RU2192942C2 - Method for dimensional electrochemical treatment - Google Patents
Method for dimensional electrochemical treatment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2192942C2 RU2192942C2 RU98108078/02A RU98108078A RU2192942C2 RU 2192942 C2 RU2192942 C2 RU 2192942C2 RU 98108078/02 A RU98108078/02 A RU 98108078/02A RU 98108078 A RU98108078 A RU 98108078A RU 2192942 C2 RU2192942 C2 RU 2192942C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fragment
- moment
- electrodes
- electrode
- duration
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрохимической размерной обработки металлов и сплавов на станках с колеблющимся электродом и импульсным током и может быть использовано для получения сложнофасонных поверхностей деталей машин, в частности ручьев штампов, пресс-форм и литейных форм больших площадей с высокой производительностью, точностью и качеством обработки. The invention relates to the field of electrochemical dimensional processing of metals and alloys on machines with an oscillating electrode and pulsed current and can be used to obtain difficult-shaped surfaces of machine parts, in particular streams of dies, molds and foundry molds of large areas with high performance, accuracy and quality of processing .
Известен способ размерной электрохимической обработки (ЭХО) металлов вибрирующим электрод-инструментом (ЭИ), при осуществлении которого с целью исключения прижогов при контактировании электродов обработку производят пульсирующим током преимущественно при сближении электродов [(А.С. СССР 260787, В 23 Р 1/04, 1970]. A known method of dimensional electrochemical processing (ECHO) of metals by a vibrating electrode tool (EI), in which to eliminate burns during contact of the electrodes, the processing is performed by a pulsating current mainly when the electrodes are brought together [(AS USSR 260787, 23
Недостатком данного способа является низкая производительность при электрохимическом прошивании отверстий и формообразовании фасонных поверхностей большой площади вследствие подачи технологического тока при большом диапазоне изменения рабочего межэлектродного зазора (МЭЗ). The disadvantage of this method is the low productivity in the electrochemical flashing of holes and the shaping of shaped surfaces of large area due to the supply of technological current with a wide range of changes in the working interelectrode gap (MEZ).
Известен способ размерной электрохимической обработки с созданием принудительных колебаний одного из электродов, синхронизированных с импульсами напряжения, при котором скважность импульсов в процессе обработки регулируют от малых значений, например равных 2-5 в начале обработки, до больших значений, например равных 8-10 в конце обработки, причем саму последовательность импульсов смещают во времени, уменьшая минимальные мгновенные значения зазора, при которых протекает ток, от 0,05 мм и более в начале обработки до 0,01 мм и менее в конце обработке по мере возрастания электрической прочности межэлектродного промежутка (МЭП) [А.С. СССР 472778, В 23 Р 1/04, 1975]. A known method of dimensional electrochemical processing with the creation of forced oscillations of one of the electrodes synchronized with voltage pulses, at which the duty cycle of the pulses during processing is controlled from small values, for example equal to 2-5 at the beginning of processing, to large values, for example equal to 8-10 at the end processing, and the pulse sequence itself is shifted in time, reducing the minimum instantaneous values of the gap at which current flows, from 0.05 mm or more at the beginning of processing to 0.01 mm or less at the end of the image Otke with increasing the electric strength of the interelectrode gap (MEP) [A. USSR 472778, B 23
Однако этот способ также имеет невысокую точность и производительность электрохимического формообразования из-за обработки деталей на различных плотностях тока в периоды подачи импульсов рабочего тока, так как изменение МЭЗ в широком диапазоне, например равных от нуля до нескольких десятых долей миллиметра, не обеспечивает получение высоких технологических показателей ЭХО. However, this method also has low accuracy and productivity of electrochemical shaping due to the processing of parts at different current densities during periods of supply of pulses of the working current, since changing the MEZ in a wide range, for example, equal to zero to several tenths of a millimeter, does not provide high technological ECHO indicators.
Известен способ электрохимической размерной обработки импульсным током, синхронизированным с вибрацией одного из электродов, при котором технологическое напряжение подают на электроды в периоды, предшествующие максимальному их сближению, а при отключении источника электропитания к электродам прикладывают контрольное напряжение от маломощного источника и в моменты касания электродов по контрольно-измерительной цепи протекают импульсы тока, длительность которых определяется продолжительностью касания электродов, и в зависимости от среднего значения контрольного тока регулируется постоянная составляющая скорости подачи ЭИ [Оборудование для размерной электрохимической обработки деталей машин.Под ред. проф. Ф.В.Седыкина - М.: Машиностроение, 1980. С. 125-126] . Это техническое решение, как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому эффекту, принято нами в качестве прототипа. A known method of electrochemical dimensional processing by a pulsed current synchronized with the vibration of one of the electrodes, in which the process voltage is applied to the electrodes in the periods preceding their maximum approach, and when the power source is disconnected, the control voltage is applied to the electrodes from the low-power source and at the moments when the electrodes touch the control - the measuring circuit flows current pulses, the duration of which is determined by the duration of contact of the electrodes, and depending on t of the average value of the control current is regulated by the constant component of the feed rate EI [Equipment for dimensional electrochemical processing of machine parts. Ed. prof. F.V.Sedykina - M.: Mechanical Engineering, 1980. S. 125-126]. This technical solution, as the closest in technical essence and the achieved effect, was adopted by us as a prototype.
Недостатком данного способа, как и всех предыдущих, является то, что он не обеспечивает существенного повышения точности и производительности электрохимического формообразования из-за обработки деталей на различных плотностях тока по торцевой поверхности ЭИ, так как изменение рабочего МЭЗ в широком диапазоне в периоды подачи импульсов рабочего тока не обеспечивает получение высокой плотности технологического тока, что является причиной низкой точности и производительности обработки. The disadvantage of this method, as well as all the previous ones, is that it does not provide a significant increase in the accuracy and productivity of electrochemical shaping due to the processing of parts at different current densities along the end surface of the EI, since the change in the working MEZ in a wide range during periods of supply of pulses of the working current does not provide a high technological current density, which is the reason for the low accuracy and processing performance.
Главным недостатком существующих способов ЭХО вибрирующим по гармоническому закону электродом, то есть способов ЭХО с постоянной амплитудой и круговой частотой колебания одного из электродов, ограничивающим область его применения, является низкая точность установки рабочего межэлектродного зазора, невозможность раздельного управления такими параметрами, как величина начального и конечного рабочих зазоров, длительность рабочего периода и периода промывки, скорости подвода и отвода ЭИ, что не позволяет эффективно использовать данный способ обработки для поверхностей с площадью более 100 см2 и ограничивает технологические возможности данного способа.The main drawback of existing ECHO methods is a harmonic-vibrating electrode, that is, ECM methods with a constant amplitude and circular oscillation frequency of one of the electrodes, limiting the scope of its application, is the low accuracy of setting the working interelectrode gap, the impossibility of separate control of parameters such as the value of the initial and final working clearances, the duration of the working period and the washing period, the speed of supply and removal of EI, which does not allow the efficient use of data method for processing a surface area of more than 100 cm 2 and restricts the technological capabilities of the method.
Таким образом, известные способы ЭХО с колебанием одного из электродов, приводимого в движение с помощью эксцентрикового вала, вращающегося с постоянной круговой частотой, не обеспечивают требуемой производительности и точности при обработке поверхностей большой площади, например более 100 см2, из-за различных усилий при контактировании электродов и возникновения больших гидравлических ударов, которые в совокупности с конечной жесткостью механической системы станка не позволяют поддержание постоянных значений рабочих МЭЗ при осуществлении процесса.Thus, the known ECHO methods with the oscillation of one of the electrodes, driven by an eccentric shaft rotating with a constant circular frequency, do not provide the required performance and accuracy when processing surfaces of a large area, for example, more than 100 cm 2 , due to various forces at contacting the electrodes and the occurrence of large hydraulic shocks, which, together with the finite rigidity of the mechanical system of the machine, do not allow maintaining constant values of the working MEZs when process occurrence.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение производительности и точности обработки путем точной установки рабочего МЭЗ с учетом длительности контакта электродов от момента нижнего положения колеблющегося электрода до момента их размыкания, раздельного управления величиной начального и конечного рабочих зазоров, длительностью рабочего периода, периода промывки, скорости подвода и отвода электрода- инструмента в условиях использования колеблющегося электрода, приводимого в движение с помощью эксцентрикового вала. The task to which the invention is directed is to increase productivity and processing accuracy by accurately setting the working MEZ taking into account the duration of the contact of the electrodes from the moment of the lower position of the oscillating electrode to the moment of their opening, separate control of the size of the initial and final working gaps, the duration of the working period, period washing, the speed of supply and removal of the electrode-tool in the conditions of use of the oscillating electrode, driven by e xcentric shaft.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе электрохимической размерной обработки колеблющимся по гармоническому закону электродом, при котором контролируют величину межэлектродного зазора посредством периодического ощупывания и отвода на заданный зазор при отсутствии технологического тока, регулируют постоянную составляющую скорости подачи по длительности импульсов тока низковольтного измерительного источника питания, которая определяется продолжительностью касания электродов, и совмещают момент подачи импульса технологического тока с моментом выставления заданного межэлектродного зазора, в отличие от прототипа преобразуют движение колеблющегося электрода в течение каждого цикла в циклическое, состоящее из пяти последовательных во времени фрагментов гармонических колебаний разной круговой частоты, так что начало последующего фрагмента совпадает с концом предыдущего, причем на первом фрагменте устанавливают повышенную круговую частоту, а окончание первого фрагмента определяется моментом замыкания электродов в области нижнего положения колеблющегося электрода, на втором фрагменте устанавливают пониженную круговую частоту, на которой производят переход через точку нижнего положения колеблющегося электрода, размыкают контакт между электродами, измеряют длительность контакта электродов от момента нижнего положения колеблющегося электрода до момента их размыкания, выставляют заданный рабочий межэлектродный зазор, вычисляя необходимое время движения от момента размыкания электродов до момента достижения заданного рабочего межэлектродного зазора по следующей формуле:
где W2 - круговая частота гармонических колебаний электрода на втором фрагменте;
А - амплитуда гармонических колебаний электрода;
tф - длительность контакта электродов, измеренная от момента нижнего положения колеблющегося электрода до момента их размыкания;
Sраб - заданный рабочий межэлектродный зазор.The problem is achieved in that in the known method of electrochemical dimensional processing with an oscillating electrode in harmonic law, in which the magnitude of the interelectrode gap is controlled by periodically feeling and retracting to a given gap in the absence of a process current, the constant component of the feed rate is regulated by the duration of the current pulses of the low-voltage measuring power source , which is determined by the duration of contact of the electrodes, and combine the moment of impu Unlike the prototype, the technological current with the moment of setting the given interelectrode gap converts the movement of the oscillating electrode during each cycle into a cyclic one, consisting of five successive fragments of harmonic oscillations of different circular frequencies, so that the beginning of the next fragment coincides with the end of the previous one, and the first fragment is set to an increased circular frequency, and the end of the first fragment is determined by the moment of closure of the electrodes in the lower position Oscillating electrode, on the second fragment a reduced circular frequency is established, at which the transition through the lower point of the oscillating electrode is made, the contact between the electrodes is opened, the contact duration of the electrodes is measured from the moment of the lower position of the oscillating electrode to the moment of their opening, the specified working interelectrode gap is set, calculating the necessary travel time from the moment the electrodes are opened until the specified working interelectrode gap is reached according to the following pho mule:
where W 2 is the circular frequency of harmonic oscillations of the electrode on the second fragment;
A is the amplitude of harmonic oscillations of the electrode;
t f - the duration of the contact of the electrodes, measured from the moment of the lower position of the oscillating electrode to the moment of their opening;
S slave - a given working interelectrode gap.
На время действия всего второго фрагмента постоянную составляющую скорости подачи устанавливают равной нулю, а окончание второго фрагмента определяется моментом достижения заданного рабочего межэлектродного зазора за счет колебательного движения электрода, на третьем фрагменте одновременно с подачей технологического тока на все время его действия устанавливают круговую частоту, которая в совокупностью с текущей постоянной составляющей скорости подачи обеспечивает скорость сближения электродов, не превышающую скорость анодного растворения обрабатываемой детали, а окончание третьего фрагмента определяется моментом окончания импульса технологического тока; на четвертом фрагменте устанавливают повышенную круговую частоту, а окончание четвертого фрагмента определяется моментом достижения максимального зазора между электродами в верхней точке колеблющегося электрода; на пятом фрагменте устанавливают нулевую круговую частоту на время, необходимое для промывки межэлектродного промежутка, по истечении которого заканчивают пятый фрагмент текущего цикла и переходят к первому фрагменту следующего цикла, причем при отсутствии замыкания электродов на первом фрагменте сохраняют повышенную круговую частоту гармонических колебаний до наступления замыкания электродов, исключая выполнения на этот период действий, указанных во втором, третьем четвертом и пятом фрагментах. For the duration of the entire second fragment, the constant component of the feed rate is set equal to zero, and the end of the second fragment is determined by the moment the specified working interelectrode gap is reached due to the oscillatory movement of the electrode; on the third fragment, simultaneously with the supply of the technological current for the entire duration of its action, the circular frequency is set, which is in conjunction with the current constant component of the feed rate provides the approach speed of the electrodes, not exceeding the speed of the anode p the dissolution of the workpiece, and the end of the third fragment is determined by the moment of the end of the technological current pulse; an increased circular frequency is set on the fourth fragment, and the end of the fourth fragment is determined by the moment the maximum gap between the electrodes is reached at the upper point of the oscillating electrode; on the fifth fragment, set the zero circular frequency for the time required for washing the interelectrode gap, after which the fifth fragment of the current cycle is completed and proceeds to the first fragment of the next cycle, and in the absence of short circuiting of the electrodes, the increased high circular frequency of harmonic oscillations remains until the electrode closes , excluding the performance for this period of actions specified in the second, third, fourth and fifth fragments.
Предлагаемый способ электрохимической размерной обработки позволяет повысить производительность и точность при сохранении высокого качества копирования сложнофасонных поверхностей ЭИ при обработке поверхностей с площадью более 100 см2. При этом скорость анодного растворения по сравнению с известными аналогами увеличивается в направлении подачи на 25-50%, точность - на 15-20%.The proposed method of electrochemical dimensional processing can improve productivity and accuracy while maintaining high copy quality of complex shaped EI surfaces when processing surfaces with an area of more than 100 cm 2 . In this case, the rate of anodic dissolution in comparison with the known analogues increases in the feed direction by 25-50%, accuracy - by 15-20%.
На фиг. 1 изображена структурная схема станка, на котором осуществляют предлагаемый способ ЭХО; на фиг. 2 - диаграмма изменения параметров при осуществлении предлагаемого способа ЭХО; на фиг.3 - диаграмма изменения параметров при осуществлении 2 и 3 фрагментов гармонических колебаний; на фиг. 4 - диаграмма определения заданного времени движения от момента размыкания электродов до момента достижения заданного рабочего межэлектродного зазора в зависимости от длительности контакта электродов, измеренной от момента нижнего положения колеблющегося электрода до момента их размыкания, для заданных параметров гармонических колебаний во втором фрагменте. In FIG. 1 shows a structural diagram of a machine on which the proposed ECHO method is carried out; in FIG. 2 is a diagram of parameter changes during the implementation of the proposed ECHO method; figure 3 is a diagram of a change in parameters when implementing 2 and 3 fragments of harmonic oscillations; in FIG. 4 is a diagram for determining a predetermined movement time from the moment of opening of the electrodes until the specified working interelectrode gap is reached, depending on the duration of the contact of the electrodes, measured from the moment of the lower position of the oscillating electrode to the moment of their opening, for the given parameters of harmonic oscillations in the second fragment.
Предлагаемый способ электрохимической размерной обработки осуществляют в проточном электролите с использованием источника технологического импульсного напряжения (Uраб)1 и маломощного измерительного источника (Uизм) 5 (фиг. 1), подключенных в прямой полярности к электродам, гармонические колебания S одного из электродов с постоянной амплитудой А (фиг.2) вибратором 2 (фиг. 1), приводимым в движение с круговой частотой W (фиг.2) двигателем вибратора 3 и приводом 4, на валу вибратора установлен датчик 14, который фиксирует верхнюю и нижнюю точки положения колеблющегося электрода. Другой электрод (заготовка) установлен на столе (фиг. 1), который приводится в движение со скоростью V (фиг.2) механической системой 6 и приводом подачи стола 7 станка (фиг.1). Управляющее устройство (компьютер) 9 (фиг.1) через цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 8 связан с источником технологического импульсного напряжения 1, через ЦАП 10 - с приводом стола 7, через ЦАП 11 - с маломощным измерительным источником 5, через ЦАП 12 - с приводом вибратора 4, через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 13 - с напряжением Uмэп (фиг.2) на межэлектродном промежутке, через преобразователь 15 - с датчиком 14 (фиг.1).The proposed method for electrochemical machining is carried out in a flowing electrolyte using a source of technological pulse voltage (
При осуществлении ЭХО (фиг.2) посредством программы, заложенной в управляющее устройство (компьютер) 9 (фиг.1), которое связано со всеми исполнительными устройствами и датчиками станка, образуют циклическое движение колеблющегося электрода в течение каждого цикла, состоящее из пяти последовательных во времени фрагментов гармонических колебаний разной круговой частоты, так что начало последующего фрагмента совпадает с концом предыдущего. Постоянную составляющую скорости подачи V (фиг.2) регулируют в зависимости от длительности импульса касания tкac электродов таким образом, чтобы длительность касания tкас была равной заданной величине, которая определяется исходя из жесткости станка, а также ЭИ, обрабатываемой детали и свойствами их поверхностных слоев.When performing ECHO (figure 2) through a program embedded in the control device (computer) 9 (figure 1), which is connected with all actuators and sensors of the machine, form a cyclic movement of the oscillating electrode during each cycle, consisting of five consecutive time fragments of harmonic oscillations of different circular frequencies, so that the beginning of the next fragment coincides with the end of the previous one. The constant component of the feed rate V (FIG. 2) is controlled depending on the duration of the touch pulse t kac of the electrodes so that the duration of the touch t cas is equal to a predetermined value, which is determined based on the rigidity of the machine, as well as the EI, the workpiece and the properties of their surface layers.
На первом фрагменте устанавливают повышенную круговую частоту - W1 (например 314 рад/с), которую выбирают максимальной, исходя из массы ЭИ и инерционности привода вибратора. Окончание первого фрагмента определяется моментом замыкания электродов по величине сигнала Uмэп<Uизм в области нижнего положения колеблющегося электрода.On the first fragment, an increased circular frequency is set - W 1 (for example, 314 rad / s), which is selected maximum, based on the mass of EI and the inertia of the vibrator drive. Ends of the first fragment is determined by the point electrode circuit largest signal U MEP <U edited in the lower position of the oscillating electrode.
На втором фрагменте (фиг.3) устанавливают пониженную круговую частоту - W2 (например 31,4 рад/с), которую выбирают исходя из допустимой точности установки МЭЗ. На этой скорости производят переход через точку нижнего положения колеблющегося электрода, размыкают контакт между электродами, измеряя длительность контакта электродов от момента замыкания до момента их размыкания tкac и длительность контакта электродов от момента нижнего положения колеблющегося электрода до момента их размыкания tф. Далее вычисляют необходимое время движения tзад от момента размыкания электродов до момента достижения заданного рабочего межэлектродного зазора Sраб по следующей формуле:
где W2 - круговая частота гармонических колебаний электрода на втором фрагменте;
А - амплитуда гармонических колебаний электрода;
tф - длительность контакта электродов, измеренная от момента нижнего положения колеблющегося электрода до момента их размыкания;
Sраб - заданный рабочий межэлектродный зазор.On the second fragment (figure 3) set the reduced circular frequency - W 2 (for example, 31.4 rad / s), which is selected based on the permissible accuracy of the installation of the MEZ. At this speed, a transition through the lower point of the oscillating electrode is made, the contact between the electrodes is opened, measuring the duration of the contact of the electrodes from the moment of closure to the moment of their opening t кac and the duration of the contact of the electrodes from the moment of the lower position of the oscillating electrode to the moment of their opening t f . Next, calculate the necessary travel time t back from the moment of opening of the electrodes until the specified working interelectrode gap S slave is reached according to the following formula:
where W 2 is the circular frequency of harmonic oscillations of the electrode on the second fragment;
A is the amplitude of harmonic oscillations of the electrode;
t f - the duration of the contact of the electrodes, measured from the moment of the lower position of the oscillating electrode to the moment of their opening;
S slave - a given working interelectrode gap.
Формула (1) получена из геометрических соображений (фиг.3), при этом учитывается деформация механической системы станка в совокупности с возможным сминанием электродов при замыкании - Sд (фиг.3.) Учет указанных величин производится за счет косвенного определения фазы фрагмента гармонического колебания электрода в момент размыкания электродов (нулевого зазора) путем измерения длительности контакта электродов -tф, измеренной от момента нижнего положения колеблющегося электрода по сигналу с датчика 14 (фиг.3) до момента их размыкания по величине сигнала Uмэп>Uизм. На фиг.4 приведена диаграмма изменения tзад от величины tф, вычисленной по формуле (1) при постоянных параметрах второго фрагмента гармонического колебания. Из диаграммы видно, что величина tзад в сильной степени зависит от tф, которая в свою очередь определяется возмущающими воздействиями: жесткостью механической системы станка, площадью электродов, давлением и загазованностью электролита в МЭП и другими параметрами, которые в процессе обработки могут изменяться в широких пределах.Formula (1) is obtained from geometric considerations (Fig. 3), while taking into account the deformation of the mechanical system of the machine in combination with the possible crushing of the electrodes during closure - S d (Fig. 3.) These values are taken into account by indirectly determining the phase of the harmonic oscillation fragment electrode at the time of disconnection of the electrodes (zero gap) by measuring the duration of contact electrodes -t f, measured from the time the lowermost position of the oscillating electrode of the signal from the sensor 14 (Figure 3) prior to their opening for the grandeur MEP does not signal U> U rev. Figure 4 shows a diagram of the change in t ass on the value of t f calculated by the formula (1) with constant parameters of the second fragment of harmonic oscillation. The diagram shows that the value of t ass to a large extent depends on t f , which in turn is determined by disturbing influences: the rigidity of the mechanical system of the machine, the area of the electrodes, the pressure and gas contamination of the electrolyte in the MEP, and other parameters that can vary widely during processing limits.
Далее продолжают движение колеблющегося электрода с круговой частотой W2 в течение вычисленного времени tзад, достигая точной установки заданного рабочего межэлектродного зазора Sраб независимо от величины выше перечисленных возмущающих воздействий. Для исключения погрешности установки Spаб от постоянной составляющей скорости подачи электродов V, на период действия второго фрагмента ее устанавливают равной нулю. Окончание второго фрагмента определяется моментом достижения заданного рабочего межэлектродного зазора Spаб по истечении времени tзад.Then, the oscillating electrode with a circular frequency W 2 continues to move for the calculated time t back , achieving the exact setting of the specified working interelectrode gap S slave, regardless of the magnitude of the above disturbances. To eliminate the installation error S pab from the constant component of the electrode feed rate V, it is set to zero for the duration of the second fragment. The end of the second fragment is determined by the moment of reaching the specified working interelectrode gap S pab after the time t ass .
На третьем фрагменте одновременно с подачей импульса технологического тока на все время его действия устанавливают круговую частоту -W3, которая в совокупности с текущей постоянной составляющей скорости подачи электродов V обеспечит скорость сближения электродов, не превышающую скорость анодного растворения обрабатываемой детали. Окончание третьего фрагмента определяется моментом окончания импульса технологического тока.On the third fragment, simultaneously with the supply of a technological current pulse for the entire duration of its operation, a circular frequency -W 3 is set , which, together with the current constant component of the electrode feed speed V, will provide the electrode approach speed not exceeding the anode dissolution rate of the workpiece. The end of the third fragment is determined by the moment of the end of the technological current pulse.
На четвертом фрагменте устанавливают повышенную круговую частоту -W4 (например, 628 рад/с), которую выбирают максимальной, исходя из массы ЭИ и инерционности привода вибратора. Окончание четвертого фрагмента определяется моментом достижения максимального зазора между электродами в верхней точке колеблющегося электрода по сигналу с датчика 14 (фиг.3).The fourth fragment sets the increased circular frequency -W 4 (for example, 628 rad / s), which is selected maximum, based on the mass of EI and the inertia of the vibrator drive. The end of the fourth fragment is determined by the moment of reaching the maximum gap between the electrodes at the upper point of the oscillating electrode according to the signal from the sensor 14 (Fig.3).
На пятом фрагменте устанавливают нулевую круговую частоту -W5 на время, необходимое для промывки межэлектродного промежутка, по истечении которого заканчивают пятый фрагмент текущего цикла и переходят к первому фрагменту следующего цикла.On the fifth fragment, the zero circular frequency -W 5 is set for the time required for washing the interelectrode gap, after which the fifth fragment of the current cycle is completed and the first fragment of the next cycle is passed.
При отсутствии замыкания электродов на первом фрагменте сохраняют повышенную круговую частоту гармонических колебаний W1 до наступления замыкания электродов, исключая на этот период выполнения действий, указанных во втором, третьем четвертом и пятом фрагментах.In the absence of a short circuit of the electrodes on the first fragment, the increased circular frequency of harmonic oscillations W 1 is maintained until the short circuit of the electrodes occurs, excluding for this period the actions specified in the second, third, fourth and fifth fragments.
За счет установления оптимальных значений круговых частот на каждом фрагменте цикла гармонических колебаний электрода достигается минимальное время цикла и, следовательно, повышение производительности обработки. Точная установка заданного МЭЗ с учетом многих возмущающих воздействий и поддержание его в течение всего действия технологического импульса напряжения повышает точность обработки. By establishing the optimal values of the circular frequencies on each fragment of the cycle of harmonic oscillations of the electrode, the minimum cycle time and, consequently, an increase in processing productivity are achieved. Accurate installation of a given MEZ taking into account many disturbing influences and maintaining it during the entire action of a technological voltage pulse increases the accuracy of processing.
Предлагаемый способ электрохимической размерной обработки позволяет повысить производительность обработки сложнофасонных поверхностей ЭИ и получить штамповочные уклоны в 2...3o при обработке поверхностей с площадью более 100 см2. При этом производительность процесса по сравнению с известными аналогами увеличивается на 25-50%, а точность - на 15-20%.The proposed method of electrochemical dimensional processing allows to increase the productivity of processing complex shaped surfaces EI and to obtain stamping slopes of 2 ... 3 o when processing surfaces with an area of more than 100 cm 2 . At the same time, the productivity of the process in comparison with the known analogues is increased by 25-50%, and the accuracy - by 15-20%.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает существенное повышение производительности и точности выполнения как операций электрохимического прошивания различных отверстий, так и копировально- прошивочных операций сложнофасонных поверхностей. Thus, the proposed method provides a significant increase in productivity and accuracy of both electrochemical flashing of various holes and copy-flashing operations of complex shaped surfaces.
Предлагаемый способ электрохимической обработки реализован на модернизированном копировально-прошивочном станке 4420Ф11. В качестве двигателей и приводов вибратора и стола использованы комплектные привода и двигатели фирмы BOSCH. В качестве управляющего устройства использовался промышленный компьютер фирмы Advantech с комплектом стандартных плат АЦП и ЦАП. Материал образца и ЭИ - сталь 40 х 13 в отожженном состоянии, площадь обработки 100 см2, электролит 10% NаNО3. В процессе обработки напряжение рабочих импульсов поддерживали Upaб.=9B; длительность импульсов tи=20 мс; давление электролита на входе в МЭП - 350 кПа; температуру электролита - 18oС; круговая частота вращения эксцентрикового вала на первом и четвертом фрагментах W1=W4=314 рад/с ; на втором фрагменте W2= 31,4 рад/с; на третьем фрагменте W3=0,008 рад/с; на пятом фрагменте W5=0 paд/с ; время промывки tпром=5 мс; заданное время касание электродов tнас=5 мс ; заданный рабочий межэлектродный зазор Sраб= 0,010 мм; амплитуда колебаний ЭИ=0,2 мм, напряжение измерительного источника Uизм=2,3 В.The proposed method of electrochemical processing is implemented on a modernized copy-firmware machine 4420F11. The motors and drives of the vibrator and the table used complete drives and motors from BOSCH. An Advantech industrial computer with a set of standard ADC and DAC boards was used as a control device. The material of the sample and EI is steel 40 x 13 in the annealed state, the processing area is 100 cm 2 , the electrolyte is 10% NaNO 3 . During processing, the voltage of the working pulses was maintained U pa. = 9B; pulse duration t i = 20 ms; the pressure of the electrolyte at the entrance to the MEP - 350 kPa; the electrolyte temperature is 18 o C; the circular frequency of rotation of the eccentric shaft on the first and fourth fragments W 1 = W 4 = 314 rad / s; on the second fragment, W 2 = 31.4 rad / s; on the third fragment, W 3 = 0.008 rad / s; on the fifth fragment, W 5 = 0 rad / s; flushing time t prom = 5 ms; set time, contact of the electrodes t us = 5 ms; predetermined working interelectrode gap S slave = 0.010 mm; the amplitude of the oscillations EI = 0.2 mm, the voltage of the measuring source U ISM = 2.3 V.
Анализ результатов обработки показал, что при использовании предлагаемого способа ЭХО по сравнению с известными ЭХО на аналогичных режимах происходило повышение производительности обработки в 1,3 раза, погрешность копирования ЭИ на обработанной поверхности составила не более 0,02 мм, шероховатость соответствовала Ra 0,8 мкм. Сравнение экспериментальных зависимостей tзад от tф, полученных на модернизированном станке для различных режимов, с вычисленными по формуле (1), показало, что они различаются не более чем на 10-15%.Analysis of the processing results showed that when using the proposed ECHO method compared to the known ECHO in similar modes, the processing productivity increased by 1.3 times, the error in copying the EC on the treated surface was not more than 0.02 mm, the roughness corresponded to Ra 0.8 μm . Comparison of the experimental dependences of t ass on t f obtained on a modernized machine for various modes with those calculated by formula (1) showed that they differ by no more than 10-15%.
Claims (1)
где W2 - круговая частота гармонических колебаний электрода на втором фрагменте;
А - амплитуда гармонических колебаний электрода;
tф - длительность контакта электродов измеренная от момента нижнего положения колеблющегося электрода до момента их размыкания;
Sраб - заданный рабочий межэлектродный зазор.The method of electrochemical dimensional processing by an electrode oscillating in harmonic law, in which the magnitude of the interelectrode gap is controlled by periodically feeling and retracting to a given gap in the absence of a technological current, the constant component of the feed rate is regulated by the duration of the current pulses of the low-voltage measuring power source, which is determined by the duration of the contact of the electrodes, and combine the moment of supply of the technological current pulse with the moment of setting the back of the interelectrode gap, characterized in that the movement of the oscillating electrode during each cycle is converted to cyclic, consisting of five successive fragments of harmonic oscillations of different circular frequencies, so that the beginning of the next fragment coincides with the end of the previous one, and an increased circular frequency, and its end is determined by the moment of closure of the electrodes in the region of the lower position of the oscillating electrode, lower on the second fragment the actual circular frequency at which the transition through the lower point of the oscillating electrode is made, the contact between the electrodes is opened, the contact duration of the electrodes from the moment of the lower position of the oscillating electrode to the moment of their opening is measured, the specified working interelectrode gap is set, calculating the necessary travel time from the moment of opening of the electrodes to the moment of reaching a given working interelectrode gap, while for the duration of the entire second fragment the constant component of the velocity the feed is set equal to zero, and the end of the second fragment is determined by the moment of reaching the specified working interelectrode gap, the circular frequency is set on the third fragment simultaneously with the supply of the process current for the entire duration of its operation, which together with the current constant component of the electrode feed speed will ensure the speed of electrode approach, not exceeding the rate of anodic dissolution of the workpiece, and the end of the third fragment is determined by the moment of the end of the specified length the pulse width of the technological current, an increased circular frequency is set on the fourth fragment, and the end of the fourth fragment is determined by the moment of reaching the maximum gap between the electrodes at the upper point of the oscillating electrode, on the fifth fragment, the zero circular frequency is set for the time required to flush the interelectrode gap, after which they finish the fifth fragment of the current cycle and go to the first fragment of the next cycle, and if there is no short circuit of the electrodes on the first Ohm fragment maintain a constant, increased circular frequency of harmonic oscillations until the closure of the electrodes, excluding for this period the actions indicated in the second, third, fourth and fifth fragments, and on the second fragment the necessary travel time from the moment of opening of the electrodes until the specified working interelectrode gap is reached calculated by the following formula:
where W 2 is the circular frequency of harmonic oscillations of the electrode on the second fragment;
A is the amplitude of harmonic oscillations of the electrode;
t f - the duration of the contact of the electrodes measured from the moment of the lower position of the oscillating electrode to the moment of their opening;
S slave - a given working interelectrode gap.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98108078/02A RU2192942C2 (en) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | Method for dimensional electrochemical treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98108078/02A RU2192942C2 (en) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | Method for dimensional electrochemical treatment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98108078A RU98108078A (en) | 2000-02-20 |
| RU2192942C2 true RU2192942C2 (en) | 2002-11-20 |
Family
ID=20205363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98108078/02A RU2192942C2 (en) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | Method for dimensional electrochemical treatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2192942C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012026842A1 (en) * | 2010-08-27 | 2012-03-01 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ecm" | Electrochemical machining method (variant embodiments) |
-
1998
- 1998-04-24 RU RU98108078/02A patent/RU2192942C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Оборудование для размерной электрохимической обработки деталей машин./Под ред. Ф.В.Седыкина. - М.: Машиностроение,1980, с.125 и 126. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012026842A1 (en) * | 2010-08-27 | 2012-03-01 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ecm" | Electrochemical machining method (variant embodiments) |
| RU2504460C2 (en) * | 2010-08-27 | 2014-01-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Есм" | Method of electrochemical treatment (versions) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6231748B1 (en) | Method of and arrangement for electrochemical machining | |
| JP4148993B2 (en) | Electrochemical machining with bipolar pulses | |
| RU2264894C2 (en) | Electrochemical working process | |
| Wang et al. | Micro wire electrode electrochemical cutting with low frequency and small amplitude tool vibration | |
| RU2192942C2 (en) | Method for dimensional electrochemical treatment | |
| WO2007058110A1 (en) | Microshaft forming method, microshaft formed by this method, and microshaft forming apparatus | |
| JPS63251122A (en) | Method and device for purifying corrosion zone during electrocorrosion boring working | |
| JPS6240128B2 (en) | ||
| RU2330746C2 (en) | Method of dimensional electro-chemical treatment of metals | |
| RU2188749C2 (en) | Process for electrochemical dimensional working | |
| US4364802A (en) | Scanning electrode vibration electrodeposition method | |
| RU2038928C1 (en) | Method of electrochemical dimensional machining | |
| RU2770397C1 (en) | Method for dimensional electrochemical processing of a metal billet | |
| Gao et al. | Research on a two-stage discharge current regulation method in RT-WEDM | |
| RU2055708C1 (en) | Electrochemical dimensional treatment method | |
| RU2275994C2 (en) | Sheet blank electrochemical treatment method and apparatus for performing the same | |
| JP4348506B2 (en) | Electric discharge machining method and apparatus | |
| RU98108078A (en) | METHOD OF ELECTROCHEMICAL DIMENSIONAL PROCESSING | |
| EP0328763A1 (en) | Finishing method employing electro-chemical process | |
| SU717846A1 (en) | Method of interelectrode gap control at electrochemical treatment | |
| RU2740936C1 (en) | Electric spark coating application method and device for implementation thereof | |
| RU2747436C1 (en) | Method for high-precision continous pulse-cyclic dimensional electrochemical treatment of parts with an oscillating electrode | |
| SU585948A1 (en) | Electrochemical machining method | |
| SU1484515A1 (en) | Method of spark-erosion alloying | |
| SU1301594A1 (en) | Method of extremum control of electro-erosion process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050425 |