АДАПТИВНЫЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ ЭЛЕКТРОДА-ИНСТРУМЕНТА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО СТАНКА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к электроэрозионной обработке капиллярных отверстий.
Известен электромеханический регулятор межэлектродного промежутка (Артамонов Б.А., Волков Ю.С., Дрожалова В.И. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Т. 1. Обработка материалов с применением инструмента / Под ред. В.П. Смоленцева. - М.: Высш. шк., 1983, с. 55), содержащий электродвигатель, выполняющий роль исполнительного механизма, измерительный преобразователь, блок сравнения, выполненный в виде делителя напряжения и усилитель.
Недостатком данного устройства является большая инерционность исполнительных механизмов, малая производительность обработки, невозможность автоматического управления вибрацией электрода-инструмента, низкая чувствительность на прецизионных режимах.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является адаптивный электромеханический регулятор подачи электрода-инструмента электроэрозионного станка (Пат. РФ на полезную модель №63274, В23Р 1/14 от 27.05.2007 г.), содержащий генератор импульсов, связанный с электродом-деталью и электродом-инструментом; исполнительный механизм, имеющий электродвигатель; усилитель следящей системы, электрически соединенный с электродвигателем; вибратор, жестко связанный с гайкой исполнительного механизма и выполненный в виде электромагнитной катушки и якоря, с закрепленным на якоре патроном, несущим электрод-инструмент; блок управления вибрацией, который соединен с усилителем следящей системы и генератором импульсов вибратора, электрически связанным с электромагнитной катушкой вибратора.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: генератор импульсов, соединенный с электродом-деталью и электродом-инструментом; исполнительный механизм, имеющий электродвигатель; усилитель следящей системы, электрически соединенный с электродвигателем; вибратор, выполненный в виде электромагнитной катушки и якоря, с закрепленным на якоре патроном, несущим электрод-инструмент, и кинематически соединенный с электродвигателем исполнительного механизма; блок управления вибрацией, который соединен с усилителем следящей системы и генератором импульсов вибратора, соединенным с электромагнитной катушкой вибратора.
Недостатками прототипа является низкая чувствительность на прецизионных режимах (при низкой энергии импульсов) из-за низкого напряжения на межэлектродном промежутке.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение технологических возможностей за счет технического результата, выражающегося в увеличении чувствительности регулятора подачи на прецизионных режимах при низкой энергии импульсов.
Это достигается тем, что адаптивный электромеханический регулятор подачи электрода-инструмента электроэрозионного станка содержит генератор импульсов, соединенный с электродом-инструментом и электродом-деталью, вибратор, выполненный в виде электромагнитной катушки и якоря, с закрепленным на якоре патроном, несущим электрод-инструмент. Вибратор кинематически соединен с исполнительным механизмом, имеющим электродвигатель. Электродвигатель соединен с усилителем следящей системы, соединенным с блоком управления вибрацией, который соединен с генератором импульсов вибратора, соединенным с электромагнитной катушкой вибратора. Кроме того, он содержит выпрямитель, выполненный по схеме Латура, и соединенный с электродом-инструментом, электродом-деталью и с усилителем следящей системы.
Сущность полезной модели поясняется графическим изображением. На фиг. 1 - схема регулятора, на фиг. 2 - кинематическая схема, на фиг. 3 - выпрямитель по схеме Латура.
Адаптивный электромеханический регулятор подачи электрода-инструмента электроэрозионного станка содержит генератор импульсов 1, соединенный с электродом-инструментом 2 и электродом-деталью 3, образующих межэлектродный промежуток 4. Для осуществления подачи электрода-инструмента 2 к электроду-детали 3 они соединены с выпрямителем 5, выполненным по схеме Латура (на двух диодах и двух конденсаторах), а затем с усилителем 6 следящей системы, с выходом которого соединен электродвигатель 7 исполнительного механизма 8.
Исполнительный механизм 8 соединен, например, ременной передачей, червячной передачей и передачей винт-гайка, с вибратором 9, образуя кинематическую связь. Вибратор 9 состоит из электромагнитной катушки 10, якоря 11 и закрепленного на якоре патрона 12, в который устанавливается электрод-инструмент 2.
С выходом усилителя 6 следящей системы соединен также вход блока управления вибрацией 13. Блок управления вибрацией 13 соединен с генератором импульсов 14 вибратора, соединенный с электромагнитной катушкой 10.
Адаптивный электромеханический регулятор подачи электрода-инструмента электроэрозионного станка работает следующим образом. Генератор импульсов 1 постоянно питает технологическим током электрически связанный с ним межэлектродный промежуток 4. При разомкнутом межэлектродном промежутке 4 (режим холостого хода) или стабильном процессе электроэрозионной обработки (рабочий ход) через выпрямитель 5 усилителем 6 следящей системы выдается управляющее напряжение на электродвигатель 7, полярность которого соответствует процессу подвода электрода-инструмента 2 к электроду-детали 3. В одном полупериоде переменного напряжения от межэлектродного промежутка 4 заряжается один конденсатор, а во втором полупериоде другой конденсатор выпрямителя 5, выполненного по схеме Латура. Поскольку конденсаторы включены последовательно, то результирующее напряжение, подаваемое на вход усилителя 6 следящей системы выше, чем можно получить при использовании однополупериодного выпрямителя.
Исполнительный механизм 8 преобразует вращение вала электродвигателя 7 в поступательное перемещение вибратора 9, с установленным в нем патроном 12 с электродом-инструментом 3.
Одновременно с выхода усилителя 6 следящей системы управляющее напряжение подается на вход блока 13 управления вибрацией. При управляющем напряжении усилителя 6 следящей системы, соответствующем режиму подвода электрода-инструмента 2, блок 13 управления вибрацией блокирует выход генератора импульсов 14 вибратора, и вибрация отсутствует.
При возникновении короткого замыкания в межэлектродном промежутке 4 полярность управляющего напряжения усилителя 6 следящей системы меняется на обратную, соответственно, блок 13 управления вибрацией разблокирует выход генератора импульсов 14 вибратора, начинается процесс вибрации, в котором участвуют якорь 11 вибратора, патрон 12 и электрод-инструмент 2. Одновременно, в момент включения вибратора 9 меняется среднее положение якоря 11 вибратора, он поднимается к катушке 10 вибратора и резко приподнимает вибрирующий электрод-инструмент 2. Зачастую этого оказывается достаточно, чтобы ликвидировать короткое замыкание в межэлектродном промежутке 3. При более длительном замыкании дальнейший отвод электрода-инструмента 2 осуществляется электродвигателем 7.
Такое конструктивное исполнение регулятора подачи обеспечивает отвод электрода-инструмента в случае возникновения короткого замыкания на межэлектродном промежутке 4 при низких значениях напряжения, что позволяет проводить обработку на прецизионных режимах.
Таким образом, адаптивный электромеханический регулятор подачи электрода-инструмента электроэрозионного станка при использовании выпрямителя, выполненного по схеме Латура, обеспечивает более высокую чувствительность следящей системы на прецизионных режимах при низкой энергии импульсов.