КОНДУКТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ МИКРООТВЕРСТИЙ

Полезная модель относится к устройствам для электроэрозионной обработки материалов и может быть использована при прошивке глубоких микроотверстий проволочным электродом-инструментом.
Известна конструкция кондуктора для электроэрозионной обработки (Справочное пособии по электротехнологии. Электроэрозионная обработка металлов; Лениздат, 1972 г., авторы Е.М. Левинсон, B.C. Лев, Стр. 230-232), содержащая металлический корпус с выполненным в нем направляющим отверстием, через которое в процессе обработки проходит проволочный электрод-инструмент.
Недостатком известной конструкции является невысокая точность обработки отверстий с помощью указанного кондуктора. Это объясняется тем, что при использовании металлических кондукторов происходит их электроэрозионное разрушение, вследствие ответвления в тело кондуктора импульсных токов и, следовательно, изменяются размеры и точность направляющего отверстия, что и приводит к снижению точности обработки.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является конструкция устройства для получения окончательного размера отверстия (Артамонов Б.А., Волков Ю.С., Дрожалова В.И и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Учеб. пособие (в 2-х томах). Т. 1. Обработка материалов с применением инструмента / Под ред. В.П. Смоленцева. - М.: Высш. шк., 1983, Стр. 72).
Устройство представляет собой металлический корпус, имеющий диэлектрическую кондукторную втулку с направляющими отверстиями, которые выполнены в металлических кольцах, запрессованных во втулке. Направляющие отверстия служат для ориентации электрода-инструмента в пространстве.
Недостатками прототипа являются невысокая точность обработки отверстий с использованием устройства и невозможность обработки отверстий различных диаметров, что снижает технологические возможности устройства.
Наличие указанного недостатка объясняется невысокой точностью по соосности направляющих отверстий в кольцах вследствие раздельного изготовления колец и естественной дисперсии отклонений по соосности внутренних отверстий относительно наружных диаметров колец, а также вследствие пространственного перекоса осей колец в процессе их запрессовки. Кроме того, указанное устройство обеспечивает возможность обработки отверстий только одного конкретного диаметра.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: корпус с размещенной в нем кондукторной втулкой с направляющими отверстиями.
Полезная модель направлена на повышение точности обработки отверстий за счет сохранения стабильности размеров и формы направляющих отверстий в процессе их изготовления и эксплуатации кондуктора.
Это достигается за счет того, что кондуктор для электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий содержит корпус с размещенной в нем кондукторной втулкой, имеющей направляющие отверстия. В предложенном решении корпус изготовлен из электроизоляционного материала, а кондукторная втулка представляет собой две консольно установленные в верхней части корпуса металлические кондукторные пластины с соосными направляющими отверстиями на консольных частях. При этом толщина каждой из кондукторных пластин составляет (0,1÷0,2) мм, а толщина слоя электроизоляционного материала между ними находится в пределах (5÷10) диаметров направляющего отверстия.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид кондуктора для электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий.
Кондуктор для электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий содержит корпус 1, выполненный из электроизоляционного материала, например, пластика. В верхней части корпуса 1 консольно жестко закреплены, например, клеевым соединением, две металлические кондукторные пластины 2. Толщина каждой из пластин составляет (0,1÷0,2) мм. Кондукторные пластины 2 установлены в верхней части корпуса 1 параллельно друг другу на расстоянии, равном (5÷10) диаметров обрабатываемого отверстия.
На консольных частях кондукторных пластин 2 выполняются соосные направляющие отверстия 3, служащие для ориентации электрода-инструмента 4 в процессе его осевого рабочего перемещения при обработке глубокого микроотверстия в детали 5. Диаметр электрода-инструмента 4 выбирается с учетом диаметра отверстия, которое будет обрабатываться в детали 5 и межэлектродного зазора, необходимого при обработке.
Выполнение корпуса 1 кондуктора из электроизоляционного материала исключает возможность электроэрозионного разрушения кондуктора, возникающего вследствие течения электрического тока между пластинами 2 кондуктора, и, следовательно, изменяющего размеры и точность направляющих отверстий 3, что в конечном итоге приводит к повышению точности обработки с использованием кондуктора и к повышению его износостойкости.
Приведенная конструкция кондукторной втулки с соосными направляющими отверстиями 3 в двух металлических кондукторных пластинах 2 позволяет получать направляющие отверстия 3 путем одновременной их прошивки (электроэрозионной обработки) электродом-инструментом 4 в двух пластинах 2, а затем и отверстие непосредственно в детали 5, с одного установа. Это обеспечивает высокую степень точности полученных направляющих отверстий, их идеальную соосность, и позволяет повысить точность обработки глубоких микроотверстий в деталях с использованием кондуктора.
Выполнение металлических кондукторных пластин 2 ограниченной толщины, в пределах (0,1÷0,2) мм, дает возможность исключить перекос и конусность направляющих соосных отверстий 3 в процессе их изготовления, а наличие электроизоляционного материала между пластинами 2 толщиной (5÷10) диаметров направляющего отверстия 3, исключает электроэрозионное разрушение поверхностей направляющих отверстий 3, и повышает их износостойкость, что в совокупности повышает точность обработки отверстий при использовании кондуктора.
Кондуктор для электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий используется следующим образом. Перед выполнением обработки деталь 5 устанавливается на стол электроэрозионного станка с учетом осевого расположения его шпинделя (на фиг. не показано), и относительно нее позиционируется предлагаемый кондуктор.
При этом происходит подключение к источнику тока детали 5 и электрода-инструмента 4. Затем к источнику тока подключаются кондукторные металлические пластины 2, установленные в верхней части корпуса 1. Включается рабочая (осевая вертикальная) подача электрода-инструмента 4. При этом в процессе вертикального перемещения электрода-инструмента 4 последовательно выполняется электроэрозионная обработка (прошивка) на мягких режимах (энергия импульса до 10 мкДж) двух направляющих соосных отверстий 3 в кондукторных пластинах 2.
После получения соосных направляющих отверстий 3 в кондукторных пластинах 2, они отключаются от источника тока, изменяется режим обработки, и при дальнейшей вертикальной подаче электрода-инструмента 4 происходит обработка отверстия непосредственно в детали 5. Это обеспечивает процесс выполнения направляющих отверстий 3 и обработку отверстия в детали 5 с одного установа.
В процессе обработки отверстия в детали 5 направляющие отверстия 3 в кондукторных пластинах 2 служат для направления электрода-инструмента 4 и обеспечения параллельности его оси направлению рабочей подачи, что имеет особое значение при обработке глубоких микроотверстий. По окончании обработки, электрод-инструмент 4 возвращается в исходное положение.
Использование предложенной полезной модели позволит повысить точность обработки глубоких микроотверстий за счет сохранения стабильности размеров и формы направляющих отверстий в процессе их изготовления и эксплуатации кондуктора. Особое значение это имеет при обработке глубоких микроотверстий, так как электрод-инструмент имеет большую длину вылета, и необходима стабилизация его перемещения в осевом направлении.