RU2448818C1

RU2448818C1 - Method of two-sided electrochemical machining

Info

Publication number: RU2448818C1
Application number: RU2011102991/02A
Authority: RU
Inventors: Альберт Раисович Маннапов (RU); Альберт Раисович Маннапов; Насих Зиятдинович Гимаев (RU); Насих Зиятдинович Гимаев; Тимур Рашитович Идрисов (RU); Тимур Рашитович Идрисов; Вячеслав Александрович Зайцев (RU); Вячеслав Александрович Зайцев
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Есм"
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-04-27

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: proposed method may be used for machining components of compressors and gas turbines made from refractory titanium alloys and other difficult-to-machine materials. Workpiece is connected to positive poles of two poser supplies. Workpiece is machined on both sides by two galvanically-isolated electrodes. Each said electrodes is connected with negative pole of appropriate power supply and arranged opposite appropriate machined surface. Prior to machining, machining allowance is defined for every surface. Thereafter, electrodes are fed at the rate in proportion to allowances. Set of pulses are fed from appropriate power supplies to every electrode and workpiece. Said pulses are fed in turns and feature duration selected to ensure equality of currents passed through both machined surfaces.

EFFECT: better distribution of hydraulic forces and temperatures.

17 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области импульсной электрохимической размерной обработки (ЭХО) токопроводящих материалов и может быть использовано для двусторонней обработки деталей, например лопаток компрессоров и турбин газотурбинной техники из жаропрочных, жаростойких, титановых сплавов и других труднообрабатываемых механическими методами материалов.The invention relates to the field of pulsed electrochemical dimensional processing (ECHO) of conductive materials and can be used for two-sided processing of parts, for example, compressor blades and turbines of gas turbine technology from heat-resistant, heat-resistant, titanium alloys and other materials that are difficult to machine by mechanical methods.

Известен способ электрохимической размерной обработки турбинных лопаток, включающий обработку двумя вибрирующими электродами-инструментами с синхронизированной с вибрационными колебаниями электродов-инструментов подачей импульсов технологического напряжения и с поступательным движением электродов-инструментов относительно заготовки, при котором обработку профиля пера лопатки осуществляют последовательно сначала одним съемным электродом-инструментом, а затем после поворота заготовки в крепежном приспособлении вдоль оси изделия на 180° и установки его на съемный диэлектрический ложемент, профиль которого повторяет геометрию рабочей поверхности первого электрода-инструмента, вторым съемным электродом-инструментом при амплитудном значении технологического напряжения 6÷8 В, линейной скорости подачи каждого электрода-инструмента 0,23÷0,28 мм/мин и длительности импульса технологического напряжения 3÷3,4 мс [Патент РФ 2305614, МПК В23Н 3/00. Способ электрохимической размерной обработки турбинных лопаток и устройство для его осуществления / Строшков В.П., Пшеничников В.А. // Б.И., 2007. №25].A known method of electrochemical dimensional processing of turbine blades, including the processing of two vibrating electrodes-tools with synchronized vibrational vibrations of the electrodes of the tools by supplying pulses of technological voltage and with the translational movement of the electrodes of the tools relative to the workpiece, in which the profile processing of the pen blade is carried out sequentially first with one removable electrode tool, and then after turning the workpiece in the mounting fixture along the axis of the product 180 ° and installing it on a removable dielectric tool tray, the profile of which repeats the geometry of the working surface of the first electrode-tool, the second removable electrode-tool with an amplitude value of the process voltage of 6 ÷ 8 V, linear feed rate of each electrode-tool 0.23 ÷ 0 , 28 mm / min and the pulse duration of the technological voltage 3 ÷ 3.4 ms [RF Patent 2305614, IPC V23N 3/00. The method of electrochemical dimensional processing of turbine blades and a device for its implementation / Stroshkov V.P., Pshenichnikov V.A. // B. I., 2007. No. 25].

Недостатком этого способа является то, что обе стороны детали (турбинной лопатки) обрабатываются от разных баз с перестановкой электрода-инструмента, что отрицательно сказывается на точности обработки. Кроме того, при последовательной обработке обеих сторон тонкостенных деталей (таких, как компрессорные лопатки, особенно последних ступеней) по описанному способу происходит коробление детали после ее снятия из приспособления, что объясняется релаксацией возникающих во время обработки термических напряжений, являющихся следствием неравномерного объемного нагрева детали и межэлектродной среды (газожидкостной смеси) проходящим током, и механических напряжений, возникающих вследствие импульсного повышения давления в межэлектродном промежутке в момент сближения электродов в каждом периоде их вибрационного движения. Также указанные в рассматриваемом способе диапазоны параметров режима обработки не позволяют обрабатывать детали из титановых сплавов из-за очень низких значений подаваемого технологического напряжения. Кроме того, из литературы известно, что при обработке титановых сплавов для обеспечения низкой шероховатости поверхности и отсутствия питтингообразования в зоне действия малых плотностей тока обработку необходимо вести группами импульсов микросекундного диапазона длительностей [Патент РФ 2188102, МПК В23Н 3/00. Способ электрохимической обработки титановых сплавов / Агафонов И.Л., Безруков С.В., Гимаев Н.З. и др. // Б.И., 2002].The disadvantage of this method is that both sides of the part (turbine blades) are processed from different bases with the permutation of the electrode-tool, which negatively affects the accuracy of processing. In addition, during sequential processing of both sides of thin-walled parts (such as compressor blades, especially the last steps) according to the described method, the part warps after it is removed from the device, which is explained by the relaxation of thermal stresses that occur during processing, which are the result of uneven volume heating of the part and interelectrode medium (gas-liquid mixture) by passing current, and mechanical stresses arising as a result of a pulse increase in pressure in the interelectrode The gap between the electrodes in each period of their vibrational movement. Also, the ranges of processing mode parameters indicated in the method under consideration do not allow processing of parts from titanium alloys due to the very low values of the supplied process voltage. In addition, it is known from the literature that when processing titanium alloys to ensure low surface roughness and the absence of pitting formation in the zone of action of low current densities, processing must be carried out by groups of pulses of the microsecond range of durations [RF Patent 2188102, IPC В23Н 3/00. The method of electrochemical processing of titanium alloys / Agafonov I.L., Bezrukov S.V., Gimaev N.Z. and others // B.I., 2002].

Известен способ круговой электрохимической размерной обработки лопаток ГТД, при котором заготовку лопатки располагают в рабочей камере, закрепляют ее по предварительно обработанным базовым поверхностям и ведут обработку двумя электродами-инструментами с подачей напряжения на электроды-инструменты и заготовку, прокачкой электролита через межэлектродный промежуток и заданием электродам-инструментам синхронно-дискретного перемещения с периодическим "ощупыванием" лопатки, при этом профиль рабочих поверхностей электродов-инструментов выполняют близким к заданному профилю лопатки, а направление перемещения каждого из электродов задают так, что оно образует с осью лопатки острый угол, вершина которого обращена в сторону полки лопатки, при этом угол между направлением перемещения каждого из электродов-инструментов и осью лопатки выбирают в пределах 60÷80°, а подачу электролита осуществляют со стороны конца пера лопатки [Патент РФ 2058863, МПК В23Н 9/10. Способ круговой электрохимической обработки лопаток ГТД / Ерочкин М.П., Карпов Б.Л., Поляев О.Н. и др. // Б.И., 1996].There is a method of circular electrochemical dimensional processing of GTE blades, in which the blade blank is placed in the working chamber, it is fixed on pre-treated base surfaces and processed with two tool electrodes with voltage applied to the tool electrodes and the workpiece, pumping the electrolyte through the electrode gap and setting the electrodes - instruments of synchronous-discrete movement with periodic "palpation" of the blade, while the profile of the working surfaces of the electrodes is a tool in perform close to a predetermined profile of the blade, and the direction of movement of each of the electrodes is set so that it forms an acute angle with the axis of the blade, the apex of which is facing the shelf side of the blade, and the angle between the direction of movement of each of the electrode-tools and the axis of the blade is selected in the range of 60 ÷ 80 °, and the electrolyte is supplied from the side of the end of the pen blade [RF Patent 2058863, IPC V23N 9/10. The method of circular electrochemical processing of GTE blades / Erochkin MP, Karpov BL, Polyaev ON and others // B.I., 1996].

Недостатком этого способа является следующее. При обработке деталей, имеющих разный припуск, с двух обрабатываемых сторон, необходимо сообщать электродам-инструментам разные скорости подачи, а так как электроды-инструменты гальванически связаны между собой, то амплитудно-временные параметры подаваемых импульсов одинаковы для обоих электродов-инструментов, что в итоге приводит к несимметричным эпюрам межэлектродных зазоров с противоположных сторон обрабатываемой детали. Вследствие этого через противоположные межэлектродные промежутки протекает разные по величине токи, что в совокупности с разным характером распределения межэлектродных зазоров приводит к различному объемному газонаполнению межэлектродных промежутков и различному нагреву межэлектродной среды с обеих сторон обрабатываемой детали. Это, в свою очередь, ведет к возникновению разных термических и механических напряжений с противоположных сторон обрабатываемой детали, что особенно критично для тонкостенных деталей, так как после окончания их обработки указанные напряжения релаксируют, и вследствие их неравенства происходит небольшое коробление. При изготовлении тонкостенных компрессорных лопаток ГТД, к которым предъявляются высокие требования по точности изготовления, это недопустимо. Кроме того, при обработке по указанному способу электродам-инструментам не сообщается вибрационное движение, согласованное с подачей электрических импульсов (групп импульсов), необходимое для сжатия межэлектродной среды (газожидкостной смеси) в момент сближения электродов для улучшения ее удельной электропроводности и обеспечения хороших условий для ее регенерации в момент отвода электродов. Также в указанном способе обработка ведется на длинных импульсах, не обеспечивающих высокую точность обработки и качество поверхностного слоя, так как известно, что высокой локализации процесса ЭХО можно достичь только при использовании импульсов, длительность которых соизмерима с длительностью поляризации электродов (порядка 10^-5÷10^-6 с), а добиться отсутствия "питтинга" на поверхности заготовки в зоне действия малых плотностей тока можно только при длительностях микросекундного диапазона. К тому же обработка по рассматриваемому способу проводится на относительно больших межэлектродных зазорах (0,05÷0,1 мм), поэтому для обеспечения их стабильности в несколько микрон требуется обеспечить высокую стабильность параметров режима и свойств электролита, влияющих на его удельную электропроводность, что затруднительно в промышленных условиях.The disadvantage of this method is the following. When machining parts with different allowances from two machined sides, it is necessary to inform the tool electrodes different feed rates, and since the tool electrodes are galvanically connected to each other, the amplitude-time parameters of the supplied pulses are the same for both tool electrodes, which ultimately leads to asymmetric plots of interelectrode gaps on opposite sides of the workpiece. As a result, different magnitude currents flow through opposite interelectrode gaps, which, together with a different distribution pattern of interelectrode gaps, leads to different gas filling volumes of interelectrode gaps and different heating of the interelectrode medium on both sides of the workpiece. This, in turn, leads to the appearance of different thermal and mechanical stresses from opposite sides of the workpiece, which is especially critical for thin-walled parts, since after the end of their processing, these stresses relax, and due to their inequality, a slight warpage occurs. In the manufacture of thin-walled compressor blades of a gas turbine engine, to which high demands are placed on manufacturing accuracy, this is unacceptable. In addition, when processing by the indicated method, the electrode-tools do not communicate vibrational motion, consistent with the supply of electrical impulses (groups of impulses), necessary to compress the interelectrode medium (gas-liquid mixture) at the moment of approach of the electrodes to improve its specific conductivity and provide good conditions for it regeneration at the time of removal of the electrodes. Also, in this method, the processing is carried out on long pulses that do not provide high processing accuracy and the quality of the surface layer, since it is known that a high localization of the ECHO process can be achieved only by using pulses whose duration is comparable with the duration of the polarization of the electrodes (about 10 ^-5 ÷ 10 ^-6 s), and to achieve the absence of "pitting" on the surface of the workpiece in the zone of action of low current densities is possible only with durations of the microsecond range. In addition, the processing according to the method under consideration is carried out at relatively large interelectrode gaps (0.05 ÷ 0.1 mm), therefore, to ensure their stability of several microns, it is necessary to ensure high stability of the parameters of the mode and properties of the electrolyte that affect its conductivity, which is difficult in industrial conditions.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ электрохимической размерной обработки с вибрацией электрода-инструмента, включающий подачу групп импульсов, синхронизированных с моментом максимального сближения электрода-инструмента и заготовки, измерение одного или нескольких соответствующих значений напряжения и тока в каждом импульсе, вычисление соответствующих значений сопротивления межэлектродного промежутка и регулирование скорости подачи электрода-инструмента по изменению формы огибающих, построенных по значениям сопротивлений межэлектродного промежутка для одноименных точек импульсов в группе [Патент РФ 2266177, МПК В23Н 3/00. Способ электрохимической обработки жаропрочных и титановых сплавов / Безруков С.В., Гимаев Н.З., Идрисов Т.Р. // Б.И., 2005. №35].The closest in technical essence to the proposed one is a method of electrochemical dimensional processing with vibration of the electrode-tool, including the supply of groups of pulses synchronized with the moment of maximum approximation of the electrode-tool and the workpiece, measuring one or more corresponding values of voltage and current in each pulse, calculating the corresponding values the resistance of the interelectrode gap and the regulation of the feed rate of the electrode-tool to change the shape of the envelopes the values of the resistance of the interelectrode gap for the same points of the pulses in the group [RF Patent 2266177, IPC V23N 3/00. The method of electrochemical processing of heat-resistant and titanium alloys / Bezrukov S.V., Gimaev N.Z., Idrisov TR // B. I., 2005. No. 35].

Недостатком этого изобретения является то, что его нельзя использовать для двусторонней обработки деталей (например, лопаток компрессоров или турбин газотурбинной техники) при помощи двух электродов-инструментов.The disadvantage of this invention is that it cannot be used for two-sided processing of parts (for example, compressor blades or turbines of gas turbine equipment) using two tool electrodes.

Технический результат заявленного способа - высокоточная двусторонняя электрохимическая размерная обработка тонкостенных деталей, за счет обеспечения более симметричного распределения гидравлических усилий и температур с обеих сторон обрабатываемой детали.The technical result of the claimed method is a high-precision two-sided electrochemical dimensional processing of thin-walled parts, by providing a more symmetrical distribution of hydraulic forces and temperatures on both sides of the workpiece.

Указанный технический результат достигается способом электрохимической размерной обработки с вибрацией электрода-инструмента, включающим подачу групп импульсов, начало которых синхронизировано с моментом, соответствующим максимальному сближению электрода-инструмента с заготовкой в каждом периоде его вибрационного движения, в котором согласно изобретению обработку заготовки, подключенной к положительным полюсам двух источников питания, ведут с двух сторон с использованием двух гальванически развязанных электродов-инструментов, каждый из которых соединен с отрицательным полюсом своего источника питания и установлен напротив своей обрабатываемой поверхности, при этом в начале обработки определяют припуска, необходимые для удаления с каждой обрабатываемой поверхности заготовки, после чего электродам-инструментам сообщают скорости подачи, прямо пропорциональные величинам припусков, удаляемых с их помощью; при этом на заготовку и на каждый из электродов-инструментов подают группы импульсов от своего источника питания, причем подачу импульсов на заготовку и на каждый из электродов-инструментов осуществляют поочередно, а их длительности выбирают из условия обеспечения равенства токов, пропускаемых через обрабатываемые поверхности с обеих сторон заготовки.The specified technical result is achieved by the method of electrochemical dimensional processing with vibration of the electrode-tool, including the supply of groups of pulses, the beginning of which is synchronized with the moment corresponding to the maximum approximation of the electrode-tool with the workpiece in each period of its vibrational movement, in which according to the invention the processing of the workpiece connected to positive the poles of two power sources, lead from two sides using two galvanically isolated electrodes-tools, Each of which is connected to the negative pole of its power source and installed opposite its machined surface, at the same time at the beginning of processing, the allowances necessary for removal of the workpiece from each machined surface are determined, after which feed rates are directly reported to the tool electrodes directly proportional to the allowances removed from their help; at the same time, groups of pulses from their power source are supplied to the workpiece and to each of the tool electrodes, and the pulses are fed to the workpiece and to each of the tool electrodes alternately, and their durations are selected from the condition of ensuring the equality of currents transmitted through the processed surfaces from both sides of the workpiece.

Кроме того, указанный технический результат может достигаться согласно изобретению тем, что электродам-инструментам сообщают скорости подачи, вектора которых лежат в некоторой плоскости α, перпендикулярной к другой плоскости β, положение которой выбирают таким образом, чтобы она была расположена в пределах меньшего двугранного угла между двумя плоскостями γ₁ и γ₂, прилегающими к окончательно обработанным поверхностям с обеих сторон заготовки, при этом указанные вектора скоростей подачи электродов-инструментов составляют с плоскостью β углы φ₁ и φ₂.In addition, the specified technical result can be achieved according to the invention by the fact that the electrodes-tools inform the feed rate, the vectors of which lie in some plane α, perpendicular to another plane β, the position of which is chosen so that it is located within a smaller dihedral angle between two planes γ ₁ and γ ₂ adjacent to the final machined surfaces on both sides of the workpiece, while the indicated vector feed speeds of the electrode-tools make up the plane th β angles φ ₁ and φ ₂ .

Кроме того, согласно изобретению плоскость β является биссекторной плоскостью по отношению к плоскостям γ₁ и γ₂.In addition, according to the invention, the β plane is a bisector plane with respect to the γ ₁ and γ ₂ planes.

Кроме того, согласно изобретению для определения припусков, необходимых для удаления с каждой обрабатываемой поверхности заготовки, по очереди производят "ощупывание" заготовки каждым электродом-инструментом, после чего находят припуска по следующим формулам:In addition, according to the invention, in order to determine the allowances necessary for removal of the workpiece from each surface to be machined, one turns to “feel” the workpiece with each electrode-tool, and then finds allowance according to the following formulas:

z₁=(X_F1-X_C1-z₀)·sinφ₁ - для одной стороны заготовки,z ₁ = (X _F1 -X _C1 -z ₀ ) · sinφ ₁ - for one side of the workpiece,

z₂=(X_F2-X_C2-z₀)·sinφ₂ - для второй стороны заготовки,z ₂ = (X _F2 -X _C2 -z ₀ ) sinφ ₂ - for the second side of the workpiece,

где Х_F1, Х_F2 - координаты, соответствующие заранее известному конечному положению первого и второго электрода-инструмента соответственно,where X _F1 , X _F2 are the coordinates corresponding to the previously known final position of the first and second electrode-tool, respectively,

X_C1, X_C2 - координаты, соответствующие касанию поверхности заготовки первого и второго электрода-инструмента соответственно,X _C1 , X _C2 - coordinates corresponding to the contact surface of the workpiece of the first and second electrode-tool, respectively,

z₀ - припуск для финишной обработки.z ₀ - allowance for finishing.

Кроме того, согласно изобретению электроду-инструменту, со стороны которого нужно снять больший припуск, сообщают скорость V₁=V, гарантирующую отсутствие коротких замыканий в процессе обработки, а второму электроду-инструменту сообщают скорость V₂=V·z₂/z₁.In addition, according to the invention, the tool electrode, on the side of which it is necessary to remove a larger allowance, is reported with a speed of V ₁ = V, which guarantees the absence of short circuits during processing, and the speed of V ₂ = V · z ₂ / z _{1 is} reported to the second tool electrode.

Кроме того, согласно изобретению для обеспечения максимально возможной производительности электроду-инструменту, со стороны которого нужно снять больший припуск, сообщают максимально допустимую скорость подачи, гарантирующую отсутствие коротких замыканий в процессе обработки.In addition, according to the invention, in order to ensure the maximum possible productivity, the electrode-tool, from which it is necessary to remove a larger allowance, is informed of the maximum permissible feed rate, which guarantees the absence of short circuits during processing.

Кроме того, согласно изобретению для автоматизации регулирования скорости подачи электрода-инструмента, со стороны которого нужно снять больший припуск, измеряют одно или несколько соответствующих значений напряжения и тока в каждом импульсе, подаваемом на указанный электрод-инструмент и заготовку, вычисляют соответствующие значения сопротивлений межэлектродного промежутка и регулируют скорость подачи указанного электрода-инструмента по изменению формы огибающих, построенных по значениям сопротивлений межэлектродных промежутков для одноименных точек импульсов в группе, увеличением скорости подачи указанного электрода-инструмента до образования локального максимума сопротивления, на огибающих и поддержанием его значения в экспериментально установленных пределах, контролированием на этой огибающей минимального значения сопротивления в окрестности фазы максимального сближения указанного электрода-инструмента и заготовки до и после локального максимума сопротивления и поддерживанием их значений примерно одинаковыми путем опережения или задерживания подачи группы импульсов.In addition, according to the invention, to automate the control of the feed speed of the electrode-tool, from the side of which you want to remove a larger allowance, measure one or more corresponding values of voltage and current in each pulse supplied to the specified electrode-tool and the workpiece, calculate the corresponding resistance values of the interelectrode gap and regulate the feed rate of the specified electrode-tool by changing the shape of the envelopes, built on the values of the resistance of the interelectrode gap for the same point of pulses in the group, by increasing the feed rate of the indicated electrode-tool to the formation of a local maximum resistance, on the envelopes and maintaining its value in experimentally established limits, by controlling on this envelope the minimum resistance value in the vicinity of the phase of maximum approximation of the specified electrode-tool and the workpiece to and after a local maximum of resistance and maintaining their values approximately the same by advancing or holding under Chi pulse group.

Кроме того, согласно изобретению при использовании в качестве источников питания источников технологического тока подают поочередно на электроды-инструменты и заготовку импульсы тока с равными амплитудами, а длительности импульсов тока выбирают таким образом, чтобы обеспечить равенство напряжений или сопротивлений в выбранный момент времени в течение прохождения групп импульсов.In addition, according to the invention, when using technological current sources as power sources, current pulses with equal amplitudes are alternately fed to the tool electrodes and the workpiece, and the current pulse durations are selected so as to ensure equal voltages or resistances at a selected point in time during the passage of groups pulses.

Кроме того, согласно изобретению при этом обеспечивают указанное равенство напряжений или сопротивлений в момент наибольшего сближения электрода-инструмента и заготовки в каждом периоде вибрационного движения либо в конце последнего импульса в каждой группе.In addition, according to the invention, the indicated equality of voltages or resistances at the moment of closest approach of the tool electrode and the workpiece in each period of vibrational movement or at the end of the last pulse in each group is ensured.

Кроме того, согласно изобретению при использовании в качестве источников питания источников технологического напряжения подают поочередно на электроды-инструменты и заготовку импульсы напряжения одинаковой амплитуды с длительностями, обеспечивающими равенство протекающих токов с обеих сторон заготовки в выбранный момент времени в течение прохождения групп импульсов.In addition, according to the invention, when using process voltage sources as power sources, voltage pulses of the same amplitude with durations equal to the flowing currents on both sides of the workpiece at a selected point in time during the passage of pulse groups are alternately applied to the tool electrodes and the workpiece.

Кроме того, согласно изобретению оставшийся припуск z₀ с каждой стороны заготовки удаляют, подавая группы импульсов одновременно на оба электрода-инструмента и заготовку и обеспечивая такую скорость подачи каждого электрода-инструмента, чтобы они одновременно достигли своего окончательного положения.In addition, according to the invention, the remaining allowance z ₀ on each side of the workpiece is removed by applying groups of pulses simultaneously to both tool electrodes and the workpiece and providing a feed rate of each tool electrode so that they simultaneously reach their final position.

Кроме того, согласно изобретению в конце обработки производят смыкание электродов-инструментов, после чего пропускают еще несколько групп импульсов, обеспечивающих окончательное качество обрабатываемых поверхностей.In addition, according to the invention, at the end of the processing, the electrode-tools are closed, after which several more groups of pulses are passed, which ensure the final quality of the treated surfaces.

Кроме того, согласно изобретению при обработке титановых сплавов выбирают наибольшую длительность импульсов из условия отсутствия питтингообразования в областях малых плотностей токов на поверхностях заготовки, что обеспечивается при подаче импульсов наибольшая длительность которых не превышает 20 мкс.In addition, according to the invention, when processing titanium alloys, the longest pulse duration is selected from the condition that there is no pitting in the areas of low current densities on the surfaces of the workpiece, which is ensured by supplying pulses with a maximum duration of not more than 20 μs.

Кроме того, согласно изобретению длительность паузы между импульсами в группе, подаваемыми на один из электродов-инструментов и заготовку, больше или равны длительности импульсов, подаваемых на другой электрод-инструмент и заготовку.In addition, according to the invention, the duration of the pause between pulses in the group applied to one of the tool electrodes and the workpiece is greater than or equal to the duration of the pulses supplied to the other tool electrode and the workpiece.

Кроме того, согласно изобретению при обработке деталей из сталей и сплавов на никелевой основе периодически останавливают обработку, по очереди производят "ощупывание" каждым электродом-инструментом заготовки для уточнения припусков, необходимых для удаления с каждой обрабатываемой поверхности заготовки, после чего электродам-инструментам сообщают скорости подачи, прямо пропорциональные величинам припусков, удаляемых с их помощью; при этом на заготовку и на каждый из электродов-инструментов подают группы импульсов от своего источника питания, причем подачу импульсов на заготовку и на каждый из электродов-инструментов осуществляют поочередно, а их длительности выбирают из условия обеспечения равенства токов, пропускаемых через обрабатываемые поверхности с обеих сторон заготовки.In addition, according to the invention, when machining parts made of steel and nickel-based alloys, the processing is periodically stopped, the workpiece is “felt” with each electrode-tool in order to clarify the allowances necessary to remove the workpiece from each surface to be processed, after which the speed is reported to the tool electrodes feeds directly proportional to the size of the allowances removed with their help; at the same time, groups of pulses from their power source are supplied to the workpiece and to each of the tool electrodes, and the pulses are fed to the workpiece and to each of the tool electrodes alternately, and their durations are selected from the condition of ensuring the equality of currents transmitted through the processed surfaces from both sides of the workpiece.

Предлагаемый способ позволяет вести двустороннюю электрохимическую размерную обработку деталей по сравнению с прототипом и обеспечить более высокую точность обработки по сравнению с известными аналогами в области двусторонней обработки за счет обеспечения более симметричного распределения гидравлических усилий и температур с обеих сторон обрабатываемой детали.The proposed method allows two-sided electrochemical dimensional processing of parts in comparison with the prototype and provides higher machining accuracy compared to known analogues in the field of two-sided processing by providing a more symmetric distribution of hydraulic forces and temperatures on both sides of the workpiece.

Сущность изобретения поясняется приведенными чертежами.The invention is illustrated by the drawings.

На фиг.1 показана принципиальная схема обработки по предлагаемому способу; на фиг.2 - схема определения плоскости α, в которой осуществляется подача электродов-инструментов; на фиг.3 и 4 - соответственно расчетная схема и схема подачи импульсов на первой стадии обработки, на которой происходит выравнивание припуска с противоположных сторон обрабатываемой детали; на фиг.5 и 6 - соответственно расчетная схема и схема подачи импульсов для второй стадии обработки, обеспечивающей заданную точность и финишное качество поверхностного слоя.Figure 1 shows a schematic diagram of the processing of the proposed method; figure 2 - scheme for determining the plane α, in which the supply of the electrode-tools; figure 3 and 4, respectively, the design scheme and the supply circuit of the pulses in the first processing stage, which is the alignment of the allowance from opposite sides of the workpiece; 5 and 6, respectively, the calculation scheme and the pulse supply circuit for the second stage of processing, providing a given accuracy and finish quality of the surface layer.

В качестве заготовок под ЭХО компрессорных лопаток ГТД используют поковки и штамповки различной степени точности. Как правило, такие заготовки имеют различный припуск с обеих сторон, подлежащих обработке. Традиционно при двусторонней ЭХО используют гальванически связанные электроды-инструменты, что означает идентичность электрических параметров режима для противоположных межэлектродных промежутков. Для обеспечения разных скоростей съема материала с противоположных поверхностей заготовки при использовании подвижных электродов-инструментов необходимо сообщать им разную скорость подачи, а в случае использования неподвижных (в течение времени пропускания постоянного или импульсного тока) электродов-инструментов необходимо выставлять их на разные начальные межэлектродные зазоры в каждом цикле обработки. В любом случае, при двусторонней обработке деталей с разными припусками с обеих сторон обработка идет на разных межэлектродных зазорах.Forgings for ECE of the compressor blades of a gas turbine engine use forgings and stampings of various degrees of accuracy. Typically, such blanks have a different allowance on both sides to be processed. Traditionally, with two-sided ECHO, galvanically coupled electrodes-tools are used, which means that the electrical parameters of the mode are identical for opposite interelectrode gaps. To ensure different rates of material removal from opposite surfaces of the workpiece when using movable electrode-tools, it is necessary to inform them of a different feed rate, and in the case of using stationary (during the passage of direct or pulsed current) electrode electrodes, it is necessary to set them at different initial interelectrode gaps in every processing cycle. In any case, with bilateral processing of parts with different allowances on both sides, processing takes place at different interelectrode gaps.

Как известно, в процессе ЭХО происходит нагрев заготовки и межэлектродной среды за счет протекания тока, кроме того, происходит выделение газа (водорода) на катоде (электроде-инструменте). Также возможно анодное газовыделение.As is known, during the ECHO, the workpiece and the interelectrode medium are heated due to the flow of current, in addition, gas (hydrogen) is released at the cathode (electrode-tool). Anode gas evolution is also possible.

Важно отметить, что происходит как объемный нагрев заготовки за счет торможения электронов кристаллическими решетками металлов сплава, так и поверхностный - за счет теплопереноса от нагретой межэлектродной газожидкостной смеси (электролит с пузырьками газа). Регенерация свойств (температуры, объемного газонаполнения, зашламления и др.) межэлектродной среды обеспечивается прокачкой электролита через межэлектродный промежуток. В результате движения межэлектродной среды в межэлектродном промежутке возникает градиент температуры и объемного газонаполнения по объему межэлектродного промежутка. Вследствие этого происходит неравномерный нагрев поверхности заготовки, приводящий к возникновению термических напряжений.It is important to note that both bulk heating occurs due to the deceleration of electrons by the crystal lattices of alloy metals and surface heating due to heat transfer from the heated interelectrode gas-liquid mixture (electrolyte with gas bubbles). The regeneration of the properties (temperature, gas filling, sludge, etc.) of the interelectrode medium is provided by pumping the electrolyte through the interelectrode gap. As a result of the movement of the interelectrode medium in the interelectrode gap, a gradient of temperature and volumetric gas filling occurs over the volume of the interelectrode gap. As a result of this, uneven heating of the surface of the workpiece occurs, leading to the occurrence of thermal stresses.

При импульсной ЭХО вибрирующим электродом-инструментом во время сближения электрода-инструмента и заготовки в каждом периоде вибрационного движения происходит импульсное повышение давления в момент, предшествующий максимальному сближению электродов. В результате при обработке тонкостенных заготовок, обрабатываемая часть которых не является достаточно жесткой, возникают деформации, приводящие к появлению механических напряжений. Если возникающие деформации достаточно большие, то могут возникнуть остаточные механические напряжения, которые приводят к "короблению" детали после ее обработки. Также следует отметить, что амплитудное значение избыточного давления в межэлектродном промежутке, возникающее вследствие сближения электродов, обратно пропорционально третьей степени межэлектродного зазора [Высокоскоростное анодное растворение в условиях нестационарности электродных потенциалов / А.Н.Зайцев, В.П.Житников, Т.Р.Идрисов и др.; под ред. д-ра техн. наук, проф. А.Н.Зайцева. - Уфа: Гилем, 2005. - 220 с., с.79-80].With a pulsed ECHO by a vibrating electrode-tool during the approach of the electrode-tool and the workpiece in each period of the vibrational movement, a pulse increase in pressure occurs at the time preceding the maximum approximation of the electrodes. As a result, when processing thin-walled workpieces, the machined part of which is not sufficiently rigid, deformations arise, leading to the appearance of mechanical stresses. If the resulting deformations are large enough, then residual mechanical stresses can occur that lead to “warping” of the part after its processing. It should also be noted that the amplitude value of the excess pressure in the interelectrode gap arising due to the approach of the electrodes is inversely proportional to the third degree of the interelectrode gap [High-speed anodic dissolution under conditions of non-stationary electrode potentials / A.N. Zaitsev, V.P. Zhitnikov, T.R. Idrisov et al .; under the editorship of Dr. tech. sciences, prof. A.N. Zaitseva. - Ufa: Gilem, 2005. - 220 p., Pp. 79-80].

При традиционной двусторонней ЭХО деталей с разными припусками с противоположных сторон вследствие несимметричности эпюр межэлектродных зазоров и протекания разных токов через противоположные межэлектродные промежутки возникает существенная несимметричность температурного состояния межэлектродной среды с противоположных обрабатываемых сторон заготовки и существенная несимметричность гидравлических усилий от вибрации электродов-инструментов. В результате это приводит к появлению несимметричных эпюр температурных и механических напряжений с разных сторон обрабатываемой детали, и после ее снятия с приспособления могут возникнуть необратимые деформации, приводящие к "короблению" детали. Несмотря на то, что указанные деформации достаточно малы (порядка 10^-5÷10^-6 м), их величина может быть соизмерима с допуском на размеры детали. Например, в случае обработки компрессорных лопаток для современных ГТД, необходимо обеспечить отклонение профиля от номинального положения в пределах 20 мкм.In the traditional two-sided ECHO of parts with different allowances on opposite sides due to the asymmetry of the diagrams of the electrode gap and the flow of different currents through the opposite electrode gap, there is a significant asymmetry in the temperature state of the electrode electrode from opposite sides of the workpiece and a significant asymmetry of hydraulic forces from vibration of the electrode-tools. As a result, this leads to the appearance of asymmetric diagrams of temperature and mechanical stresses from different sides of the workpiece, and after its removal from the fixture, irreversible deformations can occur, leading to “warping” of the part. Despite the fact that these deformations are quite small (of the order of 10 ^-5 ÷ 10 ^-6 m), their value can be commensurate with the tolerance on the dimensions of the part. For example, in the case of processing compressor blades for modern gas turbine engines, it is necessary to ensure the deviation of the profile from the nominal position within 20 microns.

Все это послужило причиной разработки нового способа двусторонней электрохимической размерной обработки деталей.All this served as the reason for the development of a new method for bilateral electrochemical dimensional processing of parts.

Пример конкретной реализации способаAn example of a specific implementation of the method

Для реализации предложенного способа заготовка 1 (фиг.1) устанавливается в приспособление (не показано). Напротив обрабатываемых поверхностей заготовки 1 устанавливаются два электрода-инструмента 2 и 3, рабочие поверхности которых в значительной степени подобны по форме поверхностям, которые требуется получить на готовой детали. Требуемая форма рабочей поверхности электродов-инструментов 2 и 3 может быть найдена в результате нескольких последовательных итераций во время пробных (тестовых) обработок.To implement the proposed method, the workpiece 1 (figure 1) is installed in the device (not shown). Opposite the machined surfaces of the workpiece 1, two tool electrodes 2 and 3 are installed, the working surfaces of which are largely similar in shape to the surfaces that you want to get on the finished part. The required shape of the working surface of the electrodes-tools 2 and 3 can be found as a result of several successive iterations during the trial (test) treatments.

Заготовка 1 гальванически подключается к положительным полюсам двух источников питания 4 и 5 (в качестве которых могут выступать как источники тока, так и источники напряжения), а каждый из электродов-инструментов - к отрицательному полюсу своего источника питания. То есть в соответствии с фиг.1 электрод-инструмент 2 подключается к отрицательному полюсу источника питания 4, а электрод-инструмент 3 к отрицательному полюсу источника питания 5. Для возможности раздельного автоматизированного контроля и регулирования процесса ЭХО с каждой стороны заготовки использованы регистрирующие приборы 6 и 7, включенные между соответствующим электродом-инструментом (2 и 3) и заготовкой 1. В качестве таких приборов применяются осциллографы, амперметры, вольтметры и др. в зависимости от вида и характеристики используемых источников питания.The workpiece 1 is galvanically connected to the positive poles of two power sources 4 and 5 (which can be both current sources and voltage sources), and each of the electrode electrodes is connected to the negative pole of its power source. That is, in accordance with figure 1, the electrode tool 2 is connected to the negative pole of the power source 4, and the electrode tool 3 to the negative pole of the power source 5. To enable separate automated monitoring and regulation of the ECM process, recording devices 6 and 7, included between the corresponding electrode-tool (2 and 3) and the workpiece 1. As such devices, oscilloscopes, ammeters, voltmeters, etc. are used. Depending on the type and characteristics, power sources.

Электролит может подаваться в межэлектродный промежуток любым из известных способов как вдоль, так и поперек обрабатываемых поверхностей.The electrolyte can be fed into the interelectrode gap by any of the known methods both along and across the machined surfaces.

Во время обработки на электроды подаются группы импульсов тока, а электродам-инструментам синхронно сообщается вибрационное движение.During processing, groups of current pulses are applied to the electrodes, and vibrational motion is simultaneously transmitted to the tool electrodes.

Кроме этого каждому электроду-инструменту сообщается движение подачи по направлению к обрабатываемой поверхности заготовки. В общем случае направления подачи электродов не являются коллинеарными и зависят от геометрии обрабатываемых поверхностей.In addition, each electrode-tool is informed of the feed movement towards the workpiece surface being machined. In the general case, the electrode feed directions are not collinear and depend on the geometry of the machined surfaces.

На фиг.2 схематично проиллюстрирован один из возможных способов выбора положения плоскости α, в которой осуществляется подача электродов-инструментов. В соответствии с этим способом сначала находят положения плоскостей γ₁ и γ₂ (на фиг.2 показаны следы этих плоскостей на плоскости α), прилегающих к окончательно обработанным поверхностям с обеих сторон заготовки. Затем находится положение плоскости β, которую располагают в пределах меньшего двугранного угла между плоскостями γ₁ и γ₂. При этом является предпочтительным выбрать плоскость β так, чтобы она являлась биссекторной плоскостью по отношению к плоскостям γ₁ и γ₂. Искомая плоскость α строится таким образом, чтобы она была перпендикулярной к плоскости β. Направления скоростей подач электродов-инструментов в плоскости α по отношению к следу плоскости β на плоскость α (т.е. соответствующие углы φ₁ и φ₂ на фиг.2) выбираются исходя из формы обрабатываемых поверхностей. Следует отметить, что в частном случае углы φ₁ и φ₂ могут быть равны, в т.ч. φ₁=φ₂=90°.Figure 2 schematically illustrates one of the possible methods for selecting the position of the plane α, in which the supply of the electrode-tools. In accordance with this method, first find the positions of the planes γ ₁ and γ ₂ (figure 2 shows the traces of these planes on the plane α) adjacent to the finished surfaces on both sides of the workpiece. Then there is the position of the plane β, which is located within a smaller dihedral angle between the planes γ ₁ and γ ₂ . It is preferable to choose the plane β so that it is a bisector plane with respect to the planes γ ₁ and γ ₂ . The desired plane α is constructed in such a way that it is perpendicular to the plane β. The directions of the feed speeds of the tool electrodes in the α plane with respect to the trace of the β plane to the α plane (i.e., the corresponding angles φ ₁ and φ ₂ in FIG. 2) are selected based on the shape of the machined surfaces. It should be noted that in the particular case the angles φ ₁ and φ ₂ can be equal, incl. φ ₁ = φ ₂ = 90 °.

Значения (модули) скоростей подачи электродов-инструментов выбираются из следующих соображений:The values (modules) of the feed rates of the electrode-tools are selected from the following considerations:

а) со стороны большего припуска скорость подачи электрода-инструмента должна быть больше;a) from the side of the larger allowance, the feed rate of the electrode-tool should be greater;

б) необходимо оставить равномерный припуск z₀ с каждой стороны заготовки на окончательную обработку;b) it is necessary to leave a uniform allowance z ₀ on each side of the workpiece for final processing;

в) необходимо учитывать направления скоростей подачи каждого из электродов-инструментов.c) it is necessary to take into account the directions of the feed rates of each of the electrode-tools.

Для определения припуска, который требуется снять с каждой стороны заготовки, в начале обработки по очереди определяют координаты касания каждого электрода-инструмента поверхности заготовки. Затем определяют разность между координатой, соответствующей заранее известному конечному положению этого электрода-инструмента, и координатой, соответствующей его касанию поверхности заготовки.To determine the allowance to be removed from each side of the workpiece, at the beginning of processing, the touch coordinates of each electrode-tool of the workpiece surface are determined in turn. Then, the difference between the coordinate corresponding to the previously known end position of this electrode-tool and the coordinate corresponding to its contact with the surface of the workpiece is determined.

Первым электродом-инструментом считают тот, припуск со стороны которого больше, тогда вторым будет другой электрод-инструмент.The first electrode-tool is considered the one with an allowance on the side of which is greater, then the second will be another electrode-tool.

Введем следующие буквенные обозначения (фиг.3):We introduce the following letter designations (figure 3):

X_F1, Х_F2 - координаты, соответствующие заранее известному конечному положению первого и второго электрода-инструмента соответственно;X _F1 , X _F2 - coordinates corresponding to the previously known end position of the first and second electrode-tool, respectively;

Х_C1 Х_C2 - координаты, соответствующие касанию поверхности заготовки первого и второго электрода-инструмента соответственно.X _C1 X _C2 - coordinates corresponding to the contact surface of the workpiece of the first and second electrode-tool, respectively.

Припуск, который нужно удалить на первом этапе (этапе выравнивания припуска) со стороны первого электрода-инструмента, равен z₁=(X_F1-X_C1-z₀)·sinφ₁, со стороны второго электрода-инструмента: z₂=(X_F2-X_C2-z₀)·sinφ₂ (см. фиг.3).The stock to be removed at the first stage (stock leveling step) from the side of the first tool electrode is z ₁ = (X _F1 -X _C1 -z ₀ ) sinφ ₁ , from the side of the second tool electrode: z ₂ = (X _F2- X _C2 -z ₀ ) sin sin ₂ (see figure 3).

Скорости подачи электродам-инструментам назначают прямопропорционально величинам этих припусков. При этом первому электроду-инструменту в общем случае назначена любая скорость подачи V, которая гарантирует отсутствие коротких замыканий в процессе обработки. Тогда второму электроду-инструменту сообщают скорость V₂=V·z₂/z₁.The feed rates to the electrode-tools are assigned in direct proportion to the values of these allowances. In this case, the first electrode-tool is generally assigned any feed rate V, which guarantees the absence of short circuits during processing. Then the second electrode-tool report speed V ₂ = V · z ₂ / z ₁ .

С точки зрения обеспечения высокой производительности наиболее рациональным является выбор для первого электрода-инструмента максимально допустимой скорости подачи, гарантирующей отсутствие коротких замыканий в процессе обработки, которая может быть найдена, например, в ходе нескольких постановочных экспериментов. В качестве альтернативы может быть использован автоматизированный подбор скорости подачи электрода-инструмента в соответствии с патентом РФ 2266177, указанным в качестве прототипа.From the point of view of ensuring high performance, the most rational is the choice for the first electrode-tool of the maximum allowable feed rate, guaranteeing the absence of short circuits during processing, which can be found, for example, during several production experiments. As an alternative, automated selection of the feed speed of the electrode tool can be used in accordance with RF patent 2266177, indicated as a prototype.

Для обеспечения равенства межэлектродных зазоров с обеих сторон заготовки обеспечивают такие электрические параметры подаваемых импульсов на каждый из электродов-инструментов, чтобы токи, текущие через оба межэлектродных промежутка, были по возможности равными.To ensure the equality of the interelectrode gaps on both sides of the workpiece, the electrical parameters of the supplied pulses are provided to each of the tool electrodes so that the currents flowing through both interelectrode spaces are as equal as possible.

Этого можно добиться, если выполнить следующие условия:This can be achieved if the following conditions are met:

а) импульсы подаются попеременно: то от одного, то от другого источника питания;a) pulses are applied alternately: either from one or from another power source;

б) импульсы, подаваемые на первый электрод-инструмент, должны быть длиннее;b) the pulses supplied to the first electrode-tool must be longer;

в) длительность паузы между импульсами в группе, подаваемыми на один из электродов-инструментов и заготовку, должна быть больше или равна длительности импульсов тока, подаваемых на другой электрод-инструмент и заготовку.c) the duration of the pause between the pulses in the group applied to one of the tool electrodes and the workpiece must be greater than or equal to the duration of the current pulses supplied to the other tool electrode and the workpiece.

Вследствие того, что ток пропускается через межэлектродные промежутки попеременно, возникает некоторый временной сдвиг развития физико-химических процессов в обоих межэлектродных промежутках. Для того чтобы нивелировать этот отрицательный эффект, длительность подаваемых импульсов должна быть намного меньше длительности группы (на один-два порядка).Due to the fact that the current is passed through the interelectrode gaps alternately, there is a certain time shift in the development of physicochemical processes in both interelectrode gaps. In order to neutralize this negative effect, the duration of the supplied pulses should be much shorter than the duration of the group (one or two orders of magnitude).

Условие обеспечения равенства токов, пропускаемых через каждый межэлектродный промежуток, обеспечивается по-разному в зависимости от характеристики используемых источников питания.The condition for ensuring the equality of currents passed through each interelectrode gap is provided differently depending on the characteristics of the used power sources.

В качестве источников питания используют источники технологического тока. На первый электрод-инструмент и заготовку и на второй электрод-инструмент и заготовку подают импульсы тока с равными амплитудами, а длительности импульсов тока выбирают таким образом, чтобы обеспечить равенство напряжений (или сопротивлений - в зависимости от выбранного алгоритма управления процессом) в выбранный момент времени во время прохождения групп импульсов.As power sources use sources of technological current. Current pulses with equal amplitudes are supplied to the first electrode tool and the workpiece and to the second electrode tool and the workpiece, and the current pulse durations are selected in such a way as to ensure equal voltages (or resistances - depending on the selected process control algorithm) at the selected time during the passage of groups of impulses.

Указанное равенство напряжений (или сопротивлений) может быть обеспечено, например, в момент наибольшего сближения электрода-инструмента и заготовки в каждом периоде вибрационного движения или в конце последнего импульса в каждой группе.The indicated equality of stresses (or resistances) can be ensured, for example, at the moment of closest approach of the tool electrode and the workpiece in each period of vibrational movement or at the end of the last pulse in each group.

В качестве источников питания используют источники технологического напряжения. Подают импульсы напряжения одинаковой амплитуды с длительностями, обеспечивающими равенство протекающих токов с обеих сторон заготовки. Подбор нужной длительности импульсов организован по схеме с обратной связью - если ток, идущий через какой-то межэлектродный промежуток, слишком мал, то длительность импульсов, подаваемых на соответствующий электрод-инструмент, уменьшают.As power sources use sources of technological voltage. They supply voltage pulses of the same amplitude with durations that ensure the equality of the flowing currents on both sides of the workpiece. The selection of the desired pulse duration is organized according to a feedback scheme - if the current flowing through some interelectrode gap is too small, then the duration of the pulses supplied to the corresponding electrode tool is reduced.

На фиг.4 иллюстрируется схема подачи импульсов в соответствии с предлагаемым способом. Подача импульсов, генерируемых каждым из источников питания, согласована с законом вибрационного движения электродов-инструментов, вибрация которым сообщается синхронно (фиг.4, а). Схема подачи импульсов на первый электрод-инструмент и заготовку представлена на фиг.4, б; на второй электрод-инструмент и заготовку - на фиг.4, в. Таким образом, при данной схеме подачи импульсов электроды-инструменты оказываются гальванически развязанными.Figure 4 illustrates the pulse supply circuit in accordance with the proposed method. The supply of pulses generated by each of the power sources is consistent with the law of vibrational motion of the electrode-tools, the vibration of which is reported synchronously (figure 4, a). The pulse supply circuit for the first electrode-tool and the workpiece is presented in figure 4, b; on the second electrode-tool and the workpiece - figure 4, c. Thus, with this pulse supply circuit, the electrode electrodes are galvanically isolated.

Как видно из фиг.4, на первый электрод-инструмент и заготовку подаются импульсы длительностью t_i1 с паузами между ними t_p1, а на второй электрод-инструмент и заготовку - импульсы длительностью t_i2 с паузами между ними t_p2. При этом выполняется следующее равенство: t_i1+t_p1=t_i2+t_p2=T_i, где Т_i - период подачи импульсов. Подача групп импульсов на второй электрод-инструмент и заготовку производятся с некоторой временной задержкой (t_x2-t_x1), причем должно выполняться следующее неравенство (фиг.4): t_x2-t_x1>t_i1.As can be seen from figure 4, pulses of duration t _i1 with pauses between them t _p1 are supplied to the first electrode-tool and the workpiece, and pulses of duration t _i2 with pauses between them t _p2 are supplied to the second electrode-tool and the workpiece. In this case, the following equality holds: t _i1 + t _p1 = t _i2 + t _p2 = T _i , where T _i is the pulse supply period. The supply of groups of pulses to the second electrode-tool and the workpiece is made with a certain time delay (t _x2 -t _x1 ), and the following inequality must be fulfilled (Fig. 4): t _x2 -t _x1 > t _i1 .

Подача импульсов на второй электрод-инструмент и заготовку также может осуществляться с опережением по отношению к первому электроду-инструменту и заготовке (данный вариант не проиллюстрирован).The supply of pulses to the second electrode tool and the workpiece can also be carried out ahead of the first electrode tool and the workpiece (this option is not illustrated).

Для повышения точности обработки периодически останавливают процесс ЭХО, уточняют оставшийся для снятия припуск с каждой из сторон заготовки, и при необходимости корректируют соотношение скоростей подачи электродов-инструментов и длительности импульсов. Однако при обработке титановых сплавов во время больших пауз на поверхности заготовки развиваются пассивационные явления, сопровождающиеся ростом оксидных пленок сложного стехиометрического состава, что затрудняет последующий вывод заготовки из этого пассивного состояния, и, кроме того, из-за наличия токонепроводящих оксидных пленок весьма трудно определить действительный межэлектродный зазор с высокой точностью. Поэтому в случае обработки лопаток данный вариант реализации способа с периодическим касанием заготовки подходит только для сталей и сплавов на никелевой основе.To increase the accuracy of processing, the ECHO process is periodically stopped, the allowance remaining for removal from each side of the workpiece is specified, and, if necessary, the ratio of the feed rates of the tool electrodes and the pulse duration is adjusted. However, during the processing of titanium alloys during large pauses, passivation phenomena develop on the surface of the workpiece, accompanied by the growth of oxide films of complex stoichiometric composition, which complicates the subsequent removal of the workpiece from this passive state, and, in addition, due to the presence of current-conducting oxide films, it is very difficult to determine the actual interelectrode gap with high accuracy. Therefore, in the case of processing the blades, this embodiment of the method with periodic contact of the workpiece is suitable only for nickel-based steels and alloys.

Оставшийся припуск z₀ с каждой стороны заготовки удаляют, подавая группы импульсов тока длительностью t_i одновременно на оба электрода-инструмента и заготовку и обеспечивая следующее соотношение скоростей подачи электродов-инструментов: V₁·sinφ=V₂·sinφ₂ (фиг.5, 6). При этом первый электрод-инструмент смещают на расстояние: X_F1-X_SF1=z₀/sinφ₁, a второй электрод-инструмент на расстояние: Х_F2-X_SF2=z₀/sinφ₂.The remaining allowance z ₀ on each side of the workpiece is removed by applying a group of current pulses of duration t _i simultaneously to both tool electrodes and the workpiece and providing the following ratio of feed speeds of the tool electrodes: V ₁ · sinφ = V ₂ · sinφ ₂ (Fig. 5, 6). In this case, the first electrode-tool is displaced by a distance: X _F1 -X _SF1 = z ₀ / sinφ ₁ , and the second electrode-tool by a distance: X _F2 -X _SF2 = z ₀ / sinφ ₂ .

Для обеспечения финишного качества поверхности в конце обработки производят смыкание электродов-инструментов, после чего пропускают еще несколько групп импульсов повышенной амплитуды.To ensure the finish quality of the surface at the end of processing, the electrodes-tools are closed, after which several more groups of pulses of increased amplitude are passed.

Из литературы известно [Патент РФ 2188102], что при обработке титановых сплавов нужно выбирать длительность импульсов из условия обеспечения отсутствия питтингообразования в областях малых плотностей токов на поверхностях заготовки. Таким образом, предпочтительным является подача импульсов на электроды-инструменты с длительностью, не превышающей 20 мкс.From the literature it is known [RF Patent 2188102] that when processing titanium alloys, it is necessary to choose the pulse duration from the condition of ensuring the absence of pitting formation in areas of low current densities on the surfaces of the workpiece. Thus, it is preferable to supply pulses to the electrode electrodes with a duration not exceeding 20 μs.

В результате предложенный авторами способ позволяет вести двустороннюю электрохимическую размерную обработку деталей с обеспечением высокой точности за счет обеспечения более симметричного распределения гидравлических усилий и температур с обеих сторон обрабатываемой детали.As a result, the method proposed by the authors allows two-sided electrochemical dimensional processing of parts to ensure high accuracy by providing a more symmetrical distribution of hydraulic forces and temperatures on both sides of the workpiece.

Claims

1. A method of two-way electrochemical dimensional processing with vibration of the electrode-tool, including the supply of groups of pulses, the beginning of which is synchronized with the moment corresponding to the maximum approximation of the electrode-tool with the workpiece in each period of its vibrational movement, while processing the workpiece connected to the positive poles of two sources power supply, lead from two sides using two galvanically isolated electrodes-tools, each of which is connected to the negative pole respectively the corresponding power source and is installed opposite the corresponding machined surface, at the beginning of processing, the allowances necessary to remove the workpiece from each machined surface are determined, after which the feed electrodes are informed of the feed rates directly proportional to the allowances removed with their help, and the workpiece and groups of pulses from the corresponding power source are supplied to each of the electrode electrodes, and the supply of pulses to the workpiece and to each of the electrodes ins the pipes are carried out alternately, and their durations are selected from the condition of ensuring the equality of currents passed through the machined surface on both sides of the workpiece.

2. The method according to claim 1, characterized in that the feed electrodes are informed of feed rates whose vectors lie in a plane α perpendicular to another plane β, the position of which is selected so that it is located within a smaller dihedral angle between two planes γ ₁ and γ ₂ adjacent to the finished surfaces on both sides of the workpiece, while these vectors of feed speeds of the electrode-tools make angles φ ₁ and φ ₂ with the plane β.

3. The method according to claim 2, characterized in that the plane β is a bisector plane with respect to the planes γ ₁ and γ ₂ .

4. The method according to claim 2, characterized in that to determine the allowances needed to remove the workpiece from each surface to be machined, they "feel" the workpiece in turn with each electrode tool, after which allowances are found according to the following formulas:
z ₁ = (X _F1 -X _C1 -z ₀ ) · sinφ ₁ - for one side of the workpiece,
z ₂ = (X _F2 -X _C2 -z ₀ ) sinφ ₂ - for the second side of the workpiece,
where X _F1 , X _F2 are the coordinates corresponding to a given end position of the first and second electrode electrodes, respectively,
X _C1 , X _C2 - coordinates corresponding to the contact surface of the workpiece of the first and second electrode-tools, respectively,
z ₀ - allowance for finishing.

5. The method according to claim 4, characterized in that the tool electrode, on the side of which you want to remove a larger allowance, is reported with a speed of V ₁ = V, which guarantees the absence of short circuits during processing, and the speed of V ₂ = V is reported to the second electrode-tool Z ₂ / z ₁ .

6. The method according to claim 1 or 5, characterized in that the electrode-tool, from the side of which you want to remove a larger allowance, report the maximum allowable feed rate, guaranteeing the absence of short circuits during processing.

7. The method according to claim 1 or 5, characterized in that when regulating the feedrate of the electrode-tool, from which you want to remove a larger allowance, measure one or more corresponding values of voltage and current in each pulse supplied to the specified electrode-tool and the workpiece, calculate the corresponding values of the resistance of the interelectrode gap and adjust the feed rate of the specified electrode-tool by changing the shape of the envelopes, built on the values of the resistance of the interelectrode gaps for the name of the pulse points in the group by increasing the feed rate of the specified electrode-tool to the formation of a local maximum of resistance on the envelopes and maintaining its value in the experimentally established limits, controlling the minimum value of resistance on this envelope in the vicinity of the phase of maximum approximation of the specified electrode-tool and the workpiece before and after local maximum resistance and maintaining their values approximately the same by advancing or delaying the supply of gr ppy pulses.

8. The method according to claim 1, characterized in that when using technological current sources as power sources, current pulses with equal amplitudes are fed alternately to the tool electrodes and the workpiece, and the current pulse durations are selected so as to ensure equal voltages or resistances in selected point in time during the passage of groups of pulses.

9. The method according to claim 8, characterized in that they provide the indicated equality of voltages or resistances at the time of closest approach of the tool electrode and the workpiece in each period of vibrational movement.

10. The method according to claim 8, characterized in that they provide the indicated equality of voltages or resistances at the end of the last pulse in each group.

11. The method according to claim 1, characterized in that when using technological voltage sources as power sources, voltage pulses of the same amplitude with durations providing equality of flowing currents from both sides of the workpiece at a selected point in time are fed alternately to the tool electrodes and the workpiece passing groups of impulses.

12. The method according to claim 1, characterized in that the remaining allowance z ₀ on each side of the workpiece is removed by applying a group of pulses simultaneously to both the tool electrode and the workpiece and providing such a feed rate for each tool electrode so that they simultaneously reach their final position .

13. The method according to p. 12, characterized in that at the end of the processing, the electrodes-tools are closed, and then several more groups of pulses are passed, which ensure the final quality of the processed surfaces.

14. The method according to claim 1, or 12, or 13, characterized in that when processing titanium alloys, the largest pulse duration is selected from the condition that there is no pitting in the areas of low current densities on the surfaces of the workpiece.

15. The method according to 14, characterized in that the maximum pulse duration does not exceed 20 μs.

16. The method according to claim 1, characterized in that the pause duration between the pulses in the group supplied to one of the tool electrodes and the workpiece is greater than or equal to the duration of the pulses supplied to the other tool electrode and the workpiece.

17. The method according to claim 1, characterized in that when processing parts from steels and nickel-based alloys, the processing is periodically stopped, each workpiece is touched with a workpiece to feel the stocks to clarify the allowances needed to remove the workpiece from each surface to be treated, after which the tool electrodes are informed of feed rates directly proportional to the allowances removed with their help, while groups of pulses from the corresponding values are supplied to the workpiece and to each of the tool electrodes conductive power source and supplying pulses to the workpiece and to each of the tools carried electrodes alternately, and their duration is chosen from the condition of equality of the currents passed through the treated surfaces on both sides of the workpiece.