СТАНОК ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ

Полезная модель относится к области станкостроения, а именно к электроэрозионным станкам, предназначенным для формообразования глубоких отверстий малого диаметра в цилиндрических и дисковых деталях.
Известен электроэрозионный автоматический станок для прошивания отверстий в телах вращения, содержащий основание, на основании установлена головка со шпинделем, оснащенная приводом вертикального перемещения шпинделя, на головке со шпинделем установлен узел подачи рабочей жидкости, выполненный в виде локальной камеры (см. патент РФ №2032505, МПК B23H 7/36, 1995 г.).
В результате анализа конструкции данного станка установлено, что узел подачи рабочей жидкости, выполненный в виде локальной камеры, не обеспечивает попадание ее в достаточном количестве в межэлектродный промежуток (МЭП), особенно при малых его значениях, что зачастую затрудняет или делает невозможным прошивку отверстий малого диаметра на большую глубину, а также ведет к ухудшению качества обработанной поверхности.
Известен электроэрозионный станок для формообразования отверстий, содержащий основание, на верхней плоскости которого на вертикальном суппорте установлена инструментальная головка с вибратором, каретка с делительным механизмом для установки подлежащей обработке детали и механизмом восстановления рабочей части электрода-инструмента, а также ванну для рабочей жидкости с приводом вертикального перемещения.
(см. патент РФ №2455133, МПК B23H 7/26, 2012 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известного станка установлено что, при проведении процесса прошивки в ванне не обеспечивается попадание рабочей жидкости в МЭП, что ведет к снижению производительности процесса при прошивке отверстий малого диаметра на большую глубину и ухудшению качества обработанной поверхности. Кроме того, вибратор, которым оснащен станок, предполагает работу на промышленной частоте и амплитуде превышающей величину МЭП, что затрудняет синхронизацию эрозионных импульсов и отрицательно сказывается на качестве обработанной поверхности.
Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка станка для электроэрозионного формообразования отверстий, обеспечивающего повышение производительности и качества (точности формы отверстия и чистоты его поверхности) обработки глубоких отверстий малого диаметра за счет гарантированного поступления рабочей жидкости в МЭП в процессе обработки.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в станке для электроэрозионного формообразования отверстий, содержащем основание с установленным на нем горизонтальным суппортом, предназначенным для установки приспособления для закрепления подлежащей обработке детали, вертикальным суппортом, на котором смонтирован узел подачи электрода-инструмента, размещенные на основании пульт управления станком, импульсный генератор, а также систему регенерации и подачи рабочей жидкости, новым является то, что станок оснащен узлом ограничения осевого отклонения электрода-инструмента, установленном на вертикальном суппорте, а выход системы регенерации и подачи рабочей жидкости подсоединен непосредственно к узлу ограничения осевого отклонения электрода-инструмента и связан с его полостью для подачи рабочей жидкости в межэлектродный зазор в процессе обработки отверстия.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 изображен станок с частично снятым ограждением;
- на фиг. 2 изображен вертикальный суппорт станка;
- на фиг. 3 изображено соединение узла ограничения осевого отклонения электрода-инструмента с системой регенерации и подачи рабочей жидкости (в разрезе);
- на фиг. 4 изображен узел ограничения осевого отклонения электрода-инструмента в поперечном сечении.
На графических материалах приведенными ниже позициями обозначены следующие конструктивные элементы станка:
1 - основание;
2 - вертикальный суппорт;
3 - горизонтальный суппорт;
4 - ограждение;
5 - система регенерации и подачи рабочей жидкости;
6 - электрический шкаф;
7 - пульт управления станка;
8 - импульсный генератор;
9 - плита;
10 - базовая плита;
11 - узел ограничения осевого отклонения электрода-инструмента;
12 - узел подачи электрода-инструмента;
13 - электрод-инструмент;
14 - шланг;
15 - штуцер;
16 - уплотнительные кольца;
17 - корпус;
18 - разрезная цанга;
19 - направляющая трубка;
20 - упругий элемент.
Станок для электроэрозионного формообразования отверстий содержит основание 1, представляющее собой сварной каркас, выполненный из сортового проката. На основании смонтирован вертикальный суппорт 2, на котором размещен узел подачи электрода-инструмента.
На основании установлен горизонтальный суппорт 3, предназначенный для установки приспособления для закрепления детали. Горизонтальный суппорт 3 смонтирован на основании 1 с возможностью горизонтального перемещения, а приспособление имеет возможность поворота детали для прошивки отверстий под разными углами. Конструкции таких приспособлений известны и не требуют дополнительного пояснения. На передней нижней части основания смонтирована система 5 регенерации и подачи рабочей жидкости в зону обработки отверстия.
На основании размещен пульт управления 7 станка (с пульта управления производится управление режимами импульсного генератора 8 и перемещениями элементов станка).
Электрический шкаф 6 и импульсный генератор 8 закреплены на задней части основания.
Для защиты элементов станка от цеховой пыли предназначено ограждение 4.
Вертикальный суппорт содержит плиту 9, на которой установлена базовая плита 10.
На базовой плите 10 установлены узел ограничения осевого отклонения электрода-инструмента 11 и узел подачи 12 электрода-инструмента 13.
Соединение полости узла ограничения осевого отклонения электрода-инструмента 11 и выхода системы 5 регенерации и подачи рабочей жидкости реализовано следующим образом. Шланг 14 системы 5 посредством стандартного хомута (не показан) соединен со штуцером 15. Штуцер 15 надет на корпус 17 узла ограничения осевого отклонения электрода-инструмента и его полость связана с полостью корпуса 17. Уплотнительные кольца 16 обеспечивают плотное герметичное соединение штуцера 15 с корпусом 17. В корпус 17 вставлена направляющая трубка 19, предназначенная для перемещения по ней электрода-инструмента 13. В корпус 17 вставлена разрезная цанга 18 до упора в направляющую трубку 19. В пазы разрезной цанги 18 вставлены три упругих элемента 20, охватывающие проходящий между ними электрод-инструмент 13.
Конструкция механизмов, не описанная в настоящей заявке, является известной и не составляет предмета патентной охраны.
Станок работает следующим образом.
Подлежащую обработке деталь вручную закрепляют в приспособлении, установленном на горизонтальном суппорте 3. Электрод-инструмент 13 заправляют (вручную) в узел подачи 12 и узел ограничения 11 осевого отклонения электрода-инструмента, ось которого совпадает с осью узла подачи электрода-инструмента 12 и осью обрабатываемого отверстия в детали.
С пульта управления 7 настраивают положение детали относительно электрода-инструмента 13. Включают систему 5 регенерации и подачи рабочей жидкости. В результате рабочая жидкость подается в зону обработки, проходя через шланг 14, соединенный со штуцером 15, поступает в полость корпуса 17 и в разрезную цангу 18, через центральное отверстие (через которое проходит электрод-инструмент 13) которой рабочая жидкость попадает в зону обработки. Подача рабочей жидкости через центральное отверстие цанги обеспечивает ее попадание в достаточном количестве МЭП даже при малых его значениях. С пульта управления 7 задаются параметры системы слежения.
При назначении параметров системы слежения предусмотрен контроль процесса прошивки по четырем параметрам: доля импульсов холостого хода, доля импульсов короткого замыкания, средний ток, напряжение холостого хода. Выбор параметра контроля процесса определяется характером решаемой технологической задачи. Возможно осуществлять контроль процесса прошивки, комбинируя параметры контроля. При нарушении заранее установленного интервала одного из параметров контроля электрод-инструмент 13 начинает совершать колебательные движения, посредством узла подачи электрода-инструмента 12, относительно вертикальной оси, с амплитудой, не превышающей величину МЭП. Электрод-инструмент 13 совершает колебательные движения таким образом, что эрозионные импульсы, подаваемые импульсным генератором 8, приходятся на фазу максимального сближения электрода-инструмента 13 с деталью, снижая тем самым энергоемкость процесса. При совершении колебательных движений электрод-инструмент 13 работает как поршень, вытесняя из МЭП рабочую жидкость с продуктами эрозии. Вследствие этого увеличивается производительность процесса за счет интенсивной эвакуации продуктов эрозии из МЭП. Также снижается вероятность короткого замыкания между ЭИ и деталью через продукты эрозии, находящиеся в МЭП, что положительно сказывается на качестве обрабатываемой поверхности.
После назначения параметров системы слежения на пульте управления 7 задают режимы обработки. Включают импульсный генератор 8. Запускают программу прошивки отверстия. В процессе прошивки отверстия узел 12 подачи электрода-инструмента 13 выполняет вертикальное перемещение электрода-инструмента 13, на расстояние, заданное в программе. После прохождения электродом-инструментом 13 заданного расстояния (глубины обработки) он по команде системы управления возвращается в исходное положение.
Таким образом, выполнение в заявленном станке подачи рабочей жидкости через узел 11 ограничения осевого отклонения электрода-инструмента позволяет улучшить качество поверхности детали, увеличить производительность и, кроме того, снизить энергоемкость процесса прошивки.