Способ электрообработки и устройство для его осуществления

(19) . 111) 1)5 В 23 Н 5/04, 7 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 01"У"1 ДЕТЕЛЬСТ К АВТ одимых для возникноектроэрозионных проит съем металла с ении и одольной и поГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Ржевское производственное объединение "Электромеханика"(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРООБРАБОТКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование: электрообработка телвращения дисковыми вращающимися электродами-инструментами, Сущность изобретения: обработку. деталей производят намногопозиционной роторной установке, содвржащей неподвижные инструментальные Изобретение относится к электрофизическим методам обработки и.в частности к электроконтактной и электроалмазной обработке цилиндрических сложнопрофильных образцов для механических испытаний,Известны способы электроконтактной обработки тел вращения, например, образцов для механических испытаний при вра 1 цении заготовки и электрода-инструмента, в которых электрод-инструмент подается к заготовке с заданной скоростью продольной подачи.Известен способ электроконтактной обработки тел вращения, в котором заготовка и электрод-инструмент совершают вращательное движение вокруг своих осей, При сообщении электроду-инструменту или заготовке поступательного движения и соблюблоки с вращающимися электродами-инструментами и технологический ротор с вращающимися вокруг своих осей центрами для базирования заготовок. Ротор вращается с постоянной скоростью вокруг штанги, осуществляя одновременно транспортирование заготовок и подачу на врезание. Скорость вращения ротора выбирается по наиболее медленной операции, В каждый момент происходит обработка только одной из установленных на роторе заготовки, для чего отношение суммы углов расположения блоков относительно оси штанги к углу между двумя соседними позициями центров на роторе выбирают не равным целому числу. На начальных позициях производят электроконтактную обдирку деталей, а на конечных - электроалмазное шлифование, 1 з.п,ф-лы, 10 ил. дении условии, необхвения и развития элцессов, происходзаготовки в направл рперечной подач.Известен способ электроабразивногошлифования тел вращения при котором врезание круга ведут при постоянной скоростиего поперечной подачи,Известный устройства для анодно-механического и электроалмазного шлифования наружных и внутреннихцилиндрических и конических поверхностейдеталей, например, станок мод. ЗЭ 110 М, вкоторых заготовка и электрод-инструментсовершают вращательное движение припродольной и поперечной подаче электрода-инструмента,Общими недостатками известных технических решений является невозможностьили большая сложность автоматизации обработки деталей типа тел вращения от заготовки до детали заданного размера, точности и качества поверхности, т.к, дляэтого необходимо проведение черновой и чистовой обработки с использованием различных методов обработки, например, электроконтактного и электроалмазного с 10 различными электродами-инструментами, что требует перестановки обрабатываемой заготовки с одного вида оборудования на другой и, как следствие препятствует автоматизации, изготовления деталей и увеличивает суммарное время изготовления детали,Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно автоматизация процесса изготовленияобразцов, а также повышение производительности изготовления,Поставленная цель достигается тем, что при встречном вращении образца и дисковых электродов-инструментов, обработку ведутс исйользованием роторной машины, при этом обдирку образца до цилиндрической формыи формированиеего,профиля осуществляют электроконтактным методомна первых позициях, а чистовую доводкуповерхностей до номинальных размеров осуществляют на последующих позициях методом электроалмазного шлифования, причем подачу врезанйя электрода-инстру-мента на всех позициях осуществляют путем вращения ротора с постоянной угловой скоростью, с вращающимся вокруг собственной оси образцом, установленным на нем, относительно неподвижного инструментального блока с вращающимся электродом-инструментом, при этом угловую скорость вращения ротора выбирают по позиции с наименьшей скоростью обработки, исходя из метода обработки и его режимов,причем обработку образцов производят по одному последовательйо на каждой из позиции.Для реализации способа в роторной машине, содержащей технологический ротор с механизмам его вращения и механизмами зажима и вращения образца вокруг собственной оси, инструментальные блоки, с механизмами вращения электродов-инструментов и их настроечныхперемещений, установленные неподвижноотносительно технологического ротора, коллектор распределения технологического тока по рабочим позициям от источников питания, рабочую ванну, загрузочное устройство, инструментальные блоки установ 1520304050 лены с шагом по делительной окружности технологического ротора не равным (большим или меньшим) шагу размещения механизмов зажима и вращения образцов вокруг собственной оси на технологическом роторе на величину не менее величины пути врезания и обработки образца с максимальным припуском на одной из позиций обработки.На фиг. 1 представлена схема осуществления способа обработки образца на одной из позиций; на фиг, 2 - схема компоновки технологического ротора; на фиг. 3-8 обработка образцов по позициям на фиг. 2; на фиг. 9 - кинематическая схема технологического ротора; на фиг. 10 - вид А на фиг. 3.При обработке образцов по предлагаемому способу, т,е. при прохождении с постоянной угловой скоростью ротора с вращающимся образцом относительно вращающегося электрода-инструмента скорость врезания инструмента при прохождении любой позиции будет переменной в зависимости от величины снимае мого припуска иугла встречи образца с электродом-инструментом ( а 2 ) и изме-, няться от максимальной с момента касания, равной скорости черновой обработки, до минимальной, равной скорости чистовой обработки, а при выходе за линию центров осей технологического ротора и электрода- инструмента произойдет выглаживание поверхности образца.На первой рабочей позиции роторной машины производится обдирка образца электроконтактным способом, при этом режимы обработки выбираются согласно рекомендациям,Например, напряжение 0=29 - 30 В; ток 1=0,3-1,0 кА; окружная скорость электрода- инструмента Чэн=35 м/с; скорость врезания максимальная Черед=5 мм/мин, которая при диаметре ротора по делительной окружности ОР=1000 мм, диаметре заготовки бай=16 мм и величине снимаемого припуска Упр 1=1,5 мм (на сторону) обеспечивается угловой скоростью ротора, равной а 1 =0,043 об/мин.На второй рабочей позиции роторной машины производится профильная обточка образца электроконтактным способом с режимами обработки одинаковыми с первой позицией, На третьей и последующих позициях роторной машины производится чистовая обработка поверхностей образца - электроалмазным способом, при этом режимы обработки выбираются согласно рекомендациям, например, напряжение 0=5-7 в; окружная скорость электрода-ииструмен1780950 510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 та Чэн=35 м/с; скорость врезания максимальная Чврез 2=2,5 мм/мин, которая при диаметре ротора до делительной окружности Ор=1000 мм, диаметре заготовки под операцию шлифования бэш=6,0 мм и величине снимаемого припуска Еш=0,5 мм (на сторону) обеспечивается угловой скоростью ротора равной в=0,036 об/мин.Таким образом, минимальная угловая скорость вращения ротора для обеспечения обработки по позиции с наименьшей скоростью врезания, т.е. электроалмазного шлифования составит вроит =0,036 об/мин. Устройство, реализующее способ обработки содержит станину 1, технологический ротор 2, механизмы 3 вращения образцов 4, коллектор 5 распределения технологического тока по рабочим позициям ротора 2, инструментальные блоки 6 с электродами- инструментами 7, рабочую ванну 8, передающее устройство 9, роторный накопитель .10. Технологический ротор 2 установлен с возможностью его вращения на неподвижной штанге 11, закрепленной на станине 1. Вращение ротора 2 осуществляется от электропривода 12 через цепную передачу 13 на роторе 2 установлены механизмы 3, обеспечивающие вращение образцов 4 от электро- привода 14 через блоки ременных передач 15. Зажим образцов 4 в центрах 16 и 17 осуществляется с помощью пневмоцилиндров 18, На штанге 11 в верхней ее части установлен коллектор 5 с токоподводящими секторами 19 соединенными с источниками питания для электроконтактной и электро- алмазной обработки. На кронштейнах 20, закрепленных на роторе 2, установлены токосъемные щетки 21 вращающиеся вместе с ротором 2, которые соединены с токосъемными щетками 22, установленным на механизмах 3 и осуществляющими токоподвод к вращающимся образцам 4. Токопроводящие секторы 19 выполнены прерывистыми и осуществляют подвод тока к каждому механизму 3 только во время обработки одного образца 4 и только от соответствующего источника питания. В случае если будет производится электроконтактная обработка сразу двух образцов и притом разных его поверхностей, то информация о протекании процесса обработки на каждой позиции будет искажена и, следовательно, система слежения и управления технологическими параметрами источника питания не сможет поддерживать оптимально необходимый режим при обработке заданной 1 поверхности образца на одной из позиций,В случае если будет производится одновременно электроконтактная (черновая) обработка одного образца и электроалмазное шлифование (чистовое) другого образца то, учитывая что рабочая подача врезания на обоих позициях осуществляется путем вращения одного и того же привода, возникающая на позиции черновой обработки вибрация ротора приведет к искажению обработки и размера на чистовой операции и,следовательно, к браку.Для того, чтобы избежать указанных недостатков и обеспечить автоматизацию процесса изготовления образцов с заданной точностью, обработку образцов производят по одному последовательно на каждой изпозиций при непрерывном вращении ротора с выбранной угловой скоростью,На фиг. 2 представлена схема компоновки технологического ротора при числеинструментальных блоков Равном 6 и числе.позиций под деталь равном 4.Как видно из схемы, обработка образцапроизводится только на одной позиции пришаге инструментальных блоков равном Я(угол а) и шаге зажимных механизмов образца Ь (угол 3), Для обеспечения раздельного прохождения деталей при обработкенеобходимо чтобы было соблюдено условие:а и - 1 ,(п -1)Б 5где и - количество инструментальных блоков;Г - не целое число,Электроды-инструменты 7 приводятсяво вращение от электропривода 23 черезблок ременных передач 24. Электроды-инструменты 7 имеют возможность настроечных перемещений: радиального, с помощью механизма 25; вертикального с помощью механизма 26, углового с помощью механизма 27. Токоподвод к электродам-инструментам 7 осуществляется через токосъемные щетки 28. На станине 1 установлена неподвижно рабочая ванна 8, заполняемая рабочей средой в которой ведется обработка образцов 4.Передающее устройство 9 установлено на станине 1 и приводится во вращение от электропривода 12 через кинематическую цепь с синхронизацией вращению технологического ротора 2.На станине 1 установлен роторный накопитель 10, в котором размещены образцы 4, Вращение роторного накопителя 10 осуществляется от электроп Ривода 12 через кинематическую цепь с синхронизацией вращению технологического ротора 2. На10 15 20 25 30 35 40 50 штанге 11 неподвижно установлен цилиндрический копир 29 с канавкой в которую входят пальцы 30 механизмов 3 вращения образцов 4, в результате чего при вращении ротора 2 обеспечивается вертикальное перемещение механизмов 3 при загрузке и выгрузке образцов 4 в рабочую ванну 8 и постоянство их положения в течение обработки от позиции к позиции относительно электродов-инструментов 7,Устройство работает следующим образом,Образцы 4 загружаются в роторный накопитель 10, Исходя из диаметра заготовки, расчетного припуска заготовки на каждой из позиций, скорости врезания, диаметра ротора 2 по делительной окружности, режимов обработки вычисляется угловая скорость ротора на каждой из позиций и определяется минимальная угловая скорость ротора 2, которая задается электроприводу 12. В соответствии с конечными диаметрами заготовки на каждой из позиций устанавливается путем ручной настройки с помощью механизмов 25, 26 и 27 положение электродов-инструментов 7, Рабочая ванна 8 заполняется рабочей средой. Включаются электроприводы 23,14 и 12. Передающее устройство 9 берет образец 4 из роторного накопителя 10 и перемещает его на загрузочную позицию ротора 2, где образец 4 зажимается между центрами 16 и 17 с помощью пневмоцилиндра 18. При вращении ротора 2 механизм 3 с зажатым образцом 4 перемещается при взаимодействии пальца 30 с канавкой копира 29 в нижнее положение в рабочую ванну 8 и при дальнейшем вращении ротора 2 образец 4 входит в контакт с электродом-инструментом 7 на первом инструментальном блоке 6. Идет электроконтактная обдирка образца 4. При выходе образца 4 из обработки на первой позиции и его дальнейшем перемещении ко второму инструментальному блоку 6 происходит загрузка следующего образца и т.д. до конца обработки первого образца 4 последовательно на всех позициях и его выгрузки. При этом при вращении ротора 2 подвод тока к каждому образу 4 осуществляется только в момент его обработки от соответствующего источника питания за счет токосьема с прерывистых токопроводящих секторов 19 коллектора 5. Использование данного способа обработки и устройства позволит автоматизировать обработку деталей типа тел вращения от заготовки до готовой детали заданного размера, точности и качества поверхности, сократить время изготовления деталей за счет совмещения времени транспортирования и времени обработки, а также исключения времени,необходймого на перестановку детали, переналадку по операциям оборудования, уменьшить номенклатуру типов оборудования и необходимые производственные площади. Формула изоб ретен и я 1 Способ электрообработки вращающимися дисковыми электродами-инструментами, при котором обработку производят на роторной многопозиционной установке последовательного действия с постоянной скоростью вращения ротора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения его реализации при обработке тел вращения, заготовкам придают вращение вокруг своих осей, обработку каждойзаготовки ведут по меньшей мере в два этапа, на первом из которых осуществляют черновую обработку электроконтактным методом, а на втором этапе осуществляют чистовую обработку электроалмазного шлифования, при этом в:каждый момент времени обрабатывают только одну из деталей, установленных на ротор, а скорость его вращения выбирают из условия обеспечения оптимальных для данных режимов результатов обработки на наиболее длительной операции.2. Устройство для электрообработки вращающимися дисковыми электродами- инструментами, содержащее основание с приводами вращения электродов-инструментов вокруг неподвижных осей и роторный барабан с установленными на нем равномерно по окружности узлами закрепления деталей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции при обработке деталей типа тел вращения, узлы закрепления снабжены приводами вращения деталей вокруг своих осей, а отношениесуммы углов между осями вращения электродов-инструментов к углу между двумя соседними узлами закрепления деталей не равно целому числу.1780950 ФИГ, 10Составитель Г. Гейкоедактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректс рушева роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 акаэ 4239 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5