Устройство и принцип работы станка

Станок 57М (рис. 1.53) состоит из корпуса 1, в котором расположено электрооборудование, и рабочей головки, установленной на верхней плите корпуса. На передней панели корпуса расположены переключатель режима работы 2, потенциометр для настройки автоматического регулятора дви- жения подачи 4, тумблер 5 для включения и выключения станка и тумблер

3 автоматического подъема и опускания электрода–инструмента 7.

Основными узлами рабочей головки являются: шестигранная колон- ка 14, каретка 10, продольный 9 и поперечный 16 суппорты, электродвига- тель 11, стол 18 и ванна 6, заполняемая диэлектрической жидкостью. Ко- лонка 14 неподвижно закреплена на верхней плите корпуса 1. По ней вверх и вниз перемещается каретка 10 при помощи винта, находящегося в отвер- стии колонки, и гайки, прикрепленной к каретке. Винт приводится во вра- щение электродвигателем постоянного тока 11 через зубчатые колеса 12 и

13.

Поперечный 16 и продольный 9 суппорты передвигают по каретке вручную с помощью рукояток Р1 и Р2. Эти движения суппортов позволяют устанавливать закреплённый на электрододержателе 8 электрод– инструмент 7 в заданное положение относительно рабочего стола 18, на котором закрепляют заготовку. Для контроля величины смещения элек- трода–инструмента при установочных перемещениях суппортов служат два индикатора 15.

На колонке 14 с помощью двух лап 17 неподвижно закреплен стол 18. Ванну 6 с диэлектрической жидкостью (минеральное масло или керосин) можно поднять и закрепить на колонке 14 с помощью рукоятки таким образом, что заготовка вместе со столом будет полностью погруже- на в жидкость.

Рис. 1.53. Электроискровой станок модели 57М

Процесс электроискровой обработки основан на явлении электриче- ской эрозии, возникающей при прохождении часто повторяющихся элек- трических разрядов между электродом–инструментом и заготовкой. Дли- тельность, мощность и частота следования разрядов определяют произво- дительность и точность обработки. На станке значения этих величин мож- но регулировать в достаточно широких пределах.

Разряды, необходимые для электроискровой обработки, создаются генератором электрических импульсов станка, который состоит из батареи конденсаторов различной емкости, заряжаемых постоянным током. По-

этому энергия импульса может быть заранее задана путем включения не- обходимого конденсатора или их набора. Напряжение заряда конденсато- ров U равно 250 В.

Электрод–инструмент при работе станка нижним концом погружают в диэлектрическую жидкость (рис. 1.54, а), находящуюся в ванне. В этом положении он совершает поступательное движение в направлении элек- трода–заготовки 2, неподвижно закрепленной на столе станка. Движение электроду–инструменту 1 сообщают двигателем постоянного тока 3 через

зубчатую передачу 4 и винтовой механизм 5.

Рис. 1.54. Схема электроэрозионного прошивания отверстия

Когда зазор δТ становится меньше предельного, между сближающи- мися электродом–инструментом и заготовкой происходит искровой разряд длительностью 10-6–10-7 c. Так как объём искрового канала очень мал, а

мощность импульса тока достаточно велика, температура плазмы в канале может достигать 10000–120000С. Поэтому процесс разряда сопровождается интенсивным нагревом, частичным расплавлением и испарением металла с поверхностей электрода–инструмента и заготовки. Большему тепловому воздействию при малой длительности импульсов подвергается анод, по- этому в качестве такового обычно используют заготовку.

При увеличении мощности импульсов, которую регулируют измене-

нием емкости конденсатора, производительность процесса повышается.

Однако при этом снижается точность обработки и возрастает шерохова- тость формируемой поверхности, так как при воздействии более мощных разрядов увеличиваются размеры эрозионных кратеров на поверхностях электродов.

Для обеспечения непрерывности процесса необходимо, чтобы зазор между электродом–инструментом и заготовкой поддерживался близким к пробойному, а непосредственный механический контакт электродов отсут- ствовал. Поэтому результирующая скорость движения электрода– инструмента должна точно соответствовать скорости удаления припуска. Это требует применения следящей системы в приводе электрода– инструмента, автоматически связывающей скорость его подачи и скорость съема материала. Следящие системы могут быть реализованы на основе различных принципов управления. На станке модели 57М в качестве управляющего сигнала этой системы используют напряжение на межэлек- тродном промежутке, изменяющееся при электрическом разряде (рис. 1.55).

При заряженном конденсаторе C1 (или любого другого из указанных на рис. 1.55 конденсаторов С2, С3, С4, С5) напряжение на его пластинах равно рабочему напряжению генератора импульсов 1 (U1 = 250 В), что пре- вышает напряжение дополнительного источника питания 2 (U2 = 160 В). В

этих условиях направление тока Ι1 в якоре электродвигателя 3, определяе-

мое разностью названных напряжений, будет создавать его вращение в сторону, обеспечивающую сближение электрода–инструмента и заготовки.

Прохождение разряда резко снижает напряжение на конденсаторе, в результате чего напряжение вторичного источника питания U2 становится больше напряжения первичного источника питания U1.

Направление тока в якоре двигателя Ι2 (рис. 1.55, б) в этом случае из-

менится на обратное, что приведет к реверсу вращения вала двигателя и удалению электрода–инструмента от заготовки. Это движение будет про- должаться до тех пор, пока конденсатор C1 вновь не зарядится до напряже- ния, превышающее напряжение U2 дополнительного источника питания. Произойдет повторный реверс двигателя, и начнется сближение электро- да–инструмента и заготовки. Далее рассмотренные процессы многократно

будут повторяться.

Рис. 1.55. Принципиальные электросхемы работы следящей системы электроискрового станка модели 57М

Частота реверсов двигателя зависит от скорости заряда конденсато- ра, определяемой сопротивлением резистора R и динамическими характе- ристиками механической системы (её инерционностью). Изменяя напря- жение вторичного источника питания реостатом 4, можно регулировать частоту реверсов, а, следовательно, и скорость движения подачи электро- да–инструмента. Таким образом, якорь электродвигателя, вращаясь с пе- ременными скоростью и направлением, поддерживает некоторую среднюю

величину пробойного промежутка между электродами δТ, на которую от-

регулирована работа следящей системы.

При электроискровой обработке охватывающие размеры обрабаты- ваемого контура получаются больше, а охватываемые меньше, чем разме- ры электрода–инструмента (рис. 1.54, б) на величину межэлектродного за-

зора δб (0,02–0,62 мм). Это обстоятельство необходимо учитывать при про-

ектировании электрода–инструмента и выборе режима обработки.

В процессе электроискровой обработки электрод–инструмент изна- шивается, что приводит к искажениям формы и размеров получаемого от- верстия. При прошивке сквозных отверстий эта погрешность может не влиять на точность размеров, так как отверстие в конце обработки калиб- руется неизношенной частью инструмента. При обработке несквозных по- лостей искаженная вследствие износа форма электрода-инструмента копи- руется на заготовке. Поэтому при необходимости получения точных раз- меров контура и полости применяют набор электродов с постепенным пе- реходом на чистовые, менее производительные режимы обработки.

Некоторые характеристики работы электроискрового станка модели

57М представлены в табл. 1.24.

Таблица 1.24

Технологические характеристики станка 57М

Содержание работы

Лабораторная работа включает: изучение назначения и устройства электроискрового станка модели 57М, схемы работы электропривода дви- жения подачи, проведение эксперимента по электроискровому прошива- нию отверстия и определение технико-экономических параметров обра- ботки; выполнение индивидуального задания и подготовку отчета.