УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ТОКОПРОВОДЯЩИМ КРУГОМ

Полезная модель относится к области металлообработки, в частности к устройствам для электрохимической обработки токопроводящими инструментами металлических изделий.
Известен способ электроабразивной обработки токопроводящим кругом, включающий электрофизико-химическое воздействие на обрабатываемую деталь и на круг при его правке непосредственно в течение всего рабочего цикла обработки, регулирование процессов обработки и правки путем подачи асимметричных импульсов тока разной полярности. При этом создают одну общую электрическую цепь деталь-электролит-круг (патент РФ №2489236, МПК В23Н 5/06, 2011). Для реализации способа используется устройство, состоящее из источника питания, блока управления симисторами и тиристорами (БУСТ) и реле времени микропроцессорного двухканального УТ24. Недостаток устройства состоит в том, что его программирование осуществляется вручную клавишами с лицевой панели устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для электроабразивной обработки, содержащее последовательно соединенные источник тока и блок коммутации токов, выполненный с возможностью подачи с его выхода импульсов тока прямой и обратной полярности в электрическую цепь, образованную обрабатываемым изделием, электролитом и токопроводящим абразивным кругом, и блок управления коммутацией токов, выполненный с возможностью изменения длительности и частоты импульсов тока и связанный с упомянутым блоком коммутации. Устройство снабжено вторым источником тока, упомянутый блок управления снабжен программируемым микроконтроллером, а упомянутый блок коммутации выполнен в виде двух твердотельных реле, входы которых связаны с соответствующими упомянутыми источниками тока, а выходы - с выходами блока коммутации. Управляющие входы упомянутых реле соединены с выходом упомянутого блока управления, при этом один из упомянутых источников тока выполнен с возможностью формирования импульсов рабочего тока, а другой - с возможностью формирования импульсов тока правки токопроводящего круга (патент на полезную модель №172551 от 25.04.2016 г.).
Предлагаемая конструкция устройства для электроабразивной обработки токопроводящим кругом позволяет уменьшить габаритные размеры устройства, упростить процесс программирования за счет использования компьютера и снизить его стоимость. Его недостаток состоит в том, что источники тока используются попеременно, что снижает коэффициент из загрузки.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении эффективности использования источника тока. Для решения поставленной задачи используется устройство, содержащее источник тока, блок коммутации токов, выполненный с возможностью подачи с его выходов импульсов тока прямой и обратной полярности в электрическую цепь, образованную обрабатываемым изделием, электролитом и токопроводящим кругом и блок управления коммутацией токов, связанный с упомянутым блоком коммутации и снабженный программируемым микроконтроллером. Блок коммутации токов содержит четыре твердотельных реле. При этом входы двух твердотельных реле связаны с положительным полюсом источника тока, а входы двух других твердотельных реле связаны с отрицательным полюсом источника тока, причем выходы твердотельных реле, связанных с одноименными полюсами источника тока соединены с разными выходами блока коммутации.
Предлагаемая конструкция устройства позволяет использовать источник тока постоянно, что повышает эффективность его использования.
На фиг. 1 показа принципиальная схема устройства для электрохимической обработки металлических изделий токопроводящим кругом.
Устройство содержит источник тока 1 и программируемый от компьютера микроконтроллер, установленный в блок управления 2. Он используется для регулирования длительности и частоты импульсов токов и управляет четырьмя твердотельными реле 7, 8, 9 и 10, установленных в блок коммутации токов 3. Блок коммутации токов 3 имеет два выхода и предназначен для подачи в электрическую цепь «обрабатываемое изделие - электролит - токопроводящий инструмент» поочередно токов прямой и обратной полярности или только тока прямой или обратной полярности. Входы двух твердотельных реле 9 и 10 связаны с положительным полюсом источника тока 1, а входы двух других твердотельных реле 7 и 8 связаны с отрицательным полюсом источника тока 1. При этом выходы твердотельных реле, связанных с одноименными полюсами источника тока соединены с разными выходами блока коммутации токов 3. В шпиндель 4 установлен токопроводящий круг 5. В зону контакта токопроводящего круга 5 и изделия 6 подается электролит.
Устройство для электрохимической обработки работает следующим образом. Управляющий сигнал поступает с блока управления 2 на твердотельные реле 8 и 10, установленные в блоке коммутации токов 3. Силовые цепи реле замыкаются. В результате этого деталь 6 соединяется с положительным полюсом источника тока 1, а токопроводящий инструмент 5 соединяется с отрицательным полюсом источника тока 1. Происходит электрохимическое воздействие на деталь 6, в результате которого разрушается поверхностный слой детали, удаляемый инструментом 5. Затем управляющие сигналы поступают с блока управления 2 на твердотельные реле 8 и 10, размыкая их силовые цепи и на твердотельные реле 7 и 9, замыкая их силовые цепи. В результате этого деталь 6 соединяется с отрицательным полюсом источника тока 1, а токопроводящий инструмент 5 соединяется с положительным полюсом источника тока 1. Происходит электрохимическое воздействие на инструмент 5. После этого циклы электрохимического воздействия на деталь 6 и инструмент 5 повторяются.
Работоспособность устройства проверяли при шлифовании твердого сплава ВК8 кругом 12А2-20 125×32×14 АС15 100/80 100% В2-1 на экспериментальной установке, изготовленной на базе заточного станка «КОРВЕТ 472». Источник тока подключался к сети переменного тока 220 В., 50 Гц. Блок управления был укомплектован микроконтроллером ATmega 328, а блок коммутации - четырьмя твердотельными реле PIC AVR ARM DSP. Микроконтроллер ATmega328 первоначально программировался посредством платформы Arduino Duemilanove, которая подключалась к компьютеру через USB-соединение. В зону обработки подавался электролит на водной основе (NaNO3 - 3%, NaNO2 - 1%, Na2CO3 - 0,5%).
Исследования показали, что устройство для электрохимической обработки металлических изделий токопроводящим кругом, содержащее один источник тока и четыре твердотельных реле PIC AVR ARM DSP управляет рабочим током и током правки абразивного инструмента стабильно.