Электроэрозионная обработка используется для изменения формы, размеров, шероховатости и характеристик изделий, изготовленных из токопроводящих материалов. В ходе этого процесса электрические разряды воздействуют на деталь и электрод-инструмент. Данные технологии получили широкое распространение при производстве компонентов газотурбинных двигателей. Повышенная сложность форм и конструкций требует внедрения инновационных технологических подходов.
Существующие электроэрозионные станки не обеспечивают достаточную эффективность обработки криволинейных пазов, а также сверления отверстий под углом без использования дополнительного оборудования и специализированного инструментария. Сотрудники Передовой инженерной школы Пермского Политеха разработали изобретение, направленное на решение указанных задач. Впервые электроэрозионная обработка была осуществлена с применением робота, что значительно расширяет возможности технологического процесса. Использование робота позволяет сократить трудозатраты и снизить себестоимость продукции.
Работа над разработкой велась учеными Передовой инженерной школы ПНИПУ. На проведение исследования было выделено патент № 2802609.
Схематическое изображение многоосевого манипуляционного робота в процессе создания отверстий в детали со сложной конфигурацией
Изобретение включает в себя электрод-инструмент, систему подачи рабочей жидкости, генератор электрического тока, блок управления и устройство для реализации управляющей программы. Робот оснащен системой сбора и удаления отработанной жидкости и продуктов электроэрозионного процесса, которые удаляются во время прошивки отверстия. Он крепится у основания и имеет подвижные звенья. Различные элементы механизированной руки способны совершать вращательные и поступательные движения. На конечном звене расположена «кисть» манипулятора с быстрозажимным патроном, предназначенным для фиксации и быстрой замены электрод-инструмента. Данное устройство позволяет выполнять прошивку отверстий в изделиях сложной формы без использования дополнительных технологических операций и перемещения заготовки, что способствует повышению точности обработки.
В ходе работы деталь устанавливается на стол с определенным зазором – это обеспечивает фиксацию момента вывода электрод-инструмента из детали, что отсутствует в существующих прототипах. С использованием команд, поступающих на персональный компьютер, робот-манипулятор позиционирует электрод-инструмент. Под давлением подается трансформаторное масло, которое предотвращает образование нагара. Давление обеспечивает перемещение масла в зону обработки и ускоряет удаление шлама – продуктов электроэрозионного процесса. Затем через ПК отдается команда подключения детали к электрическому контуру. Электрический ток передается на электрод-инструмент посредством полого стержня и закрепленного на нем быстрозажимного патрона. С помощью команды задаются параметры силы тока, напряжения и продолжительности импульса.
Схематическое изображение системы рециркуляции рабочей жидкости, используемой в качестве трансформаторного масла, в устройстве
“Мы представили прототип нашей разработки на международных конференциях и форумах, где получили положительные отзывы от специалистов индустрии. Мы внесли ряд корректировок и оформили патент на нашу технологию. Электроэрозионная обработка не предполагает наличие сил резания, которые требуют высокой жесткости приводов, как это наблюдается, например, при фрезеровании; в связи с этим, возможно применение более экономичных роботизированных комплексов. Роботизированная электроэрозионная обработка позволяет расширить технологические возможности этого процесса”, – заявил директор Высшей школы авиационного двигателестроения ПНИПУ Тимур Абляз.
Данное изобретение предназначено для создания сквозных отверстий в элементах различной конфигурации, изготовленных из разнообразных материалов, обладающих как электропроводящими, так и диэлектрическими свойствами (включая металлы и полимерные композиты).
