устройство для электроискровой обработки

Формула изобретения

Устройство для электроискровой обработки, содержащее источник питания, накопительную емкость с зарядно-разрядной цепью, включенную параллельно электродам, блок управления и вибратор, отличающееся тем, что блок управления снабжен двумя транзисторами, тремя резисторами, двумя таймерами, дифференцирующей цепью, состоящей из конденсатора и четвертого резистора, и транзисторной оптопарой, причем зарядно-разрядная цепь выполнена в виде оптотиристорного модуля, зарядный тиристор которого через первый транзистор и первый резистор с одной стороны и через первый таймер и дифференцирующую цепь с другой стороны связан с приемником транзисторной оптопары, а разрядный тиристор модуля через второй таймер, второй транзистор и второй резистор связан с приемником транзисторной оптопары, катод излучателя которой подключен через третий резистор к рабочему электроду, а анод к источнику питания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрофизическим методам обработки, в частности к электроискровому легированию режущего инструмента, штамповой оснастки и деталей машин.

Известны устройства для электроискрового легирования, содержащие вибратор и генератор для создания импульсов технологического тока, питания обмотки вибратора, контроля и управления процессом.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство, содержащее источник питания, вибратор и генератор, электрическая схема которого содержит накопительную емкость, электронный зарядный ключ, выполненный на основе двух транзисторов и транзисторного модуля, элементы управления транзисторным ключом, разрядный тиристор с элементами управления им, блок синхронизации вибратора и генератора импульсов.

Основными недостатками известного устройства являются: усложненная электрическая схема, невысокая надежность и стабильность работы, высокие удельные энергозатраты на процесс легирования.

Задача изобретения осуществление электроискрового легирования с помощью устройства с упрощенной электрической схемой, высокая надежность и стабильность в работе с меньшими удельными энергозатратами.

Это решается тем, что в устройстве для электроискровой обработки, содержащем источник питания, вибратор, накопительную емкость с зарядно-разрядной цепью, включенную параллельно электродам, узлы управления разрядом, согласно изобретению в зарядно-разрядную цепь накопительной емкости введен оптотиристорный модуль, оптотиристоры которого через выполненные на основе интегральных схем в виде таймеров узлы управления связаны с приемником транзисторной оптопары, катод излучателя которой подключен через резистор к рабочему электроду, а анод к источнику питания, при этом узлы управления содержат транзисторы и резисторы, а узел управления зарядным тиристором дополнительно содержит дифференцирующую цепь из конденсатора и резистора.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом.

Устройство содержит источник питания: силовой трансформатор 1 с выпрямителем 2, вибратор 3, накопительную емкость 4, включенную параллельно электродам 5 и 6, в зарядно-разрядную цепь которой введен оптотиристорный модуль 7, в составе которого оптотиристоры 8 и 9, связанные посредством узлов управления с приемником оптопары транзисторной 10.

Узел управления зарядным тиристором 8 выполнен на основе интегральной схемы в виде таймера 11 и содержит дифференцирующую цепь из конденсатора 12 и резистора 13, а также транзистор 14 и резистор 15. В узел управления разрядным оптотиристором 9, выполненный также на основе интегральной схемы в виде таймера 16, введены транзистор 17 и резистор 18. Излучатель транзисторной оптопары 10 катодом подключен через резистор 19 к рабочему электроду 5, а анодом к источнику питания. Для заряда накопительной емкости 4 служит конденсатор 20, связанный с источником питания.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства в сеть на выходе источника питания устанавливается напряжение, поступающее через входную цепь оптотранзисторной пары 10 и резистор 19 на рабочий электрод 5, на выходе таймеров 11 и 16 устанавливается напряжение низкого уровня, при этом оптотиристор 9 открывается, а оптотиристор 8 благодаря наличию дифференцирующей цепи (конденсатор 12 и резистор 13) остается закрытым. При замыкании электрода 5 под воздействием вибратора 3 на электрод-деталь 6 открывается оптотранзисторная пара 10, что приводит к предустановке таймеров 11 и 16, на выходе которых устанавливается напряжение высокого уровня. Оптотиристор 9 закрывается, а оптотиристор 8 остается в исходном положении.

При отрыве рабочего электрода 5 под воздействием вибратора 3 от электрода-детали 6 оптотранзисторная пара 10 закрывается, таймеры 11 и 16 переходят в режим задержки. После окончания на рабочем электроде 5 переходных (электрических и физико-химических) процессов на выходе таймера 11 возникает напряжение низкого уровня, дифференцирующая цепь (конденсатор 12 и резистор 13) при этом формирует короткий импульс, который усиливается транзистором 14 и через резистор 15 поступает на зарядный оптотиристор 8, открывая его и заряжая накопительную емкость 4 от конденсатора 20. После заряда емкости 4 и выключения оптотиристора 8 срабатывает таймер 16, на выходе которого появляется напряжение низкого уровня, которое через транзистор 17 и резистор 18 открывает разрядный оптотиристор 9, подключая накопительную емкость 4 к рабочему электроду 5. При последующем замыкании электрода 5 на электрод-деталь 6 происходит разряд накопительной емкости 4 и массоперенос.

Были проведены испытания опытного образца устройства предложенной конструкции. Электроискровому упрочнению подвергали рабочие поверхности комплекта гильотинных ножей в количестве 6 штук, по 8 поверхностей общей длиной 420 мм на каждой детали с шириной упрочнения 10 мм. Общая площадь упрочнения составила 2016 см².

Процесс упрочнения проводили 1, 2, 3 режимах при емкостях разрядных конденсаторов 30, 60, 90 мкФ. Рабочие электроды, используемые в процессе, были выполнены из материалов марки ВК-8 и ТI5К6. При оптимальных условиях: 3-й режим и емкость конденсаторов 60 мкФ была достигнута наибольшая производительность установки (1 см² за 0,8 мин) при толщине до 0,1 мм. Установка устойчиво обеспечивала заданный режим. Микротвердость покрытия составила 18 ГПа, что повысило износостойкость рабочих поверхностей (режущих кромок) гильотинных ножей в 3 раза. Величина удельных энергозатрат на 1 см² упрочняемой поверхности сократилась с 2,6 до 1,9 Вт.ч.