УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО СНЯТИЯ ЗАУСЕНЦЕВ И СКРУГЛЕНИЯ ОСТРЫХ КРОМОК НА ДЕТАЛЯХ

Предлагаемое техническое решение относится к электрохимическим методам обработки деталей и может использовано, в частности, для удаления заусенцев и округления острых кромок деталей из высокопрочных сплавов.
Известно устройство для электрохимической обработки ПН45 (Пояснительная записка и руководство. Куйбышевский филиал Всесоюзного научно-исследовательского конструкторско-технологического института подшипниковой промышленности, 1968), содержащее блок питания, регулируемый с замкнутой по одному из выходов обратной связью, включающей блок опорного сигнала и усилитель, блок подачи электролита, блок катодный, механически связанный с блоком подачи электролита и включающий несущее обрабатываемую деталь основание и имеющую возможность поступательного перемещения от привода головку, механически связанную с блоком датчиков, подключенным к блоку защиты, а выход - с приводом головки.
К недостаткам этого устройства можно отнести:
- отсутствие контроля при обработке заусенцев разной длины, что удлиняет время обработки деталей.
Этого недостатка лишено другое техническое решение, являющееся прототипом, а именно «Устройство для электрохимического снятия заусенцев» (Авторское свидетельство СССР №876343 от 30.10.1981 г.) содержащее блок питания, регулируемый с замкнутой по одному из выходов обратной связью, включающей блок опорного сигнала и усилитель, блок подачи электролита, блок катодный, механически связанный с блоком подачи электролита и включающий несущее обрабатываемую деталь основание и имеющую возможность поступательного перемещения от привода головку, механически связанную с блоком датчиков, подключенным к блоку защиты, входы которого соединены с блоком катодным и блоком питания регулируемым, и блок управления, вход которого соединен с блоком защиты, а выход - с приводом головки, преобразователь напряжение-код, подключенный своими входами к блоку питания регулируемому, блок сравнения чисел, последовательно включенные первый и второй регистры числа, подключенные к блоку сравнения чисел, генератор импульсов и дополнительный блок управления, вход которого подключен к блоку защиты, один из выходов соединен с основным блоком управления, а второй - с блоком подачи электролита, первым и вторым регистрами числа, генератором импульсов и блоком питания регулируемым, причем выходы преобразователя напряжение-код подключены к последовательно включенным первому и второму регистрам числа, а блок сравнения чисел соединен с дополнительным блоком управления. К недостаткам прототипа относятся:
- невозможность эффективной эвакуации шлама из зоны обработки;
- отсутствие возможности работы с высокопрочными сплавами, такими как никельсодержащие сплавы, титановые, и т.д.;
- отсутствие возможности снятия окисной пленки с обрабатывающего электрода;
- отсутствие регулировки давления подачи электролита в катодную камеру.
Заявляемая полезная модель направлена на создание такого блока питания для электрохимического снятия заусенцев и округления острых кромок в деталях, который дал бы возможность работать с деталями из высокопрочных специальных сплавов, таких как никельсодержащие, титановые и т.д., эффективно отводить шлам из зоны обработки, повысить качество обработки деталей.
Для этого в установке для электрохимического снятия заусенцев и округления острых кромок на деталях, содержащей блок питания, регулируемый с замкнутой по одному из выходов обратной связью, включающей блок опорного сигнала и усилитель, блок подачи электролита, блок катодный, механически связанный с блоком подачи электролита и включающий держатель обрабатываемой детали, блок питания выполнен на основе микроконтроллера, и содержит токовый шунт, выходы измерительного сигнала которого соединены со входами амперметра и усилителя, выход которого, в свою очередь, подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, входящего в состав микроконтроллера, мостовой инвертор, один вход которого соединен с силовым выходом токового шунта, а второй вход соединен с выходом блока защиты от короткого замыкания, один вход и выход которого, в свою очередь, соединены с микроконтроллером, второй вход соединен с усилителем, а третий вход соединен с одним выходом блока измерения сопротивления, второй выход которого, в свою очередь, соединен со входом аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера, при этом один выход мостового инвертора соединен с нагрузкой в катодной камере, а второй выход соединен со входом блока измерения сопротивления, причем выход микроконтроллера соединен со входом регулятора оборотов электродвигателя насоса, выход которого, в свою очередь, соединен с электродвигателем насоса.
На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемой установки для электрохимического снятия заусенцев и скругления острых кромок на деталях.
Установка работает следующим образом.
Включение и выключение установки производится включением блока питания 1 с панели управления 2 кнопками «ПУСК» 3 и «СТОП» 4. Сетевое переменное напряжение через пускатель 5 поступает на преобразователь переменного напряжения в постоянное 6 и на блок трансформаторов 7, а затем пониженное напряжение с блока трансформаторов 7 поступает на выпрямитель 8 и через токовый шунт 9 подается на мостовой инвертор 10, при этом измерительная часть шунта 9 соединена с амперметром 11, расположенным на панели управления 2 и усилителем 12, который в свою очередь соединен с блоком опорного сигнала 13 и блоком аналого-цифрового преобразователя 14, входящими в состав микроконтроллера 15. Преобразователь переменного напряжения в постоянное 6 преобразует сетевое переменное напряжение в постоянное 12 В и подает его на стабилизатор напряжения 16, с выхода которого на микроконтроллер 15 поступает постоянное напряжение 5 В. На жидкокристаллическом дисплее, входящем в блок индикации 17, и расположенном на панели управления 2 отображается заставка, а через некоторое время - основное меню. На передней панели 2 также расположены относящиеся к блоку управления 18 кнопки непосредственного управления процессом обработки «←» и «→», «↑» и «↓», «ОК», «Старт» «Стоп» а также переменный резистор «Обороты насоса» (не показано) для установки производительности электродвигателя насоса. Кнопками «←» и «→» осуществляется переход по пунктам текущего меню, а кнопками «↑» и «↓» осуществляется изменение текущего параметра. Вход в выбранный пункт меню и возврат в основное меню производится нажатием кнопки «ОК».
Кнопками «←» и «→» выбором пункта «Параметры» устанавливаются необходимые параметры работы блока питания. Фиксация установленных параметров и возврат в главное меню производится нажатием кнопки «ОК».
Кнопками «←» и «→» выбором пункта «Установка зазора» включается в работу блок измерения сопротивления 19, который производит проверку на наличие замыкания между деталью и обрабатывающим электродом. В этот момент включается лампа желтого свечения «Установка зазора», входящая в состав блока индикации 17. При наличии замыкания из звукоизлучателя, входящего в блок индикации 17, расположенного на панели управления 2, звучит непрерывный звуковой сигнал и загорается контрольная лампа «КЗ», расположенная в блоке индикации 17. При устранении замыкания гаснет лампа «КЗ», прекращается звуковой сигнал. Выход из режима осуществляется нажатием кнопки «ОК», при этом микроконтроллер 15 отключает блок измерения сопротивления 19 и выключает лампу «Установка зазора». Блок питания готов к работе.
Обработка детали запускается кнопкой «Старт», расположенной на передней панели 2 в том случае, если толкатель этой кнопки светится зеленым цветом, в противном случае необходимо выйти в основное меню, нажав кнопку «ОК».
В этот момент микроконтроллер 15, включает регулятор оборотов электродвигателя насоса 20, который в свою очередь включает электродвигатель насоса 21 с установленным значением числа оборотов. Задержка включения процесса обработки составляет 3 секунды и необходима для подачи при помощи электродвигателя насоса 21 электролита из блока подачи электролита 22 в катодный блок 23.
По истечении 3 секунд микроконтроллер 15 включает лампу зеленого свечения «Работа», входящую в блок индикации 17 и подает сигнал с установленной частотой F, скважностью Q, числом прямых Nn и числом обратных No импульсов и временем обработки То на мостовой инвертор 10 через блок защиты от короткого замыкания 24, который защищает мостовой инвертор 10 от подачи импульсов прямой и обратной полярности одновременно. Мостовой инвертор 10 по этому сигналу управляет подключением держателя (не показано) с обрабатываемой деталью 25 в катодном блоке 23 к выпрямителю 8 через токовый шунт 9. В тот же момент производится измерение тока нагрузки на детали 25 с помощью токового шунта 9, сигнал с которого поступает на усилитель 12 и подается на блок опорного сигнала 13 и на аналого-цифровой преобразователь 14, входящие в микроконтроллер 15. Значение протекающего тока нагрузки на детали сравнивается в микроконтроллере 15 с установленным значением тока обработки, и в случае его превышения микроконтроллер 15 подает сигнал отключения на мостовой инвертор 10 через блок защиты от короткого замыкания 24 до момента уменьшения тока нагрузки до значения меньше или равного установленному значению тока обработки.
Остановка обработки осуществляется нажатием кнопки «Стоп», расположенной на панели управления 2, в том случае, если толкатель этой кнопки светится красным цветом или по истечении установленного времени обработки. В этот момент микроконтроллер 15 отключает лампу «Работа» и включает лампу красного свечения «Стоп», расположенную на панели управления 2 и входящую в состав блока индикации 17, отключает через блок защиты от короткого замыкания 24 мостовой инвертор 10, который в свою очередь отключает нагрузку 25. В этот же момент микроконтроллер 15 отключает регулятор оборотов электродвигателя 20, тем самым выключая электродвигатель насоса 21 и прекращая подачу электролита в катодный блок 23.
Штатное и экстренное отключение установки производится нажатием кнопки «СТОП» 4, имеющей грибовидный толкатель и расположенной рядом с кнопкой «ПУСК» 3 на панели управления 2.
Таким образом, предлагаемое техническое решение благодаря применению микроконтроллера, позволяющего формировать импульсы специальной формы, мостового инвертора, позволяющего подавать на нагрузку импульсы специальной формы прямой и обратной полярности, регулятора оборотов электродвигателя насоса, позволяющего регулировать давление электролита, позволяет эффективно удалять заусенцы и скруглять острые кромки на деталях из высокопрочных сплавов, таких как титановые, никельсодержащие и т.д., эффективно отводить шлам из зоны обработки, очищать обрабатывающий электрод от окисных пленок, работать с разными электролитами, уменьшить время обработки, а также повысить качество обработки деталей.