способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий
Классы МПК: | B23H1/00 Электроэрозионная обработка, те удаление металла серией быстропротекающих электрических разрядов между электродом и заготовкой в среде текучего диэлектрика B23H7/02 проволочная резка |
Автор(ы): | Кравченко Д.В., Рязанов С.И., Брехов Е.В. |
Патентообладатель(и): | Ульяновский государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-08-02 публикация патента:
20.09.2003 |
Изобретение может быть использовано при изготовлении сложнопрофильных изделий из токопроводящих материалов, в частности цилиндрических эвольвентных зубчатых изделий заданной степени точности с наружными зубчатыми венцами. Для электроэрозионного формообразования боковых поверхностей зубьев зубчатого венца задают такую траекторию координатных перемещений проволочного электрода-инструмента от одной опорной точки к другой, при которой обеспечивают неизменность значений действительной погрешности аппроксимации на каждом из элементарных отрезков аппроксимации "активного" участка торцового эвольвентного профиля боковой поверхности зуба. Для менее ответственных участков торцового эвольвентного профиля у ножки зуба и модификации головки зуба обеспечивают неизменность шага между формообразующими точками каждого из этих участков. Число этих точек задают минимально допустимым. Способ позволяет получить зубчатые изделия от шестой до восьмой степени точности при повышении производительности процесса и уменьшении себестоимости. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
Формула изобретения
Способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, при котором зубчатый венец эвольвентного зубчатого изделия заданной степени точности формируют на электроэрозионном вырезном станке с ЧПУ за счет согласованных координатных перемещений проволочного электрода-инструмента в осях Х и Y по траектории, задаваемой от управляющей программы, отличающийся тем, что от управляющей программы в устройстве ЧПУ при работе линейного интерполятора для электроэрозионного формообразования боковых поверхностей зубьев зубчатого венца задают такую траекторию координатных перемещений проволочного электрода-инструмента от одной опорной точки к другой, при которой обеспечивают неизменность значений действительной погрешности аппроксимации![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212005/945.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212005/945.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212005/945.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212005/945.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212078/8804.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области машино-, приборостроения, в частности к электроэрозионной обработке (ЭЭО) сложнопрофильных изделий из токопроводящих материалов проволочным электродом-инструментом (ЭИ) на станках с ЧПУ, и может быть использовано при изготовлении цилиндрических эвольвентных зубчатых изделий (ЗИ) заданной степени точности с наружными зубчатыми венцами (ЗВ) (зубчатые колеса (ЗК), зубчатые секторы (ЗС), зубчатые пуансоны (ЗП)). Известен способ ЭЭО ЗИ, в котором ЗВ эвольвентного ЗИ заданной степени точности формируется на электроэрозионном вырезном станке с ЧПУ за счет согласованных координатных перемещений проволочного ЭИ в осях Х и Y по траектории, задаваемой от управляющей программы (УП) (см. Худобин Л.В., Рязанов С. И., Кравченко Д.В. Точность формы эвольвентных боковых поверхностей зуба, обеспечиваемая электроэрозионным вырезанием на станках с ЧПУ // Вестник машиностроения. 1998. 10. С.32-36). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе для электроэрозионного формообразования боковых поверхностей зубьев эвольвентного ЗИ заданной степени точности от УП в устройстве ЧПУ при работе линейного интерполятора задается такая траектория координатных перемещений проволочного ЭИ, при которой обеспечивается неизменность шага nlл(nlл=const) между формообразующими точками торцового эвольвентного профиля nlл1=nlл2=... = nlлN-1= nlлN по всей длине Lэ его дуги. С одной стороны, это позволяет обеспечить одинаковые технологические условия протекания процесса электроэрозионного формообразования элементарных участков торцового эвольвентного профиля боковой поверхности зуба ЗИ, представляющего собой ломаную (линейный сплайн), а с другой стороны, приводит к непостоянству погрешности аппроксимации![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212027/8226.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212316/8811.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
Расхождение между значениями погрешностей аппроксимации
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212316/2212316-2t.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212316/2212316-3t.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ электроэрозионной обработки зубчатых изделий, патент № 2212316](/images/patents/258/2212078/8804.gif)
на фиг. 1 изображен технологический эскиз фрагмента программной ЭЭО заготовки 3 ЗИ 12, закрепленной прихватами 4 на столе 5 электроэрозионного вырезного станка проволочным ЭИ 2, закрепленным в инструментальной скобе 1, по предлагаемому способу;
на фиг. 2 представлен алгоритм расчета координат XN Т.Н, YN Т.Н; XN Т.а, YN Т.а; XN Т.Г, YN Т.Г траектории перемещения проволочного ЭИ 2 на формообразование соответственно участка МД торцового эвольвентного профиля 6 боковой поверхности у ножки зуба ЗИ 12, "активного" участка ДЕ, участка ЕА модификации головки зуба, а также числа N1 опорных точек 9 траектории 7 по предлагаемому способу. Предлагаемый способ ЭЭО ЗИ может быть реализован на базе любого из электроэрозионных вырезных станков с контурной системой ЧПУ при работе линейного интерполятора (СВЭИ-2, СВЭИ-7, 4532ФЗ, AGIECUT 200, ROBOFIL 4020 и пр.) следующим образом:
- заготовка 3 ЗИ 12 (фиг.1), изготовленная с точностью, удовлетворяющей заданной степени точности ЗИ, в виде пластины с предварительно обработанными поверхностями и посадочным отверстием диаметром dno устанавливается на столе 5 электроэрозионного вырезного станка и закрепляется прихватами 4;
- в посадочное отверстие диаметром dno вводится проволочный ЭИ 2, закрепленный в направляющих инструментальной скобы 1, и осуществляется ручной или автоматический вывод его в исходную точку, совпадающую с центром посадочного отверстия;
- из исходной точки ЭИ 2 выводится в точку с координатами (0; L+2), тем самым обеспечивается его положение за пределами заготовки, где L в мм;
- после погружения заготовки 3 в ванну с рабочей жидкостью и установления необходимых режимов обработки от генератора импульсов, механизмов перемотки и натяжения проволочного ЭИ 2 от УП в направлении, обозначенном стрелками задаются согласованные (подчиненные законам описания эквидистант эвольвентных боковых поверхностей, поверхностей вершин и впадин между зубьями) координатные перемещения проволочного ЭИ 2 на формообразование ЗВ 11 ЗИ 12 заданной степени точности. Координаты XN Т.Н, YN Т.Н; XN Т.а, YN Т.а; XN Т.Г, YN Т.Г траектории 7 проволочного ЭИ 2 на формообразование боковых поверхностей зубьев ЗВ 11 рассчитываются в соответствии с предлагаемым алгоритмом на фиг.2. Результатом проведенных исследований установлено, что при прочих равных условиях в сравнении с прототипом на формообразование отдельно взятых боковых поверхностей зубьев в предлагаемом способе потребуется в 1,2 раза меньше число N1 опорных точек 9 траектории 7 проволочного ЭИ 2, что позволяет сократить объем УП электроэрозионного зубовырезания в 1,1 раза и длину траектории на (0,30-2,15)%, а в итоге уменьшить себестоимость ЭЭО ЗИ на (0,32-2,27)% для ЗИ восьмой степени точности с m=(1,5-4,5) мм, z=20-80 и шириной ЗВ b=(2-6) мм. Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно машино-, приборостроении при ЭЭО сложнопрофильных изделий из токопроводящих материалов проволочным ЭИ на станках с ЧПУ, а именно цилиндрических эвольвентных ЗИ с наружными ЗВ (ЗК, ЗС, ЗП);
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до приоритета средств и методов. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".
Класс B23H1/00 Электроэрозионная обработка, те удаление металла серией быстропротекающих электрических разрядов между электродом и заготовкой в среде текучего диэлектрика
Класс B23H7/02 проволочная резка