныхв плоскости, перпендикулярной осиголовки. Подвижная плита 3 установлена .на корпусе 1 с воэможностьюперемещения по направляющим 6 и 7,которые расположены под прямым углом 1к направляющим 4 и 5 в плоскостиУперпендикулярной оси головки,Чтобы обработать сквозную полость в детали 46 выполняют двухрежимный электрод - инструмент, состоящий .из чернового 47 и чистового 48 элементов. Каждый из них подключенк соответствующему контуру многоконтурного генератора электричеоких 5импульсов, Черновой элемент 47 черезслой изоляции 49 закреплен на инструментальной плите 2, а чистовой элемент48 через слой изоляции 49 закреплен надополнительной инструментальной плите 25,Траектория движения электродовзадается копиром 17, который выполняется предварительно. Его профильсоответствует профилю полости в детали 46. Копир 17 устанавливаетсяна салазках 41, В процессе электроэрозионной обработки по мере движения орбитальной головки вниз происходит протаскивание копира 17 через 20ролики 18 и 35. Так как ролики взаимосвязаны с соответствующими толкателями 8 и 9 происходит изменениеамплитуды орбитальных движений позаданному копиром 17 закону, Движение чистового элемента 48 по траектории чернового с некоторым интервалом обеспечивается удаленностьюосей роликов 18 и 35 на некоторомрасстоянии Ь. Кроме того, амплитуда 30орбитального движения чистового элемента 48 принимается большей, чемдля чернового режима. Это различиеамплитуд соответствует припуску подчистовую обработку, который равенглубине дефектного слоя, полученногона детали от чернового режима, Достигается это тем, что диаметр ролика35 меньше диаметра ролика 18 на величину припуска под чистовую обработку. 40На стабильность процесса электроэрозионной обработки большое влияниеоказывает скорость орбитального движения, На существующих в нашей стране орбитальных головках установлены 45электродвигатели, скорость вращенияякоря которых не превышает 100 об/мин,В то же время исследования, проведеннще в лаборатории электрофизикиФТИ АН БССР, показали, что наибольшая производительность электроэрозионной обработки достигается при скорости орбитального движения, соответствующей 180-200 об/мин. Однакопри таких скоростях вращения наорбитальную головку оказывают значительное влияние динамические нагрузки, величина которых с увеличениемамплитуды и веса электрода, закрепленного на инструментальной плите, возрастает. При этом точность электроэрозионной обработки значительно снижается. Для устранения этого недостатка направляющие 14 и 32 эксцентриков 15 и 33 соответственно расположены встречно. Угол М, образованный плоскостями, проходящими через их направляющие, соответствует 20-140. При малом угле с отношение вертикального перемещения толкателя к горизонтальному значительно больше единицы, При этом погрешности вертикального перемещения толкателей 8 и 9 уменьшаются в то же число раз. Но при чрезмерно малом угле Ы значительно увеличивается осевой размер толкателя, что приводит к необоснованному увеличению размеров орбитальной головки, Таким образом, минимальным углом о можно считать угол 20, что соответствует углу при вершине каждого толкателя 10 , т.е. 2, При больших углахо Оотношение вертикального перемещения толкателя к горизонтальному значи- тельно меньше единицы, Это позволяет получить значительное изменение амплитуды при малых перемещениях толкателя. Такое свойство может бытьиспользовано в электрических системах регулирования амплитуды. Ограничивающим фактором является возрастание необходимого осевого усилия на каждый иэ эксцентриков, Таким образом, максимальным углом можно считать угол в 140, что соответствует углам при вершине толкателей 70. Оптимальным углом можно считать угол в 90, который соответствует углам при вершине каждого толкателя 45. Такой угол обеспечивает совпадение профиля копира 17 с профилем обрабатываемой полости в детали 49.Предлагаемое изобретение в сравнении с прототипом позволяет повысить производительность электроэрозионной обработки при изготовлении в деталях полостей со сложным профилем образующей поверхности. Объясняется это возможностью сохранения минимального припуска под обработку на чистовом режиме. Например, при изготовлении сквозной пблости с углом наклона стенок.45 припуск под чистовую обработку в сравнении спрототипом сокращается в 50 раз,При этом общее время обработки начистовом режиме пропорционально величине припуска. Даже при сокращенииобщего времени на обработкуна 202в сравнении с прототипом предложенный способ позволяет дать значительный экономический эффект. По даннымзарубежных фирм стоимость одногочаса работы на копировально-прошивочном станке составляет 15 долларов.Годовой фонд времени электроэрозионного станка при двухсменной работесоставляет 4015 ч. На основании этого экономия от использования данно 1 го способа электроэрозионной обработ.ки на один станок составит 12,000долларов в год. При увеличении числа станков эта сумма пропорционально увеличивается. Повышение точности электроэрозионной обработки в сравнении с прототипом обеспечивается за счет снижения динамических нагрузок путем уравновешиваниядвижущихсямасс относительно оси орбитальной головки. Точность предложенной орбитальной головки повышается на.один - два квалитета.