Генератор для электроэрозионного станка

Владельцы патента RU 2438841:

Изобретение относится к электроэрозионной обработке, в частности к генерации рабочих импульсов для электроэрозионного станка. Генератор рабочих импульсов для электроэрозионного станка содержит задающую схему управления для выработки последовательных импульсов, при этом он дополнительно содержит импульсный трансформатор и корректирующую цепочку, причем первичная обмотка импульсного трансформатора подключена к выходу задающей схемы управления для выработки последовательных импульсов, один из концов вторичной обмотки импульсного трансформатора подключен к электроэрозионному электроду, другой конец вторичной обмотки заземлен или подключен к устройству для крепления обрабатываемой детали, корректирующая цепочка содержит диод, индуктивность и переменный резистор, а соединенные последовательно указанные диод и переменный резистор подключены параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора, индуктивность подключена параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора, а диод включен таким образом, что полярность его вывода, подключенного к подсоединенному к электроэрозионному электроду выводу вторичной обмотки импульсного трансформатора, такова, что диод открыт при прохождении на электроэрозионный электрод обратного выброса, образующегося на вторичной обмотке импульсного трансформатора после окончания рабочего импульса. Технический результат — упрощение и удешевление генератора при сохранении качества обработки деталей. 1 ил.

Настоящее изобретение относится к электроэрозионной обработке, а более точно к генерации рабочих импульсов для электроэрозионного станка.

Известны генераторы рабочих импульсов для станков с электроэрозионной обработкой. Станки с электроэрозионной обработкой деталей содержат обычно генератор рабочих импульсов, устройство для крепления обрабатываемой детали, ее перемещения и/или поворота по нескольким координатам, электроэрозионный электрод и средство для его перемещения, узел управления перемещением и/или поворотом обрабатываемой детали по нескольким координатам. При этом генератор рабочих импульсов подключен к электроэрозионному электроду и к обрабатываемой детали, между которыми образуется электроэрозионный промежуток. Для обработки на электроэрозионный промежуток подаются либо однополярные, либо биполярные рабочие импульсы. К сожалению, воздействие на электроэрозионный промежуток однополярных импульсов создает в нем постоянную электрическую (электромагнитную) составляющую, которая приводит к электролизу рабочей жидкости в процессе обработки и в конечном счете к ухудшению качества поверхности обрабатываемой детали. Поэтому станки с однополярными рабочими импульсами практически не применяются.

В качестве прототипа выбран патент США №5874703.

Генератор импульсов по указанному патенту США содержит: первую схему управления генератора с памятью и выходным каскадом для выработки последовательных биполярных импульсов, имеющих определенную продолжительность и изменяющих направление тока в рабочем зазоре между электродом и обрабатываемой деталью, и вторую схему управления для выбора продолжительности последовательных биполярных импульсов и для приложения указанных импульсов к рабочему зазору.

В прототипе генератор имеет достаточно сложные управляющие схемы формирования биполярных рабочих импульсов, что приводит к значительным дополнительным затратам. В прототипе в генераторе рабочих импульсов предусматриваются два (иногда — больше) различных канала — отдельно для генерирования импульсов положительной полярности и отдельно для формирования импульсов отрицательной полярности, что усложняет и удорожает устройство генерирования рабочих импульсов.

Таким образом, технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является упрощение и удешевление генератора.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что генератор рабочих импульсов для электроэрозионного станка содержит задающую схему управления для выработки последовательных импульсов (далее следуют отличительные признаки), импульсный трансформатор и корректирующую цепочку, причем первичная обмотка импульсного трансформатора подключена к выходу задающей схемы управления, один из концов вторичной обмотки импульсного трансформатора подключен к электроэрозионному электроду, другой конец вторичной обмотки подключен к земле или к устройству для крепления обрабатываемой детали, корректирующая цепочка содержит диод, индуктивность и переменный резистор, а соединенные последовательно указанные диод и переменный резистор подключены параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора, индуктивность подключена параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора, диод включен так, что полярность вывода диода, подключенного к подсоединенному к электроэрозионному электроду выводу вторичной обмотки импульсного трансформатора, такова, что диод открыт при прохождении на электроэрозионный электрод обратного выброса, образующегося на вторичной обмотке импульсного трансформатора после окончания рабочего импульса.

Читайте также:  Просадка напряжения в импульсном блоке питания

Изобретение будет понятно из нижеследующего описания.

На чертеже показан электроэрозионный станок с генератором рабочих импульсов для электроэрозионного станка.

На чертеже обозначено:

1 — устройство для крепления и перемещения обрабатываемой детали;

2 — обрабатываемая деталь;

3 — электроэрозионный промежуток;

4 — электроэрозионный электрод;

5 — узел управления перемещением и/или поворотом обрабатываемой детали;

6 — задающая схема управления для выработки последовательных однополярных импульсов;

7 — импульсный трансформатор;

8 — корректирующая цепочка из диода, индуктивности и переменного резистора.

Электроэрозионный станок (чертеж) содержит устройство 1 для крепления и перемещения обрабатываемой детали. Устройство 1 для крепления обрабатываемой детали 2, ее перемещения и/или поворота по нескольким координатам расположено таким образом, что между обрабатываемой деталью 2 и электроэрозионным электродом 4 создается электроэрозионный промежуток 3. Имеется также узел управления 5 перемещением и/или поворотом обрабатываемой детали 2 по нескольким координатам. Устройство, необходимое для перемещения электроэрозионного электрода 4, на чертеже не показано.

Генератор рабочих импульсов для электроэрозионного станка на фиг.1 состоит из задающей схемы управления 6 для выработки последовательных однополярных импульсов; импульсного трансформатора 7 и корректирующей цепочки 8 из диода, индуктивности и переменного резистора.

В качестве задающей схемы управления 6 для выработки последовательных однополярных импульсов может быть выбран простой импульсный генератор однополярных импульсов. Это может быть электромагнитный контур, в котором возникают электромагнитные колебания заданной частоты, и, например, триггер, который под воздействием колебаний электромагнитного контура переключается и выдает однополярные импульсы.

К выходу задающей схемы управления 6 для выработки последовательных однополярных импульсов подключен импульсный трансформатор 7 (первичная его обмотка). Один конец вторичной обмотки импульсного трансформатора подключен к электроэрозионному электроду 4, а второй конец вторичной обмотки импульсного трансформатора подключен к земле или к устройству 1 для крепления и перемещения обрабатываемой детали. Импульсный трансформатор 7 имеет достаточную индуктивность, чтобы обеспечить заданные параметры выброса обратной полярности. Эти выбросы обратной полярности необходимы для исключения в электроэрозионном промежутке (рабочем зазоре) постоянной электрической (электромагнитной) составляющей, которая, если она имеется, приводит к ухудшению качества обработки детали.

В корректирующей цепочке 8 диод и переменный резистор соединены последовательно и подключены параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора; индуктивность также подключена параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора. Полярность вывода диода, подключенного к выводу вторичной обмотки импульсного трансформатора, подсоединенному к электроэрозионному электроду, такова, что он открыт при прохождении на электроэрозионный электрод обратного выброса, образующегося на вторичной обмотке импульсного трансформатора после окончания рабочего импульса. Корректирующая цепочка 8 предназначена для коррекции параметров обратного выброса в электроэрозионном промежутке.

Генератор рабочих импульсов для электроэрозионного станка работает следующим образом. Задающая схема управления 6 для выработки последовательных однополярных импульсов вырабатывает однополярные импульсы, которые поступают на импульсный трансформатор 7. На вторичной обмотке импульсного трансформатора образуется (наводится) импульс положительной полярности, который поступает в электроэрозионный промежуток 3, где обеспечивает эрозию детали 2. Когда импульс с задающей схемы управления 6 заканчивается, на вторичной обмотке импульсного трансформатора за счет его индуктивности будет формироваться отрицательный выброс тока в электроэрозионном промежутке 3. К сожалению, обратный выброс при достижении определенной амплитуды (достаточной для возникновения электроэрозионного эффекта с обратным знаком) может играть отрицательную роль в процессе и снижать качество обработки обрабатываемой детали.

Читайте также:  Как проверить диод лампочкой

В цепочке 8 суммарное значение прямого сопротивления диода и переменного резистора определяет амплитуду и длительность обратного выброса после прохождения рабочего импульса. Необходимо заметить, что длительность обратного выброса должна быть достаточно малой, чтобы уменьшить скважность рабочих импульсов и тем самым повысить производительность электроэрозионного процесса. Индуктивность служит для сглаживания процесса. С помощью корректирующей цепочки 8 оператор, регулируя величину переменного резистора, выбирает необходимые параметры обратного выброса, чтобы исключить появление в электроэрозионном промежутке 3 постоянной составляющей тока и одновременно обеспечить приемлемое качество обработки.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет при сравнительно небольшой сложности и меньших затратах обеспечить достаточное качество обрабатываемой детали.

В предложенном изобретении используются известные освоенные устройства и технологические процессы, что позволяет успешно реализовать изобретение.

Генератор рабочих импульсов для электроэрозионного станка, содержащий задающую схему управления для выработки последовательных импульсов, отличающийся тем, что он содержит импульсный трансформатор и корректирующую цепочку, причем первичная обмотка импульсного трансформатора подключена к выходу задающей схемы управления для выработки последовательных импульсов, один из концов вторичной обмотки импульсного трансформатора подключен к электроэрозионному электроду, другой конец вторичной обмотки заземлен или подключен к устройству для крепления обрабатываемой детали, корректирующая цепочка содержит диод, индуктивность и переменный резистор, а соединенные последовательно указанные диод и переменный резистор подключены параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора, индуктивность подключена параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора, а диод включен таким образом, что полярность его вывода, подключенного к подсоединенному к электроэрозионному электроду выводу вторичной обмотки импульсного трансформатора, такова, что диод открыт при прохождении на электроэрозионный электрод обратного выброса, образующегося на вторичной обмотке импульсного трансформатора после окончания рабочего импульса.

Автор: desti, 21 сентября 2007 в Мысли и идеи

Рекомендованные сообщения

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Сейчас на странице 0 пользователей

Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

Для получения элементов со сложным профилем из труднообрабатываемых металлов используется электроэрозионный станок. Его работа основана на воздействии разрядов электрического тока, которые создают в зоне обработки высокую температуру, из-за чего металл испаряется. Такой эффект именуется электрической эрозией. Промышленность уже больше 50 лет использует станки, работающие по этому принципу.

Виды оборудования и методы обработки

Описать работу электроэрозионного станка можно так: взять заряженный конденсатор и поднести его электродами к металлической пластине. Во время короткого замыкания происходит разряд конденсатора. Яркая вспышка сопровождается выходом энергии (высокой температуры). В месте замыкания образуется углубление вследствие испарения некоторого количества металла от высокой температуры.

На технологическом оборудовании реализованы различные виды получения электрических разрядов. Среди основных схем выделяются:

  • электроискровая;
  • электроконтактная;
  • электроимпульсная;
  • анодно-механическая.

Реализуя одну из схем на практике, изготавливают станки. На принципе электрической эрозии были выпущены следующие станки в разных модификациях:

Для получения точных размеров и автоматизации процесса оборудование комплектуется числовым программным управлением (ЧПУ).

Электроискровой станок работает за счет искрового генератора. Генератор — это накопитель энергии, который дает электрический импульс. Для постоянной подачи импульсов организуется конденсаторная батарея.

Читайте также:  Какая передача преобразует вращательное движение в поступательное

Чтобы организовать электрическую цепь, катод подключают к исполнительному инструменту, а анод — к обрабатываемой детали. Постоянное расстояние между электродом и деталью гарантирует однородность протекания процесса. При вертикальном опускании электрода на деталь происходит прошивка металла и образование отверстия, форма которого задается формой электрода. Так работает электроэрозионный прошивной станок.

Для изготовления деталей из твердосплавных и труднообрабатываемых деталей используется электроэрозионный проволочный станок. В качестве электрода в нем выступает тонкая проволока. При испарении металла на поверхности обрабатываемой детали образуются окислы, обладающие высокой температурой плавления. Для защиты от них процесс проводят в жидкой среде или масле. Во время искрообразования жидкость начинает гореть, забирая кислород и другие газы из рабочей зоны.

Станки такого типа иногда бывают единственно возможным способом изготовления конструкционного элемента. Но покупка оборудования для электроэрозионной обработки для выполнения нечастых работ — разорительное занятие. Поэтому если возникла необходимость, то можно изготовить электроэрозионный станок своими руками.

Особенности самодельного устройства

Перед тем как приступить к изготовлению самодельного электроэрозионного станка, необходимо разобраться в его устройстве. К основным конструкционным элементам относятся:

  1. Стол для закрепления заготовки.
  2. Ванна.
  3. Исполнительный орган (электрод, клеммник для подключения провода, втулка, направляющая, диэлектрический корпус, штатив).
  4. Генератор.
  5. Каретка.
  6. Станковое основание.
  7. Штурвал для подачи инструмента.
  8. Кронштейн.
  9. Пластина вибрационная.
  10. Направляющая для стержня.
  11. Подставка.
  12. Оснастка.

Изготовление искрового генеротора

Для изготовления искрового генератора детали можно найти везде (в старых телевизорах, мониторах блоков питания и т. д. ). Принцип его работы таков:

  1. Диодный мост переменный ток преобразует в постоянный. Напряжение домашней сети составляет 220 В (можно использовать и 380 В).
  2. Лампа накаливания, входящая в схему, предназначена для ограничения тока во время короткого замыкания. Тем самым она защищает диодный мост от пробоя. Также она сигнализирует о зарядке конденсатора. Лампа берется соответствующего напряжения и мощностью не менее 120 Вт.
  3. Конденсатор должен быть рассчитан на подаваемое напряжение. Самым оптимальным будет напряжение в 400 В. Емкость у конденсатора должна быть не менее 1000 мкФ. Чтобы произвести прожиг на домашнем станке, достаточно 20 000 мкФ.
  4. После полной зарядки конденсатора лампа тухнет. Затем происходит его разрядка через электрод. Цепь разрывается.
  5. Повторяется цикл зарядки. Его скорость напрямую зависит от емкости конденсатора. При минимальных значениях на зарядку уходит чуть меньше одной секунды.
  6. Для защиты от перегрузки конструкцию оснащают автоматом 2−6 А.

Меры безопасности при работе

Так как организованная электроэрозия своими руками сопряжена с возможностью поражения электрическим током, к технике безопасности необходимо подойти со всей ответственностью. Обрабатываемая деталь не должна быть заземлена. В противном случае произойдет ЧП — короткое замыкание в питающей сети. Конденсаторы, рассчитанные на 400 В, могут привести к летальному исходу при их емкости всего в 1000 мкФ.

Подключение приборов исключает контакт с корпусом. Для подключения конденсатора к электроду требуется медный провод сечением 6−10 кв. мм. Большой объем масла, используемого для предотвращения образования окислов, может загореться и привести к пожару.

Отправить ответ

  Подписаться  
Уведомление о
Adblock
detector