EA030498B1 - Способ электрохимической обработки титана и титановых сплавов - Google Patents
Способ электрохимической обработки титана и титановых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- EA030498B1 EA030498B1 EA201500118A EA201500118A EA030498B1 EA 030498 B1 EA030498 B1 EA 030498B1 EA 201500118 A EA201500118 A EA 201500118A EA 201500118 A EA201500118 A EA 201500118A EA 030498 B1 EA030498 B1 EA 030498B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- titanium
- current
- electrochemical treatment
- treatment
- processing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электрохимической обработки (ЭХО) металлов и сплавов импульсным током и может быть использовано для получения сложнофасонных поверхностей деталей авиационных газотурбинных двигателей с высокой производительностью при размерной двухсторонней электрохимической обработке деталей из легко пассивирующихся материалов, например титана и титановых сплавов. Техническим результатом, достигаемым в заявленном изобретении, является создание электрохимического способа обработки, обеспечивающего повышение производительности изготовления сложнофасонных поверхностей деталей за счет упрощения технологии и снижения трудоемкости изготовления. Поставленный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе электрохимической обработки титана и титановых сплавов, обработка производится в электролитах с применением анодных регулируемых прямоугольных импульсов от источника напряжения с постоянной амплитудой. Новым в способе является то, что обработку ведут с возможностью поддержания заданного среднего значения рабочего тока за счёт автоматической регулировки длительности прямоугольных импульсов в зависимости от величины межэлектродного зазора, при этом длительность импульса прямо пропорционально зависит от величины межэлектродного зазора.
Description
Изобретение относится к области электрохимической обработки (ЭХО) металлов и сплавов импульсным током и может быть использовано для получения сложнофасонных поверхностей деталей авиационных газотурбинных двигателей с высокой производительностью при размерной двухсторонней электрохимической обработке деталей из легко пассивирующихся материалов, например титана и титановых сплавов. Техническим результатом, достигаемым в заявленном изобретении, является создание электрохимического способа обработки, обеспечивающего повышение производительности изготовления сложнофасонных поверхностей деталей за счет упрощения технологии и снижения трудоемкости изготовления. Поставленный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе электрохимической обработки титана и титановых сплавов, обработка производится в электролитах с применением анодных регулируемых прямоугольных импульсов от источника напряжения с постоянной амплитудой. Новым в способе является то, что обработку ведут с возможностью поддержания заданного среднего значения рабочего тока за счёт автоматической регулировки длительности прямоугольных импульсов в зависимости от величины межэлектродного зазора, при этом длительность импульса прямо пропорционально зависит от величины межэлектродного зазора.
030498
Изобретение относится к области электрохимической обработки (ЭХО) металлов и сплавов импульсным током и может быть использовано для получения сложнофасонных поверхностей деталей авиационных газотурбинных двигателей с высокой производительностью при размерной двухсторонней электрохимической обработке деталей из легкопассивирующихся материалов, например титана и титановых сплавов.
Известен способ импульсно-циклической электрохимической размерной обработки металлов с дискретной системой слежения за величиной межэлектродного зазора (патент РФ № 2330746 С2; В23Н3/00; заявлено 18.05.2006; опубликовано 10.08.2008).
Недостатком данного способа является то, что к концу цикла обработки увеличивается рабочий зазор, при этом рабочий ток и производительность обработки детали снижаются.
Наиболее близким к заявленному является способ обработки титана и титановых сплавов в электролитах с применением анодных регулируемых прямоугольных импульсов от источника напряжения с постоянной амплитудой (патент РФ № 2220031 C1; B23H3/00, В23Н3/02; заявлено 05.02.2003; опубликовано 27.12.2003).
Недостатком данного способа является то, что он применим только для чистовой обработки деталей, на малых межэлектродных зазорах пакетами микросекундных импульсов, что значительно уменьшает производительность.
Техническим результатом, достигаемым в заявленном изобретении, является создание электрохимического способа обработки, обеспечивающего повышение производительности изготовления сложнофасонных поверхностей деталей за счет упрощения технологии и снижения трудоемкости изготовления.
Поставленный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе электрохимической обработки титана и титановых сплавов обработка производится в электролитах с применением анодных регулируемых прямоугольных импульсов от источника напряжения с постоянной амплитудой.
Новым в способе является то, что обработку ведут с возможностью поддержания заданного среднего значения рабочего тока за счёт автоматической регулировки длительности прямоугольных импульсов в зависимости от величины межэлектродного зазора, при этом длительность импульса прямо пропорционально зависит от величины межэлектродного зазора.
Поддержание среднего значения рабочего тока за счёт автоматической регулировки длительности прямоугольных импульсов в зависимости от величины МЭЗ, позволяет вести обработку титана при скорости травления металла 0,6-1,2мм/мин.
Нет необходимости уменьшения амплитуды импульсов напряжения при обработке на малых зазора и подачи активирующих передних импульсов (так как титан при напряжении менее 18В не обрабатывается). Предлагаемый способ значительно упрощает технологию ЭХО, а следовательно снижается и трудоемкость изготовления деталей.
На прилагаемых чертежах изображено:
фиг. 1 - изменение длительности импульсов напряжения в зависимости от величины межэлектродного зазора (МЭЗ);
фиг. 2 - изменение длительности импульсов напряжения и импульсов технологического тока в зависимости от величины МЭЗ, где
51 - зазор черновой обработки,
52 - зазор чистовой обработки,
Smm - зазор финишной обработки.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом.
На рабочих позициях станка устанавливаются и закрепляются электроды-инструменты и заготовка. Устанавливаются режимы обработки (черновой, чистовой, финишный), в которые вводят для каждого режима свои значения:
рабочее напряжение (U, В);
среднее значение технологического тока (Icp, А);
величина рабочего МЭЗ;
время цикла обработки (Тц, с); координата перехода на режим; величина зазора промывки; время промывки (Тпр, с).
Закрывается рабочая зона станка, включается станок, подается электролит в межэлектродный зазор (МЭЗ). Оба электрода начинают независимое движение до своей координаты начала синхронного движения, затем продолжают движение к детали синхронно до касания. После касания электроды отводятся назад на величину заданного рабочего МЭЗ и вибрируя удерживаются на зазоре, соответствующем выбранному режиму обработки (фиг. 1). После отвода электродов на рабочий зазор, оба электрода начинают совершать симметричные колебания относительно противоположных поверхностей детали (фиг. 1). В момент отвода электродов от детали подаются импульсы технологического напряжения заданной амплитуды (фиг. 1). Причем длительность импульсов напряжения в начале каждого участка черновой, чистовой и финишной обработки начинает плавно увеличиваться от минимальной длительности до того зна- 1 030498
чения длительности напряжения, когда среднее значение тока обработки достигнет заданного.
Измерение среднего тока и регулировка длительности импульсов напряжения производится автоматически системой управления станка (СУ).
Во время цикла обработки (Тц) межэлектродный зазор (МЭЗ), по мере обработки детали увеличивается за счет съема металла, увеличивается его сопротивление, а средний ток начинает падать, но СУ начинает увеличивать длительность импульсов напряжения, стремясь сохранить среднее значение тока обработки (фиг. 1).
При работе на зазоре S1, СУ станка устанавливает такую длительность импульсов напряжения, которая поддерживает неизменным среднее значение технологического тока. При переходе на меньший зазор S2 импульсный технологический ток увеличивается и СУ, стремясь поддержать среднее значение технологического тока, уменьшает длительность импульса напряжения (фиг. 2).
При работе на зазоре Smin СУ, чтобы поддержать среднее значение технологического тока, еще больше укорачивает импульс напряжения, импульс технологического тока при этом возрастает, увеличивается плотность импульсного тока, что улучшает шероховатости обработанной поверхности (фиг. 2).
На рабочем МЭЗ включается рабочий ток и производится травление детали в течение заданного времени. Рабочий ток импульсный с постоянной амплитудой импульса, но с переменной длительностью импульса, который регулируется с условием поддержания заданного среднего значения тока. По мере травления детали зазор увеличивается и для поддержания постоянным среднего значения тока длительность импульсов увеличивается (фиг. 1, 2).
Обработка осуществляется вибрирующими электродами, при этом подача импульсов напряжения синхронизирована с моментом отвода электродов (фиг. 1). По окончании времени обработки электроды разводятся до величины зазора промывки и удерживаются на этом зазоре заданное время промывки. Цикл ощупывания детали до касания, отвод электродов, травление и промывка повторяется несколько раз до тех пор, пока электроды не дойдут до координаты конца обработки (фиг. 1).
Отличие обработки на разных режимах заключается в том, что зазор при чистовой обработке меньше чем при черновой обработке и соответственно длительность импульсов тока, при сохранении его среднего значения (фиг. 2), будет меньше, чем при черновой обработке. Далее следует финишная обработка со своими параметрами по такому же алгоритму, с еще меньшей длительностью импульсов тока. При достижении координаты конца обработки отключаются золотники (разводятся электроды), отключается рабочий ток, отключаются электролит, вода, воздух.
Пример конкретной реализации способа.
В табл. 1 приведены технологические режимы обработки.
Таблица 1. Параметры технологических режимов обработки
| Параметры обработки | |||
| черновая обработка | чистовая обработка | финишная обработка | |
| Рабочее напряжение, В | 30 | 30 | 30 |
| Среднее значение тока, А | 1400 | 1400 | 1400 |
| Величина рабочего зазора, мм | 0,2 | 0,15 | ОД |
| Время цикла обработки, с | 3 | 2 | 1 |
| Величина зазора промывки, мм | 0 | 0,2 | 0,3 |
| Время промывки, с | 0 | ОД | 0,1 |
| Координата перехода на режим, мкм | 0 | 1000 | 300 |
Предлагаемый способ электрохимической обработки реализован на станке ЭХЛ-200. Электродыинструменты выполнены из материала Х18Н9Т, а обрабатываемая заготовка - из TA6V. Площадь обработки - 60 см2. Прокачка электролита - центральная под давлением 4 кг/см2. Электролит на основе двухкомпонентных водных растворов нейтральных солей: NaCl - 9%, KNO3 - 9,9%. Используемый источник питания - ВИРЭ-5000М.
Предлагаемый способ электрохимической обработки титана и титановых сплавов позволяет повысить производительность в 1,3 раза, по сравнению с обработкой в импульсном режиме с постоянной длительностью импульсов. Обеспечить точность в пределах 5 мкм и качество обрабатываемой поверхности Ra=0,5-0,6 мкм по торцевой и боковым поверхностям при формировании сложнофасонных поверхностей.
Таким образом, предлагаемый способ электрохимической обработки позволяет значительно увеличить производительность изготовления сложнофасонных поверхностей деталей, за счет упрощения технологии и снижения трудоемкости изготовления.
- 2 030498
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ электрохимической обработки титана и титановых сплавов в электролитах с применением анодных регулируемых прямоугольных импульсов от источника напряжения с постоянной амплитудой, отличающийся тем, что обработку ведут с возможностью поддержания заданного среднего значения рабочего тока за счёт автоматической регулировки длительности прямоугольных импульсов в зависимости от величины межэлектродного зазора, при этом длительность импульса прямо пропорционально зависит от величины межэлектродного зазора.
со 1 S2<S1 04 (О V Ε СО симметричные колебания электрода я 1 1 S' о ) (время) Т, с PQ |5 I S импульс напряжения а § п π г | (время) Т, с i 1 I I импульс технологического тока Η среднее значение технологического тока £ , (время) Т, с
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118075/02A RU2564773C1 (ru) | 2014-05-05 | 2014-05-05 | Способ размерной электрохимической обработки деталей из титана и титановых сплавов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201500118A1 EA201500118A1 (ru) | 2016-01-29 |
| EA030498B1 true EA030498B1 (ru) | 2018-08-31 |
Family
ID=54289623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201500118A EA030498B1 (ru) | 2014-05-05 | 2015-01-16 | Способ электрохимической обработки титана и титановых сплавов |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA030498B1 (ru) |
| RU (1) | RU2564773C1 (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107322112A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-11-07 | 常州工学院 | 一种脉冲电流与振动匹配进给装置 |
| RU2681590C1 (ru) * | 2017-10-26 | 2019-03-11 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Комбинированный способ электрохимической обработки деталей из титановых сплавов |
| RU2770397C1 (ru) * | 2021-07-28 | 2022-04-15 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Способ размерной электрохимической обработки заготовки из металла |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6402931B1 (en) * | 1998-05-18 | 2002-06-11 | Faraday Technology Marketing Group, Llc | Electrochemical machining using modulated reverse electric fields |
| RU2188103C1 (ru) * | 2001-01-04 | 2002-08-27 | Государственное унитарное предприятие Научное конструкторско-технологическое бюро "Искра" | Способ размерной электрохимической обработки титановых сплавов |
| RU2271905C1 (ru) * | 2004-06-04 | 2006-03-20 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ электрохимической обработки титана и титановых сплавов |
| RU2456138C1 (ru) * | 2011-01-12 | 2012-07-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Есм" | Способ электрохимической обработки |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2220031C1 (ru) * | 2003-02-05 | 2003-12-27 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ электрохимической обработки титана и титановых сплавов |
| RU2330746C2 (ru) * | 2006-05-18 | 2008-08-10 | Владимир Сергеевич Богданов | Способ размерной электрохимической обработки металлов |
-
2014
- 2014-05-05 RU RU2014118075/02A patent/RU2564773C1/ru active
-
2015
- 2015-01-16 EA EA201500118A patent/EA030498B1/ru unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6402931B1 (en) * | 1998-05-18 | 2002-06-11 | Faraday Technology Marketing Group, Llc | Electrochemical machining using modulated reverse electric fields |
| RU2188103C1 (ru) * | 2001-01-04 | 2002-08-27 | Государственное унитарное предприятие Научное конструкторско-технологическое бюро "Искра" | Способ размерной электрохимической обработки титановых сплавов |
| RU2271905C1 (ru) * | 2004-06-04 | 2006-03-20 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ электрохимической обработки титана и титановых сплавов |
| RU2456138C1 (ru) * | 2011-01-12 | 2012-07-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Есм" | Способ электрохимической обработки |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201500118A1 (ru) | 2016-01-29 |
| RU2564773C1 (ru) | 2015-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6231748B1 (en) | Method of and arrangement for electrochemical machining | |
| Kunieda et al. | Electrochemical micromachining using flat electrolyte jet | |
| US6558231B1 (en) | Sequential electromachining and electropolishing of metals and the like using modulated electric fields | |
| CN104923869A (zh) | 微小孔振动电极电火花电解可控复合加工方法及振动系统 | |
| Qu et al. | Wire electrochemical machining using reciprocated traveling wire | |
| EA030498B1 (ru) | Способ электрохимической обработки титана и титановых сплавов | |
| CN106881506A (zh) | 一种利用气泡辅助排屑的电火花深微孔加工方法 | |
| RU2220031C1 (ru) | Способ электрохимической обработки титана и титановых сплавов | |
| RU2681590C1 (ru) | Комбинированный способ электрохимической обработки деталей из титановых сплавов | |
| RU2305614C2 (ru) | Способ электрохимической размерной обработки турбинных лопаток и устройство для его осуществления | |
| CN109158719B (zh) | 一种静电致动辅助进给的微细电解加工装置 | |
| Zhao et al. | Experimental research on improving ECM accuracy and stability for diamond-hole grilles | |
| RU2401725C2 (ru) | Способ электрохимической размерной обработки изделий из листового материала и устройство для его осуществления | |
| CN106001810A (zh) | 中走丝电火花线切割机床的切割方法 | |
| US10214832B2 (en) | Apparatus for recovery of material generated during electrochemical material removal in acidic electrolytes | |
| CN105728874A (zh) | 微细倒锥孔的电解加工方法及其装置 | |
| De Silva et al. | Process control and power systems for electrochemical-erosion sinking (ELESIN) | |
| RU2448818C1 (ru) | Способ двусторонней электрохимической размерной обработки деталей | |
| RU2456138C1 (ru) | Способ электрохимической обработки | |
| CN111730156A (zh) | 一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法 | |
| RU2266177C1 (ru) | Способ электрохимической обработки жаропрочных и титановых сплавов | |
| RU2188103C1 (ru) | Способ размерной электрохимической обработки титановых сплавов | |
| Osipenko et al. | Improved methodology for calculating the processes of surface anodic dissolution of spark eroded recast layer at electrochemical machining with wire electrode | |
| RU2271905C1 (ru) | Способ электрохимической обработки титана и титановых сплавов | |
| RU2504460C2 (ru) | Способ электрохимической обработки (варианты) |