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. [1]
Недостатками устройства является ограничение функциональных возможностей и применение высококвалифицированного труда при настройке на необходимый угол наклона.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для многоэлектродной электроэрозионной обработки. Устройство состоит из корпуса, установочной плиты с закрепленными на ней шариковыми передаточными механизмами, одни толкатели которых взаимодействуют со шпинделем станка, а другие толкатели - с электродами-инструментами, расположенными с заданным углом, причем передаточные механизмы при помощи поворотных втулок могут поворачиваться на углы до 360° и фиксироваться с помощью фиксатора. Кроме того на нижней стороне плиты могут быть выполнены дополнительные поверхности с заданными углами наклона к горизонтальной плоскости. Базовое основание для базирования детали установлено с подъемно-опускным пневмоцилиндром. [2]
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: устройство для электроэрозионной обработки содержит корпус, электроискровой прошивочный станок с подвижным шпинделем, толкатели и подпружиненное основание.
Недостатком прототипа является невозможность обработки глубоких отверстий с высокой точностью и качеством.
Указанные недостатки связаны с тем, что для обработки глубоких отверстий с высоким качеством и точностью необходимо обеспечить интенсивное и равномерное удаление отходов из обрабатываемого отверстия, что может быть обеспечено только изменением угла наклона электрода в процессе обработки.
В предложенном в прототипе устройстве изменение угла наклона не может быть обеспечено, т.к. паз в установочной плите предусматривает перенастройку в горизонтальной плоскости положения шарикового передаточного механизма с электродами-инструментами только относительно детали, а не одновременное изменение их положения.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройство для электроэрозионной обработки входит электроэрозионный прошивочный станок 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.
Целью полезной модели является создание устройства, которое позволит обеспечить обработку отверстий практически любой глубины, обеспечить высокое качество и точность обработанных поверхностей.
Поставленная цель достигается за счет того, что электроискровой прошивочный станок неподвижно закреплен на основании, связанном с корпусом посредством подпружиненных телескопических толкателей и выполненном в виде платформы и жестко связанной с ней плиты с центральным коническим отверстием, при чем в центральном коническом отверстии плиты размещена верхняя часть стойки, наружная и внутренняя поверхности которой имеют форму концентрических полусфер, во внутренней поверхности расположена шариковая опора, контактирующая с нижней плоскостью платформы, а нижняя часть стойки жестко закреплена в корпусе, при этом на стойке свободно установлено червячное колесо, несущее рычаг, контактирующий с платформой и связанное через червячный вал с приводом осевого перемещения и подвижная втулка, снабженная зубчатой рейкой и кинематически соединенная с приводом вращательного движения, а оба двигателя взаимодействуют с блоком управления.
Процесс электроэрозионной обработки (например, прошивание отверстий) осуществляется за счет электрических разрядов при перемещении электрода-инструмента и постоянной подачи в зону обработки жидкого диэлектрика. Диэлектрик выполняет роль охлаждающей среды и обеспечивает удаление продуктов эрозии из рабочей зоны.
Процесс удаления продуктов эрозии оказывает большое влияние на качество обработки и ее производительность, т.к. неудаленные продукты подвергаются повторному диспергированию, что снижает эффективность обработки. Особую сложность представляет удаление продуктов эрозии при обработке глубоких отверстий со стабильным горизонтальным положением станка.
Конструктивные признаки предлагаемого устройства в совокупности дают возможность постоянного изменения положения электроискрового прошивочного станка относительно горизонтальной плоскости, в процессе его работы. Это обеспечивает повышение эффективности удаления продуктов эрозии, стабильность процесса обработки и, как следствие, повышение производительности, качества и точности обработки, особенно при прошивке глубоких отверстий.
Сущность полезной модели поясняется графическим изображением.
На фиг.1 представлена схема устройства для электроэрозионной обработки, на фиг.2 - вид сбоку.
Устройство для электроэрозионной обработки содержит станок электроискровой прошивочный 1 с подвижным в осевом направлении шпинделем 2. Электроискровой станок 1 размещен на основании, выполненном в виде платформы 3 и связанной с ней плиты 4. Платформа 3 имеет по периметру буртики, обеспечивающие устойчивое положение станка 1 и соединена с корпусом 5 посредством трех подпружиненных телескопических толкателей 6. В центральной части нижней плоскости платформы 3 жестко, например, винтами, закреплена плита 4 с центральным коническим отверстием. В конструкцию устройства электроэрозионной обработки введена стойка 7, жестко соединенная с корпусом 5, например, через подпятник 8. Верхняя часть стойки 7 размещается в центральном коническом отверстии плиты 4 и выполнена таким образом, что ее наружная и внутренняя поверхности имеют форму концентрических полусфер. Во внутренней полусферической поверхности стойки расположен шарик 9, точечно контактирующий с нижней плоскостью платформы, и выполняющий роль шариковой опоры. Такое выполнение обеспечит точечный контакт наружной поверхности верхней части стойки и внутренней поверхности центрального конического отверстия плиты 4.
Стойка 7 в конструкции устройства для электроэрозионной обработки является базовым элементом для размещения механизмов, обеспечивающих рабочие движения платформы 3. На нижней части стойки 7 установлена направляющая шпонка 10 посредством которой на стойке закреплена втулка 11. На наружной цилиндрической поверхности втулки 11 размещена зубчатая рейка 12, взаимодействующая с венцом зубчатого сектора 13. Зубчатый сектор 13 с помощью вала 14 кинематически связан с приводом осевого перемещения 15. Вал 14 закреплен в кожухе 16 с помощью подшипников (на фигурах условно не показаны). При этом втулка 11 и зубчатый сектор 13 размещены в кожухе 16 жестко связанном с корпусом 5, а привод осевого перемещения 15 расположен вне кожуха 16 непосредственно на конце вала 14.
На верхнюю плоскость втулки 11 опирается червячное колесо 17, свободно установленное на стойке 7 и взаимодействующее с червячным валом 18, связывающим его с приводом 19 вращательного движения. Опорой для червячного вала 18 служит малый кожух 20. На ступице червячного колеса 17 жестко закреплен двуплечий рычаг 21. Второе плечо рычага 21 несет ролик 22, контактирующий с нижней плоскостью платформы 3.
Оба привода: осевого перемещения 15 и вращательного движения 19 электрически связаны с блоком управления 23.
Устройство для электроэрозионной обработки работает следующим образом.
Перед началом работы устройства предварительно назначается величина угла наклона платформы, которая зависит от точностных параметров обработки поверхности и соответственно углу рассчитывается величина вертикального перемещения втулки 11 и связанных с ней элементов устройства.
В нейтральном положении платформа 3, жестко связанная с плитой 4, с расположенными на ней электроискровым прошивочным станком 1, занимает горизонтальное положение относительно корпуса 5, обрабатываемая деталь устанавливается на столе электроискрового прошивочного станка 1.
От блока управления 23 поступает сигнал на привод осевого перемещения 15 и привод вращательного движения 19, которые и обеспечивают все перемещения элементов устройства.
От привода осевого перемещения 15 передается вращательное движение на вал 14. За счет жесткого соединения зубчатого сектора 13 с валом 14, расположенным в жестко закрепленном кожухе 16, и кинематической связи зубчатого сектора 13 с зубчатой рейкой 12, вращательное движение преобразуется в поступательное осевое перемещение втулки 11 в вертикальной плоскости. Круговое движение втулки 11 относительно стойки 7, жестко связанной с корпусом 5 через подпятник 8, исключается направляющей шпонкой 10.
За счет размещения червячного колеса 17 на верхнем торце втулки 11 оно вместе со втулкой 11 также будет перемещаться вверх. При этом в том же направлении будут перемещаться вместе с червячным колесом 17 малый кожух 20, с расположенным в нем червячным валом 18, привод вращательного движения 19, размещенный на конце червячного вала 18 и рычаг 21, жестко установленный на ступице червячного колеса 17.
Так как рычаг 21 через ролик 22 находится в контакте с нижней плоскостью платформы 3, то указанное выше перемещение на определенную величину всех элементов, и рычага 21 в том числе, обеспечит наклон платформы на назначенный предварительно угол.
Затем включается электроискровой прошивочный станок и начинается подача электрода-инструмента к обрабатываемой поверхности. Одновременно включается привод вращательного движения 19 и вращение через червячный вал 18 и червячное колесо 17 передается рычагу 21. В процессе вращения рычага 21 платформа 3 с расположенными на ней электроискровым прошивочным станком 1, с подвижным шпинделем 2, связанная с корпусом 5 через подпружиненные телескопические толкатели 6 и имеющая точечный контакт с шариковой опорой 9 будет изменять свое положение относительно корпуса 5. При этом обеспечивается круговое движение вектора угла наклона относительно оси стойки 7, платформа 3 не вращается, а совершает перемещение только в вертикальной плоскости при неподвижной центральной части (в месте точечного контакта с шариковой опорой 9), а величина угла наклона остается постоянной.
Предлагаемая конструкция устройства позволит обеспечить стабильность процесса электроэрозионной обработки, повысить качество, точность и производительность за счет эффективного удаления продуктов эрозии из зоны обработки.
1. Патент на изобретение №2215634. МПК В23Р 23/02, В24В 1/00, В24В 15/00. Способ и станок для обработки кольцевых поверхностей / Валеев P.Ф., Валеев Ф.Ш., - Опубл. 10.11.2003.
2. Авторское свидетельство №1562078. МПК В23Н 7/30. Устройство для многоэлектродной электроэрозионной обработки / Матузко В.И., Зародов А.И., Пономарев П.А., - Опуб. 07.05.1990.