RU2009804C1

RU2009804C1 - Method for electrocontact machining parts

Info

Publication number: RU2009804C1
Authority: RU
Inventors: Е.К. Липатов; Ю.И. Некрасов
Original assignee: Тюменский индустриальный институт
Priority date: 1991-07-01
Filing date: 1991-07-01
Publication date: 1994-03-30

Abstract

FIELD: electrocontact machining. SUBSTANCE: working current from generator 3 is supplied to the gap between part 1 and disk electrode-tool 2 by lead wires 4 and 5. Additional pulse current source 6 is connected to the part by lead wires 7 and 8 located on the machined surface close to the machining zone. The polarity of the additional current is opposite to the polarity of the main processing current and provides protection of the machined surface against the effect of the melting from the machining zone. EFFECT: improved quality. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки токопроводящих материалов и может быть использовано в производстве деталей авиационной, химической и инструментальной отраслей промышленности. The invention relates to electrophysical and electrochemical methods of processing conductive materials and can be used in the manufacture of parts for the aviation, chemical and instrumental industries.

Известен способ магнитно-электрической обработки, при котором электрический ток пропускают через зону контакта детали с дисковым электродом-инструментом, а расплавленный металл удаляют электродом-инструментом, свободно вращающимся на своих опорах. Недостаток известного способа - низкая производительность обработки из-за низкой скорости удаления расплавленного металла. A known method of magnetic-electric processing, in which an electric current is passed through the contact zone of the part with the disk electrode-tool, and the molten metal is removed by the electrode-tool, freely rotating on its supports. The disadvantage of this method is the low processing productivity due to the low rate of removal of molten metal.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ электроконтактной резки, содержащий пропускание электрического тока через зону контакта дискового электрода-инструмента с разрезаемым пазом детали, удаление расплавленного металла вращающимся электродом- инструментом, а также дополнительное удаление расплава магнитным полем, образованным вторичным контуром рабочего тока. Однако известному способу электроконтактной резки свойственны такие недостатки как малая производительность при обработке поверхностей вращения и низкое качество обрабатываемой поверхности из-за попадания на нее расплавленного металла (образования наплывов). The closest in technical essence and the achieved positive effect is the method of electrical contact cutting, containing the passage of electric current through the contact zone of the disk electrode of the tool with a cut groove of the part, the removal of molten metal by a rotating electrode-tool, as well as the additional removal of the melt by a magnetic field formed by the secondary circuit of the working current. However, the known method of electrical contact cutting is characterized by such disadvantages as low productivity when processing surfaces of revolution and low quality of the machined surface due to the ingress of molten metal (the formation of sagging).

Цель изобретения - повышение производительности обработки за счет устранения попадания расплава на обрабатываемую поверхность детали. The purpose of the invention is to increase processing productivity by eliminating the ingress of melt on the workpiece surface.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, заключающемся в пропускании электрического тока через зону контакта детали с электродом-инструментом и удалении расплавленного металла вращающимся электродом-инструментом через зону, расположенную смежно с обрабатываемой поверхности детали и с зоной контакта детали с электродом-инструментом, периодически пропускают импульсы электрического тока. Полярность импульсов тока противоположна полярности технологического тока. This goal is achieved by the fact that in the method consisting in passing an electric current through the contact zone of the part with the electrode-tool and removing molten metal with a rotating electrode-tool through the zone located adjacent to the workpiece surface and the contact zone of the part with the electrode-tool, periodically transmit pulses of electric current. The polarity of the current pulses is the opposite of the polarity of the process current.

В процессе электроконтактной обработки детали из-за попадания расплавленного металла, образованного при пропускании технологического тока через межэлектродное пространство, на ранее обработанную поверхность детали на ней образуются наплывы или частицы застывшего расплава. Образование наплывов требует введения дополнительной операции по их удалению, что снижает производительность обработки. Устранение образования наплывов является одним из эффективных способов повышения производительности обработки. С целью исключения попадания расплава на обработанную поверхность детали в процессе ее обработки периодически пропускают импульсы электрического тока. Полярность импульсов тока противоположна полярности технологического тока. При прохождении импульсов тока возникает электродинамическая сила F_э, которая действует на расплав металла, образовавшийся в межэлектродном пространстве и препятствует его вытеканию на обработанную поверхность детали. Величину силы F_э можно определить по формуле
F_э= μ_o˙I_т˙I_g˙R_э˙θ , где μ_o - магнитная проницаемость расплавленного металла;
I_т - технологический ток, проникающий через зону контакта электрода-инструмента с обрабатываемой деталью;
I_g - амплитудное значение дополнительного импульсного тока;
R_э - радиус электрода-инструмента;
θ - центральный угол дуги контакта электрода-инструмента с деталью.In the process of electric contact processing of a part due to the ingress of molten metal formed by passing the technological current through the interelectrode space, flows or particles of solidified melt are formed on it on the previously treated surface of the part. The formation of sag requires the introduction of an additional operation to remove them, which reduces the processing performance. The elimination of sagging is one of the effective ways to increase processing productivity. In order to prevent ingress of the melt onto the treated surface of the part during its processing, electric current pulses are periodically passed. The polarity of the current pulses is the opposite of the polarity of the process current. With the passage of current pulses, an electrodynamic force F _e arises, which acts on the molten metal formed in the interelectrode space and prevents it from flowing onto the treated surface of the part. The magnitude of the force F _e can be determined by the formula
F _e = μ _o ˙I _t ˙I _g ˙R _e ˙θ, where μ _o is the magnetic permeability of the molten metal;
I _t - technological current penetrating through the contact zone of the electrode-tool with the workpiece;
I _g is the amplitude value of the additional pulse current;
R _e is the radius of the electrode tool;
θ is the central angle of the arc of contact of the electrode-tool with the part.

На фиг. 1 изображена схема осуществления способа электроконтактной обработки; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a diagram of an electrical contact processing method; in FIG. 2 is a view A in FIG. 1.

Обрабатываемая деталь 1 и электрод-инструмент 2 соединены с источником технологического тока 3 посредством токопроводов 4,5. Источник дополнительного импульсного тока 6 соединен с дополнительными токопроводами 7,8. Токопровод 7 контактирует с наружной цилиндрической поверхностью детали 1, ранее подвергшейся электроконтактной обработке, а токоподвод 8 находится в контакте с торцовой поверхностью детали 1. The workpiece 1 and the electrode tool 2 are connected to a technological current source 3 by means of current conductors 4,5. The additional pulse current source 6 is connected to additional current conductors 7.8. The conductor 7 is in contact with the outer cylindrical surface of the part 1, previously subjected to electrical contact processing, and the current lead 8 is in contact with the end surface of the part 1.

Способ электроконтактной обработки деталей осуществляют следующим образом. The method of electrical contact processing of parts is as follows.

Деталь 1 и электрод-инструмент устанавливают по отношению друг к другу с зазором 0,02-0,03 мм, выбираемым из технологических соображений. Токоподвод 7 вводят в соприкосновение с обработанной поверхностью детали 1. Электрод-инструмент 2 и обрабатываемую деталь 1 приводят во вращение со скоростями, значения которых определяют на основе технологических условий обработки. В процессе обработки через межэлектродный зазор, образованный электродом-инструментом 2 и деталью 1 пропускают импульсы технологического тока, под действием которых участки обрабатываемой поверхности детали 1 смежные с поверхностью электрода-инструмента 2, нагреваются до температуры плавления. Основная часть расплавленного металла выбрасывается из зоны обработки вращающимся электродом-инструментом 2, часть расплава вытесняется из межэлектродного пространства в осевом направлении и застывает в виде наплывов на обработанной и необработанной поверхностях детали 1. Если наплывы на необработанной поверхности детали 1 удаляются в процессе обработки, то на обработанной поверхности детали они сохраняются после окончания обработки. Part 1 and the electrode tool are set in relation to each other with a gap of 0.02-0.03 mm, selected from technological considerations. The current lead 7 is brought into contact with the treated surface of the part 1. The electrode tool 2 and the workpiece 1 are brought into rotation at speeds, the values of which are determined based on the technological conditions of processing. During processing, pulses of the technological current are passed through the interelectrode gap formed by the electrode-tool 2 and part 1, under the influence of which the sections of the treated surface of the part 1 adjacent to the surface of the electrode-tool 2 are heated to the melting temperature. The main part of the molten metal is ejected from the treatment zone by the rotating electrode-tool 2, the part of the melt is displaced from the interelectrode space in the axial direction and solidifies in the form of sagging on the treated and untreated surfaces of part 1. If the sagging on the untreated surface of part 1 is removed during processing, then the treated surface of the part they are saved after the end of processing.

Для удаления наплывов приходится вводить дополнительную операцию, которую чаще всего осуществляют на обдирочных шлифовальных станках с применением крупнозернистых кругов. Введение дополнительной обработки ведет к непроизводительным затратам времени и снижению производительности обработки. Для устранения указанного негативного явления в процессе обработки через токоподвод 7 периодически пропускают импульсы дополнительного тока, полярность которых противоположна полярности технологического тока. В результате пропускания этих импульсов на расплав металла действует электродинамическая сила F_э, направленная в осевом направлении и препятствующая вытеснению расплава на обработанную поверхность детали 1. Величина силы определяется по формуле, приведенной выше. Электрическая мощность N_в, потребляемая на образование электродинамической силы, определяется по формуле
N_В=

, где U_g - амплитудное значение напряжения импульсов дополнительного тока.To remove the sag, it is necessary to introduce an additional operation, which is most often carried out on peeling grinding machines using coarse circles. The introduction of additional processing leads to unproductive time and reduce productivity. To eliminate this negative phenomenon during processing through the current lead 7 periodically pass pulses of additional current, the polarity of which is opposite to the polarity of the technological current. As a result of the transmission of these pulses, the electrodynamic force F _e acts in the axial direction and prevents the melt from being displaced onto the machined surface of part 1. The force is determined by the formula given above. The electric power N _in consumed by the formation of electrodynamic forces is determined by the formula
N _B =

where U _g is the amplitude value of the voltage pulses of the additional current.

При отсутствии наплывов отпадает необходимость в дополнительной механической обработке, вводимой для их удаления. In the absence of sag, there is no need for additional machining introduced to remove them.

П р и м е р 1. Производят электроконтактную обработку вала из жаропрочного сплава ХН77ТЮР с размерами: наружный диаметр 8х10^-2 м длина вала 0,5 м
Обработку производят при следующих параметрах:
напряжение между
деталью и электродом- инструментом, В 28
сила технологического
тока, протекающего в зоне
контакта детали и элект- рода-инструмента, А 3100
скорость вращения элект- рода-инструмента, м/с 47
скорость вращения детали, м/с 0,015
скорость подачи элект-
рода-инструмента в осе- вом направлении, м/с 2х10^-5
амплитудное значение им- пульсного тока, 15000
обратной полярности, А напряжение импульсного тока, В 12 скважность импульсов тока обратной полярности 4 время следования импульсов, С 0,005.PRI me R 1. Produce electrical contact processing of a shaft of heat-resistant alloy XH77TYUR with dimensions: outer diameter 8x10 ^-2 m shaft length 0.5 m
Processing is carried out with the following parameters:
tension between
a detail and an electrode tool, B 28
technological strength
current flowing in the zone
contact details and electrode tool, A 3100
rotation speed of the electrode-tool, m / s 47
part rotation speed, m / s 0.015
feed rate
tool-type in the axial direction, m / s 2x10 ^-5
the amplitude value of the pulse current, 15000
reverse polarity, A voltage pulse current, B 12 duty cycle current pulses of reverse polarity 4 pulse repetition time, With 0,005.

По сравнению с прототипом применение способа электроконтактной обработки обеспечивает повышение производительности обработки на 29% , снижение себестоимости обработки на 19% , повышение технологических возможностей. (56) Авторское свидетельство СССР N 217563, кл. В 23 Н 7/38, 1967. Compared with the prototype, the application of the method of electrical contact processing provides an increase in processing productivity by 29%, a reduction in the cost of processing by 19%, and an increase in technological capabilities. (56) Copyright certificate of the USSR N 217563, cl. B 23 H 7/38, 1967.

Claims

METHOD FOR ELECTRIC CONTACT PROCESSING OF DETAILS such as bodies of rotation of the rotating disk-electrode-tool, including the transmission of the working technological current through the contact zone between the part and the electrode-tool and the removal of the melt by using the electrodynamic current circuit is additional parts in the immediate vicinity of the processing zone, in this case, the polarity of the current pulses of the additional circuit is chosen to the opposite field pnosty working technological current.