RU2055709C1 - Способ комбинированной электрохимической обработки - Google Patents
Способ комбинированной электрохимической обработки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2055709C1 RU2055709C1 RU92009672A RU92009672A RU2055709C1 RU 2055709 C1 RU2055709 C1 RU 2055709C1 RU 92009672 A RU92009672 A RU 92009672A RU 92009672 A RU92009672 A RU 92009672A RU 2055709 C1 RU2055709 C1 RU 2055709C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- processing
- electrochemical
- stage
- technological
- tool
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Использование: при комбинированной электрохимической трепанации отверстия в деталях энергетических установок из труднообрабатываемых материалов. Сущность изобретения: обработку осуществляют в три этапа вращающимся электродом - инструментом. На торце электрода - инструмента сформирован алмазно - абразивный слой на токопроводящей связке. На первом этапе удаляют поверхностный дефектный слой в режиме электроабразивной обработки, на втором - в режиме электрохимической обработки, на заключительном этапе удаляют перемычку между заготовкой и выступом - керном в режиме механической обработки при отключенном технологическом напряжении. 4 ил.
Description
Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к электрофизикохимической обработке, и касается способов комбинированной электрохимической обработки. Изобретение может быть использовано при прошивке (трепанации) отверстий в деталях энергетических установок из труднообрабатываемых материалов.
Известны способы электрохимической обработки прошивки сквозных отверстий в деталях машин, при которых формообразование ведут полым электрод-инструментом с центральным отверстием для подачи электролита в зону обработки. К недостаткам известных способов относится то, что на заключительном этапе обработки при выходе электрод-инструмента из тела детали за счет вибраций, перекосов, нестабильностей гидродинамического режима и других факторов центральная часть заготовки, удаляемая при прошивке выступ (керн), может вызвать короткое замыкание. При этом возможен выход из строя электрод-инструмента или обрабатываемой детали. Кроме того, известные способы электрохимической обработки не могут обеспечить высокую эффективность при изготовлении деталей с поверхностным дефектным слоем (т.е. при начальном этапе обработки врезании электрод-инструмента).
Для устранения указанных недостатков предложены способы электрохимической обработки, когда центральную часть выступ (керн) фиксируют путем приклеивания к диэлектрической подложке или путем закрепления керна в специальном упругом диэлектрическом элементе, вмонтированном во внутреннюю полость электрод-инструмента. К недостаткам известных технических решений относится сложность их конструктивно-технологической реализации.
Известны также способы электрофизикохимической обработки деталей машин, когда обработку удаление поверхностного дефектного слоя (образуемого, например, при электрофизической резке заготовок), осуществляют нерабочей боковой поверхностью вращающегося дискового электрод-инструмента с абразивно-изоляционным, токонепроводящим покрытием. Недостатком известного технического решения являются технологические ограничения, возможность реализации при простейших операциях типа резки заготовок, что не дает возможность эффективного использования при прошивочных операциях.
Известно также выбранное в качестве прототипа техническое решение, когда для улучшения технологических показателей пpоцесса размерной электрохимической обработки деталей, имеющих поверхностный дефектный слой, снижения энергоемкости обработки, ее осуществляют в два этапа. На начальном этапе при удалении поверхностно дефектного слоя используют определенные оптимальные технологические режимы, а на втором этапе, когда производят растворение материала тела детали технологическое напряжение, уменьшают на 20-50% от величины, минимально необходимой для анодного растворения дефектного слоя. К недостаткам прототипа относится то, что его технологические возможности также ограничены и неприемлемы для прошивочных операций электрохимической обработки с получением центрального выступа.
Целью изобретения является повышение стабильности процесса электрохимической обработки деталей машин, расширение технологических возможностей.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе комбинированной электрохимической обработки деталей машин, когда обработку осуществляют поэтапно и изменяют величину технологического напряжения, первый этап обработку поверхностного дефектного слоя детали проводят без наложения на электроды технологического напряжения, необходимого для протекания анодного растворения материала, а достаточного для комбинированного процесса абразивного (алмазного) электрохимического процесса. Второй этап осуществляют при наложении на электроды технологического напряжения, достаточного для протекания нормального процесса размерной электрохимической обработки. При выходе электрод-инструмента из тела детали третий этап комбинированной обработки ведут без наложения на электроды технологического напряжения в режиме механической абразивной (алмазной) обработки. На всех этапах способа комбинированной электрохимической обработки в рабочую зону подают раствор рабочего электролита, который на первых этапах реализации анодного растворения материала детали, а на заключительном этапе играет роль СОЖ. Для снижение износа рабочего торца электрод-инструмента с абразивным (алмазным) покрытием на токопроводящей связке на первом этапе способа комбинированной электрохимической обработки, когда удаляется поверхностный дефектный слой, технологическое напряжение уменьшают в 2-10 раз по сравнению с величиной напряжения на следующем этапе обработки растворении материала тела детали.
На фиг. 1 представлена технологическая схема способа комбинированной электрохимической обработки деталей машин при реализации первого этапа удаления поверхностного дефектного слоя. На столе 1 электрохимического станка устанавливают и закрепляют деталь 2, имеющую поверхностный дефектный слой 3 толщиной Z1. К детали подводят полый электрод-инструмент 4, имеющий центральное отверстие для подачи электролита в зону обработки. На рабочей торцевой поверхности электрод-инструмента 4 имеется абразивный (алмазный слой 5 на токопроводящей связке.
Источник технологического напряжения 6, имеющий ключи К1 и К2 и обеспечивающий режимы электрохимической обработки и алмазного (абразивного) электрохимического шлифования, в соответствующей полярности подключен к детали 2 и электрод-инструменту 4. В столе станка выполнена полость 7 для выхода электрод-инструмента в конце обработки.
Реализацию способа комбинированной электрохимической обработки осуществляют следующим образом.
Включают прокачку рабочего электролита, на электроды подают технологическое напряжение, электрод-инструменту 4 сообщают рабочее вращение и осевую подачу Vэи, равную скорости съема металла дефектного слоя 3. При этом включен ключ К1, а ключ К2 выключен, чем обеспечивается режим абразивного (алмазного) электрохимического растворения.
На фиг.2 показана технологическая схема, иллюстрирующая второй этап способа комбинированной электрохимической обработки детали.
Электрод-инструмент 4 заглублен в тело детали 2, расположенной на столе 1 электрохимического станка. Процесс ведут в режиме электрохимической обработки, поэтому у источника технологического напряжения 6 ключ К1 включен, а ключ К2 выключен. По мере осевого перемещения электрод-инструмента 4 формируется центральный выступ-керн 8.
На фиг.3 представлена технологическая схема для иллюстрации заключительного этапа обработки, когда на электроды не подают технологического напряжения от источника 6 и ключи К1 и К2 соответственно выключены. Рабочий торец 5 электрод-инструмента 4 осуществляет механическую обработку (абразивную или алмазную) остающейся перемычки детали 2, освобождая центральный выступ 8. На этом этапе снимается окончательный припуск Z3 после соответствующего съема припусков Z1 и Z2 на предыдущих этапах. Естественно, что на заключительном этапе обработки (фиг.3) центральный выступ-керн имеет значительные размеры, массу, следовательно, при вибрациях, гидродинамической нестабильности процесса возможно появление коротких замыканий, выход из строя электрод-инструмента или детали. Поэтому целесообразно оставить перемычку Z3, обеспечивающую необходимую жесткость системы выступ-деталь, причем обработку на третьем этапе ведут при выключенном технологическом напряжении. При этом ключи К1 и К2 выключают для реализации механической абразивной (алмазной) обработки, когда время обработки определяется по формуле
Tз=
(1) Толщину перемычки выбирают в диапазоне Z3 0,3 0,5 мм по следующим соображениям. Если Z3 > 0,5 мм, то поскольку на третьем заключительном этапе способа комбинированной электрохимической обработки имеет место механический съем материала при отключении источника технологического напряжения, возможен значительный износ рабочей поверхности электрод-инструмента 4 (см. фиг. 3). В противном случае, когда Z3 < 0,3 мм, имеет место недостаточная жесткость системы деталь-выступ (с учетом подачи под давлением в рабочий межэлектродный промежуток электролита).
Tз=
(1) Толщину перемычки выбирают в диапазоне Z3 0,3 0,5 мм по следующим соображениям. Если Z3 > 0,5 мм, то поскольку на третьем заключительном этапе способа комбинированной электрохимической обработки имеет место механический съем материала при отключении источника технологического напряжения, возможен значительный износ рабочей поверхности электрод-инструмента 4 (см. фиг. 3). В противном случае, когда Z3 < 0,3 мм, имеет место недостаточная жесткость системы деталь-выступ (с учетом подачи под давлением в рабочий межэлектродный промежуток электролита).
Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено что толщина дефектного слоя деталей машин Z1 может быть 50 100 мкм. Скорость рабочего осевого перемещения вращающегося электрод-инструмента для прошивочных операций электрохимической обработки составляет порядка 2-4 мм/мин. Максимальное время удаления поверхностного дефектного слоя может быть определено, как
T1=
(2) Оценки показывают, что время составляет порядка 0,02.0,05 мин, причем эту величину можно считать приемлемой для обеспечения стойкости электрод-инструмента.
T1=
(2) Оценки показывают, что время составляет порядка 0,02.0,05 мин, причем эту величину можно считать приемлемой для обеспечения стойкости электрод-инструмента.
На фиг. 4 показано изменение технологического напряжения при реализации трех этапов способа комбинированной электрохимической обработки, когда снимаются припуски Z1, Z2 и Z3. Соответственно напряжение принимает значения Uаэхш, Uэхо и в конце обработки нуль.
Анализ показывает, что первый этап врезание электрод-инструмента 4 в деталь 2 и обработка дефектного слоя Z1 сопровождается определенным износом торцевой рабочей поверхности электрод-инструмента. Для снижения износа, как это показано на фиг.4 первый этап обработки осуществляют в режиме абразивной (алмазной) электрохимической обработки при подаче на электроды технологического напряжения в 2-10 раз меньшего, чем напряжение электрохимической обработки, характерное для второго этапа. Оценки показывают, что величина технологического напряжения электрохимической обработки составляет порядка 12-24 В, поэтому на первом этапе величину технологического напряжения снижают до 1-6В.
Заявляемое техническое решение было реализовано на экспериментальной электрохимической установке, обеспечивающей вращение и осевую подачу электрод-инструмента, имеющего центральное отверстие для подачи электролита в зону обработки. В заготовках из сплава ЭИ-437 толщиной 35 мм вырезались отверстия диаметром 80 мм, причем образующиеся в результате обработки центральные выступы-керны в виде дисков диаметром 72 мм впоследствии использовались для металлографических анализов. Электрод-инструмент имел частоты вращения 50 с-1, скорость осевого перемещения 2 мм/мин: геометрические размеры инструмента: наружный диаметр 79,7 мм, внутренний 73 мм.
При обработке использовался электролит 15-ный водный раствор поваренной соли, подаваемый в зону обработки под давлением до 10 кгс/см2 (до 1 МПа) при температуре 293-303К. На торцевой поверхности электрод-инструмента имелся слой алмазных зерен на никелевой связке. Источник технологического напряжения на втором этапе электрохимической обработки обеспечивал напряжения 15 В, плотность тока 70 А/дм2, время обработки при этом 17,5 мин. На первом этапе при обработке дефектного слоя технологическое напряжение уменьшали до 5 В, время обработки 5 с. На заключительном этапе перемычка обрабатывалсь за 10-15 с. Шероховатость поверхности после обработки порядка Ra 2,5 мкм. По сравнению с прототипом изобретение обеспечивает повышение стабильности процесса при прошивочных операциях с образованием в заготовке центрального выступа-керна, расширение технологических возможностей.
Claims (1)
- СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ деталей машин, при котором технологическое напряжение изменяют в процессе обработки, отличающийся тем, что используют трубчатый электрод-инструмент с алмазно-абразивным слоем на токопроводящей связке, сформированным на рабочем торце, при этом обработку осуществляют с осевой подачей вращающимся электродом-инструментом в три этапа, певый из которых при удалении поверхностного дефектного слоя ведут в режиме электроабразивной обработки, второй - в режиме электрохимической обработки, а на заключительном этапе при удалении перемычки между заготовкой и образующимся центральным выступом-керном технологическое напряжение отключают и обработку ведут в режиме механической обработки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92009672A RU2055709C1 (ru) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | Способ комбинированной электрохимической обработки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92009672A RU2055709C1 (ru) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | Способ комбинированной электрохимической обработки |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92009672A RU92009672A (ru) | 1995-10-10 |
RU2055709C1 true RU2055709C1 (ru) | 1996-03-10 |
Family
ID=20133031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92009672A RU2055709C1 (ru) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | Способ комбинированной электрохимической обработки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2055709C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8201619B2 (en) | 2005-12-21 | 2012-06-19 | Exxonmobil Research & Engineering Company | Corrosion resistant material for reduced fouling, a heat transfer component having reduced fouling and a method for reducing fouling in a refinery |
US8286695B2 (en) | 2005-12-21 | 2012-10-16 | Exxonmobil Research & Engineering Company | Insert and method for reducing fouling in a process stream |
RU2737292C1 (ru) * | 2020-02-25 | 2020-11-26 | Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий" | Способ алмазно-электрохимического шлифования металлов и сплавов с низкой твердостью |
-
1992
- 1992-12-04 RU RU92009672A patent/RU2055709C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 795841, кл. B 23H 3/02, 1979. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8201619B2 (en) | 2005-12-21 | 2012-06-19 | Exxonmobil Research & Engineering Company | Corrosion resistant material for reduced fouling, a heat transfer component having reduced fouling and a method for reducing fouling in a refinery |
US8286695B2 (en) | 2005-12-21 | 2012-10-16 | Exxonmobil Research & Engineering Company | Insert and method for reducing fouling in a process stream |
US8469081B2 (en) | 2005-12-21 | 2013-06-25 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Corrosion resistant material for reduced fouling, a heat transfer component having reduced fouling and a method for reducing fouling in a refinery |
RU2737292C1 (ru) * | 2020-02-25 | 2020-11-26 | Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий" | Способ алмазно-электрохимического шлифования металлов и сплавов с низкой твердостью |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5651901A (en) | Method and apparatus for surface treatment by electrical discharge machining | |
US7976694B2 (en) | Apparatus and method for hybrid machining a contoured, thin-walled workpiece | |
US4754115A (en) | High speed electrical discharge machining by redressing high resolution graphite electrodes | |
JP2004209639A (ja) | ブリスクをニアネットシェイプ高速荒加工するための方法及び装置 | |
JP2000061839A (ja) | マイクロ放電ツルーイング装置とこれを用いた微細加工方法 | |
Her et al. | Micro-hole maching of copper using the electro-discharge machining process with a tungsten carbide electrode compared with a copper electrode | |
CN111805026B (zh) | 电解铣削-电解机械复合铣削一体化加工方法 | |
CN110560807A (zh) | 平面磨削与电解复合加工装置、系统及方法 | |
CN109759659B (zh) | 一种轮廓表面的高效粗化加工系统及方法 | |
RU2055709C1 (ru) | Способ комбинированной электрохимической обработки | |
US5045161A (en) | Method and apparatus for electrolytically assisting the mechanical shaping of a workpiece | |
JP3463796B2 (ja) | プラズマ放電ツルーイング装置とこれを用いた微細加工方法 | |
CN109702281B (zh) | 电弧磨削复合工具电极 | |
JP2007118179A (ja) | 電極ドレッシング型板 | |
CN212071301U (zh) | 一种轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴 | |
JPS60217024A (ja) | 燃料噴射ノズルの製造方法 | |
CN113478032B (zh) | 一种大深宽比槽电解加工电极及加工方法 | |
CN111438569A (zh) | 一种轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴 | |
Madhva et al. | Electro-Chemical Machining | |
JP3884210B2 (ja) | ワイヤ電極による加工方法及び装置 | |
JP2008012651A (ja) | 放電加工方法および放電加工装置 | |
JP3829300B2 (ja) | 動圧溝の加工方法 | |
CA1335437C (en) | Method and apparatus for electrolytically assisting the mechanical shaping of a workpiece | |
US4830719A (en) | Method for etching piston rings | |
CN109807413B (zh) | 一种颗粒增强金属基复合材料的加工方法及装置 |