СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ 2-Х КОМПОНОВОК ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ СТАНКОВ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ КИНЕМАТИКОЙ

COMPARATIVE ANALYSIS OF 2 LAYOUTS OF EDM MACHINES WITH PARALLEL KINEMATICS

Marsel Shamsutdinov

student, Department of Automation of Technological Processes Ufa State Aviation Technical University,

Russia, Ufa

Oleg Akmaev

Scientific adviser, Candidate of technical sciences, Ufa State Aviation Technical University,

Russia, Ufa

АННОТАЦИЯ

Сравнение 2-х проектируемых компоновок электроэрозионных станков с параллельной кинематикой.

ABSTRACT

Comparison of 2 designed layouts of EDM machines with parallel kinematics.

Ключевые слова: станок; электроэрозионный станок; параллельная кинематика; компоновка станка.

Keywords: machine; EDM machine; parallel kinematics; machine layout.

Электроэрозионные станки с параллельной кинематикойможно использовать как для сверления стартовых отверстий в заготовках деталей, которые в дальнейшем будут обрабатываться на электроэрозионных проволочно-вырезных станках, так и в специальных целях с использованием супердрели [5] для получения различных точных отверстий малого диаметра, расположенных под разными углами, в деталях общего и специального машиностроения. Проектируемые станки смогут обрабатывать отверстия в любом токопроводящем материале и в труднодоступных местах, где механическая обработка «бессильна».

Разработаны две компоновки. Компоновка №1 (рис.1) предусматривает ориентацию оси электрода-инструмента, закрепленного в супердрели, под определенным углом, за счет поворота корпуса шпиндельного узла (ШУ), в котором смонтирована супердрель. Принцип работы: сначала корпус ШУ вместе с электродом-инструментом 5 подводится в зону обработку с помощью взаимного синхронного перемещения 6-ти цилиндрических линейных [4] двигателей 3 по своим направляющим - цилиндрическим магнитам. Далее электроду-инструменту 5 придается вращение, затем задается осевая рабочая подача электрода-инструмента 5 путем осевого перемещения супер-дрели относительно корпуса ШУ с помощью смонтированных в корпусе 2-х плоских линейных двигателей (на рис. 1 не показаны). После достижения электродом-инструментом 5 оптимального межэлектродного зазора с заготовкой подается рабочая жидкость через ее внутреннюю полость прямо в зону обработки и подаются импульсы токов в заданном режиме с помощью генератора импульсов.

Рисунок 1. Кинематическая схема и компоновка станка №1

П₁ – движение подачи шпиндельного узла; В₂ – вращение электрод-инструмента; П₃ – движение подачи электрод-инструмента в осевом направлении. 1,2 – штанги постоянной длины;3 – цилиндрический линейный двигатель (ЦЛД); 4 – шпиндельный узел; 5 – электрод-инструмент; 6 – направляющая электрод-инструмента; 7 – шарнир; 8 – колонна; 9 – поворотный стол; 10 – станина.

Компоновка №2 (рис. 2) отличается от компоновки №1 тем, что для монтажа обрабатываемой детали используется глобусный стол (две управляемые координаты), что обеспечивает установку детали под определенным углом к вертикально расположенной оси электрода-инструмента. Кроме того, вместо цилиндрических линейных двигателей используются планарные [4]. Алгоритм работы компоновки №2 аналогичен принципу работы компоновки №1: сначала электрод-инструмент подводится в зону обработку с помощью взаимного синхронного перемещения 3-х планарных линейных двигателей 7 по своим магнитным направляющим 10. Далее сообщается вращение электроду-инструменту, затем задается осевая подача электрода-инструмента с помощью смонтированных в корпусе шпиндельного узла 2-х планарных линейных двигателей (на рис. 2 не показаны), при достижении электродом-инструментом оптимального межэлектродного зазора с заготовкой подается рабочая жидкость через ее внутреннюю полость прямо в зону обработки и подаются импульсы токов в заданном режиме с помощью генератора импульсов.

Рисунок 2. Кинематическая схема и компоновка станка №2

В₁ – вращение электрод-инструмента; П_2, П₃ и П₄ – движение подачи электрод-инструмента в осевом направлении; П₅ – движение подачи шпиндельного узла; В₆ и В₇– вращение наклонно-поворотного стола.

1– шарнир;2 – шпиндельный узел;3 –наклонно-поворотный 2-х осевой стол;6 – колонна; 7 – планарный линейный двигатель; 8 – штанга постоянной длины; 9 – планка; 10 – магнитная направляющая; 11 – плита; 12 – станина.

Сравнительный анализ 2-х компоновок электроэрозионных станков с параллельной кинематикой представленв таблице 1.

Таблица 1

Сравнительный анализ 2-х компоновок электроэрозионных станков с параллельной кинематикой

По результатам сравнительного анализа можно сделать следующие выводы: компоновка №1 уступает компоновке №2 за счет сложности конструкции, управления и реализации; компоновка №2 является более простой  по конструкции и управления за счет применения наклонно-поворотного 2-х осевого стола и 3-х планарных линейных двигателей, обеспечивающих все необходимые перемещения при обработке, также планарные ЛД являются более точными, так как имеют большую площадь взаимодействия с магнитной направляющей и равномерным распределением магнитного потока.

Список литературы:

1. Патент на изобретение № 2542878. Компоновка многоцелевого станка на основе принципов параллельной кинематики / Акмаев О.К., Еникеев Б.А.; Бюл. №6, 2015.
2. Современные электроэрозионные технологии и оборудование: [учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств"] / П. П. Серебреницкий .— 2-е изд., доп. и перераб. — Санкт-Петербург [и др.] : Лань, 2013 .— 352 с. : ил.
3. Краткий справочник технолога-машиностроителя / П.П. Серебреницкий. – СПб.: Политехника, 2007. – 951 с.: ил.
4. Планарные и штоковые линейные двигатели. [Электронный ресурс]. URLhttps://sodicks.sodicom.biz/ru/shaft-linear-vs-planar-linear/
5. Принцип работы электроэрозионной супердрели. [Электронный ресурс]. URL https://wikimetall.ru/oborudovanie/elektroerozionnaya-superdrel.html