Спосіб електроерозійної обробки складних деталей прес-форм для лиття виробів з пластмас

Винахід належить до області електроерозійної обробки металів і може бути використаний в машинобудуванні при виготовленні і обробці деталей зі складними поверхнями, наприклад гелікоїдальної форми, які знаходять застосовування зокрема в прес-формах для лиття пластмасових турбінних коліс лічильників газу. Відомий спосіб електроерозійної обробки [Заявка Японії №62-228325 (Коренблюм М.В., Полуянов B.C. Автоматизовані електроерозійні верстати, М., 1990.- с.30)], у якому заготовка деталі обертається навколо вертикальної осі Ζ і може фіксуватися в необхідному кутовому положенні, а верхня опора електрода-дроту може переміщатися по горизонтальній осі X. Такий спосіб обробки дозволяє одержувати деталі, перетин яких є рівносторонній чи нерівносторонній багатокутник (заготовка установлюється під певним кутом при обробці кожної грані), виконувати різноманітні вирізи в циліндричних заготовках, а також формувати лінійчаті поверхні. Обмеженість цього способу полягає в тому, що при нахилі електроду-дроту і коловому обертанні заготовки можна формувати криволінійні поверхні з лінійчатої утворюючої тільки типу однопорожнинного гіперболоїда. Відомий також спосіб електроерозійної обробки [Заявка Японії №63-84820 (Коренблюм М.В., Полуянов B.C. Автоматизовані електроерозійні верстати, М., 1990.- с.32)], що забезпечує одержання поверхні довільної форми, яка вирізається без переміщення і нахилу електрода-дроту, тобто він залишається нерухомими і орієнтованим вздовж вертикальної осі Z, а переміщується заготовка завдяки заявленій конструкції її кріплення. Напроти траверси з верхньою направляючою розміщується колонна, що жорстко з'єднана з хрестовим столом, який забезпечує переміщення по осях Χ, Υ. По колонні вертикально переміщається голівка, до якої прикріплений вузол, що забезпечує обертання q x навколо осі X, з цим вузлом жорстко з'єднаний другий вузол, що забезпечує обертання q Y навколо осі Υ. На останньому вузлі розміщено робочий стіл L-подібної форми з закріпленою на ньому заготовкою. При такому способі кріплення заготовки одночасне керування переміщеннями X, Y, Z, q x , q Y забезпечує формування необхідної поверхні. Цей спосіб поряд з безсумнівною перевагою - можливістю одержання довільної поверхні деталі - кінематичне дуже складний, у зв'язку з чим він дорогий і складний в експлуатації, крім того при спрацюванні складно пов'язаних обертальних вузлів відбувається нагромадження похибок по кожному вузлу і втрата необхідної точності виготовлення деталей. Також відомий, вибраний як прототип, спосіб електроерозійної обробки [Magara Т., Iwasaki T. Characteristics and application engineering of wire-cut EDM.- Mitsubishi Electric Advance, 40, 1987.- p.15-18 (Коренблюм М.В., Полуянов B.C. Автоматизовані електроерозійні верстати.- Μ., 1990.- с.30, 130)], при якому заготовку закріплюють у робочій камері на попередньо обробленій базовій поверхні Хз-Yз, а формоутворення ведуть електродом-дротом з подачею напруги на електрод-дріт і заготовку та прокачуванням робочої рідини через міжелектродний зазор, при цьому вер хня опора електрода-дроту має можливість переміщатися по осях Хпрв , Υпрв . Незалежні переміщення заготовки по осях Хз, Yз і верхньої направляючої електрода-дроту по осях Хпрв , Υпрв забезпечують одержання поверхонь з лінійчатими утворюючими і подібними чи зовсім різними геометричними контурами в площині верхнього і нижнього торців деталі. Одночасне керування переміщеннями по осях Хз, Yз, Хпр в, Υпрв дозволяє одержувати похилі профілі з гострими кутами, з циліндричним чи конічним закругленням кутів профілю, змінним кутом нахилу профілю по прямій, чи по дузі, що може змінюватися плавно, чи ступінчасте, а одержання лінійчатих поверхонь з різними по формі контурами верхнього і нижнього торців деталі дозволяє виготовляти прес-форми для деталей із тривимірними профілями, які з деяким допуском можна застосовувати при виготовленні крильчаток вентиляторів, ґратчастих елементів фільтрів, рідинних сопел, лопаток турбін і т.і. Недоліком цього способу є обмеженість типу поверхонь, які можна одержати при його застосуванні, криволінійними циліндричними і конічними лінійчатими поверхнями з нахилом утворюючої до 4°, саме до цього кута можна змінювати нахил електрода-дроту без втрати точності виготовлення поверхні навіть при незначній висоті оброблюваної деталі. В основу винаходу спосіб електроерозійної обробки складних деталей прес-форм для лиття виробів з пластмаси поставлена задача шляхом модифікації прототипу забезпечити можливість одержання складної не тільки лінійчатої, наприклад гелікоїдальної, поверхні, необхідної при виготовленні прес-форм для лиття коліс турбінних лічильників. Ця задача вирішується тим, що в способі електроерозійної обробки складних деталей прес-форм для лиття виробів з пластмас, який полягає в тому, що заготовку закріплюють у робочій камері на попередньо обробленій базовій поверхні Хз-Yз, а формоутворення ведуть електродом-дротом з подачею напруги на електрод-дріт і заготовку та прокачуванням робочої рідини через міжелектродний зазор, при цьому верхня опора електрода-дроту має можливість переміщатися по осях Хпрв, Υпр в згідно з винаходом, введена можливість двохкоординатного переміщення як верхньої Хпр в, Υпрв, так і нижньої Хпрн, Υпрн опор електрода-дроту в паралельних площинах, а паралельні площини переміщення опор електрода-дроту можуть знаходитись під кутом, що змінюється, до площини установки заготовки q x . Крім того, переміщення опор електрода-дроту вздовж координат Хпрв , Υпрв і Хпрн , Υпрн незалежне по напрямку і швидкості. Спосіб, що пропонується, реалізується таким чином: а) при формоутворенні лінійчатої поверхні. Встановлений під деяким початковим кутом q x і початковим координатам верхньої Хпрв , Υпрв і нижньої Хпрн , Υпр н опор електрод-дріт врізається в тіло заготовки, і потім одночасним керуванням переміщеннями по осях Хз, Yз, Хпр в, Υпр в і Хпрн , Υпрн і по куту q x відбувається вирізання необхідної лінійчатої поверхні. б) при формоутворенні нелінійної поверхні. Встановлений під деяким початковим кутом q x і початковим координатам верхньої Υпрв і нижньої Υпр н опор електрод-дріт врізається в тіло заготовки на величину радіуса дроту. Після цього одночасним керуванням переміщеннями по осях Υпрв , Υпр н і куту q x електрод-дріт «обкатує» профіль перетину поверхні деталі в площині Yз-Zз,. Після завершення «обкатування» профілю на кінцевих значеннях Υпр в, Υпрн і q x отриманого перетину електрод-дріт переміщенням по осі Хз знову врізається в тіло заготовки на величину радіуса електрода-дроту і робить «обкатування» наступного перетину. У такій послідовності процес врізання й «обкатування» повторюється до одержання заданої поверхні. Аналогічно обробляється деталь, коли електрод деталь встановлюється під початковим кутом q y . Реалізація способу дозволяє обробляти любої форми опуклі поверхні, а точність їх відтворення залежить від інтервалу і кількості "обкатувань".