MD68Y - Procedeu de prelucrare electrochimica dimensionala a pieselor din metal (variante) si dispozitiv pentru realizarea acestuia - Google Patents

Abstract

Inventia se refera la domeniul electrotehnologiei si poate fi folosita la confectionarea pieselor metalice ale masinilor prin prelucrarea electrochimica dimensionala. Procedeul de prelucrare electrochimica dimensionala a pieselor din metal, conform primei variante, include debitarea electrolitului in spatiul dintre electrodul-scula (3) si piesa (6) si aplicarea curentului continuu la acestea. La comanda unui bloc de dirijare (7), electrolitul se debiteaza prin impulsuri cu frecventa de 2?50 Hz, cu un debit proportional intensitatii curentului aplicat. Procedeul de prelucrare electrochimica dimensionala a pieselor din metal, conform variantei a doua, consta in aplicarea la electrodul-scula (3) si piesa (6) a curentului de impulsuri. Electrolitul se debiteaza in mod sincron, in pauzele dintre impulsurile de curent sau dintre trenurile de impulsuri. Dispozitivul pentru prelucrarea electrochimica dimensionala a pieselor din metal include o camera de lucru ermetica (4), in care sunt amplasati un electrod-scula (3) si o piesa (6), conectati la o sursa de curent (8), un recipient pentru electrolit (9) cu conducte (10, 11), unit cu o pompa (15) cu diafragma (17), dotata cu sisteme de supape (12, 13, 18, 19) si un sistem vibrator (14), pentru debitarea electrolitului in camera de lucru ermetica (4). Dispozitivul mai include traductoare de rezistenta electrica a electrolitului (2, 5), unul (2) amplasat la intrarea in spatiul dintre electrodul-scula (3) si piesa (6) si al doilea (5) - la iesirea din spatiul dintre acestea si conectate la un bloc de dirijare (7), cu un algoritm prestabilit de dirijare a parametrilor de iesire a sursei de curent (8) si debitului de electrolit debitat de pompa (15) cu diafragma (17).

Description

[0001] Invenţia se referă la domeniul electrotehnologiei şi poate fi folosită la confecţionarea pieselor metalice ale maşinilor prin prelucrarea electrochimică dimensională.

[0002] Se cunoaşte un procedeu în cadrul căruia, în scopul sporirii productivităţii la prelucrarea electrochimică dimensională a pieselor din metal se folosesc densităţi mari de curent (10...200 A/cm2). În aceste condiţii volumul produselor reacţiilor este atât de mare, încât procesele obişnuite de difuzie şi de migraţie nu pot menţine un regim de tratare stabil. În urma reacţiilor care se desfăşoară, electrolitul se îmbogăţeşte cu gaz, cu produse solubile şi insolubile. Deosebit de înaltă este concentraţia gazului de lângă catod. În spaţiile lungi cantitatea de hidrogen creşte atât de repede, încât acesta înfundă spaţiul şi formează blocaje de gaze. Pe bulele de gaz ca şi pe armătura condensatorului se formează supratensiune şi creşte probabilitatea străpungerilor cu arcul cu scântei a spaţiului dintre electrozi, care deteriorează electrodul-scula şi piesa. În stratul de lângă anod creşte concentraţia de şlam [1].

[0003] Dezavantajul acestui procedeu constă în faptul că scoaterea metalului se efectuează neuniform, se reduce productivitatea şi precizia tratării.

[0004] Se cunosc, de asemenea, dispozitive care se folosesc pentru asigurarea fluxului de electrolit în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă. În timpul fasonării electrochimice se folosesc, mai întâi de toate, dispozitive pe bază de pompe centrifuge şi pompe cu roţi dinţate [2].

[0005] Dezavantajele acestor dispozitive constau în faptul că pompele centrifuge, deşi rezistă la suprasarcini considerabile şi pot asigura un consum necesar de electrolit, totuşi din cauza spaţiilor destul de mari formate între elementele mobil şi imobil, înregistrează pierderi mari de debit şi încălzesc suplimentar electrolitul. Mai mult, pentru funcţionarea stabilă a pompei, toate piesele, inclusiv lagărele de alunecare, trebuie confecţionate din material inoxidabil, ceea ce este foarte complicat şi costisitor. Pompele cu roţi dinţate asigură la un consum mic în sistemul de debitare a electrolitului o presiune înaltă, necesară, de exemplu, pentru perforarea unor găuri cu diametru mic. În schimb la pompare se produce o uzare intensă a suprafeţei de lucru a roţilor dinţate, întrucât electroliţii utilizaţi nu au proprietatea de a lubrifia suprafeţele ce se rod. Produsele uzurii încarcă electrolitul cu şlam şi pot conduce la dereglarea procesului de fasonare. Debitul şi presiunea de lucru a pompei scade repede, iar electrolitul care pătrunde în lagăre provoacă corodarea rapidă a acestora. Dezavantajul principal constă în faptul că atât pompele centrifuge, cât şi cele cu roţi dinţate nu pot asigura debitarea electrolitului prin impulsuri.

[0006] Cea mai apropiată soluţie este un dispozitiv la care se foloseşte pompa cu diafragmă cu vibrator electrodinamic [3].

[0007] Dezavantajul acestui sistem constă în aceea că vibratorul se reglează uşor după amplitudine (intensitatea curentului în bobina de dirijare), dar, deoarece el se alimentează de la reţeaua de curent alternativ cu frecvenţă industrială (50 Hz) nemijlocit prin redresorul de o semiperioadă, frecvenţa nu se reglează lin, ci treptat.

[0008] Problema pe care o rezolvă invenţia este sporirea productivităţii şi calităţii prelucrării electrochimice dimensionale a metalelor cu debitarea prin impulsuri a electrolitului în spaţiul dintre electrozi.

[0009] Procedeul revendicat înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin faptul că include, conform primei variante, debitarea electrolitului în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă şi aplicarea curentului continuu la acestea. La comanda unui bloc de dirijare, electrolitul se debitează prin impulsuri cu frecvenţa de 2…50 Hz, cu un debit proporţional intensităţii curentului aplicat.

[0010] Conform variantei a doua, procedeul include debitarea electrolitului în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă şi aplicarea curentului de impulsuri la acestea. La comanda unui bloc de dirijare, electrolitul se debitează în mod sincron, în pauzele dintre impulsurile de curent sau dintre trenurile de impulsuri, cu un debit proporţional intensităţii curentului aplicat.

[0011] Dispozitivul, conform invenţiei, realizează variantele propuse ale procedeului prin aceea că include o cameră de lucru ermetică, în care sunt amplasaţi un electrod-sculă şi o piesă, conectaţi la o sursă de curent, un recipient pentru electrolit cu conducte, unit cu o pompă cu diafragmă, dotată cu sisteme de supape şi un sistem vibrator pentru debitarea electrolitului în camera de lucru ermetică. Dispozitivul mai include traductoare de rezistenţă electrică a electrolitului, unul amplasat la intrarea în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă şi al doilea - la ieşirea din spaţiul dintre acestea şi conectate la un bloc de dirijare, cu un algoritm prestabilit de dirijare a parametrilor de ieşire a sursei de curent şi debitului de electrolit debitat de pompa cu diafragmă.

[0012] Rezultatul aplicării variantelor propuse ale procedeului este îmbunătăţirea curăţării spaţiului dintre electrozi de blocaje de gaze şi de zgură, ceea ce conduce la sporirea productivităţii, exactităţii şi calităţii tratării.

[0013] Rezultatul folosirii dispozitivului constă în simplificarea esenţială a instalaţiei tehnice în întregime, egalarea rezistenţei electrice în spaţiul dintre electrozi, evitarea redistribuirii curentului de-a lungul spaţiului dintre electrozi, toate acestea conducând la sporirea exactităţii şi calităţii tratării electrochimice.

[0014] Invenţia se explică prin desenul din figură, în care este reprezentată schema dispozitivului pentru prelucrarea electrochimică.

[0015] Dispozitivul conţine suportul instalaţiei electrochimice 1, traductoare de rezistenţă electrică a electrolitului 2, 5, unul 2 amplasat la intrarea în spaţiul dintre un electrod-sculă 3 şi o piesă 6 şi al doilea 5 - la ieşirea din spaţiul dintre acestea şi conectate la un bloc de dirijare 7, o cameră de lucru ermetică 4, în care sunt amplasaţi electrodul-sculă 3 şi piesa 6, conectaţi la o sursă de curent 8, un recipient pentru electrolit 9 cu conducte 10, 11, unit cu o pompă 15 având o tijă de piston 16 şi o diafragmă 17, dotată cu sisteme de supape 12, 13, 18, 19, o conductă 20 şi un sistem vibrator 14 pentru debitarea electrolitului în camera de lucru ermetică 4.

[0016] Variantele propuse ale procedeului de prelucrare electrochimică dimensională a pieselor din metal se realizează în modul următor.

[0017] Pe suportul instalaţiei electrochimice 1 este fixată camera de lucru ermetică 4, iar în cameră este fixat electrodul-sculă 3, conectat la borna negativă a sursei de curent 8, şi piesa 6, conectat la borna pozitivă a sursei de curent 8. Din corpul pompei cu diafragmă 15, care constă din două părţi şi diafragma flexibilă 17 fixată între ele, prin sistemul de supape de ieşire 18 şi 19 şi conducta 20, electrolitul se debitează în spaţiul dintre electrozi printre electrodul-sculă 3 şi piesa 6, iar prin conductă 10 electrolitul se scurge în recipient 9. Diafragma 17, prin intermediul tijei de piston 16, este unită cu sistemul vibrator 14. Pe ea de la blocul de dirijare 7, care are legătură inversă cu sursa de curent 8 şi cu traductoarele de rezistenţă electrică a electrolitului la intrarea în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă 2 şi la ieşirea din spaţiul dintre acestea 5, se dă comanda de stabilire a consumului de electrolit. Consumul, precum şi parametrii de ieşire ai sursei de curent 8 sunt stabiliţi de programul blocului de dirijare 7 conform algoritmului introdus în el, în funcţie de diferenţa dintre valorile semnalelor culese de pe traductoare. Totodată, cu cât diferenţa dintre indicii traductoarelor este mai mare, cu atât este mai mare frecvenţa debitării electrolitului şi consumul de electrolit, deoarece se măreşte frecvenţa oscilaţiilor diafragmei 17 şi amplitudinea ei, reglabile de sistemul vibrator 14.

[0018] În prima variantă, de la sursa de curent 8 se dă curent continuu la electrodul-sculă 3 şi la piesă 6, totodată la comanda blocului de dirijare 7 electrolitul se debitează în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă prin impulsuri cu frecvenţa de 2-50 HZ, cu un debit proporţional intensităţii curentului aplicat.

[0019] În afară de aceasta, când frecvenţa de pulsaţie a electrolitului este de 2 Hz şi mai joasă, nu se asigură pomparea lui suficientă în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă, evacuarea produselor de dizolvare anodică, gazelor şi a căldurii care se emană. Când frecvenţa este mai mare de 50 Hz, pulsaţia electrolitului este atât de mare, încât fluxul lui prin spaţiul dintre electrod-sculă şi piesă poate fi considerat constant, iar aceasta conduce la aceleaşi dezavantaje, ca şi la funcţionarea pompelor cu consum constant de lichid, adică la neuniformitatea scoaterii metalului de-a lungul spaţiului.

[0020] În varianta a doua de realizare a procedeului, la debitarea curentului de impulsuri la electrodul-sculă 3 şi la piesă 6 blocul de dirijare 7 dă comanda de debitare a electrolitului în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă în mod sincron, în pauzele dintre impulsurile de curent sau dintre trenurile de impulsuri.

[0021] Pompa cu diafragmă asigură debitarea electrolitului atât la mişcarea tijei de piston 16 în sus, cât şi la mişcarea acesteia în jos. Când tija de piston 16 este împinsă de sistemul vibrator 14 în sus, ridicând diafragma 17, supapa de ieşire 18 se deschide şi electrolitul din partea superioară a corpului pompei 15 este împins de diafragmă 17 prin supapa de ieşire 18 deschisă în conductă 20 şi mai departe, prin electrodul-scula 3, în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă. Concomitent, în partea inferioară a corpului pompei 15 se produce descărcarea, supapa de ieşire 19 se închide, iar prin supapa de intrare 13 şi conductă 11, electrolitul din recipient 9 umple partea inferioară a corpului pompei 15.

[0022] La mişcarea tijei de piston 16 de către sistemul vibrator 14 în jos, diafragma 17 pompei 15 se mişcă de asemenea în jos, supapa de ieşire 18 se închide şi se deschide supapa de intrare 12, prin care electrolitul din recipient 9 umple prin conductă 11 partea superioară a corpului pompei 15. În acest timp supapa de intrare 13 se închide şi prin supapa de ieşire 19 deschisă şi conductă 20, electrolitul din partea inferioară a corpului pompei 15 ajunge prin electrodul-sculă 3 în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă.

[0023] 1. Петров Ю.Н., Корчагин Г.Н., Зайдман Г.Н., Саушкин Б.П. Основы повышения точности электрохимического формообразования. Кишинев, Штиинца, 1977, с. 6-12

[0024] 2. Оборудование для размерной электрохимической обработки деталей машин. Москва, Машиностроение, 1980, с. 165-169

[0025] 3. Баранов В.Н., Захаров Ю.Е. Электрогидравлические и гидравлические вибрационные механизмы. Москва, 1966

Claims (3)

1. Procedeu de prelucrare electrochimică dimensională a pieselor din metal, care include debitarea electrolitului în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă şi aplicarea curentului continuu la acestea, totodată la comanda unui bloc de dirijare, electrolitul se debitează prin impulsuri cu frecvenţa de 2…50 Hz, cu un debit proporţional intensităţii curentului aplicat.

2. Procedeu de prelucrare electrochimică dimensională a pieselor din metal, care include debitarea electrolitului în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă şi aplicarea curentului de impulsuri la acestea, totodată la comanda unui bloc de dirijare, electrolitul se debitează în mod sincron, în pauzele dintre impulsurile de curent sau dintre trenurile de impulsuri, cu un debit proporţional intensităţii curentului aplicat.

3. Dispozitiv pentru prelucrarea electrochimică dimensională a pieselor din metal, care include o cameră de lucru ermetică, în care sunt amplasaţi un electrod-sculă şi o piesă, conectaţi la o sursă de curent, un recipient pentru electrolit cu conducte, unit cu o pompă cu diafragmă, dotată cu sisteme de supape şi un sistem vibrator, pentru debitarea electrolitului în camera de lucru ermetică, totodată dispozitivul mai conţine traductoare de rezistenţă electrică a electrolitului, unul amplasat la intrarea în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă şi al doilea - la ieşirea din spaţiul dintre acestea şi conectate la un bloc de dirijare, cu un algoritm prestabilit de dirijare a parametrilor de ieşire a sursei de curent şi debitului de electrolit debitat de pompa cu diafragmă.