УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к электроэрозионной обработке отверстий.
Известен станок для обработки кольцевых поверхностей, в котором корпус базируется и закрепляется на столешнице, установленной с возможностью поступательного перемещения по направляющим вдоль плоскости клиновой камеры в нижнем корпусе имеющего возможность наклоняться вокруг двух осей. Промежуточный корпус связан с возможностью наклона вокруг оси, расположенной перпендикулярно второй оси, с основанием. Неподвижный корпус соединен с возможностью поступательного движения по направляющим в радиальном, относительно шпинделя, направлении держателем. Держатель несет на себе с возможностью вращения вокруг оси двуплечный рычаг, поворот которого ограничивается упругими элементами. Водило планетарной передачи закреплено на шпинделе. На водиле, с возможностью вращения вокруг оси, установлено сателлитное зубчатое колесо. [Патент на изобретение №2215634. МПК В23Р 23/02, В24В 1/00, В24В 15/00. Способ и станок для обработки кольцевых поверхностей / Валеев Р.Ф., Валеев Ф.Ш., - Опубл. 10.11.2003.]
Недостатками устройства является ограничение функциональных возможностей при настройке на необходимый угол наклона и получение высокой точности при обработке.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для электроэрозионной обработки.
Устройство состоит из электроэрозионного прошивочного станка с подвижным шпинделем, при помощи которого проводится прошивание отверстий. Станок неподвижно закреплен на основании, имеющем ограничительные буртики и выполненном в виде платформы и жестко связанной с ней плиты имеющей центральное коническое отверстие. Основание с помощью подпружиненных телескопических толкателей связано с корпусом, в котором закреплена стойка. Верхняя часть стойки имеет форму концентрических полусфер и находится в центральном коническом отверстии плиты. Во внутренней концентрической поверхности стойки расположена шариковая опора. Червячное колесо, свободно установленное на стойку, несет рычаг, контактирующий с платформой через ролик, и связано с приводом осевого перемещения через червячный вал. На стойке так же установлена подвижная втулка, снабженная зубчатой рейкой и кинематически соединенная с двигателем вращательного движения, а оба двигателя взаимодействуют с блоком управления. [Патент на полезную модель №100443. МПК В23Н 1/00 (2006.01) Устройство для электроэрозионной обработки / Блинова Т.А., Бойко А.Ф., Архипова Н.А., Погонин А.А., - Опубл. 20.12.2010.]
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: устройство для электроэрозионной обработки содержит корпус, электроискровой прошивочный станок с подвижным шпинделем, основание, выполненное в виде платформы и жестко связанной с ней плиты, имеющей центральное коническое отверстие.
Недостатком прототипа является сложность конструкции, а также недостаточная точность обработки отверстий.
Указанные недостатки связаны с тем, что механизм, обеспечивающий перемещение подвижного основания, содержит большое количество сложных кинематических цепей, связанных между собой, что дает большую погрешность и неравномерность циклического перемещения подвижной платформы.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройство для электроэрозионной обработки входит электроискровой прошивочный станок с вертикально перемещающимся шпинделем, несущим электрод-инструмент. Станок жестко закреплен на подвижном основании, выполненном в виде платформы, которая центральным отверстием связана с плитой. На платформе закреплены три опорных элемента: опорная планка и две контактные планки плиты. Опорная планка постоянно контактирует своим коническим углублением с шариком шарнирной шаровой опоры, а контактные планки - с эксцентриковыми кулачками, жестко закрепленными с относительным разворотом 90° на концах вала, который через подшипниковые узлы связан с корпусом. Конец вала кинематически связан с приводом вращения. Также устройство снабжено ограничителем поворота подвижного основания, который жестко закреплен в корпусе и контактирует шаровой поверхностью с центральным цилиндрическим отверстием плиты.
Задачей полезной модели, является создание устройства, простого по конструкции и позволяющего повысить точность обработки, что достигается за счет технического результата, выражается в обеспечении равномерного и постоянного изменения положения подвижного основания и, соответственно, электроэрозионного прошивочного станка. Это приводит к повышению эффективности процесса удаления продуктов эрозии, снижению износа электрода-инструмента, и, соответственно, к повышению точности обработки.
Поставленная цель достигается за счет того, что электроэрозионный станок, жестко закрепленный на подвижном основании, выполненном в виде платформы и связанной с ней плиты с центральным отверстием, механизм движения выполнен в виде двух одинаковых эксцентриковых кулачков, постоянно взаимодействующих с контактными планками плиты и установленных с относительным разворотом на 90° на концах вала, кинематически связанного, с приводом вращения, а через подшипниковые узлы - с корпусом, и шарнирной шаровой опорой, жестко закрепленной в корпусе и контактирующей посредством шарика с коническим отверстием опорной планки плиты, причем центр шарнирной шаровой опоры и точки взаимодействия эксцентриковых кулачков с контактными планками образуют равнобедренный прямоугольный треугольник с вершиной угла 90° в центре шарнирной шаровой опоры, при этом устройство снабжено ограничителем поворота подвижного основания жестко закрепленным в корпусе и контактирующем шаровой поверхностью с центральным цилиндрическим отверстием плиты.
Предложенная совокупность конструктивных признаков обеспечивает упрощение конструкции за счет применения эксцентриковых кулачков, установленных с относительным разворотом 90°, напрямую передающих качательное движение через плиту на подвижное основание. Наличие шарнирной шаровой опоры обеспечит равномерность и постоянство перемещения основания. При этом ограничитель поворота подвижного основания исключает его перемещение в горизонтальной плоскости. Что обеспечит эффективное удаление продуктов обработки, уменьшение износа электрода-инструмента и, соответственно, повышение точности.
Сущность полезной модели поясняется графическим изображением.
На фиг.1 представлен общий вид устройства для электроэрозионной обработки; на фиг.2 - устройство для электроэрозионной обработки, вид сверху; на фиг.3 - вид В с фиг.2; на фиг.4 - взаимное расположение эксцентриковых кулачков на валу (выноска I с фиг.1).
Устройство содержит станок электроискровой прошивочный 1 с вертикально перемещающимся шпинделем 2, несущим электрод-инструмент. Станок 1 жестко закреплен на подвижном основании, выполненном в виде платформы 3 и связанной с ней плиты 4 с центральным цилиндрическим отверстием. На нижней плоскости платформы 4 закреплены три опорных базовых элемента: опорная планка 5 и две контактных планки 6 и 7 плиты 4. Опорная планка 5 контактирует своим коническим углублением с шариком 8 шарнирной шаровой опоры, закрепленной в корпусе 9. Контактные планки 6 и 7 контактируют в точках А и Б с эксцентриковыми кулачками 10 и 11 (фиг.4), которые жестко закреплены на валу 12 с относительным разворотом на 90° (фиг.4). Вал 12 размещен в подшипниковых узлах 13, которые закреплены на корпусе 9, а конец вала 12 кинематически связан с приводом вращения 14. Таким образом, платформа 3 со станком 1 имеет три опорных элемента: точки А и Б контакта опорных планок 6 и 7 с кулачками 10 и 11 и шарик 8 с опорной планкой 5. Они образуют линию контакта в виде равнобедренного треугольника с вершиной в опорной планке 5 и углом при вершине 90° (фиг.2).
При этом устройство для электроэрозионной обработки снабжено ограничителем поворота 15 подвижного основания 3, который жестко закреплен в корпусе 9 и контактирует шаровой поверхностью с центральным цилиндрическим отверстием плиты 3.
Устройство для электроэрозионной обработки работает следующим образом. Обрабатываемая деталь (условно не показана) устанавливается на столе электроискрового прошивочного станка 1 с подвижным шпинделем 2. Затем включается станок 1 и начинается подача электрода-инструмента, закрепленного в шпинделе 2, к обрабатываемой детали. Одновременно со станком включается привод вращения 14. За счет связи привода вращения 14 с валом 12, вал 12 совершает вращательное движение за счет установки его в подшипниковых узлах 13. В результате вращения вала точки: А контакта кулачка 10 с контактной планкой 6 и Б контакта кулачка 11 с контактной планкой 7, совершая полный оборот, проходят восемь основных положений, отстоящих по окружности друг относительно друга на угол π/4, т.к. конструктивно эксцентриковые кулачки 10 и 11 закреплены на валу с разворотом в 90° (фиг.4).
Закрепленная на корпусе 9 шарнирная шаровая опора посредством шарика 8, контактирующего с коническим отверстием опорной планки 5 обеспечивает возможность совершать вертикальные перемещения точкам контакта А и Б эксцентриковых кулачков и, соответственно, плите 4, относительно неподвижной точки С (центр неподвижного шарика 8 шарнирной шаровой опоры) с одинаковыми максимальной амплитудой и частотой.
При вращательном движении эксцентриковых кулачков 10 и 11 плита 4 и связанная с ней платформа 3 с жестко закрепленным на ней электроискровым прошивочным станком 1 будет изменять свое положение относительно корпуса 9. При этом ограничитель поворота 15 исключает возможность движения плиты 4 в горизонтальной плоскости, тем самым обеспечивая колебательное движение плиты только в вертикальной плоскости относительно неподвижной точки контакта С.
Таким образом, ось, проходящая через точку С перпендикулярно плоскости основания 3, будет совершать вращательное движение в пространстве вокруг вертикальной оси Д описывая конус с постоянным углом раствора α (фиг.1).
Учитывая полученное движение платформы 3 в процессе электроэрозионной обработки, обеспечивается изменение места выхода парогазовых пузырей с продуктами обработки в кольцевом боковом межэлектродном зазоре. Это способствует более эффективному удалению продуктов эрозии из зоны обработки в частности, глубоких отверстий, что в свою очередь, снижает износ электрода-инструмента и повышает точность обработки.