RU2303087C2

RU2303087C2 - Method and device for local electrochemical treatment of channel edges

Info

Publication number: RU2303087C2
Application number: RU2005115603/02A
Authority: RU
Inventors: Василий Григорьевич Грицюк (RU); Василий Григорьевич Грицюк; Владислав Павлович Смоленцев (RU); Владислав Павлович Смоленцев; Александр Николаевич Некрасов (RU); Александр Николаевич Некрасов; Александр Викторович Бондарь (RU); Александр Викторович Бондарь; Галина Николаевна Климова (RU); Галина Николаевна Климова; Иван Тихонович Коптев (RU); Иван Тихонович Коптев
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский механический завод"
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2007-07-20
Also published as: RU2005115603A

Abstract

FIELD: electrochemical treatment of channel edges.

SUBSTANCE: proposed method includes anode dissolving of burrs on edges of cast part channel by means of electrode-tool performing the reciprocating motion along its axis; after reaching burrs, amplitude of oscillations is reduced till complete removal of burrs. Device proposed for realization of this method includes electrode-tool with body, working part and dielectric guide. Electrode-tool has through channel with check valve between end face of dielectric guide and body. Electrode-tool is connected with reciprocating motion drive and motion direction sensor. Length of working part of electrode-tool shall be no less than maximum length of burrs to reduce the electrode gap and to minimize zone of treatment.

EFFECT: enhanced efficiency.

3 cl, 3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области электрохимической обработки сплавов и может быть использовано для снятия заусенцев на кромках каналов.The invention relates to the field of electrochemical processing of alloys and can be used for deburring at the edges of channels.

Известен способ электрохимической обработки, включающий продольное перемещение электрода с заданием осцилляции вдоль оси обработки (а.с. №1085734, кл. В23Р 1/04; 1/10). Недостатком способа является невозможность использования его для обработки каналов с заусенцами, так как передняя диэлектрическая направляющая имеет сечение, превышающее размер канала с учетом толщины заусенцев в корневой части. Кроме того, недостатком данного способа является неравномерный съем материала.A known method of electrochemical processing, including the longitudinal movement of the electrode with the task of oscillation along the axis of processing (AS No. 1085734, class B23P 1/04; 1/10). The disadvantage of this method is the inability to use it for processing channels with burrs, since the front dielectric guide has a cross section exceeding the size of the channel, taking into account the thickness of the burrs in the root part. In addition, the disadvantage of this method is the uneven removal of material.

Известна установка для электрохимического снятия заусенцев с расположенных на транспортирующем механизме деталей, над которыми установлено катодное устройство в виде двух параллельно расположенных сеток, отверстия которых совмещены друг с другом, причем верхняя сетка выполнена из токопроводящего материала с диаметром отверстий, равным диаметру обрабатываемых элементов, а нижняя из диэлектрического материала с диаметром отверстий, меньшим диаметра обрабатываемых элементов, при этом расстояние между сетками равно радиусу элементов (а.с. №697290, кл. В23Р 1/04). Недостатком данного устройства является то, что съем металла происходит со всей поверхности деталей, при металлическом контакте с эрозионно-стойкими гранулами нарушается точность обработки.A known installation for electrochemical deburring from parts located on the transport mechanism, over which a cathode device is installed in the form of two parallel grids, the openings of which are aligned with each other, the upper grid made of conductive material with a hole diameter equal to the diameter of the processed elements, and the lower from a dielectric material with a hole diameter smaller than the diameter of the processed elements, while the distance between the grids is equal to the radius of the elements (AS No. 697290, class B23P 1/04). The disadvantage of this device is that the removal of metal occurs from the entire surface of the parts, with metal contact with erosion-resistant granules, the accuracy of processing is impaired.

Известно устройство для электрохимического удаления заусенцев с деталей, подаваемых с помощью диэлектрической транспортирующей ленты, в которой выполнены отверстия для установки деталей в зону обработки между перфорированными катодом и анодом, причем поверхность катода, обращенная к ленте, покрыта перфорированным листовым диэлектриком (а.с. №410908, кл. В23Р 1/04). Недостатком данной конструкции является то, что съем металла происходит со всей поверхности обрабатываемой детали.A device for electrochemical deburring of parts supplied using a dielectric conveying tape, in which holes are made for mounting parts in the processing zone between the perforated cathode and the anode, the cathode surface facing the tape is covered with a perforated dielectric sheet (A.S. No. 410908, CL B23P 1/04). The disadvantage of this design is that the removal of metal occurs from the entire surface of the workpiece.

Технической задачей данной разработки является локализация процесса удаления заусенцев с кромок отверстия, уменьшение межэлектродных зазоров за счет снижения выступающей части заусенцев и минимизации зоны обработки в районе кромки канала с заусенцами.The technical task of this development is the localization of the process of removing burrs from the edges of the hole, reducing the interelectrode gaps by reducing the protruding part of the burrs and minimizing the processing zone in the region of the edge of the channel with burrs.

Данная задача решается с помощью способа электрохимической обработки кромок каналов в среде электролита с электрод-инструментом, имеющим рабочую часть и диэлектрическую направляющую, совершающим возвратно-поступательные движения, включающего анодное растворение заусенцев на кромках канала, причем электрод-инструмент совершает возвратно-поступательные движения вдоль своей оси до достижения рабочей частью электрода-инструмента заусенцев с дальнейшим уменьшением амплитуды колебаний до полного удаления заусенцев. Устройство для локальной электрохимической обработки кромок каналов содержит электрод-инструмент с корпусом, рабочей частью, диэлектрической направляющей, электрод-инструмент имеет сквозной канал с обратным клапаном между торцом диэлектрической направляющей и корпусом и соединен с приводом возвратно-поступательного движения, при этом длина рабочей части электрод-инструмента равна не менее наибольшей длины заусенцев. Кроме того, диэлектрическая направляющая выполнена с заборным уклоном, имеющим сечение по ее задней поверхности, равное минимальному сечению канала без удвоенной толщины заусенцев у корневой части и углом заборного уклона не более угла трения между материалами диэлектрической направляющей и детали, а задняя поверхность диэлектрической направляющей перпендикулярна оси электрода-инструмента.This problem is solved using the method of electrochemical processing of the channel edges in an electrolyte medium with an electrode tool having a working part and a dielectric guide, making reciprocating movements, including anodic dissolution of the burrs on the channel edges, and the electrode tool performs reciprocating movements along its axis until the working part of the electrode-tool burrs with a further decrease in the amplitude of vibration until the complete removal of burrs. A device for local electrochemical processing of channel edges contains an electrode tool with a housing, a working part, a dielectric guide, the electrode tool has a through channel with a check valve between the end face of the dielectric guide and the housing and is connected to a reciprocating drive, while the length of the working part is an electrode - The tool is equal to at least the largest length of the burrs. In addition, the dielectric guide is made with an intake slope having a cross section along its rear surface that is equal to the minimum channel section without doubled burrs at the root and an angle of intake not more than the friction angle between the materials of the dielectric guide and the part, and the rear surface of the dielectric guide is perpendicular to the axis electrode tool.

На фиг.1 изображено устройство в разрезе, на фиг.2 - электрод-инструмент с рабочей частью и с диэлектрической направляющей, на фиг.3 - положение электрода-инструмента после смятия заусенцев.Figure 1 shows the device in section, figure 2 - electrode-tool with a working part and with a dielectric guide, figure 3 - the position of the electrode-tool after removing the burrs.

Устройство для локальной электрохимической обработки состоит из электрода-инструмента 1, установленного с возможностью возвратно-поступательного движения, вдоль своей оси, состоящего из корпуса 2, рабочей части 3, диэлектрической направляющей 4. Электрод-инструмент 1 имеет канал 5 для подачи электролита, соединяющего торец диэлектрической направляющей 4 и корпус 2. Диэлектрическая направляющая 4 выполнена в форме (фиг.2) заборного уклона (угол α). На входе в канал 5, расположенный в корпусе 2, установлен обратный клапан 6. Торец 7 детали 8 с каналом 9, имеющим заусенцы 10, заглушают на время обработки заглушкой 11 для заполнения электролитом 12 со стороны, противоположной обрабатываемым кромкам. Диэлектрическая направляющая 4 выполнена с заборным уклоном с углом α (для круглых отверстий это - конус) и размером d в сечении по задней поверхности, равным минимальному сечению канала 9 без удвоенной величины толщины в корневой части заусенцев 10. Электрод-инструмент соединен с приводом 13. От диэлектрической направляющей 4 сигнал о силе сопротивления ее движению передается датчику 14 сопротивления движению, работающему в заданном диапазоне, выше которого он переключает направление движения привода 13, а ниже выключает движение электрода-инструмента 1 и ток. Длина h (фиг.2) рабочей части 3 электрода-инструмента 1 должна быть не менее высоты заусенцев 10 после пригибания их диэлектрической направляющей 4 вдоль поверхности обрабатываемого канала 9. Диэлектрическая направляющая 4 в конусе подачи электрода-инструмента 1 занимает положение, показанное на фиг.3.A device for local electrochemical processing consists of an electrode-tool 1, mounted with the possibility of reciprocating motion, along its axis, consisting of a housing 2, a working part 3, a dielectric guide 4. The electrode-tool 1 has a channel 5 for supplying an electrolyte connecting the end dielectric guide 4 and the housing 2. The dielectric guide 4 is made in the form (figure 2) of the intake slope (angle α). At the entrance to the channel 5, located in the housing 2, a check valve 6 is installed. The end face 7 of the part 8 with the channel 9 having burrs 10 is plugged during processing with a plug 11 to fill with electrolyte 12 from the side opposite to the edges being processed. The dielectric guide 4 is made with an intake slope with an angle α (for round holes this is a cone) and a dimension d in the section along the rear surface equal to the minimum section of the channel 9 without twice the thickness in the root of the burrs 10. The electrode-tool is connected to the drive 13. From the dielectric guide 4, a signal about the resistance to its movement is transmitted to the motion resistance sensor 14, operating in a predetermined range, above which it switches the direction of movement of the actuator 13, and below it turns off the electrode strument 1 and current. The length h (FIG. 2) of the working part 3 of the electrode-tool 1 should be not less than the height of the burrs 10 after bending their dielectric guide 4 along the surface of the machined channel 9. The dielectric guide 4 in the feed cone of the electrode-tool 1 occupies the position shown in FIG. 3.

Устройство для локальной электрохимической обработки работает следующим образом.A device for local electrochemical processing works as follows.

Электрод-инструмент 1 соединен с приводом 13 возвратно-поступательного движения вдоль оси рабочей части 3. От направляющей 4 сигнал о силе сопротивления ее движению передается датчику сопротивления движению 14, работающему в заданном диапазоне сопротивления движению, выше которого он переключает направление движения привода 13, а ниже выключает движение электрода-инструмента 1 и ток.The electrode tool 1 is connected to the drive 13 of the reciprocating motion along the axis of the working part 3. From the guide 4, a signal about the resistance to its movement is transmitted to the resistance sensor to the movement 14, operating in a given range of resistance to movement, above which it switches the direction of movement of the drive 13, and below turns off the movement of the electrode-tool 1 and the current.

Способ осуществляют следующим образом. Заглушают канал 9 заглушкой 11 со стороны, противоположной обрабатываемой кромке с заусенцами 10, устанавливают деталь 8 с каналами в электролит 12, заполняют электролитом 12 каналы 9 и поддерживают снаружи уровень электролита 12 выше клапана 6. Вводят заборный уклон (в частном случае заборный конус) в канал 9, пригибая при этом заусенцы 10 вдоль отверстия к его стенкам. Перемещают электрод-инструмент 1 вдоль отверстия 9 до прохождения задней поверхностью диэлектрической направляющей 4 вершин заусенцев 10, что фиксируется датчиком сопротивления движению 14. За счет инерции системы поверхность 15 (фиг.2) отойдет от вершин заусенцев 10 (фиг.3). После чего датчик 14 подает сигнал на привод 13, который реверсирует движение электрода-инструмента 1 до упора задней поверхности 15 в вершины заусенцев 10, которые за счет пружинения перекрыли обратное движение передней диэлектрической направляющей 4. При этом клапан 6 в канале 5 открыт и электролит 12 поступает в канал 9. После упора поверхности 15 в вершины заусенцев 10 за счет возрастания сил сопротивления движению электрода-инструмента 1 датчик 14 подает команду приводу 13 реверсировать движение и продолжать обработку заусенцев 10 за счет тока на рабочей части 3 (минус полярности) и детали 8 при прокачке (закрытом клапане 6) электролита из канала 9 между направляющей 4 и заусенцами 10. По мере растворения заусенцев 10 их длина и толщина сокращаются, что приводит к удалению заусенцев 10 и выходу рабочей части из канала 9, где датчик 14 подает сигнал на прекращение обработки, не допуская дальнейшего удаления металла со стенок канала 9.The method is as follows. The channel 9 is plugged with a plug 11 from the side opposite to the edge with burrs 10, a part 8 with channels is installed in the electrolyte 12, channels 9 are filled with electrolyte 12 and the electrolyte 12 is maintained externally above the valve 6. Intake slope is introduced (in particular, the intake cone) into channel 9, while bending the burrs 10 along the hole to its walls. The electrode-tool 1 is moved along the hole 9 until the rear surface of the dielectric guide passes 4 vertices of the burrs 10, which is detected by the motion resistance sensor 14. Due to the inertia of the system, surface 15 (Fig. 2) will move away from the vertices of the burrs 10 (Fig. 3). After that, the sensor 14 sends a signal to the actuator 13, which reverses the movement of the electrode-tool 1 against the back of the back surface 15 to the vertices of the burrs 10, which, due to spring, blocked the reverse movement of the front dielectric guide 4. In this case, the valve 6 in channel 5 is open and the electrolyte 12 enters the channel 9. After the surface 15 stops at the vertices of the burrs 10 due to an increase in the resistance forces to the movement of the electrode-tool 1, the sensor 14 instructs the drive 13 to reverse the movement and continue processing of the burrs 10 due to the current n the working part 3 (minus the polarity) and part 8 when pumping (closed valve 6) the electrolyte from the channel 9 between the guide 4 and the burrs 10. As the burrs 10 dissolve, their length and thickness decrease, which leads to the removal of burrs 10 and the exit of the working part from channel 9, where the sensor 14 gives a signal to stop processing, preventing further removal of metal from the walls of channel 9.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

В стальной литой детали сделаны отверстия ⌀ 42±0,1 мм и глубиной 62 мм. Со стороны выхода зенкера образовались заусенцы высотой до 0,7 мм и толщиной в корневой части до 0,3 мм. Обработка выполнялась при включенном токе с напряжением 12 В в среде 15% NaNO₃ электродом-инструментом с передней направляющей диаметром 40,5 и 41,3 мм соответственно на концах. Длина рабочей части электрода-инструмента 5 мм. Частота возвратно-поступательного движения электрода-инструмента 1 Гц. Время обработки под током 1,2 минуты, после выхода рабочей части 3 из канала 9 по команде датчика 14 ток отключали, а деталь снимали со станка. Измерения показали отсутствие заусенцев на кромках по глубине ⌀ 42±0,1 мм. Наблюдалось в зоне обработки снижение высоты неровностей, что улучшило качество кромок в отверстии.Holes ± 42 ± 0.1 mm and a depth of 62 mm were made in the steel cast part. Burrs up to 0.7 mm high and up to 0.3 mm thick in the root part were formed on the exit side of the core drill. The processing was carried out at a switched-on current with a voltage of 12 V in a medium of 15% NaNO ₃ with a tool electrode with a front guide with a diameter of 40.5 and 41.3 mm, respectively, at the ends. The length of the working part of the electrode-tool is 5 mm. The frequency of the reciprocating movement of the electrode-tool 1 Hz. Processing time under a current of 1.2 minutes, after the working part 3 left channel 9, the current was turned off by the command of sensor 14, and the part was removed from the machine. Measurements showed the absence of burrs on the edges at a depth of ⌀ 42 ± 0.1 mm. A decrease in the height of irregularities was observed in the treatment zone, which improved the quality of the edges in the hole.

Таким образом способ и устройство оказались работоспособными.Thus, the method and device turned out to be workable.

Claims

1. The method of local electrochemical processing of the channel edges of the molded part in an electrolyte medium with an electrode tool having a working part and a dielectric guide and making reciprocating movements, including anodic dissolution of burrs on the channel edges, characterized in that the electrode tool performs reciprocating movement along its axis until the working part of the electrode-tool burrs with a further decrease in the amplitude of vibration until the complete removal of burrs.

2. A device for local electrochemical processing of channel edges of a molded part, comprising an electrode tool with a housing, a working part, a dielectric guide, characterized in that the electrode tool between the end face of the dielectric guide and the housing has a through channel with a check valve, and the electrode tool is connected with a reciprocating drive and a direction sensor, while the length of the working part of the electrode-tool is not less than the greatest length of the burrs.

3. The device according to claim 2, characterized in that the dielectric guide is made with an intake slope having a cross section along its rear surface equal to the minimum channel section without doubled the burr thickness at the root part and the intake slope angle of not more than the friction angle between the materials of the dielectric guide and parts, and the back surface of the dielectric guide is perpendicular to the axis of the electrode-tool.