Электроэрозионный пятикоординатный проволочно-вырезной станок с устройством коррекции траектории формообразующего движения

Полезная модель относится к электроэрозионным пятикоординатным проволочно-вырезным станкам и может быть использована для обработки поверхностей токопроводящих заготовок, в том числе из твердых сплавов и закаленных сталей сложного профиля, для машиностроительной, авиационной, судостроительной, нефтегазовой и строительной промышленности. На станине 1 располагается двухкоординатный электромеханический исполнительный узел, состоящий из: - каретки 5, совершающей поступательное движение при изменении координаты Y; - стола 2, совершающего поступательное движение при изменении координаты X; трехкоординатный электромеханический исполнительный узел, состоящий из: двухкоординатного электромеханического узла 7, осуществляющего поступательные движения при изменении координат по ортогональным осям U и V, расположенными параллельно осям X и Y, и консоли 9, совершающей поступательное движение при изменении координаты Z. Специальные двухкоординатные узлы 6 и 10 осуществляют поступательные движения, перемещающие непосредственно нижнюю и верхнюю камеры вдоль осей X, Y, U, V. На столе 2 в рабочей ванне 4 на керамической подставке осуществляется базирование заготовки для дальнейшей обработки на станке. Отработанная проволока поступает в контейнер 13. Специальные двухкоординатные узлы 6 и 10 осуществляют корректирующие поступательные движения, перемещающие непосредственно нижнюю и верхнюю камеры вдоль осей X, Y, U, V в пределах необходимых для управления процессом электроэрозионной резки (управления электроэрозионным промежутком) и коррекции систематических погрешностей измерительной системы станка.

Полезная модель относится к электроэрозионным пятикоординатным проволочно-вырезным станкам. Полезная модель может быть использована для обработки поверхностей токопроводящих заготовок, в том числе из твердых сплавов и закаленных сталей сложного профиля для машиностроительной, авиационной, судостроительной, нефтегазовой и строительной промышленности.

Известен электроэрозионный вырезной станок для обработки заготовок электродом-проволокой, содержащий двухкоординатный стол для относительного перемещения обрабатываемой заготовки и электрода-проволоки и координатный стол, определяющий угол и направление наклона электрода-проволоки. Направляющие электрода-проволоки размещены на плечах двух шарнирных параллелограммов, противоположные плечи которых соединены между собой телескопически. Одно из прилегающих плеч нижнего параллелограмма установлено шарнирно на неподвижной относительно верхнего параллелограмма опоре, а другое из параллельных ему плеч верхнего параллелограмма установлено шарнирно на двухкоординатном столе, определяющем угол и направление наклона электрода-проволоки. Верхняя направляющая электрода-проволоки установлена на ползуне, расположенном в направляющих, закрепленных на плече верхнего параллелограмма таким образом, что ползун может перемещаться вдоль этого плеча. При этом сохраняются как соосность направляющих электрода-проволоки, так и угол и направление наклона электрода-проволоки.

(Патент РФ 2098241, МПК В23Н 7/10. 1997).

К недостаткам данного устройства можно отнести:

- большие перемещающиеся массы, усложняющие процесс управления пятикоординатной обработкой деталей сложной формы;

- неудовлетворительные динамические характеристики вследствие больших перемещающихся масс;

- отсутствие возможности коррекции траектории формообразующего движения

Известен электроэрозионный проволочно-вырезной станок с линейными электродвигателями, который включает в себя:

- каретку, установленную на станине с линейным электродвигателем для ее перемещения в горизонтальном направлении оси X;

- предплечье, на котором зафиксирована нижняя камера и которое перемещается в направлении оси Y, находящейся в той же плоскости, что и ось X, но перпендикулярной ей;

- каретку, на которой закреплено предплечье, установленную на верхней части каретки оси X и перемещающуюся под действием линейного электродвигателя в направлении оси Y;

- трехкоординатный узел, состоящий из двухкоординатного стола, имеющего возможность перемещения по ортогональным осям U и V, которые расположены параллельно осям X и Y соответственно, и установленной на верхней части двухкоординатного стола пиноли с закрепленной на ней верхней камерой и перемещающейся вдоль вертикальной оси Z.

(Патент 2002008085 (A1), МПК В23Н 7/02 (IPC1-7): В23Н 1/00; В23Н 7/02, 24.01.2002).

К недостаткам данного устройства можно отнести:

- большие перемещающиеся массы, усложняющие процесс управления пятикоординатной обработкой деталей сложной формы;

- неудовлетворительные динамические характеристики вследствие больших перемещающихся масс;

- отсутствие возможности коррекции траектории формообразующего движения

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является электроэрозионный проволочно-вырезной станок, который может обрабатывать заготовки больших размеров и имеющий большой ход движения вдоль осей U и V.

Электроэрозионный проволочно-вырезной станок включает в себя рабочий стол, который установлен на станине и на котором закрепляется заготовка. Координатные перемещения исполнительного инструмента электроэрозионного станка реализуются:

- трехкоординатным электромеханическим исполнительным узлом, выполненным в виде двухкоординатного стола, имеющего возможность перемещения по ортогональным осям U и V, которые расположены параллельно осям X и Y соответственно, и установленной на верхнюю часть двухкоординатного стола пиноли оси Z, реализующей третью координату перемещения верхней камеры;

- двухкоординатным электромеханическим исполнительным узлом, выполненным в виде двухкоординатного стола по оси X и по оси Y, которые приводят в движение нижнюю камеру.

(Патент Японии 11048041, В23Н 7/02, 23.02.1999).

К недостаткам данного устройства можно отнести:

- большие перемещающиеся массы частей конструкции координатных столов, усложняющие процесс управления пятикоординатной обработкой деталей сложной формы;

- неудовлетворительные динамические характеристики вследствие больших перемещающихся масс координатных столов;

- невозможность полной независимости перемещений верхней и нижней камер;

- отсутствие возможности коррекции траектории формообразующего движения.

Техническими результатами заявленной модели являются:

- снижение перемещающихся масс узлов, участвующих в корректирующих воздействиях, влияющих на процесс управления пятикоординатной обработкой деталей сложной формы;

- повышение производительности процесса за счет снижения перемещающихся масс, влияющих на процесс управления;

- улучшение динамических характеристик станка;

- реализация полной независимости управляемых траекторий верхней и нижней камер;

- за счет улучшения динамических характеристик станка увеличение точности электроэрозионной обработки;

- возможности коррекции траектории формообразующего движения.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что электроэрозионный пятикоординатный проволочно-вырезной станок с устройством коррекции траектории формообразующего движения, содержащий: станину, с установленными на ней трехкоординатным электромеханическим исполнительным узлом, состоящим из двухкоординатного стола и консоли, и двухкоординатным электромеханическим исполнительным узлом, состоящим из каретки и стола, верхнюю и нижнюю камеры с токоподводами и направляющими для электрод-проволоки, исполнительный инструмент в виде электрод-проволоки, а также узел протяжки электрод-проволоки, ванну с рабочей жидкостью, расположенную между верхней и нижней камерами, согласно полезной модели, снабжен двухкоординатным корректирующим узлом для перемещения верхней камеры, установленным между консолью и верхней камерой, и двухкоординатным корректирующим узлом для перемещения нижней камеры, установленным между кареткой и нижней камерой.

Заявленная полезная модель поясняется графическими материалами, где показана схема заявленного электроэрозионного пятикоординатного проволочно-вырезного станка.

На станине 1 располагается:

двухкоординатный электромеханический исполнительный узел, состоящий из:

- каретки 5, совершающей поступательное движение при изменении координаты Y;

- стола 2, совершающего поступательное движение при изменении координаты X;

трехкоординатный электромеханический исполнительный узел, состоящий из:

двухкоординатного электромеханического узла 7, осуществляющего поступательные движения при изменении координат по ортогональным осям U и V, которые расположены параллельно осям X и Y, и консоли 9, совершающей поступательное движение при изменении вертикальной координаты Z.

Между кареткой 5 и нижней камерой с токоподводом и направляющими для электрод-проволоки 12 расположен корректирующий двухкоординатный узел 6.

Между консолью 9 и верхней камерой с токоподводом и направляющими для электрод-проволоки 11 расположен корректирующий двухкоординатный узел 10.

Корректирующие двухкоординатные узлы 6 и 10 осуществляют поступательные движения, перемещающие непосредственно нижнюю и верхнюю камеры по осям X, Y, U, V.

На столе 2 закреплена рабочая ванна 4. В рабочей ванне на керамической подставке осуществляется базирование заготовки для обработки на станке.

Отработанная проволока поступает в контейнер 13.

Заявленная полезная модель работает следующим образом.

В начале технологического цикла узел протяжки проволоки, расположенный на консоли 9, обеспечивает подачу электрод-проволоки с заданной постоянной скоростью. Далее электрод-проволока подается в верхнюю камеру 11 с токоподводом и направляющими, а затем в нижнюю камеру 12 с токоподводом и направляющими, затем отработанная проволока поступает в контейнер 13.

Между верхней камерой 11 и нижней камерой 12 электрод-проволока выполняет процесс электроэрозионной резки заготовки 3, закрепленной на столе 2 в ванне 4 с рабочей жидкостью.

В процессе работы электроэрозионного пятикоординатного проволочно-вырезного станка верхняя камера 11 и нижняя камера 12 совершают перемещения по координатам U, V, X, Y соответственно.

Корректирующие двухкоординатные узлы 6 и 10 осуществляют поступательные движения, перемещающие непосредственно верхнюю и нижнюю камеры вдоль осей U, V, X, Y в пределах, необходимых для управления процессом электроэрозионной резки (управления электроэрозионным промежутком) и коррекции систематических погрешностей измерительной системы станка.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для осуществления электроэрозионной обработки токопроводящих заготовок, в том числе из твердых сплавов и закаленных сталей для машиностроительной, авиационной, судостроительной, нефтегазовой и строительной промышленности;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям условия патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Электроэрозионный пятикоординатный проволочно-вырезной станок с устройством коррекции траектории формообразующего движения, содержащий станину с установленными на ней трехкоординатным электромеханическим исполнительным узлом, состоящим из двухкоординатного стола и консоли, и двухкоординатным электромеханическим исполнительным узлом, состоящим из каретки и стола, верхнюю и нижнюю камеры с токоподводами и направляющими для электрод-проволоки, исполнительный инструмент в виде электрод-проволоки, а также узел протяжки электрод-проволоки, ванну с рабочей жидкостью, расположенную между верхней и нижней камерами, отличающийся тем, что он снабжен двухкоординатным корректирующим узлом для перемещения верхней камеры, установленным между консолью и верхней камерой, и двухкоординатным корректирующим узлом для перемещения нижней камеры, установленным между кареткой и нижней камерой.