УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВИБРИРУЮЩИМ ЭЛЕКТРОДОМ-ИНСТРУМЕНТОМ
DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL PROCESSING BY VIBRATORY ELECTRODE TOOL

Изобретение относится к технологическому оборудованию для электрохимической обработки (ЭХО) с использованием импульсного тока, в частности размерной обработки вибрирующим электродом инструментом (ЭИ) полостей штампов и пресс-форм, пера турбинных и компрессорных лопаток, а также электрохимического гравирования.
Известно устройство для ЭХО вибрирующим электродом инструментом с использованием импульсного тока, содержащее приводимый от электродвигателя вибратор эксцентрикового типа, взаимодействующий с помощью подшипника с несущей ЭИ колонкой, сцентрированной в двух разнесенных мембранах и совершающей возвратно-поступательное движение (а.с. СССР №194510, кл. 48 1/04 1967).
Недостатком данного устройства является малая жесткость контакта подшипника с колонкой, затрудняющая поддерживание в процессе обработки постоянной амплитуды колебаний и минимального межэлектродного зазора (МЭЗ).
Известно устройство для импульсной ЭХО, содержащее отдельный привод подач обрабатываемой заготовки, а периодическое изменение МЭЗ обеспечивается вибратором, содержащим связанный электродвигателем эксцентриковый вал, соединенный посредством упругой рессоры головки шатуна с колонкой, несущей ЭИ, совершающей возвратно-поступательное движение в направляющих качения (каталог товаров Троицкого станкостроительного завода, станок модели 4420Ф11М).
Недостатком данного устройства является быстрый износ направляющих колонки в точках контакта с телами качения и соответственно ухудшение центрации ЭИ.
Известно устройство для ЭХО с использованием импульсного тока, обеспечивающее периодическое изменение МЭЗ, содержащее двигатель привода подач ЭИ, ходовой винт, гайку и вертикально перемещаемую по направляющим портальной стойки пиноль, внутри которой на центрирующих мембранах подвешен электрододержатель, жестко соединенный со штоком шатуна, приводимого от эксцентрикового вала, электромеханического вибратора, расположенного на верхнем конце пиноли (патент DE №2903873, В23Н 7/30, 19793.08.30).
Недостатком данного устройства является то, что длина шатуна вибратора, которая зависит от длины пиноли и при больших ее ходах может быть весьма значительной, увеличивает ее податливость и температурные деформации, приводя к погрешностям заданного МЭЗ. Кроме того, в приводе подач тяговое устройство соединяется с пинолью посредством консольного кронштейна, и от действия усилия подачи возникает опрокидывающий момент, вызывающий перекос оси пиноли, что снижает точность обработки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и заявляемому является устройство (патент RU №2401184. В23Н 7/26, 10.10.2010) для ЭХО импульсным током с периодически изменяемым МЭЗ, содержащее вибратор, привод подач, состоящий из двигателя, тягового устройства в виде пары винт-гайка, полой пиноли, выполненной с возможностью вертикальной подачи по направляющим портальной стойки и датчика перемещения, причем гайка ходового винта смонтирована на верхнем конце полой пиноли, а к нижнему концу на центрирующих мембранах подвешена несущая электрододержатель обойма с плоскими упорами, охватывающая подшипники эксцентриковой шейки вала вибратора с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении подачи.
Недостатком данного устройства является значительные удельные давления и повышенная податливость, тепловыделение и износ плоских упоров в местах контакта с подшипниками эксцентриковой шейки вала бесшатунного вибратора.
Задачей изобретения является повышение точности и производительности обработки импульсной электрохимической обработки с вибрацией электрода - инструмента за счет снижения упругих и температурных деформаций, вызывающих погрешности расположения электрода-инструмента относительно заготовки.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для электрохимической обработки импульсным током с использованием вибрирующего электрода-инструмента, содержащем привод подач, состоящий из двигателя, тягового устройства в виде пары винт-гайка и датчика перемещений, полую пиноль, выполненную с возможностью вертикального перемещения по направляющим портальной стойки, и электромеханический вибратор, смонтированный на нижнем конце полой пиноли, в котором согласно изобретению шейка эксцентрикового вала электромеханического вибратора с установленной на подшипниках головкой шатуна размещена внутри рамки, подвешенной на центрирующих мембранах с возможностью возвратно-поступательного движения в направлении подачи электрода-инструмента и несущей с противоположных сторон электрододержатель и гильзу-компенсатор с жестко закрепленным штоком шатуна.
Применение гильзы-компенсатора, в отверстие которой соосно с зазором пропущен и жестко закреплен на конце шток шатуна, обеспечивает компактность и меньшую податливость конструкции и компенсацию температурных деформаций. Рамка, подвешенная на разнесенных центрирующих мембранах, устраняет влияние изгибных деформаций штока шатуна на траекторию возвратно поступательного движения ЭИ.
Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показан общий вид устройства для ЭХО, на фиг.2 - выносной элемент А фиг.1, на фиг.3 - разрез В.
Устройство содержит основание 1 (фиг.1), на котором через изоляционную проставку 2 установлен стол 3, закреплены стойки 4, стянутые поперечиной 5, на которой расположены направляющие 6 полой пиноли 7 и привод подач, содержащий тяговое устройство в виде пары винт-гайка 8, 9, электродвигатель 10 и датчик перемещений 11. На нижнем конце полой пиноли 7 закреплен электромеханический вибратор, который содержит соединенный с электродвигателем 12 (фиг.2) вал 13. На опорных и эксцентриковой шейках вала 13 смонтированы подшипники, установленные в корпусе электромеханического вибратора 14 и в головке шатуна 15. Головка шатуна 15 размещена внутри рамки 16 (фиг.3), подвешенной на центрирующих мембранах 17, 18. К рамке 16 с противоположных сторон установлены соосно с отверстием полой пиноли электрододержатель 19 и гильза-компенсатор 20, охватывающая с зазором жестко закрепленный на ее свободном конце шток шатуна 21. Для контроля колебаний рамки 16, несущей электрододержатель 19, установлен датчик 22 (фиг.2). Для защиты электромеханического вибратора и направляющих 6 от воздействия электролита используется гофра 23 и кожухи 24.
Устройство для электрохимической обработки импульсным током с использованием вибрирующего электрода-инструмента работает следующим образом. Рабочий зазор между установленной на столе 3 обрабатываемой деталью и закрепленным в электрододержателе 19 электродом инструментом обеспечивается согласованным со скоростью металлосъема движением подачи полой пиноли 7 по направляющим 6, осуществляемым электродвигателем 10 вращением винта 8 в гайке 9. Ход полой пиноли 7 контролируется датчиком перемещений 11. Периодическое изменение МЭЗ от рабочего до промывочного обеспечивается электродвигателем 12, вращением вала 13, которое головкой шатуна 15 через шток шатуна 21 и гильзу компенсатор 20 преобразуется в возвратно поступательное движение рамки 16. Рамка 16 подвижно центрируется в корпусе электромеханического вибратора 14 с помощью двух разнесенных с оси вала 13 центрирующих мембран 17, 18, допускающих смещение рамки 16 лишь в направлении подачи ЭИ которое контролируется датчиком 22.
Заявленное изобретение позволяет повысить точность и производительность обработки вибрирующим электродом-инструментом за счет увеличения жесткости компактной конструкции шатуна, позволяющей использовать отверстие в полой пиноли для соосного размещения гайки и винта тягового устройства привода подач и тем самым исключить возможность появления момента, нагружающего направляющие полой пиноли. Применение гильзы-компенсатора, охватывающего с зазором жестко закрепленный на ее свободном конце шток шатуна, компенсирует влияние температурных деформаций на заданное и поддерживаемое по условиям точности и производительности электрохимического формообразования минимальное значение межэлектродного зазора. Кроме того, рамка подвешенная на разнесенных центрирующих мембранах, исключает влияние изгибных деформаций штока шатуна на прямолинейность возвратно-поступательного движения электрода-инструмента.