RU2224626C2

RU2224626C2 - Method for grinding by means of electrically conducting grinding wheel

Info

Publication number: RU2224626C2
Application number: RU2002109347/02A
Authority: RU
Inventors: К.М. Газизуллин; Г.П. Смоленцев; В.П. Смоленцев; З.Б. Садыков
Original assignee: Воронежский государственный технический университет
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2004-02-27

Abstract

FIELD: mutually opposite finish grinding at applying electric current by means of periphery of metallic or abrasive electrically conducting grinding wheel. SUBSTANCE: electrolyte is fed to grinding zone by pulses opposite relative to wheel motion direction at side of non-worked surface of blank under pressure. Value of said pressure exceeds pressure created by mutually opposite rotation of wheel by angle providing flowing of electrolyte around wheel at side of worked surface during time period until outlet of wheel from working zone. Said time period defines pulse duration for supplying electrolyte. Pauses between electrolyte supply are controlled according to time of complete removal of electrolyte contaminated with working products during above mentioned pulse. EFFECT: enhanced accuracy of grinding due to equalizing properties of electrolyte in working zone and due to elimination of hydraulic wedge on worked surface. 1 dwg

Description

Способ относится к области машиностроения и может применяться при встречном чистовом шлифовании с наложением тока периферией металлического или абразивного токопроводящего круга. The method relates to the field of mechanical engineering and can be used in counter finishing grinding with the application of current by the periphery of a metal or abrasive conductive wheel.

Известен способ шлифования токопроводящими кругами /1/, в котором подача электролита производится вдоль обрабатываемой поверхности, в том числе схема с дозированной подачей электролита. К недостаткам схемы, приведенной в /1/, относится образование жидкостных клиньев со стороны обработанной поверхности заготовки, что приводит к нарушению точности обработки и созданию неравных условий обработки по ширине круга, что вносит погрешности профиля. Известен также способ /2/ со встречной подачей инструмента, удалением электролита с круга с помощью скребка и торцевой подачей электролита через форсунку в зону резания, что, по мнению автора, позволяет устранить гидравлический клин с обработанной поверхности и повысить точность шлифования. По технической сущности наиболее близким следует считать способ шлифования по /2/, который осуществляют при встречном шлифовании путем импульсной подачи электролита через форсунку и удаления его с круга. Однако в указанной схеме подача электролита выполняется с торцевой стороны круга и анодное растворение материала заготовки происходит неравномерно по ширине круга, т.к. количество электролита уменьшается по направлению его подачи на круг и процесс затухает. Часть электролита попадает на обработанную поверхность и нарушает точность. A known method of grinding with conductive wheels / 1 /, in which the supply of electrolyte is carried out along the surface to be treated, including a circuit with a dosed supply of electrolyte. The disadvantages of the scheme given in / 1 / include the formation of liquid wedges on the part of the processed surface of the workpiece, which leads to a violation of the processing accuracy and the creation of unequal processing conditions along the width of the circle, which introduces profile errors. There is also known a method / 2 / with counter feed of the tool, removal of electrolyte from the circle with a scraper and end feed of electrolyte through the nozzle to the cutting zone, which, according to the author, allows to eliminate the hydraulic wedge from the treated surface and improve grinding accuracy. According to the technical essence, the grinding method according to / 2 / should be considered closest, which is carried out during counter grinding by pulsed feeding of the electrolyte through the nozzle and removing it from the circle. However, in this scheme, the supply of electrolyte is performed from the end side of the circle and the anodic dissolution of the workpiece material is uneven along the width of the circle, because the amount of electrolyte decreases in the direction of its supply to the circle and the process decays. Part of the electrolyte falls on the treated surface and violates the accuracy.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность обработанной поверхности за счет выравнивания свойств электролита в зоне обработки и устранения гидравлического клина на обработанной поверхности. The proposed method allows to increase the accuracy of the treated surface by aligning the properties of the electrolyte in the treatment zone and eliminating the hydraulic wedge on the treated surface.

Это достигается тем, что электролит в зону обработки подают навстречу движению круга со стороны необработанной поверхности заготовки под давлением, превышающим давление, создаваемое встречным вращением круга на величину, обеспечивающую обтекание круга электролитом со стороны обработанной поверхности в течение времени, ограниченного выходом его из зоны обработки, определяющего длительность импульса, а паузы между подачами электролита регулируют по времени полного удаления загрязненного в течение импульса продуктами обработки электролита. This is achieved by the fact that the electrolyte is fed into the processing zone towards the movement of the circle from the side of the raw surface of the workpiece under a pressure exceeding the pressure created by counter rotation of the circle by an amount that ensures that the circle flows around the circle of electrolyte from the surface of the treated surface for a time limited by its exit from the processing zone, determining the duration of the pulse, and the pauses between the electrolyte feeds are regulated by the time of complete removal of contaminated during the pulse products of processing elec Rolita.

Сущность предлагаемого способа приведена на чертеже. Токопроводящий круг 1 работает периферией и вращается в направлении 2 с подачей в направлении 3. На него подается отрицательный полюс источника тока. Положительный полюс подведен к заготовке 4. Через систему стабилизации температуры электролита 5 насосом 6 через клапан 7 (например, электромагнитный), форсунку 8 подается электролит 9 под давлением, превышающим противодавление от вращения круга 1. На выходе электролита 9 из зоны обработки на границе круга установлен датчик 10, жестко связанный с осью круга 1. Сигнал с датчика 10 поступает на блок управления 11. Со стороны необработанной поверхности на границе наружной поверхности круга установлен пустотелый скребок 12, вакуумный насос 13, фильтр 14 и датчик 15 наличия электролита. The essence of the proposed method is shown in the drawing. The conductive circle 1 operates peripherally and rotates in direction 2 with a feed in direction 3. The negative pole of the current source is supplied to it. The positive pole is connected to the workpiece 4. Through the electrolyte temperature stabilization system 5 by pump 6 through valve 7 (for example, electromagnetic), the nozzle 8 is supplied with electrolyte 9 under a pressure exceeding the counter-pressure from rotation of circle 1. At the electrolyte 9 exit from the treatment zone, the circle is installed at the circle boundary a sensor 10, rigidly connected with the axis of the circle 1. The signal from the sensor 10 is fed to the control unit 11. From the side of the untreated surface, a hollow scraper 12, a vacuum pump 13, a filter 14 is installed on the boundary of the outer surface of the circle and an electrolyte presence sensor 15.

Способ осуществляют следующим образом: настраивают положение круга 1 относительно заготовки 4 таким образом, чтобы наружный диаметр круга находился на расстоянии межэлектродного зазора от обработанной поверхности детали. Если допуск на шлифование значительно превышает межэлектродный зазор (несколько микрон), то настройку ведут по совпадению профиля обработанной поверхности с наружной поверхностью круга. Включают вращение 2 круга 1, насос 6. При этом клапан 7 открыт и электролит 9 поступает через систему стабилизации температуры 5, форсунку 8 в пространство между кругом 1 и заготовкой 4. Подают постоянный или импульсный ток на круг 1 (минус) и заготовку 4 (плюс), включают подачу 3. Увеличивают давление насоса 6 до появления на обработанной поверхности электролита 9 и срабатывания датчика 10 (например, датчика давления), далее сигнал поступает на блок управления 11, откуда поступает команда на перекрытие клапана 7, пропускающего электролит к форсунке 8. Электролит из пространства между кругом 1 и заготовкой 4 выбрасывается кругом 1 и отсасывается через пустотелый скребок 12 вакуумным насосом 13, очищается фильтром 14. Полное удаления электролита с круга 1 фиксируется датчиком 15 наличия электролита (например, датчиком сопротивления), откуда сигнал поступает на блок управления 11, дающий команду на открытие клапана 7. Далее цикл повторяется. The method is as follows: adjust the position of the circle 1 relative to the workpiece 4 so that the outer diameter of the circle is at a distance of the interelectrode gap from the machined surface of the part. If the tolerance for grinding significantly exceeds the interelectrode gap (several microns), then the adjustment is made according to the coincidence of the profile of the processed surface with the outer surface of the circle. Turn on rotation 2 of circle 1, pump 6. In this case, valve 7 is open and electrolyte 9 enters through temperature stabilization system 5, nozzle 8 into the space between circle 1 and workpiece 4. A direct or pulse current is applied to circle 1 (minus) and workpiece 4 ( plus), turn on the feed 3. Increase the pressure of the pump 6 until the electrolyte 9 appears on the treated surface and the sensor 10 (for example, a pressure sensor) is triggered, then the signal is sent to the control unit 11, from which a command is sent to shut off the valve 7 passing the electrolyte to the nozzle 8 . E The electrolyte from the space between the circle 1 and the workpiece 4 is ejected by the circle 1 and is sucked out through the hollow scraper 12 with a vacuum pump 13, it is cleaned by the filter 14. The complete removal of electrolyte from the circle 1 is detected by the electrolyte presence sensor 15 (for example, a resistance sensor), from where the signal is sent to the control unit 11, giving the command to open the valve 7. Next, the cycle repeats.

В зоне обработки происходят следующие процессы: за счет избыточного давления свежий электролит поступает вдоль рабочей поверхности круга 1 навстречу его движению. Круг 1 захватывает ранее поступившие порции электролита 9, участвующие в процессе анодного съема металла под действием тока, и выбрасывает их из пространства между кругом 1 и заготовкой 4, обновляя состав и выравнивая свойства электролита 9, что способствует получению одинакового съема со всей поверхности заготовки и высокой точности обработки. За счет прекращения подачи электролита 9 по сигналу датчика 10 со стороны обработанной поверхности заготовки 4 не происходит анодного растворения этой поверхности и нарушения точности уже сформированных кругом участков, а переносимый поверхностью круга 1 электролит 9 не может достичь обработанной поверхности заготовки 4, т.к. удаляется скребком 12. После прекращения поступления в пространство между кругом 1 и заготовкой 4 электролита 9 происходит быстрая очистка пространства от электролита 9 с продуктами обработки за счет вращения круга 1 в направлении необработанной поверхности заготовки, что не нарушает точности обработанной поверхности за счет дополнительного съема металла анодным растворением заготовки 4. Периодическое поступление незагрязненного электролита 9 после полного удаления загрязненного позволяет достичь одинаковых условий обработки в течение всех рабочих циклов и одинакового съема припуска на требуемую величину, что повышает точность обработки. Износ круга 1 в случае отсутствия абразивных зерен при анодном растворении отсутствует, а при токопроводящем абразивном круге на 1-2 порядка ниже, чем без наложения тока, поэтому точность обработки определяется стабильностью протекания процесса за счет анодного растворения и устранения такого процесса на обработанной поверхности заготовки 4. The following processes occur in the treatment zone: due to excess pressure, fresh electrolyte enters along the working surface of circle 1 towards its movement. The circle 1 captures the previously received portions of electrolyte 9, participating in the process of anodic metal removal under the action of current, and throws them out of the space between the circle 1 and the workpiece 4, updating the composition and aligning the properties of the electrolyte 9, which contributes to the same removal from the entire surface of the workpiece and high precision machining. Due to the interruption in the supply of electrolyte 9 at the signal of the sensor 10 from the side of the processed surface of the workpiece 4, anodic dissolution of this surface and violation of the accuracy of the sections already formed by the circle do not occur, and the electrolyte 9 transferred by the surface of the circle 1 cannot reach the processed surface of the workpiece 4, because it is removed by a scraper 12. After the flow into the space between the circle 1 and the preform 4 of the electrolyte 9 ceases, the space is quickly cleaned from the electrolyte 9 with the processed products by rotating the circle 1 in the direction of the unprocessed surface of the workpiece, which does not violate the accuracy of the processed surface due to the additional removal of metal by the anode dissolution of the workpiece 4. Periodic flow of uncontaminated electrolyte 9 after complete removal of contaminated allows to achieve the same processing conditions during e of all working cycles and the same removal of stock for the required amount, which increases the accuracy of processing. The wear of circle 1 in the absence of abrasive grains during anodic dissolution is absent, and with a conductive abrasive wheel it is 1-2 orders of magnitude lower than without applying current, therefore the accuracy of processing is determined by the stability of the process due to anodic dissolution and elimination of such a process on the treated surface of the workpiece 4 .

Пример осуществления способа: обрабатывались базовые поверхности замков лопаток ГТД из материала ЭИ437Б электроабразивным кругом диаметром 180 мм и шириной 40 мм. Режимы обработки: напряжение 8 В, припуск 0,5 мм, окружная скорость на периферии круга 38 м/с, подача 90 мм/мин, давление электролита на входе до 0,15 МПа. Полученные результаты: погрешность всего профиля после обработки не более 20 мкм, что в 1,7-2 раза ниже, чем при электроабразивной обработке с постоянной подачей электролита по направлению вращения круга, и в 4-5 раз ниже по сравнению с погрешностями на концевых участках деталей, обрабатываемых электроабразивной обработкой с постоянной подачей электролита. An example of the method: the base surfaces of the locks of GTE blades from material EI437B were machined with an electro-abrasive wheel with a diameter of 180 mm and a width of 40 mm. Processing modes: voltage 8 V, allowance 0.5 mm, peripheral speed at the periphery of the circle 38 m / s, feed 90 mm / min, pressure of the electrolyte at the input up to 0.15 MPa. The results obtained: the error of the entire profile after processing is not more than 20 μm, which is 1.7-2 times lower than with electro-abrasive treatment with a constant supply of electrolyte in the direction of rotation of the circle, and 4-5 times lower compared to the errors at the end sections parts processed by electro-abrasive machining with a constant supply of electrolyte.

Источники информации
1. Халимуллин Р.М., Буздаев Ф.В., Газизуллин К.М. Прогрессивные методы обработки лопаток ГТД. М: Изд-во ЦИПККАП, 1997, С.7.Sources of information
1. Halimullin R.M., Buzdaev F.V., Gazizullin K.M. Progressive methods for processing GTE blades. M: Publishing house TsIPKKAP, 1997, S.7.

2. Бердник В.В. Шлифование токопроводящими кругами с наложением электрического поля. Киев: "Виша школа". 1984, С.51.4 2. Berdnik VV Grinding with conductive wheels with an electric field. Kiev: "Visha school." 1984, p. 51.4

Claims

A method of grinding with a conductive wheel, comprising treating the workpiece by counter-grinding the periphery of the rotating circle with applying current and pulsed electrolyte supply, characterized in that the electrolyte is fed into the processing zone towards the movement of the wheel from the side of the raw surface of the workpiece under a pressure exceeding the pressure created by the counter-rotation of the wheel by the value that ensures electrolyte flow around the circle from the side of the treated surface, for a time limited by its exit from the treatment zone the time of the pulse, and the pauses between the electrolyte feeds are controlled by the time of complete removal of the electrolyte products contaminated during the pulse.