СТАНОК ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫЙ ВЫРЕЗНОЙ

Полезная модель относится к области инструментальной обработки, а именно к станкам электроэрозионной обработки и может быть использована на промышленных предприятиях при изготовлении деталей основного производства, а также в системе технического обучения для освоения технологии электроэрозионной обработки и управления современным электроэрозионным оборудованием.
В современном производстве широко применение находят электроэрозионные вырезные 2-х координатные станки, которые управляются системой числового программного управления (ЧПУ) на базе персонального компьютера (ПК), и которые обеспечивают обработку любых токопроводящих материалы независимо от их твердости.
Высокие требования к точности обработки, значительная величина ходов рабочих кареток требуют повышенной жесткости конструкции станков и как следствие - использование массивных чугунных станин, что соответственно влечет за собой увеличение габаритов и веса станков. Стойки с системой ЧПУ и генератором технологического тока также увеличивают занимаемую станком площадь. Применение современных крупных электроэрозионных вырезных станков зарубежного производства для обработки деталей основного производства нерентабельно из-за их высокой стоимости, дороговизны расходных материалов и недоиспользования их технических возможностей по точности обработки.
Отечественные фирмы предлагают электроэрозионные вырезные станки, изготовленные на базе конструкций станочных модулей, разработанных в 70-80-е годы прошлого века. Эти станки также имеют литые чугунные станины и отдельные стойки с системой ЧПУ и станочным модулем.
Известен электроэрозионный вырезной станок АРТА-120 производства МПК «Дельта-Тест», который совпадает с заявляемым станком по назначению и выполнен в виде двух модулей - модуля управления и станочного модуля (http://www.edm.ru/product1_a.html), 2009 г.
На лицевой поверхности модуля управления, выполненного в виде вертикально расположенного прямоугольного параллелепипеда, сверху вниз расположены 15" ЖК экран, панель управления с дополнительной функциональной клавиатурой, основная клавиатура в выдвижном отсеке, отсек с системой ЧПУ со встроенным генератором.
Станочный модуль включает узел направления и перемотки проволочного электрода, продольную и поперечную каретки координатных перемещений, предметный стол, опускаемую ванну с механизмом подъема и опускания ванны, обеспечивающий удобный доступ к предметному столу,
Управление всеми функциями и параметрами станка осуществляется программным образом от интегрированной системы ЧПУ. Это позволяет производить многопроходную обработку на станке в автоматическом режиме.
2
2
Станок с литой чугунной станиной имеет вес станочного модуля 810 кг, при занимаемой им площади 1,12 м он осуществляет удельное давление на пол (или междуэтажное перекрытие) более 930 кг/м и, следовательно, установка такого станка возможна только в зданиях промышленного назначения.
Указанный станок имеет общие признаки с заявляемым электроэрозионным станком, а именно: узел направления и перемотки проволочного электрода, координатный стол с продольной и поперечной каретками координатных перемещений, предметный стол, клавиатура в выдвижном отсеке, панель управления, монитор, лампа местного освещения, и выбран в качестве прототипа. Однако конструкторское решение указанного станка в виде двух модулей с большими массогабаритными характеристиками не позволяет устанавливать их в зданиях не промышленного назначения.
Задача, на решение которой направлена данная полезная модель, заключается в создании дешевого малогабаритного станка, пригодного для массового производства.
Технический результат, достигаемый при использовании настоящей полезной модели, заключается в уменьшении массогабаритных характеристик станка с сохранением технологических возможностей современных систем ЧПУ и генераторов технологического тока.
Поставленная задача с достижением упомянутого выше технического результата, решается тем, что станок электроэрозионный вырезной, включающий узел направления и перемотки проволочного электрода, 2-х координатный стол с продольной и поперечной каретками координатных перемещений, предметный стол, клавиатуру в выдвижном отсеке, панель управления, монитор, лампу местного освещения, выполнен в виде малогабаритного модуля, содержащего тумбу, на которой размещена головная часть, на которой в свою очередь установлена стойка и координатный стол, тумба выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда со съемными стенками, внутри тумбы размещен генератор технологического тока, систем ЧПУ и помпа, головная часть выполнена в виде вытянутого по горизонтали прямоугольного параллелепипеда, передняя сторона которого выполнена с наклоном и выступает за габариты тумбы, панель управления станком размещена на наклонной части передней стороны головной части, отсек с выдвижной клавиатурой размещен под панелью управления станком, стойка выполнена в виде вертикально вытянутого прямоугольного параллелепипеда с основанием, меньшим по площади, чем площадь поверхности головной части, на стойке размещен узел направления и перемотки проволочного электрода, предметный стол размещен в неподвижной ванне слива, установленной на продольной каретке координатных перемещений, каретки поперечной и продольной подачи снабжены ручками ручного привода, лампа местного освещения закреплена на верхней поверхности стойки, а монитор размещен справа от стойки на кронштейне шарнирного крепления монитора.
Технический результат достигается также тем, что
в центральной части панели управления станком размещены три функциональных поля: поле управления генератором технологического тока, поле управления движением проволоки и поле управления помпой, на панели управления слева размещена аварийная кнопка, справа - две вертикально расположенные кнопки включения персонального компьютера и включения станка, а на каждом функциональном поле управления генератором размещены кнопки управления с яркостными или цифровыми индикаторами;
рабочий ход каретки при 2-х координатном столе составляет 125Х100 мм;
для удаления продуктов эрозии из зоны обработки детали используют неподвижную ванну слива;
трасса проволочного электрода проложена с учетом максимальной длины проволоки от катушки сматываемой до входа в направляющую верхней полускобы.
Полезная модель иллюстрируется чертежам, на которых изображены:
на фиг.1 - станок электроэрозионный вырезной, вид спереди;
на фиг.2 - вид сбоку слева;
на фиг.3 - вид сверху с выдвинутой клавиатурой;
на фиг.4 - вид на панель управления.
Опыт работы по изготовлению деталей электровакуумных приборов, авиационной, приборостроительной и других областях техники показал, что для обработки деталей основного производства целесообразно создавать более дешевые и малогабаритные станки с сохранением технологических возможностей современных систем ЧПУ и генераторов технологического тока.
Предлагаемый электроэрозионной вырезной станок является малогабаритным в рассматриваемом классе 2-х координатных электроэрозионный вырезных станков и полностью удовлетворяет требованиям обработки деталей основного производства.
Уменьшение габаритов предлагаемого станка связано с тем, что:
- при требовании к точности обрабатываемых деталей в пределах 20 мкм, в качестве станины используется тумба и, следовательно, отпадает необходимость в массивной чугунной станине;
- рабочих ход каретки выбран равным 125Х100 мм, что при 2-х координатном столе небольшого размера позволяет обрабатывать большую номенклатуру деталей основного производства;
- применен компактный блок системы ЧПУ, малогабаритный генератор технологического тока и помпа, которые легко умещаются в тумбе станка;
- используется малогабаритная неподвижная ванна слива за счет применения полива со струёй, коаксиальной оси проволочного электрода, который предотвращает разбрызгивание и улучшает удаление продуктов эрозии из зоны обработки детали;
- трасса проволочного электрода проложена на лицевой поверхности стойки с учетом максимальной длины проволоки от катушки сматываемой до входа в направляющую верхней полускобы, что снижает вибрации проволоки возникающие в процессе смотки и, следовательно, повышает качество обработки.
Станок электроэрозионный вырезной состоит (см. фиг.1 и фиг.2) из тумбы 1, на которой размещена головная часть 2, на которой в свою очередь установлена стойка 3 и координатный стол 4. Станок установлен на четырех роликах 18.
Тумба 1 выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда со съемными стенками, что обеспечивает легкий доступ к расположенным внутри тумбы малогабаритному генератору 24 технологического тока, например типа DTT-735, системе ЧПУ 25 и помпе 26. На фиг.1 показан вид тумбы 1 со снятой передней стенкой.
Головная часть 2 выполнена в виде вытянутого по горизонтали прямоугольного параллелепипеда, передняя сторона которого выполнена с наклоном и выступает за габариты тумбы. На наклонной части размещена панель 16 управления станком, что создает удобство работы оператора. Внутри головной части 2 размещен системный блок ПК и отсек с выдвижной клавиатурой 17, расположенной ниже панели 16. Выдвинутая клавиатура 17 ПК и расположенная над ней панель 16 управления обеспечивают единое пространство управления и полную досягаемость до органов управления станком. Рабочий ход каретки выбран равным 125Х100 мм, что, при 2-х координатном столе 4 небольшого размера позволяет обрабатывать большую номенклатуру деталей основного производства. Координатный стол 4 установлен на верхней поверхности головной части 2 и имеет поперечную и продольную каретки координатных перемещений. Поперечная и продольная каретки приводятся в движение двигателями 5 продольной подачи и поперечной подачи. Предусмотрены ручки 6 ручной подачи кареток, что расширяет функциональные возможности станка при подготовке операторов. Сверху на продольной каретке установлена неподвижная ванна слива 7, в которой расположен предметный стол 8, на котором устанавливается обрабатываемая деталь. Уменьшение габаритов ванны слива 7 обеспечивается за счет полива струей, коаксиальной оси проволочного электрода, который предотвращает разбрызгивание и улучшает удаление продуктов эрозии из зоны обработки детали, не требуя полного погружения ее в воду.
Стойка 3 выполнена в виде вертикально вытянутого прямоугольного параллелепипеда с основанием, меньшим по площади, чем площадь поверхности головной части 2, на которой она установлена. На стойке 3 размещен узел направления и перемотки проволочного электрода, включающий верхнюю и нижнюю направляющие скобы 10, узел 11 юстировки проволоки, катушку 12 сматываемую, катушку 13 приемную и направляющие ролики 14, которые расставлены на поверхности стойки с обеспечением максимальной длины проволочного электрода от катушки 12 сматываемой до входа в направляющую верхней полу скобы. Такое расположение трассы проволочного электрода обеспечивает снижение вибраций проволоки, возникающих при ее смотке.
На верхней поверхности стойки 3 установлена лампа 15 местного освещения. В качестве устройства отображения используется 17" ЖК монитор, который установлен па кронштейне шарнирного крепления монитора. Нижний фланец кронштейна закреплен на верхней поверхности тумбы, справа от стойки 3. Большой экран и возможность изменения его положения создают удобство для оператора при управлении станком.
В центральной части панели 16 управления станком (см. фиг.4) рамками выделены три функциональных поля: поле 20 управления генератором технологического тока, поле 21 управления движением проволоки и поле 22 управления помпой, что упрощает управление станком. Слева на панели управления размещена аварийная кнопка 19, а справа две вертикально расположенные кнопки включения станка 23 и включения персонального компьютера 27.
На каждом функциональном поле управления генератором установлены кнопки управления с яркостными или цифровыми индикаторами.
Работа на станке производится в следующем порядке.
Подлежащая обработке деталь закрепляется на предметном столе 8, который вместе с ванной слива 7 жестко закреплены на продольной каретке 2-х координатного стола 4, на ходовых винтах которого закреплены двигатели, управляемые от системы ЧПУ.
Трасса проволочного электрода находится на лицевой панели стойки 3, которая жестко закреплена на головной части 2 станка. Перед обработкой детали проволочный электрод с помощью направляющих роликов 14 подводится к направляющим полускобам 10, в передней торцевой части которых закреплены керамические направляющие, в которых фиксируется положение проволочного электрода. При обработке детали положение направляющих полускоб, с заправленным в них проволочным электродом, остается неизменным, а деталь перемещается с помощью 2-х координатного стола 4, управляемого системой ЧПУ.
Перед началом обработки детали оператор с помощью пульта управления 16 станком выбирает необходимые для данной детали параметры обработки - скорость перемотки проволоки, усилие ее натяжения, длительность и частоту следования рабочих импульсов генератора технологического тока.
Перед включением генератора необходимо включить подачу воды в устройство формирования струи, коаксиальной оси проволочного электрода.
На верхней полускобе формируется струя, направленная вниз, а на нижней полускобе формируется струя, направленная вверх, следовательно, в рабочей зоне присутствует достаточное количество воды для обеспечения стабильного процесса обработки.
После включения прокачки включается генератор 24 технологического тока и с клавиатуры 17 управления ПК запускается программа обработки данной детали.
На экране монитора 9 изображается контур обрабатываемой детали с выделением другим цветом обработанной части контура. Использованная вода сливается из ванны слива 7 в помпу 26 и вновь поступает в зону обработки.
2
Габариты станка составляют: высота - не более 1480 мм, ширина около 530 мм, глубина - не более 570 мм. Занимаемая станком площадь составляет около 0,35 м, а вес - не более 60 кг. Указанные массогабаритные характеристики позволяют считать заявляемый станок малогабаритным в рассматриваемом классе 2-х координатных электроэрозионный вырезных станков.
Технические возможности станка, его вес и габариты, а также невысокая стоимость делают его привлекательным для использования:
- на промышленных предприятиях при изготовлении деталей основного производства в таких отраслях промышленности, как электровакуумная, приборостроение, автоматика, медицина и других отраслях промышленности;
- на предприятиях малого бизнеса для изготовления ювелирных изделий, микроштампов, сложнопрофильного режущего инструмента, фурнитуры;
- в системе технического обучения (создание классов технического обучения в школах, колледжах, университетах) для освоения технологии электроэрозионной обработки и управления современным электроэрозионным оборудованием.
Заявляемый станок может быть многократно воспроизведен в производственных условиях с использованием широко распространенного металлообрабатывающего оборудования.