способ электроимпульсной обработки и электроимпульсный станок

Формула изобретения

1. Способ электроимпульсной обработки для обработки детали в том случае, когда электрическую мощность обработки подают между упомянутой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом или электрическую мощность обработки подают между упомянутой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом так, чтобы создать квазиимпульсный электрический разряд между упомянутыми электродами в содержащем углерод рабочем растворе, при этом упомянутый способ электроимпульсной обработки содержит следующие этапы, на которых измеряют напряжение между упомянутыми электродами в момент времени по истечении предварительно заданного временного интервала с момента зажигания электрического разряда и устанавливают относительно короткую продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для обработки упомянутой детали, в соответствии с измеренным значением и устанавливают относительно длительную продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для формирования проводящей пленки на поверхности упомянутой обрабатываемой детали.

2. Способ электроимпульсной обработки для обработки детали в том случае, когда электрическую мощность обработки подают между упомянутой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом или электрическую мощность обработки подают между упомянутой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом так, чтобы создать квазиимпульсный электрический разряд между упомянутыми электродами в содержащем углерод рабочем растворе, при этом упомянутый способ электроимпульсной обработки содержит следующие этапы, на которых измеряют напряжение между упомянутыми электродами в момент времени по истечении предварительно заданного временного интервала с момента зажигания электрического разряда, устанавливают относительно короткую продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для обработки упомянутой детали, в случае, когда измеренное значение ниже предварительно заданного опорного напряжения; и устанавливают относительно длительную продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для формирования проводящей пленки на поверхности упомянутой обрабатываемой детали, в случае, когда измеренное значение выше предварительно заданного опорного напряжения.

3. Способ электроимпульсной обработки для обработки детали в том случае, когда электрическую мощность обработки подают между упомянутой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом или электрическую мощность обработки подают между упомянутой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом так, чтобы создать квазиимпульсный электрический разряд между упомянутыми электродами в содержащем углерод рабочем растворе, при этом упомянутый способ электроимпульсной обработки содержит следующие этапы, на которых по меньшей мере одно опорное напряжение, которое ниже напряжения источника электрической мощности, сравнивают с напряжением между упомянутыми электродами и устанавливают относительно короткую продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для обработки упомянутой детали, в соответствии с результатом сравнения и устанавливают относительно длительную продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для формирования проводящей пленки на поверхности упомянутой обрабатываемой детали, в соответствии с результатом сравнения.

4. Способ электроимпульсной обработки для обработки детали в том случае, когда электрическую мощность обработки подают между упомянутой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом или электрическую мощность обработки подают между упомянутой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом так, чтобы создать квазиимпульсный электрический разряд между упомянутыми электродами в содержащем углерод рабочем растворе, при этом упомянутый способ электроимпульсной обработки содержит следующие этапы, на которых измеряют напряжение между упомянутыми электродами в момент времени по истечении предварительно заданного временного интервала с момента, когда напряжение между упомянутыми электродами становится ниже первого опорного напряжения, значение которого устанавливают близким к напряжению источника электрической мощности, но ниже напряжения источника электрической мощности, и устанавливают относительно короткую продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для обработки упомянутой детали, в случае, когда измеренное значение ниже предварительно заданного второго опорного напряжения, и устанавливают относительно длительную продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для формирования проводящей пленки на поверхности упомянутой обрабатываемой детали, в случае, когда измеренное значение выше предварительно заданного второго опорного напряжения.

5. Электроимпульсный станок для обработки детали посредством создания квазиимпульсного электрического разряда между электродами, содержащий устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом или устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между упомянутой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом, устройство подачи рабочей жидкости, предназначенное для подачи содержащей углерод рабочей жидкости между упомянутыми электродами, позиционирующее устройство, предназначенное для позиционирования упомянутой детали относительно упомянутого электрода, устройство измерения напряжения, предназначенное для измерения напряжения между упомянутыми электродами в момент времени по истечении предварительно заданного временного интервала с момента зажигания электрического разряда, и управляющее устройство, предназначенное для установки относительно короткой продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для обработки упомянутой детали, в соответствии с измеренным значением напряжения между упомянутыми электродами, измеряемого устройством измерения напряжения, предназначенным для измерения напряжения между упомянутыми электродами, и для установки относительно длительной продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для формирования проводящей пленки на поверхности упомянутой обрабатываемой детали.

6. Электроимпульсный станок для обработки детали посредством создания квазиимпульсного электрического разряда между электродами, содержащий устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом или устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между упомянутой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом, устройство подачи рабочей жидкости, предназначенное для подачи содержащей углерод рабочей жидкости между упомянутыми электродами, позиционирующее устройство, предназначенное для позиционирования упомянутой детали относительно упомянутого электрода, устройство измерения напряжения, предназначенное для измерения напряжения между упомянутыми электродами в момент времени по истечении предварительно заданного временного интервала с момента зажигания электрического разряда, и управляющее устройство, предназначенное для установки относительно короткой продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для обработки упомянутой детали, в случае, когда измеренное значение ниже предварительно заданного опорного напряжения, в соответствии с измеренным значением напряжения между упомянутыми электродами, измеряемого устройством измерения напряжения, предназначенным для измерения напряжения между упомянутыми электродами, и для установки относительно длительной продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для формирования проводящей пленки на поверхности упомянутой обрабатываемой детали, в случае, когда измеренное значение выше предварительно заданного опорного напряжения, в соответствии с измеренным значением напряжения между упомянутыми электродами, измеряемого устройством измерения напряжения, предназначенным для измерения напряжения между упомянутыми электродами.

7. Электроимпульсный станок для обработки детали посредством создания квазиимпульсного электрического разряда между электродами, содержащий устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом или устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между упомянутой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом, устройство подачи рабочей жидкости, предназначенное для подачи содержащей углерод рабочей жидкости между упомянутыми электродами, позиционирующее устройство, предназначенное для позиционирования упомянутой детали относительно упомянутого электрода, устройство измерения напряжения, предназначенное для измерения напряжения между упомянутыми электродами, и управляющее устройство, предназначенное для установки относительно короткой продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для обработки упомянутой детали, в случае, когда измеренное значение (второе измеренное значение), которое измеряется устройством измерения напряжения, предназначенным для измерения напряжения между упомянутыми электродами, в момент времени по истечении предварительно заданного временного интервала с момента времени, когда измеренное значение (первое измеренное значение), измеряемое устройством измерения напряжения, предназначенным для измерения напряжения между упомянутыми электродами, становится ниже первого опорного напряжения, которое установлено близким к напряжению источника электрической мощности, но не выше напряжения источника электрической мощности, является меньшим, чем предварительно заданное второе опорное напряжение, и для установки относительно длительной продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для формирования проводящей пленки на поверхности упомянутой детали, в случае, когда второе измеренное значение является большим, чем предварительно заданное опорное напряжение.

8. Электроимпульсный станок для обработки детали посредством создания квазиимпульсного электрического разряда между электродами, содержащий устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом или устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между упомянутой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом, устройство подачи рабочей жидкости, предназначенное для подачи содержащей углерод рабочей жидкости между упомянутыми электродами, позиционирующее устройство, предназначенное для позиционирования упомянутой детали относительно упомянутого электрода, по меньшей мере одно устройство сравнения, предназначенное для сравнения опорного напряжения, которое ниже напряжения источника электрической мощности, с напряжением между упомянутыми электродами, и управляющее устройство, предназначенное для установки относительно короткой продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для обработки упомянутой детали, в соответствии с результатом сравнения и для установки относительно длительной продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для формирования проводящей пленки на поверхности упомянутой обрабатываемой детали.

9. Электроимпульсный станок для обработки детали посредством создания квазиимпульсного электрического разряда между электродами, содержащий устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом или устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между упомянутой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом, устройство подачи рабочей жидкости, предназначенное для подачи содержащей углерод рабочей жидкости между упомянутыми электродами, позиционирующее устройство, предназначенное для позиционирования упомянутой детали относительно упомянутого электрода, устройство сравнения, предназначенное для сравнения напряжения между упомянутыми электродами в момент времени по истечении предварительно заданного временного интервала с момента зажигания электрического разряда с предварительно заданным опорным напряжением, и управляющее устройство, предназначенное для установки относительно короткой продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для обработки упомянутой детали, в случае, когда напряжение между упомянутыми электродами ниже опорного напряжения, в соответствии с результатом сравнения, выполняемого устройством сравнения, и управляющее устройство, предназначенное для установки относительно длительной продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для формирования проводящей пленки на поверхности упомянутой детали, в случае, когда напряжение между упомянутыми электродами выше опорного напряжения.

10. Электроимпульсный станок для обработки детали посредством создания квазиимпульсного электрического разряда между электродами, содержащий устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом или устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между упомянутой деталью, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом, устройство подачи рабочей жидкости, предназначенное для подачи содержащей углерод рабочей жидкости между упомянутыми электродами, позиционирующее устройство, предназначенное для позиционирования упомянутой детали относительно упомянутого электрода, первое устройство сравнения, предназначенное для сравнения напряжения между упомянутыми электродами с первым опорным напряжением, значение которого установлено близким к напряжению источника электрической мощности, но не выше напряжения источника электрической мощности, второе устройство сравнения, предназначенное для сравнения напряжения между упомянутыми электродами со вторым опорным напряжением, значение которого установлено ниже первого опорного напряжения, и управляющее устройство, предназначенное для установки относительно короткой продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для обработки упомянутой детали, в случае, когда напряжение между упомянутыми электродами ниже второго опорного напряжения, в соответствии с результатом сравнения, выполняемого вторым устройством сравнения в момент времени по истечении предварительно заданного временного интервала с момента, когда напряжение между упомянутыми электродами становится ниже первого опорного напряжения, в соответствии с результатом сравнения, выполняемого первым устройством сравнения, и для установки относительно длительной продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для формирования проводящей пленки на обрабатываемой поверхности упомянутой детали, в случае, когда напряжение между упомянутыми электродами выше второго опорного напряжения.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Настоящее изобретение относится к усовершенствованию способа электроимпульсной обработки и электроимпульсного станка для обработки детали в том случае, когда электрическую мощность обработки подводят между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, и электродом так, чтобы создать квазиимпульсный электрический разряд между электродами.

Уровень техники

На фиг.8A-8E приведены схемы, иллюстрирующие механизм электроимпульсной обработки. На чертеже позиция 1 обозначает электрод, позиция 2 - обрабатываемую деталь, позиция 3 - столб электрической дуги, позиция 4 - рабочий раствор и позиция 5 - стружку, образующуюся в процессе электроимпульсной обработки. Деталь 2 обрабатывают способом электроимпульсной обработки по циклу, состоящему из следующих этапов (a)-(e), которые соответствуют фиг.8A-8E. Каждый этап может быть описан следующим образом. Этапом (a) является операция, в процессе которой создают столб электрической дуги 3 посредством генерации электрического разряда, этапом (b) является операция, в процессе которой выполняют локальное расплавление обрабатываемой детали 2, а рабочий раствор 4 испаряется под воздействием тепловой энергии, выделяемой электрическим разрядом, этапом (c) является операция, в процессе которой рабочий раствор 4 испаряется и испарение рабочего раствора 4 создает взрывное усилие, этапом (d) является операция, в процессе которой рассеивают расплавленную порцию (стружку 5, образующуюся в процессе обработки) обрабатываемой детали 2, и этапом (e) является операция, в процессе которой обрабатываемую деталь охлаждают рабочим раствором 4 и кристаллизуют так, чтобы восстановить электрическую изоляцию между электродами. Повторение этого цикла с высокой частотой позволяет обрабатывать деталь 2.

Вышеописанная электроимпульсная обработка занимает прочное место среди методов обработки металлических штампов и находит практическое применение в области автомобилестроения, электроприборостроения, полупроводниковой промышленности и т.д. Однако поскольку электроимпульсная обработка представляет собой способ обработки, в котором используют явление электрического разряда, как показано на фиг.8A-8E, иллюстрирующих цикл обработки, то общеизвестно, что электроимпульсную обработку применяют, когда обрабатывают деталь 2, выполненную из проводящего материала, например железа.

С целью проведения электроимпульсной обработки детали 2, выполненной из диэлектрического (изоляционного) материала, предлагается способ, описанный в официальном бюллетене нерассмотренных заявок на патент Японии, публикация №Sho63-150109. В соответствии с этим способом на поверхность диэлектрического материала наносят пленку методом газоплазменного покрытия или осаждения из газовой (паровой) фазы, а затем производят электрический разряд на диэлектрический материал в содержащем углерод рабочем растворе. С целью исключения специального технологического устройства для нанесения упомянутой проводящей пленки на поверхность диэлектрического материала предложен метод, описанный в публикациях №№Hei7-136849 и Hei9-253935 нерассмотренных заявок на патент Японии, в соответствии с которым обрабатываемую деталь, выполненную из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приводят в непосредственный контакт с проводящим материалом и подвергают электроимпульсной обработке в содержащем углерод рабочем растворе.

На фиг.9 приведена схема, иллюстрирующая компоновку электроимпульсного станка с проволочным электродом, описанного в публикации №Hei9-253935 нерассмотренной заявки на патент Японии. На чертеже позиция 1a обозначает проволочный электрод, позиция 2a обозначает обрабатываемую деталь, выполненную из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, позиция 4a обозначает содержащий углерод рабочий раствор, позиция 6 обозначает стол, на который устанавливают обрабатываемую деталь 2a, позиция 7 обозначает зажимное приспособление, позиции 8a и 8b обозначают форсунки рабочего раствора, позиции 9a и 9b обозначают направляющие проволоку приспособления, позиция 10 обозначает питатель, позиция 11 обозначает питающий насос рабочего раствора, который является устройством для подачи рабочего раствора, позиция 12 обозначает проводящий материал, и позиция 13 обозначает устройство питания электрической мощностью обработки. Обрабатываемую деталь 2a и проводящий материал 12 зажимают в состыкованном состоянии друг с другом посредством зажимного приспособления 7. Проволочный электрод 1a позиционируют у участка стыка обрабатываемой детали 2a и проводящего материала 12 с помощью позиционирующего устройства, не показанного на чертеже. Когда между проволочным электродом 1a и обрабатываемой деталью 2а, а также между проволочным электродом 1a и проводящим материалом 12 подают электрическую мощность обработки с помощью устройства 13 питания электрической мощностью обработки, то сначала электрический разряд создается только на участке проводящего материала 12, а затем выполняется обработка тепловой энергией, и при этом часть электрода переносится на обрабатываемую деталь, а именно на участок обрабатываемой детали 2a, ближайший к проводящему материалу 12. После этого электрический разряд создается также на участке переноса обрабатываемой детали 2a. Таким образом, деталь 2a обрабатывают посредством воздействия электрического разряда и тепловой энергии, выделяемой электрическим разрядом. В соответствии с процедурой электроимпульсной обработки часть электрода переносится на поверхность обрабатываемой детали 2a, а рабочий раствор 4a подвергается термическому разложению. Поэтому углерод, содержащийся в рабочем растворе 4a, присоединяется к обрабатываемой детали 2a в виде кристаллического углерода со сравнительно низким электрическим сопротивлением, что позволяет формировать проводящую пленку. На проводящей пленке, созданной упомянутым способом, создается электрический разряд, и поэтому осуществляется обработка детали 2a.

Согласно вышеизложенному, принцип традиционного метода электроимпульсной обработки, в соответствии с которым обрабатываемую деталь, выполненную из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, обрабатывают электрическим разрядом, заключается в том, что деталь обрабатывают через проводящую пленку, сформированную на обрабатываемой детали.

Однако упомянутый традиционный метод электроимпульсной обработки не позволяет обеспечить стабильность обработки, и, более того, невысоким оказывается качество обработанной поверхности. По указанным причинам упомянутый традиционный метод электроимпульсной обработки не нашел широкого практического применения.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение выполнено с целью разрешения вышеупомянутых проблем. Целью настоящего изобретения является создание способа и станка для электроимпульсной (электроразрядной) обработки, способных стабильно обрабатывать деталь, выполненную из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, и повысить качество обработанной поверхности детали.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ электроимпульсной обработки для обработки детали в том случае, когда электрическую мощность обработки подают между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом, или электрическую мощность обработки подают между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом так, чтобы создать квазиимпульсный электрический разряд между электродами в содержащем углерод рабочем растворе, при этом способ электроимпульсной обработки содержит этапы, на которых измеряют межэлектродное напряжение в момент времени по истечении заданного временного интервала с момента зажигания электрического разряда, устанавливают относительно короткую продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для обработки детали, в соответствии с измеренным значением и устанавливают относительно длительную продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для формирования проводящей пленки на поверхности обрабатываемой детали.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предлагается способ электроимпульсной обработки для обработки детали в том случае, когда электрическую мощность обработки подают между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом, или электрическую мощность обработки подают между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом так, чтобы создать квазиимпульсный электрический разряд между электродами в содержащем углерод рабочем растворе, при этом способ электроимпульсной обработки содержит этапы, на которых измеряют межэлектродное напряжение в момент времени по истечении заданного временного интервала с момента зажигания электрического разряда, устанавливают относительно короткую продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для обработки детали, в случае, когда измеренное значение ниже предварительно заданного опорного напряжения, и устанавливают относительно длительную продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для формирования проводящей пленки на поверхности обрабатываемой детали, в случае, когда измеренное значение выше предварительно заданного опорного напряжения.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предлагается способ электроимпульсной обработки для обработки детали в том случае, когда электрическую мощность обработки подают между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом, или электрическую мощность обработки подают между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом так, чтобы создать квазиимпульсный электрический разряд между электродами в содержащем углерод рабочем растворе, при этом способ электроимпульсной обработки содержит этапы, на которых по меньшей мере одно опорное напряжение, которое ниже напряжения источника электрической мощности, сравнивают с межэлектродным напряжением, устанавливают относительно короткую продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для обработки детали, в соответствии с результатом сравнения и устанавливают относительно длительную продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для формирования проводящей пленки на поверхности обрабатываемой детали, в соответствии с результатом сравнения.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предлагается способ электроимпульсной обработки для обработки детали в том случае, когда электрическую мощность обработки подают между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом, или электрическую мощность обработки подают между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом так, чтобы создать квазиимпульсный электрический разряд между электродами в содержащем углерод рабочем растворе, при этом способ электроимпульсной обработки содержит этапы, на которых измеряют межэлектродное напряжение (т.е. напряжение между электродами) в момент времени по истечении заданного временного интервала с момента, когда межэлектродное напряжение становится ниже первого опорного напряжения, значение которого установлено близким к напряжению источника электрической мощности, но ниже напряжения источника электрической мощности, устанавливают относительно короткую продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для обработки детали, в случае, когда измеренное значение ниже предварительно заданного второго опорного напряжения, и устанавливают относительно длительную продолжительность импульса электрического разряда, подходящую для формирования проводящей пленки на поверхности обрабатываемой детали, в случае, когда измеренное значение выше предварительно заданного второго опорного напряжения.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предлагается электроимпульсный станок для обработки детали посредством создания квазиимпульсного электрического разряда между электродами, содержащий устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом, или устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом, устройство подачи рабочей жидкости, предназначенное для подачи содержащей углерод рабочей жидкости между электродами, позиционирующее устройство, предназначенное для позиционирования обрабатываемой детали относительно электрода, устройство измерения напряжения, предназначенное для измерения межэлектродного напряжения в момент времени по истечении заданного временного интервала с момента зажигания электрического разряда, и управляющее устройство, предназначенное для установки относительно короткой продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для обработки детали, в соответствии с измеренным значением межэлектродного напряжения, измеряемого устройством измерения напряжения, предназначенным для измерения межэлектродного напряжения, и для установки относительно длительной продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для формирования проводящей пленки на поверхности обрабатываемой детали.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предлагается электроимпульсный станок для обработки детали посредством создания квазиимпульсного электрического разряда между электродами, содержащий устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом, или устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом, устройство подачи рабочей жидкости, предназначенное для подачи содержащей углерод рабочей жидкости между электродами, позиционирующее устройство, предназначенное для позиционирования обрабатываемой детали относительно электрода, устройство измерения напряжения, предназначенное для измерения межэлектродного напряжения в момент времени по истечении заданного временного интервала с момента зажигания электрического разряда, и управляющее устройство, предназначенное для установки относительно короткой продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для обработки детали, в случае, когда измеренное значение ниже предварительно заданного опорного напряжения, в соответствии с измеренным значением межэлектродного напряжения, измеряемого устройством измерения напряжения, предназначенным для измерения межэлектродного напряжения, и для установки относительно длительной продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для формирования проводящей пленки на поверхности обрабатываемой детали, в случае, когда измеренное значение выше предварительно заданного опорного напряжения, в соответствии с измеренным значением межэлектродного напряжения, измеряемого устройством измерения напряжения, предназначенным для измерения межэлектродного напряжения.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предлагается электроимпульсный станок для обработки детали посредством создания квазиимпульсного электрического разряда между электродами, содержащий устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом, или устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом, устройство подачи рабочей жидкости, предназначенное для подачи содержащей углерод рабочей жидкости между электродами, позиционирующее устройство, предназначенное для позиционирования обрабатываемой детали относительно электрода, устройство измерения напряжения, предназначенное для измерения межэлектродного напряжения, и управляющее устройство, предназначенное для установки относительно короткой продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для обработки детали, в случае, когда измеренное значение (второе измеренное значение), которое измеряется устройством измерения напряжения, предназначенным для измерения межэлектродного напряжения, в момент времени по истечении заданного временного интервала с момента времени, когда измеренное значение (первое измеренное значение), измеряемое устройством измерения напряжения, предназначенным для измерения межэлектродного напряжения, становится ниже первого опорного напряжения, которое установлено близким к напряжению источника электрической мощности, но не выше напряжения источника электрической мощности, является меньшим, чем предварительно заданное второе опорное напряжение, и для установки относительно длительной продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для формирования проводящей пленки на поверхности обрабатываемой детали, в случае, когда второе измеренное значение является большим, чем предварительно заданное опорное напряжение.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предлагается электроимпульсный станок для обработки детали посредством создания квазиимпульсного электрического разряда между электродами, содержащий устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом, или устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом, устройство подачи рабочей жидкости, предназначенное для подачи содержащей углерод рабочей жидкости между электродами, позиционирующее устройство, предназначенное для позиционирования обрабатываемой детали относительно электрода, по меньшей мере одно устройство сравнения, предназначенное для сравнения опорного напряжения, которое ниже напряжения источника электрической мощности, с межэлектродным напряжением, и управляющее устройство, предназначенное для установки относительно короткой продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для обработки детали, в соответствии с результатом сравнения, и для установки относительно длительной продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для формирования проводящей пленки на поверхности обрабатываемой детали.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предлагается электроимпульсный станок для обработки детали посредством создания квазиимпульсного электрического разряда между электродами, содержащий устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом, или устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом, устройство подачи рабочей жидкости, предназначенное для подачи содержащей углерод рабочей жидкости между электродами, позиционирующее устройство, предназначенное для позиционирования обрабатываемой детали относительно электрода, устройство сравнения, предназначенное для сравнения межэлектродного напряжения в момент времени по истечении заданного временного интервала с момента зажигания электрического разряда с предварительно заданным опорным напряжением, и управляющее устройство, предназначенное для установки относительно короткой продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для обработки детали, в случае когда межэлектродное напряжение ниже опорного напряжения, в соответствии с результатом сравнения, выполняемого устройством сравнения, и управляющее устройство, предназначенное для установки относительно длительной продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для формирования проводящей пленки на поверхности обрабатываемой детали, в случае, когда межэлектродное напряжение выше опорного напряжения.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предлагается электроимпульсный станок для обработки детали посредством создания квазиимпульсного электрического разряда между электродами, содержащий устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, покрытого проводящей пленкой, и электродом, или устройство питания электрической мощностью обработки, предназначенное для подачи электрической мощности обработки между обрабатываемой деталью, которая выполнена из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, приведенного в контакт с проводящим материалом, и электродом, устройство подачи рабочей жидкости, предназначенное для подачи содержащей углерод рабочей жидкости между электродами, позиционирующее устройство, предназначенное для позиционирования обрабатываемой детали относительно электрода, первое устройство сравнения, предназначенное для сравнения межэлектродного напряжения с первым опорным напряжением, значение которого установлено близким к напряжению источника электрической мощности, но не выше напряжения источника электрической мощности, второе устройство сравнения, предназначенное для сравнения межэлектродного напряжения со вторым опорным напряжением, значение которого установлено ниже первого опорного напряжения, и управляющее устройство, предназначенное для установки относительно короткой продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для обработки детали, в случае, когда межэлектродное напряжение ниже второго опорного напряжения, в соответствии с результатом сравнения, выполняемого вторым устройством сравнения, в момент времени по истечении заданного временного интервала с момента, когда межэлектродное напряжение становится ниже первого опорного напряжения в соответствии с результатом сравнения, выполняемого первым устройством сравнения, и для установки относительно длительной продолжительности импульса электрического разряда, подходящей для формирования проводящей пленки на обрабатываемой поверхности детали, в случае, когда межэлектродное напряжение выше второго опорного напряжения.

Способ электроимпульсной обработки и электроимпульсный станок в соответствии с настоящим изобретением построены согласно вышеприведенному описанию. Такое построение позволяет обеспечить стабилизацию обработки детали, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, и повышение качества обработанной поверхности.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 приведена схема, показывающая пример формы сигнала напряжения, прикладываемого между электродами традиционного электроимпульсного станка, на котором обрабатывают деталь, выполненную из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением.

На фиг.2 приведена схема, иллюстрирующая компоновку электроимпульсного станка в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.3 приведена схема, показывающая пример формы сигнала напряжения, прикладываемого между электродами электроимпульсного станка в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.4A и 4B приведены схемы, показывающие явление электрического разряда, создаваемого в процессе обработки детали, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением.

На фиг.5A и 5B приведены схемы, показывающие форму сигнала напряжения, прикладываемого между электродами, соответствующими фиг.4A и 4B.

На фиг.6 приведена схема, показывающая пример изменения формы сигнала напряжения, прикладываемого между электродами, причем изменение формы сигнала напряжения определяется состоянием проводящей пленки.

На фиг.7 приведена схема, иллюстрирующая компоновку электроимпульсного станка в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.8A-8Е приведены схемы, иллюстрирующие механизм электроимпульсной обработки.

На фиг.9 приведена схема, иллюстрирующая компоновку традиционного электроимпульсного станка с проволочным электродом, на котором обрабатывают деталь, выполненную из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением.

Наилучшие варианты осуществления изобретения

Первый вариант осуществления изобретения

На фиг.1 приведена схема, показывающая пример формы сигнала напряжения, прикладываемого между электродами традиционного электроимпульсного станка, на котором обрабатывают деталь, выполненную из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением. На чертеже символ t обозначает время, символ V обозначает напряжение, прикладываемое между электродами, символ V₀ обозначает напряжение источника электрической мощности, символ Vg обозначает напряжение дуги, символ Vs обозначает напряжение определения (т.е. детектирования) электрического разряда, символ T_P обозначает предварительно заданную продолжительность импульса электрического разряда, символ T_PL обозначает продолжительность импульса электрического разряда, превосходящую продолжительность импульса электрического разряда T_P, которая имеет место при определенной частоте, и символ Tr обозначает длительность перерыва.

В случае если электроимпульсную обработку выполняют с использованием традиционного электроимпульсного станка, на котором обрабатывают деталь, выполненную из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, при том что значение постоянной продолжительности T_P импульса электрического разряда устанавливают таким, которое обеспечивает равномерную шероховатость обработанной поверхности при поддержании энергии электрического разряда на постоянном уровне, то при наблюдении за режимом электроимпульсной обработки можно отметить продолжительность T_PL импульса электрического разряда, которая превосходит продолжительность T_P импульса электрического разряда, как показано на фиг.1. Ниже представлен анализ упомянутой формы сигнала напряжения, прикладываемого между электродами.

Обычно применяемый электроимпульсный станок использует следующую схему. Чтобы продолжительность импульса электрического разряда равнялась предварительно заданной продолжительности T_P импульса электрического разряда, в качестве напряжения Vs определения электрического разряда применяют предварительно заданное напряжение не выше напряжения V₀ источника электрической мощности, и в момент времени, когда напряжение становится ниже напряжения Vs определения электрического разряда, определяется или детектируется зажигание (начало) электрического разряда и начинается измерение продолжительности T_P импульса электрического разряда. Однако в случае электроимпульсной обработки детали, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, ввиду того, что на поверхности обрабатываемой детали имеет место высокое электрическое сопротивление, межэлектродное напряжение, прикладываемое после зажигания электрического разряда, становится высоким. В этом случае падение напряжения, обусловленное электрическим сопротивлением обрабатываемой детали, является составляющей межэлектродного напряжения. Поэтому, как показано стрелкой A на фиг.1, межэлектродное напряжение V не ниже напряжения Vs определения электрического разряда, несмотря на то что зажигание электрического разряда уже имело место. Поэтому электроимпульсный станок не распознает, что зажигание электрического разряда уже произошло. Следовательно, электроимпульсный станок поддерживает прикладываемое напряжение. В этом случае происходит постепенное снижение межэлектродного напряжения. Как только с того момента времени, когда межэлектродное напряжение V, постепенно снижаясь, становится ниже напряжения Vs определения электрического разряда, проходит время, соответствующее предварительно заданной продолжительности T_P импульса электрического разряда (например, через несколько десятков микросекунд), приложение напряжения прекращается и процесс приостанавливается на время (длительность) перерыва Tr. Как упомянуто выше, возникает явление, заключающееся в том, что фактическая продолжительность импульса становится равной T_PL, т.е. в несколько раз или несколько десятков раз длительнее упомянутой предварительно заданной продолжительности T_P импульса электрического разряда.

Такое явление можно назвать эффектом неправильного срабатывания, который имеет место, когда на электроимпульсном станке, предназначенном для обработки детали, выполненной из такого проводящего материала, как сталь, обрабатывают деталь, выполненную из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением. Однако упомянутое явление выполняет важную функцию, когда на электроимпульсном станке обрабатывают деталь, выполненную из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением. А именно, когда согласно условиям упомянутого явления возникает импульс электрического разряда с продолжительностью импульса, намного превосходящей установленную продолжительность импульса, создается возможность обработки диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением. Как показано в обзоре состояния техники, когда производят электроимпульсную обработку детали, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, такую обработку следует производить в то время, пока на поверхности обрабатываемой детали сформирована проводящая пленка. В ходе исследований, выполненных при создании настоящего изобретения, установлено следующее. Импульс электрического разряда, продолжительность которого короче установленного значения или равна этому значению (далее такой импульс именуется «коротким импульсом электрического разряда»), приводит к удалению проводящей пленки и обработке детали. Импульс электрического разряда с длительной продолжительностью, превосходящей установленное значение (далее такой импульс именуется «длительным импульсом электрического разряда), приводит к формированию проводящей пленки на поверхности обрабатываемой детали.

В общем случае известно, что если увеличивать продолжительность импульса электрического разряда при электроимпульсной обработке с использованием масла в качестве рабочего раствора, то углерод, выделяющийся при разложении рабочего раствора, соединяется или связывается с одним из электродов. Однако в случае электроимпульсной обработки детали, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, вышеупомянутое явление имеет существенное значение для электроимпульсной обработки. Далее приведено подробное изложение этого обстоятельства. Когда формируется длительный импульс электрического разряда, рабочий раствор разлагается под воздействием тепла, выделяющегося в процессе обработки электрическим разрядом. Поэтому из углерода, содержащегося в рабочем растворе, образуется кристаллический углерод, который имеет сравнительно низкое электрическое сопротивление, и поверхность обрабатываемой детали, через которую должен проходить электрический разряд, покрывается кристаллическим углеродом. Благодаря вышеописанным процессам поверхность обрабатываемой детали можно сделать электропроводящей, так что между поверхностью обрабатываемой детали и электродом инструмента можно непрерывно создавать электрический разряд. Короткий импульс электрического разряда осуществляет обработку детали аналогично импульсу при обычной электроимпульсной обработке, однако поскольку электрический разряд зажигается по отношению к проводящей пленке, которая формируется вышеописанным образом на поверхности обрабатываемой детали, то считается, что расплавление или испарение обрабатываемой детали происходит под воздействием выделяющегося таким образом тепла, пока снимается проводящая пленка.

Согласно вышеизложенному, в результате явления, которое можно назвать эффектом неправильного срабатывания, в традиционном электроимпульсном станке, на котором обрабатывают деталь, выполненную из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, формируется длительный импульс электрического разряда, который имеет существенное значение для пропускания электрического разряда поверх диэлектрического и других материалов. Вследствие вышеописанных процессов неустойчиво изменяются (подвергаются флуктуациям) продолжительность длительного импульса электрического разряда и соответственно толщина проводящей пленки, формируемой на той поверхности рабочей детали, через которую должен пропускаться электрический разряд. В результате этого электроимпульсная обработка становится нестабильной и соответственно ухудшается качество обработанной поверхности.

На фиг.2 приведена схема, иллюстрирующая компоновку электроимпульсного станка в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. На чертеже позиция 1 обозначает электрод, позиция 2а - обрабатываемую деталь, выполненную из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, например позиция 2a обозначает обрабатываемую деталь, выполненную из изоляционной керамики, позиция 14 обозначает источник электрической мощности постоянного тока, позиция 15 - переключающее устройство, позиция 16 - резистор, позиция 17 - первый компаратор, который является устройством сравнения, предназначенным для сравнения межэлектродного напряжения с предварительно заданным опорным напряжением, позиция 18 - второй компаратор, который является устройством сравнения, предназначенным для сравнения межэлектродного напряжения с предварительно заданным опорным напряжением, а позиция 19 - управляющее устройство. На данном чертеже не показаны элементы, аналогичные элементам традиционного электроимпульсного станка, как например, позиционирующее устройство, предназначенное для позиционирования электрода 1 относительно обрабатываемой детали 2a. В данном случае проводящая пленка формируется на поверхности обрабатываемой детали 2a аналогично тому, как изложено в публикации №Sho63-150109 нерассмотренной заявки на патент Японии. В соответствии с другим вариантом обрабатываемая деталь 2a находится в контакте с проводящим материалом и прикреплена к нему аналогично тому, как изложено в публикациях №№Hei7-136849 и Hei9-253935 нерассмотренных заявок на патент Японии.

На фиг.3 приведена схема, показывающая пример формы сигнала напряжения, прикладываемого между электродами электроимпульсного станка в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Для обозначения аналогичных элементов на фиг.1 и 3 применяют аналогичные условные обозначения. На фиг.3 сигнал (a), выдаваемый управляющим устройством 19 для управления переключающим устройством 15, показанным на фиг.2, выходной сигнал (b) первого компаратора 17 и выходной сигнал (c) второго компаратора 18 показаны синхронизированными с сигналом межэлектродного напряжения. На фиг.3 символ T _P1 обозначает продолжительность относительно короткого импульса электрического разряда, подходящую для обработки детали 2a, символ T_P2 обозначает продолжительность относительно длительного импульса электрического разряда, подходящую для формирования проводящей пленки на поверхности обрабатываемой детали 2a, символ T₀ обозначает предварительно заданный временной интервал с момента зажигания электрического разряда, символ V₁ обозначает опорное напряжение первого компаратора 17, а символ V₂ обозначает опорное напряжение второго компаратора 18. Значение опорного напряжения V₁ первого компаратора 17 устанавливают близким к напряжению V₀ источника электрической мощности, а значение опорного напряжения V ₂ второго компаратора 18 устанавливают ниже опорного напряжения V₁. Значения как опорного напряжения V₁ , так и опорного напряжения V₂ устанавливают более высоким, чем напряжение Vg электрической дуги. Первый компаратор 17 сравнивает межэлектродное напряжение V с опорным напряжением V₁, и если опорное напряжение V₁ ниже межэлектродного напряжения V, то первый компаратор 17 выдает сигнал H, а если опорное напряжение V₁ выше межэлектродного напряжения V, то первый компаратор 17 выдает сигнал L. Аналогичным образом второй компаратор 18 сравнивает межэлектродное напряжение V с опорным напряжением V₂, и если опорное напряжение V₂ ниже межэлектродного напряжения V, то второй компаратор 18 выдает сигнал H, а если опорное напряжение V₂ выше межэлектродного напряжения V, то второй компаратор 18 выдает сигнал L. Момент времени, когда выходной сигнал (b) первого компаратора 17 переключается из H в L, считают моментом зажигания электрического разряда.

В случае если электрическое сопротивление на поверхности обрабатываемой детали 2a, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, имеет низкое значение, то подобно короткому импульсу электрического разряда продолжительностью T_P1, показанному на фиг.3, межэлектродное напряжение V резко падает после зажигания электрического разряда и становится ниже опорного напряжения V₁ первого компаратора 17 и опорного напряжения V₂ второго компаратора 18. С другой стороны, если электрическое сопротивление на поверхности обрабатываемой детали 2a имеет большое значение, то подобно длительному импульсу электрического разряда продолжительностью T_P2 , показанному на фиг.3, межэлектродное напряжение V не демонстрирует резкого снижения после зажигания электрического разряда, но при этом межэлектродное напряжение V становится ниже опорного напряжения V₁ первого компаратора 17, однако выше опорного напряжения V₂ второго компаратора 18.

В момент времени, когда с момента зажигания электрического разряда истекает предварительно заданный временной интервал T₀ (в момент времени B, показанный на фиг.3), управляющее устройство 19 устанавливает продолжительность импульса электрического разряда в соответствии с выходными сигналами первого компаратора 17 и второго компаратора 18. А именно, в случае если электрическое сопротивление на поверхности обрабатываемой детали 2a имеет относительно низкое значение в момент времени, когда с момента зажигания электрического разряда истекает предварительно заданный временной интервал T₀ , управляющее устройство 19 устанавливает короткую продолжительность T_P1 импульса. В случае если электрическое сопротивление на поверхности обрабатываемой детали 2a имеет относительно высокое значение в момент времени, когда с момента зажигания электрического разряда истекает предварительно заданный временной интервал T ₀, управляющее устройство 19 устанавливает длительную продолжительность T_P2 импульса. Причина, по которой происходит установка короткой продолжительности T_P1 импульса или длительной продолжительности T_P2 импульса, изложена ниже.

Как описано выше, импульс электрического разряда с короткой продолжительностью (импульс с продолжительностью T_P1) приводит к удалению проводящей пленки и обработке детали 2a. Импульс электрического разряда с длительной продолжительностью (импульс с продолжительностью T_P2) приводит к формированию проводящей пленки на поверхности детали 2a. В ходе исследований, выполненных при создании настоящего изобретения, установлены следующие факты. В случае если на обрабатываемой детали 2a в месте зажигания электрического разряда сформирована плотная (толстая) проводящая пленка, падение напряжения весьма значительно, т.е. межэлектродное напряжение имеет низкое значение, а в случае если на обрабатываемой детали 2a в месте зажигания электрического разряда остается лишь незначительное количество проводящей пленки, падение напряжения невелико, т.е. межэлектродное напряжение является высоким.

На фиг.4A и 4B приведены схемы, показывающие явление электрического разряда, создаваемого в процессе обработки детали, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением. На чертеже позиция 1 обозначает электрод, позиция 2a - обрабатываемую деталь, выполненную из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, позиция 3 - столб электрической дуги, а позиция 20 - проводящую пленку. На фиг.4A изображен случай, когда явление электрического разряда имеет место на участке с низким электрическим сопротивлением проводящей пленки 20, сформированной на обрабатываемой детали 2a, а на фиг. 4B изображен случай, когда явление электрического разряда имеет место на участке с высоким электрическим сопротивлением проводящей пленки 20, сформированной на обрабатываемой детали 2a.

На фиг.5A и 5B приведены схемы, показывающие форму сигнала напряжения, прикладываемого между электродами, соответствующими фиг.4A и 4B. На чертеже t означает время, V - напряжение, прикладываемое между электродами, V₀ - напряжение источника электрической мощности, Vg - напряжение дуги. На фиг.5A показана форма сигнала напряжения, прикладываемого между электродами, соответствующими фиг.4A, а на фиг.5B показана форма сигнала напряжения, прикладываемого между электродами, соответствующими фиг.4B.

В случае когда межэлектродное напряжение V и опорное напряжение сравниваются компаратором, показанным на фиг.2, напряжение электрода 1 сравнивается с напряжением на стороне обрабатываемой детали 2a через проводящую пленку 20, показанную на фиг.4A и 4B. В случае если сформирована плотная (толстая) проводящая пленка 20 и электрическое сопротивление имеет относительно низкое значение, как показано на фиг.4A, измерение напряжения по существу эквивалентно измерению, в ходе которого непосредственно измеряют электрическое напряжение столба электрической дуги 3. Поэтому межэлектродное напряжение V становится равным по величине напряжению Vg электрической дуги, которое составляет приблизительно от 20 до 30 В, как показано на фиг.5A. Напротив, в случае если остается лишь незначительная часть проводящей пленки 20 и электрическое сопротивление имеет высокое значение, как показано на фиг.4B, межэлектродное напряжение V определяется как сумма электрического напряжения столба электрической дуги 3 и падения напряжения на участке, который находится вблизи точки прохождения электрического разряда и который имеет высокое электрическое сопротивление. Поэтому определяемое значение межэлектродного напряжения возрастает, как показано на фиг.5B.

В соответствии с вышеприведенным описанием электрическое сопротивление в месте зажигания электрического разряда можно оценить по напряжению непосредственно после зажигания электрического разряда, т.е. состояние проводящей пленки 20 можно оценить по напряжению непосредственно после зажигания электрического разряда.

На фиг.6 приведена схема, показывающая пример изменения формы сигнала напряжения, прикладываемого между электродами, причем данное изменение формы сигнала напряжения определяется состоянием проводящей пленки 20. На чертеже t обозначает время, V - межэлектродное напряжение, а V₀ - напряжение источника электрической мощности. Из фиг.6 можно понять следующее. На основании величины межэлектродного напряжения V непосредственно после зажигания электрического разряда, например, для показанных на чертеже случаев (A), (B) и (С), можно утверждать, что электрическое сопротивление в месте зажигания электрического разряда в случае (A) является наиболее высоким, электрическое сопротивление в случае (B) является вторым по величине после электрического сопротивления в случае (A), а электрическое сопротивление в случае (C) ниже, чем электрическое сопротивление в случае (B). В отношении толщины проводящей пленки 20 в месте зажигания электрического разряда можно утверждать, что в случае (C) толщина наибольшая, в случае (B) толщина больше, чем толщина в случае (A), а толщина в случае (C) больше, чем толщина в случае (B).

Подходящую продолжительность импульса электрического разряда, которая соответствует показанному на фиг.4B случаю уменьшения толщины проводящей пленки 20, можно предварительно определить экспериментальным путем.

Например, состояние проводящей пленки 20 в месте электрического разряда можно оценить посредством показанного на фиг.2 компаратора следующим образом. В случае когда проводящая пленка 20 имеет небольшую толщину, т.е. в случае когда межэлектродное напряжение V в момент времени по истечении предварительно заданного временного интервала T₀ с момента зажигания электрического разряда имеет большое значение, подходящую длительную продолжительность T_P2 импульса электрического разряда предварительно определяют экспериментальным путем, а состояние проводящей пленки 20 в месте электрического разряда оценивают по межэлектродному напряжению V в момент времени по истечении предварительно заданного временного интервала T ₀ с момента зажигания электрического разряда. В случае когда межэлектродное напряжение V в момент времени по истечении предварительно заданного временного интервала T₀ с момента зажигания электрического разряда имеет низкое значение, т.е. в случае когда проводящая пленка 20 имеет большую толщину, устанавливается короткая продолжительность T_P1 импульса электрического разряда. В случае когда межэлектродное напряжение V в момент времени по истечении предварительно заданного временного интервала T₀ с момента зажигания электрического разряда имеет высокое значение, т.е. в случае когда проводящая пленка 20 имеет небольшую толщину, устанавливается длительная продолжительность T_P2 импульса электрического разряда. Таким образом, можно обеспечить продолжение электрического разряда и формирование электропроводящей пленки в месте электрического разряда, когда толщина проводящей пленки уменьшается, путем установки подходящей продолжительности импульса в соответствии с состоянием проводящей пленки 20.

Соответственно можно решить проблемы, возникающие при использовании традиционного электроимпульсного станка для обработки детали, выполненной из диэлектрического материала, т.е. можно решить проблемы, заключающиеся в нестабильной продолжительности длительного импульса электрического разряда и нестабильном изменении толщины проводящей пленки, формируемой на той поверхности рабочей детали, через которую пропускается электрический разряд. В результате создается возможность стабильной обработки детали, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, и повышения качества обработанной поверхности.

Например, электрический разряд, создаваемый на электроимпульсном копировально-прошивочном станке известного уровня техники, обеспечивает приблизительно 10 мкм высоту микронеровностей (шероховатость) поверхности обработанного участка детали, а электрический разряд, создаваемый на электроимпульсном копировально-прошивочном станке в соответствии с настоящим изобретением, позволяет уменьшить высоту микронеровностей поверхности обработанного участка детали приблизительно до 3 мкм.

В соответствии с вышеизложенным, например, как показано на фиг.2, предлагаются два компаратора, при этом зажигание электрического разряда определяется по выходному сигналу первого компаратора 17, электрическое сопротивление на поверхности обрабатываемой детали оценивается по выходному сигналу второго компаратора 18, а продолжительности, устанавливаемые для импульсов электрического разряда, подразделяются на два типа в зависимости от электрического сопротивления. Однако число компараторов может быть увеличено, т.е. продолжительности, устанавливаемые для импульсов электрического разряда, могут подразделяться на три и более типа. В случае когда продолжительности, устанавливаемые для импульсов электрического разряда, подразделяются на три и более типа в зависимости от электрического сопротивления между электродами, появляется возможность более точно устанавливать продолжительность импульса электрического разряда соответственно состоянию проводящей пленки, сформированной на обрабатываемой детали. Поэтому можно повысить стабильность обработки детали, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, и качество обработанной поверхности.

В этой связи способ электроимпульсной обработки и электроимпульсный станок в соответствии с настоящим изобретением можно применить для электроимпульсной обработки с проволочным электродом, электроимпульсной копировально-прошивочной обработке штампов и пробивания отверстий малого диаметра.

Как изложено ранее в отношении способа электроимпульсной обработки и электроимпульсного станка в соответствии с настоящим изобретением, при электроимпульсной обработке детали, выполненной из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением, состояние поверхности обрабатываемой детали оценивается по межэлектродному напряжению, которое изменяется при изменении электрического сопротивления на поверхности обрабатываемой детали, после чего устанавливается подходящая продолжительность длительного импульса электрического разряда для формирования толстой проводящей пленки из тонкой проводящей пленки на поверхности обрабатываемой детали в соответствии с результатами оценки. Поэтому настоящее изобретение отличается от изобретения, описанного в публикации № Hei3-3722 нерассмотренной заявки на патент Японии, в соответствии с которой продолжительность импульса электрического разряда настраивается так, чтобы проводить обработку, пока поддерживается постоянное значение энергии электрического разряда в соответствии с измеренным значением напряжения, прикладываемого между электродами.

Второй вариант осуществления изобретения

На фиг.7 приведена схема, иллюстрирующая компоновку электроимпульсного станка в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Для обозначения аналогичных элементов на фиг.2 для первого варианта и на фиг.7 для второго варианта применяют аналогичные условные обозначения. На фиг.7 позиция 21 обозначает вольтметр, который является измерительным устройством для измерения напряжения, прикладываемого между электродами, а измеренное им значение передается в управляющее устройство 19. В случае когда межэлектродное напряжение, измеренное вольтметром 21, принимает значение, не превышающее первое опорное напряжение, которое представляет собой напряжение, значение которого установлено близким к напряжению источника электрической мощности, но не выше напряжения источника электрической мощности, считается, что произошло зажигание электрического заряда. В момент времени по истечении предварительно заданного временного интервала (например, временного интервала, соответствующего интервалу T₀, показанному на фиг.3) управляющее устройство 19 передает сигнал в вольтметр 21. В этот момент вольтметр 21 измеряет напряжение, приложенное между электродами. В этом случае, как показано для первого варианта осуществления настоящего изобретения, состояние присоединения проводящей пленки можно оценить по электрическому сопротивлению между электродами. Поэтому в соответствии со значением межэлектродного напряжения, измеренным вольтметром 21, это измеренное значение сравнивается со вторым опорным напряжением, представляющим собой напряжение, значение которого следует устанавливать не выше первого опорного напряжения, но выше напряжения дуги. В случае если измеренное значение ниже второго опорного напряжения, управляющее устройство 19 устанавливает относительно короткую продолжительность импульса электрического разряда (например T _P1 на фиг. 3), которая подходит для обработки детали 2a. В случае если измеренное значение выше второго опорного напряжения, управляющее устройство 19 устанавливает относительно длительную продолжительность импульса электрического разряда (например T _P2 на фиг.3), которая подходит для формирования проводящей пленки на обрабатываемой поверхности детали 2a.

Когда принимают вышеописанную компоновку, то можно достичь такого же эффекта, как и в первом варианте осуществления изобретения.

Промышленная применимость

Как описано выше, способ электроимпульсной обработки и электроимпульсный станок в соответствии с настоящим изобретением применимы соответствующим образом для электроимпульсной обработки деталей, выполненных из диэлектрического материала или материала с высоким удельным сопротивлением.