УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОИСКРОВОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

Полезная модель относится к технике электроискровой обработки металлов и может быть использована при поверхностном легировании, разметке листов, для маркировки изделий, нанесения перфорации, выполнения художественных рисунков и др.
Устройства электроискровой обработки в машиностроении и приборостроении продолжают развиваться и остаются конкурентоспособными в сравнении с традиционно сложившимися методами обработки, например, механической обработкой резанием, в особенности при обработке деталей сложной конфигурации и труднообрабатываемых электропроводных материалов.
Известно устройство электроискрового легирования (патент РФ 2140834, МПК В23Н 9/00, опубл. 10.11.1999), которое содержит два источника питания постоянного тока, электрод-заготовку, датчик наличия контакта между вибрирующим электродом-инструментом и заготовкой, два ключа, блок задержки и блок формирователя.
Недостатком данного устройства является наличие только одного режима работы устройства, отсутствие защитного заземления, что обусловлено наличием одного режима работы.
Также известно устройство для электроискровой обработки металлов (см. Красников В.Ф., Петриковский Е.Л., Маркирование и клеймение. М., "Машиностроение", 1973 г., с.79-86), включающее источник переменного напряжения, соединенные с ним параллельно катушку вибратора, мостовой выпрямитель и конденсатор, соединенный с землей, при этом положительный потенциал моста заземлен, а отрицательный потенциал через активное сопротивление соединен с электродом-инструментом с наконечником из вольфрама и другой обкладкой конденсатора.
Недостатком данного устройства также является наличие только одного режима работы устройства, отсутствие защитного заземления.
Наиболее близким к заявленному устройству является устройство электроискровой обработки (патент РФ 2223848, МПК В23Н 9/06, опубл. 20.02.2004), включающее блок питания, выпрямительный блок, положительный потенциал которого заземлен, а отрицательный потенциал соединен через блок регулировки тока с наконечником электровибратора со штоком и наконечником, имеющее пластиковый корпус без выполнения защитного заземления устройства.
Недостатком данного устройства является наличие только одного режима работы устройства, отсутствие защитного заземления и низкая ударопрочность корпуса устройства.
Основной задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение режимов работы устройства и возможности гибкой настройки параметров работы для решения каждой конкретной производственной задачи.
Техническим результатом, при осуществлении предлагаемого устройства, является улучшение качества обработки металлов.
Технический результат достигается тем, что в устройство электроискровой обработки металлов содержащее корпус, последовательно соединенные блок питания, блок регулировки тока, выпрямительный блок и электровибратор со штоком и наконечником подключенный параллельно блоку питания, дополнительно введен блок управления режимами работы, входы которого соединены соответственно с выходом блока регулировки тока и выпрямительным блоком, а выходы соединены соответственно со входами электровибратора со штоком и наконечником и контактом обрабатываемой детали, причем корпус выполнен из металла и заземлен на провод защитного заземления электрической сети.
Проведенный заявителем анализ техники, установил, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков тождественным всем признакам заявляемому устройству электроискровой обработки металлов - отсутствуют. Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».
Совокупность существенных признаков полезной модели обеспечивает достижение технического результата при ее осуществлении за счет того, что в устройство вводится блок управления режимами работы, корпус, выполненный из металла, который заземлен на провод защитного заземления электрической сети.
Таким образом, приведенные сведения доказывают, что при осуществлении заявляемой полезной модели выполняются следующие условия:
- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных до даты подачи заявки средств;
- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, способно обеспечить получение указанного технического результата.
Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена функциональная схема устройства и введены следующие обозначения:
1. Блок питания
2. Выпрямительный блок
3. Блок регулировки тока
4. Электровибратор со штоком и наконечником
5. Блок управления режимами работы
6. Контакт обрабатываемой детали
7. Провод защитного заземления электрической сети
Устройство электроискровой обработки металлов содержит корпус и установленные в нем параллельно подключенные блок питания 1, выпрямительный блок 2 и электровибратор со штоком и наконечником 4 выполненный с возможностью контактирования с обрабатываемой деталью 6, блок регулировки тока 3 включенный последовательно с выпрямительным блоком 2. В цепи электровибратора со штоком и наконечником 4 установлен конденсатор (на чертеже не показан), имеющий емкость C=1/ω(ωL-rtgψ), где:
ω=2πf - круговая частота источника переменного напряжения;
f - частота колебаний;
L - индуктивность катушки вибратора;
r - активное сопротивление катушки вибратора;
ψ - угол, на который ток катушки электровибратора опережает напряжение блока питания.
Угол ψ найден из условия -π/4<ψ<0).
Устройство также содержит блок управления режимами работы 5, вход которого соединен с выходом блока регулировки тока 3 и выпрямительным блоком 2, а выход соединен с входом электровибратора со штоком и наконечником 4 и контактом обрабатываемой детали 6.
Устройство установлено в металлический корпус (на чертеже не показан), который заземлен на провод защитного заземления электрической сети 7.
Блок питания 1 выполнен из источника переменного тока;
Выпрямительный блок 2 представляет собой диодный мост;
Блок регулировки тока 3 включает в себя, например, три резистора активного сопротивления и переключатель;
Блок управления режимами работы 5 состоит, например, из переключателя направлений токовых входов;
Электровибратор со штоком и наконечником 4 выполнен из катушки электромагнита и штока с наконечником.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
В исходном положении наконечник электровибратора со штоком и наконечником 4 соприкасается с контактом обрабатываемой детали 6 под действием пружины (на чертеже не показано). Ток в месте контакта электровибратора со штоком и наконечником 4 с контактом обрабатываемой детали 6 ограничен блоком регулировки тока 3. При протекании тока по катушке электровибратора со штоком и наконечником 4 наконечник отрывается от изделия с двукратной частотой источника переменного напряжения блока питания 1. В момент отрыва между наконечником и контактом обрабатываемой детали возникает искра. В результате в момент отрыва наконечника электровибратора со штоком и наконечником 4 от контакта обрабатываемой детали 6 выпрямленное отрицательное или положительное напряжение (в зависимости от режима блока управления режимами 5) на наконечнике, находится на восходящей части полу синусоиды.
Вследствие этого, ток искры протекает по времени основную часть полусинусоиды приложенного напряжения и имеет большую амплитуду тока, за счет чего искра имеет голубой цвет, а в месте контакта ярко выраженный черный след за счет активного проникновения атомов углерода в контакт обрабатываемой детали 6. В итоге увеличивается качество обработки и производительность устройства за счет того, что переключением режимов работы устройства посредством блока управления режимами работы 5 изменяется направление протекания тока между наконечником электровибратора со штоком и наконечником 4 и контактом обрабатываемой детали 6, в результате чего изменяется температура нагрева наконечника и контакта обрабатываемой детали.
За счет введения в устройство дополнительного блока управления режимами работы 5 устройство получает возможность реверса положительного потенциала, полученного от выпрямительного блока 2 и отрицательного потенциала, полученного от блока регулировки тока 3, что позволяет наносить маркировку на металле путем изменения направления потока заряженных частиц между наконечником и контактом обрабатываемой детали, добиваясь нужной ширины, глубины (высоты) следа маркировки за счет изменения температурного режима наконечника и контакта обрабатываемой детали.
При этом след эрозионного пятна на изделии в предлагаемом устройстве более выражен, чем в прототипе и позволяет подобрать оптимальный режим работы устройства для каждого конкретного случая производственных задач.
Также введенный дополнительно блок управления режимами работы 5 устройства позволяет полностью отключить подачу постоянного тока на электровибратор со штоком и наконечником 4 и на контакт обрабатываемой детали 6, что позволяет сделать кратковременный перерыв в нанесении маркировки в целях предупреждения нанесения маркируемого следа в случае случайного соприкосновения наконечника и детали не отключая, при этом, питание устройства в целом.
Наличие защитного заземления корпуса устройства соединенного с проводом защитного заземления электрической сети 7 позволяет добиться более высокой степени электробезопасности при работе с устройством.
Металлический корпус устройства позволяет избежать повреждения устройства в случае случайных ударов и падений.