RU2467841C1

RU2467841C1 - Method of spark erosion machining by wire electrode

Info

Publication number: RU2467841C1
Application number: RU2011120707/02A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Валерьевич Кравченко; Александра Олеговна Уланова
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2012-11-27

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to spark erosion machining (SEM) of complex-contoured high-precision articles with wire electrode at programmable NC SEM machines. Proposed method comprises exploiting the energy of elastic ultrasound vibrations (EUV) to be applied onto machine top guide tool support in feeding electrode into machining zone from bottom to top, or in bottom guide of said support in feeding electrode from top to bottom toward article machined side surface perpendicular to electrode path with amplitude of EUV Aeuv, mm: Aeuv=b·tg(α), where b is article thickness, mm; α is expected slope of article machined side surface, deg., EUV frequency Feuv, kHz equal to that of the machine pulse generator pulses Fpg, lHz, EUV pulse repetition rate τeuv, mcs, equal to pulse generator repetition rate τrr, mcs.

EFFECT: strictly vertical side surfaces.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области машино-, приборостроения, в частности к электроэрозионной обработке (ЭЭО) изделий повышенной точности (например, изделий матричной и штамповой оснастки, копиров, шаблонов, лекал, инструментов для высадки и выдавливания с поверхностями практически любой конфигурации и из любых токопроводящих материалов) проволочным электродом-инструментом (ЭИ) на электроэрозионных вырезных станках с ЧПУ.The invention relates to the field of mechanical engineering, instrument making, in particular to electrical discharge machining (EEO) of high precision products (for example, matrix and die tooling products, copiers, templates, patterns, tools for planting and extruding with surfaces of almost any configuration and from any conductive materials ) wire electrode-tool (EI) on EDM cutting machines with CNC.

Известен способ ЭЭО изделий, включающий формообразование задаваемой поверхности изделия на электроэрозионном вырезном станке с ЧПУ за счет согласованных координатных перемещений проволочного ЭИ по траектории, задаваемой от управляющей программы (УП) (см. Артамонов Б.А. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов: учебное пособие. T.1. Обработка материалов с применением инструмента / Б.А.Артамонов, Ю.С.Волков, В.И.Дрожалова; под ред. В.П.Смоленцева. - М.: Высш. шк., 1983. - 247 с.; Немилов Е.Ф. Справочник по электроэрозионной обработке материалов: справочник / Е.Ф.Немилов. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1989. - 164 с.).A known method of EEE of products, including the shaping of the given surface of the product on an EDM cutting machine using CNC coordinated coordinate movements of the wire EI along the path specified from the control program (UP) (see B. Artamonov, Electrophysical and electrochemical methods of processing materials: a training manual T.1. Processing of materials using a tool / B.A. Artamonov, Yu.S. Volkov, V.I. Drozhalov; edited by V.P. Smolentsev. - M .: Higher school, 1983. - 247 p .; Nemilov EF Handbook of EDM Botko materials: a guide / E.F.Nemilov - L .: Engineering, Leningrad Dep-set, 1989. - 164)....

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе при реализации ЭЭО проволочным ЭИ неизбежно образуются уклоны боковых формообразуемых поверхностей изделий, наличие которых в большинстве случаев недопустимо (см. Лесина Г.Н. Погрешности, обусловленные особенностями электроэрозионного вырезания электродом-проволокой / Т.Н.Лесина // Электрофизические и электрохимические методы обработки. - 1982. - Вып.3. - С.11-13). В зависимости от показателей режима ЭЭО, диаметра проволочного ЭИ и толщины обрабатываемого изделия величина уклона может изменяться от нескольких минут до одного градуса (см. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Г.Л.Амитан, И.А.Байсупов, Ю.М.Барон и др.; Под общ. ред. В.А.Волосатова. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1988. - 719 с.). Появление уклонов обусловлено возникающей электрической эрозией проволочного ЭИ в зоне обработки (межэлектродном пространстве), т.е. его изменяющимися размерами (диаметр проволочного ЭИ в поперечном сечении на входе и на выходе из зоны обработки при его перемотке).The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that in the known method, when EEE is implemented by wire EI, there will inevitably be formed slopes of lateral shaped surfaces of products, the presence of which in most cases is unacceptable (see Lesina G.N. Errors, due to the peculiarities of EDM cutting with an electrode-wire / T.N. Lesina // Electrophysical and electrochemical processing methods. - 1982. - Issue 3. - S.11-13). Depending on the indicators of the EEE mode, the diameter of the wire EI and the thickness of the workpiece, the slope can vary from several minutes to one degree (see the Handbook of electrochemical and electrophysical processing methods / G.L. Amitan, I.A. Baysupov, Yu.M. .Baron et al .; Under the general editorship of V.A. Volosatov. - L .: Engineering, Leningrad., 1988. - 719 p.). The appearance of slopes is due to the occurring electrical erosion of the wire EI in the processing zone (interelectrode space), i.e. its varying dimensions (the diameter of the wire EI in cross section at the inlet and outlet of the processing zone when it is rewound).

Таким образом, возникновение уклонов боковых формообразуемых поверхностей изделий повышенной точности является недостатком, присущим известному способу ЭЭО проволочным ЭИ, негативно влияющим на точность формообразования.Thus, the occurrence of slopes of the lateral shaped surfaces of products of high accuracy is a disadvantage inherent in the known method of EEE wire EI, negatively affecting the accuracy of forming.

Сущность изобретения заключается в решении задачи по разработке варианта ЭЭО проволочным ЭИ, практическая реализация которого позволит исключить вероятность возникновения уклонов боковых формообразуемых поверхностей изделия повышенной точности, т.е. получить изделие со строго вертикальными боковыми поверхностями.The essence of the invention consists in solving the problem of developing an EEE variant by wire EI, the practical implementation of which will eliminate the likelihood of slopes of the side shaped surfaces of the product with increased accuracy, i.e. get the product with strictly vertical side surfaces.

Технический результат - обеспечение заданной точности размерной ЭЭО изделий проволочным ЭИ.EFFECT: ensuring the specified accuracy of dimensional EEE of products by wire EI.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе ЭЭО изделий проволочным ЭИ формообразование заданной поверхности изделия осуществляют на электроэрозионном вырезном станке с ЧПУ за счет согласованных координатных перемещений проволочного ЭИ по траектории, задаваемой от УП.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known EEE method of products by wire EI, the formation of a given surface of the product is carried out on an EDM cutting machine using coordinated coordinate movements of wire EI along the path specified from the unitary enterprise.

Особенность заявляемого способа заключается в том, что ЭЭО изделия 1 проволочным ЭИ 2 осуществляют с использованием энергии упругих ультразвуковых колебаний (УЗК), которые накладывают на верхнюю направляющую 3 инструментальной скобы 4 станка при направлении подачи ЭИ 2 в зону обработки снизу - верх или нижнюю направляющую 5 инструментальной скобы 4 при направлении подачи ЭИ 2 в зону обработки сверху - вниз в направлении 6 к формообразуемой боковой поверхности 7 изделия 1 перпендикулярно направлению 8 движения ЭИ 2 с амплитудой УЗК Аузк, мм: Аузк=b·tg(α), где b - толщина изделия 1, мм; α - ожидаемый уклон боковой формообразуемой поверхности 7 изделия 1, град., частотой УЗК fузк, кГц, равной частоте импульсов генератора импульсов (ГИ) станка fги, кГц и периодом повторения УЗК τузк, мкс, равным периоду повторения импульсов ГИ τпр, мкс.The feature of the proposed method lies in the fact that the EEE of the product 1 by wire EI 2 is carried out using elastic ultrasonic vibrations (ultrasonic vibrations), which are superimposed on the upper guide 3 of the tool holder 4 of the machine with the supply direction of EI 2 in the processing zone from the bottom - the top or bottom guide 5 tool clamp 4 when the direction of supply of EI 2 into the treatment zone from top to bottom in the direction 6 to the formed lateral surface 7 of the product 1 perpendicular to the direction 8 of the movement of EI 2 with an amplitude of ultrasonic testing Auzk, mm: Auzk = b · tg (α), where b is the thickness of the product 1, mm; α is the expected slope of the lateral shaped surface 7 of the product 1, deg., ultrasonic frequency fuzk, kHz, equal to the pulse frequency of the pulse generator (GI) of the machine fgi, kHz and the pulse repetition period ultrasonic tuzk, μs, equal to the pulse repetition period τi τpr, μs.

На фиг. изображен технологический эскиз ЭЭО изделия 1, закрепленного прихватом 9 на столе 10 электроэрозионного вырезного станка с ЧПУ, проволочным ЭИ 2, закрепленным в верхней 3 и нижней 5 направляющих инструментальной скобы 4 по предлагаемому способу.In FIG. depicts a technological sketch of the EEE of a product 1, fixed by a gripper 9 on a table 10 of an EDM cutting machine, a wire EI 2, fixed in the upper 3 and lower 5 guides of the tool holder 4 according to the proposed method.

Предлагаемый способ ЭЭО изделий проволочным ЭИ может быть реализован на базе электроэрозионных вырезных станков с контурной системой ЧПУ при работе линейно-кругового интерполятора (СВЭИ - 2, СВЭИ - 7, 4532Ф3, AGIECUT 200, ROBOFIL 4020, FANUC ROBOCUT α - liC и пр.), подверженных предварительной модернизации (установка ультразвукового оборудования), чтобы обеспечить возможность воздействия УЗК на элементы технологической системы этих станков (верхнюю или нижнюю направляющие инструментальной скобы).The proposed method of EEO of products by wire EI can be implemented on the basis of EDM cutting machines with a CNC contour system during the operation of a linear circular interpolator (SVEI - 2, SVEI - 7, 4532F3, AGIECUT 200, ROBOFIL 4020, FANUC ROBOCUT α - liC, etc.) subjected to preliminary modernization (installation of ultrasonic equipment) in order to ensure the possibility of the impact of ultrasonic testing on the elements of the technological system of these machines (upper or lower guides of the tool holder).

Заготовку изделия 1 в виде пластины, изготовленной из токопроводящего материала, устанавливают на столе 10 электроэрозионного вырезного станка с ЧПУ и закрепляют прихватом 9. После погружения заготовки изделия 1 в ванну с диэлектрической рабочей жидкостью (условно не показана), задания необходимых показателей электрического режима обработки от ГИ, скорости перемотки Vэи и силы натяжения Fэи ЭИ 2 включают оборудование для генерации упругих УЗК, которые накладывают на верхнюю 3 или нижнюю 5 направляющую инструментальной скобы 4, в зависимости от направления подачи ЭИ 2 в зону обработки, соответственно, снизу - вверх или сверху - вниз, в направлении 6 к формообразуемой боковой поверхности 7 изделия 1 перпендикулярно направлению 8 движения ЭИ 2, обозначенном на виде A стрелками, с необходимой амплитудой Аузк, частотой fузк и периодом повторения τузк и одновременно с этим реализуют согласованные координатные перемещения по осям X и Y по траектории 11 проволочного ЭИ 2 с заданной скоростью подачи Vs на формообразование боковой поверхности 7 изделия 1. При этом обеспечивается выравнивание боковой поверхности 7 по вертикали и ликвидируется ожидаемый уклон α этой поверхности 7 (разрез Б-Б).The blank of product 1 in the form of a plate made of conductive material is installed on the table 10 of the CNC EDM cutter and secured with a tack 9. After immersing the blank of product 1 in a bath with a dielectric working fluid (not shown conditionally), setting the necessary parameters of the electric processing mode from GI, rewinding speeds Vei and tension forces Fei EI 2 include equipment for generating elastic ultrasonic testing, which impose on the upper 3 or lower 5 guide tool clamp 4, depending from the direction of supply of EI 2 to the treatment zone, respectively, from bottom to top or top to down, in direction 6 to the formed lateral surface 7 of the product 1 perpendicular to direction 8 of the movement of EI 2, indicated by arrows in A with the required amplitude Auzk, frequency f with a repetition period of τcircuit and at the same time realize coordinated coordinate movements along the X and Y axes along the path 11 of the wire EI 2 with a given feed rate Vs for the shaping of the side surface 7 of the product 1. At the same time, more of the vertical surface 7 and the expected slope α of this surface 7 is eliminated (section BB).

Claims

The method of electrical discharge machining (EEO) of products with a wire electrode tool (EI), which includes shaping a given surface of the product on an EDM cutting machine due to the coordinated coordinate movements of the wire EI along the path specified by the control program (UE), characterized in that the EEO of the product by wire EI is carried out using the energy of elastic ultrasonic vibrations (ultrasonic testing), which are superimposed on the upper guide of the tool holder of the machine in the direction of supply of EI the processing zone from bottom to top or the lower guide of the tool holder when the direction of supply of EI to the processing zone is from top to bottom in the direction of the formed side surface of the product perpendicular to the direction of movement of EI with the amplitude of ultrasonic testing Auzk, mm: Auzk = b · tg (α), where b is the thickness of the product mm; α is the expected slope of the lateral shaped surface of the product, deg, ultrasonic scan frequency fcuse, kHz, equal to the pulse frequency of the machine pulse generator (CGI) fgi, kHz, and the pulse repetition time ccd tcc, μs, equal to the pulse repetition period τcr, ms.