RU2464136C2 - Electrode tool for electrochemical broaching of metal parts - Google Patents
Electrode tool for electrochemical broaching of metal parts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2464136C2 RU2464136C2 RU2009148251/02A RU2009148251A RU2464136C2 RU 2464136 C2 RU2464136 C2 RU 2464136C2 RU 2009148251/02 A RU2009148251/02 A RU 2009148251/02A RU 2009148251 A RU2009148251 A RU 2009148251A RU 2464136 C2 RU2464136 C2 RU 2464136C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pushers
- piezoconverters
- working part
- piezoelement
- flexible working
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для расширения технологических возможностей электрохимической размерной обработки при получении полостей в металлических деталях из любых видов заготовок, например, при изготовлении рабочего профиля пресс-форм, ковочных штампов, прошивке полостей переменного сечения.The present invention relates to the field of mechanical engineering and can be used to expand the technological capabilities of electrochemical dimensional processing when receiving cavities in metal parts from any kind of workpieces, for example, in the manufacture of a working profile of molds, forging dies, piercing cavities of variable cross-section.
Известен электрод-инструмент [1] с нежесткой конструкцией рабочей части. К недостаткам известного устройства относится необходимость дополнительного (относительно рабочего) перемещения для равномерной обработки, невозможность удаления больших припусков, что ограничивает область его использования при прошивке полостей.Known electrode tool [1] with a non-rigid construction of the working part. The disadvantages of the known device include the need for additional (relative to the working) movement for uniform processing, the inability to remove large allowances, which limits the scope of its use when flashing cavities.
Известен электрод-инструмент [2] для прошивки полостей с гибкой рабочей частью из металла с эффектом памяти. Недостатком устройства является ступенчатое 1-3-кратное одностороннее изменение формы без возможности управления профилем рабочей части в период обработки.Known electrode tool [2] for flashing cavities with a flexible working part of metal with a memory effect. The disadvantage of this device is a stepwise 1-3-fold one-sided shape change without the ability to control the profile of the working part during the processing period.
Известен электрод-инструмент [3] с гибкой биметаллической рабочей частью, изменяющей форму при локальном нагреве за счет разницы тепловых расширений составляющих ее слоев. Недостатком устройства является низкая точность обработки из-за низкой точности управления перемещениями биметаллической рабочей части.Known electrode tool [3] with a flexible bimetallic working part, which changes shape when local heating due to the difference in thermal expansions of its constituent layers. The disadvantage of this device is the low accuracy of processing due to the low accuracy of controlling the movements of the bimetallic working part.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является электрод-инструмент [3].Closest to the claimed invention is an electrode tool [3].
Предлагаемый электрод-инструмент позволяет осуществлять управляемое движение его гибкой рабочей частью (перемещение, вибрацию, изменение формы, а также комбинацию этих воздействий), что расширяет технологические возможности электрохимической размерной обработки при получении полостей в металлических деталях. Это достигается тем, что электрод-инструмент для электрохимической прошивки полости в металлической детали содержит гибкую рабочую часть с отверстиями для подачи электролита, подключаемую к отрицательному полюсу генератора, и жесткий лонжерон, соединенный через подключаемые к источнику тока пьезопреобразователи с жесткими толкателями, установленными по нормали к участкам гибкой рабочей части. Пьезопреобразователи состоят из последовательно соединенных и расширяющихся в направлении осей толкателей пьезоэлементов, количество которых в каждом пьезопреобразователе не менее соотношения между предельным перемещением участка гибкой рабочей части в направлении оси толкателя и предельным изменением расширения каждого пьезоэлемента в том же направлении.The proposed electrode tool allows controlled movement of its flexible working part (movement, vibration, shape change, as well as a combination of these effects), which expands the technological capabilities of electrochemical dimensional processing when receiving cavities in metal parts. This is achieved by the fact that the electrode tool for electrochemical flashing of a cavity in a metal part contains a flexible working part with holes for supplying electrolyte connected to the negative pole of the generator, and a hard spar connected via piezoelectric transducers connected to the current source with rigid pushers installed normal to sections of the flexible working part. Piezoelectric transducers consist of piezoelements connected in series and expanding in the direction of the axes of the pushers, the number of which in each piezoelectric transducer is not less than the ratio between the limiting movement of the flexible working section in the direction of the pusher axis and the limiting change in the expansion of each piezoelectric element in the same direction.
На рисунке показана конструкция электрода-инструмента.The figure shows the construction of the electrode tool.
Электрод-инструмент содержит гибкую рабочую часть 1, полость 2 и упругие элементы 3. Внутри полости 2 расположен лонжерон 4, на котором размещены пьезопреобразователи 5, количество которых выбирается экспериментально в зависимости от формы полости 2 и технологических параметров обработки. Пьезопреобразователи 5 соединены с жесткими толкателями 6, воздействующими на гибкую рабочую часть 1 и позволяющими осуществлять ее управляемое движение.The electrode-tool contains a
Пьезопреобразователи 5 состоят из последовательно соединенных пьезоэлементов (на рисунке не показаны), расширяющихся в направлении осей толкателей 6, а количество пьезоэлементов для каждого пьезопреобразователя 5 берут не менее соотношения между предельным перемещением участка гибкой рабочей части 1 в направлении оси толкателя 6 и предельным изменением расширения каждого пьезоэлемента в том же направлении. К пьезопреобразователям 5 через регулятор 8 с помощью токоподводов 7 подводят ток от источника тока 9. Гибкая рабочая часть 1 подключена к отрицательному полюсу генератора 10 станка. Для подачи электролита в гибкой рабочей части 1 предусмотрены отверстия 11.Piezoelectric transducers 5 consist of piezoelectric elements connected in series (not shown in the figure), expanding in the direction of the axes of the
Электрод-инструмент работает следующим образом. При отключенных электропитании от генератора 10 и подаче электролита устанавливают электрод-инструмент с гибкой рабочей частью 1 в начальное положение, определяемое при проектировании технологического процесса обработки. Включают подачу электролита через полость 2 и отверстия 11, подключают гибкую рабочую часть 1 к отрицательному полюсу генератора 10. С помощью регулятора 8 изменяют величину силы тока от источника тока 9, что позволяет осуществлять управляемое движение гибкой рабочей части 1 за счет расширения или сужения пьезоэлементов в пьезопреобразователях 5, упругости элементов 3 и собственной упругости гибкой рабочей части 1. Количество пьезоэлементов в пьезопреобразователе 5 берут не менее соотношения между предельным перемещением участка гибкой рабочей части 1 в направлении оси толкателя 6 и предельным изменением расширения каждого пьезоэлемента (берут из [4] для выбранного материала) в том же направлении. Из того же источника [4] подбирают величину силы давления пьезоэлементов на толкатели 6.The electrode tool works as follows. When the power is off from the
Пример применения изобретения. В стали Х12М требуется выполнить полость для вставки ковочного штампа, имеющего поперечный размер 47 мм и глубину полости 17,5 мм. Наносим на чертеж полости сечения, параллельные рассматриваемому через 30-35 мм. При длине полости 175 мм количество сечений - 5. Пьезоэлементы из керамики позволяют получить максимальное перемещение за счет пьезоэффекта 0,4-0,45 мм. Для углубления на 17,5 мм требуется набор из 44 пьезоэлементов, что обеспечивает перемещение толкателей в рассматриваемом сечении в направлении рабочей части из латуни Л61 с толщиной листа 1 мм. Количество толкателей в сечении полости, определенное экспериментально, должно быть равно 3, что обеспечивает плавное сопряжение в ней профиля рабочей части до достижения требуемой глубины полости (в рассматриваемом сечении с наибольшей глубиной). По чертежу полости составляют карту предельных перемещений всех толкателей для каждого сечения. По информации о глубине обработки в местах расположения всех толкателей и для каждого из них рассчитывается количество пьезопреобразователей, которое потребуется подключить к источнику тока до получения глубины полости во всех точках, противолежащих толкателям.An example application of the invention. In X12M steel, a cavity is required to insert a forging die having a transverse dimension of 47 mm and a cavity depth of 17.5 mm. We put on the drawing cavity cross-sections parallel to the one considered through 30-35 mm. With a cavity length of 175 mm the number of sections is 5. Piezoelectric elements made of ceramics allow you to get the maximum movement due to the piezoelectric effect of 0.4-0.45 mm. To deepen by 17.5 mm, a set of 44 piezoelectric elements is required, which ensures the movement of the pushers in the considered section in the direction of the working part made of brass L61 with a sheet thickness of 1 mm. The number of pushers in the section of the cavity, determined experimentally, should be equal to 3, which ensures smooth conjugation in it of the profile of the working part until the desired depth of the cavity is reached (in the considered section with the greatest depth). According to the drawing, the cavities make a map of the maximum displacements of all pushers for each section. According to information about the processing depth at the locations of all pushers and for each of them, the number of piezoelectric transducers is calculated, which will need to be connected to the current source until the cavity depth is obtained at all points opposite to the pushers.
В начале обработки все толкатели находятся в исходном положении, удерживая гибкую рабочую часть параллельно полости детали до обработки. Через цикл 30 секунд обработки от регулятора подают команду на источник тока, откуда ток поступает на пьезопреобразователи, перемещающие толкатели на величину перемещения от первых пьезоэлементов в каждом пьезопреобразователе. Если ток, поступающий на гибкую рабочую часть, начинает возрастать, то время цикла регулятором увеличивают до достижения первоначального значения силы тока. В противном случае - уменьшают. В процессе обработки полости количество подключенных пьезоэлементов во всех пьезопреобразователях пропорционально глубине полости напротив каждого толкателя до подключения последнего пьезоэлемента в пьезопреобразователе, воздействующем на толкатели с наибольшим перемещением. После остановки перемещения гибкой рабочей части на участках, где действие толкателей закончилось, обработка этих участков анодным растворением затухает за счет возрастания межэлектродного зазора (между гибкой рабочей частью и полостью) до установившегося значения и формируется форма полости, соответствующая чертежу. В рассматриваемом примере время обработки полости составило около 20 минут, что на порядок меньше, чем на профильно-копировальных фрезерных станках.At the beginning of processing, all the pushers are in the initial position, holding the flexible working part parallel to the cavity of the part until processing. After a 30-second cycle of processing, the controller sends a command to the current source, from where the current flows to the piezoelectric transducers, which move the pushers by the amount of movement from the first piezoelectric elements in each piezoelectric transducer. If the current supplied to the flexible working part starts to increase, then the cycle time of the regulator is increased until the initial current value is reached. Otherwise, they reduce it. During processing of the cavity, the number of connected piezoelectric elements in all piezoelectric transducers is proportional to the depth of the cavity opposite each pusher until the last piezoelectric element is connected in the piezoelectric transducer, which acts on the pushers with the greatest displacement. After stopping the movement of the flexible working part in areas where the action of the pushers has ended, the treatment of these sections with anodic dissolution attenuates due to an increase in the interelectrode gap (between the flexible working part and the cavity) to an established value and a cavity shape corresponding to the drawing is formed. In this example, the cavity processing time was about 20 minutes, which is an order of magnitude shorter than on profile copy milling machines.
Источники информацииInformation sources
1. Авт. свид. №265334, бюл. изобр. №10, 1970.1. Auth. testimonial. No. 265334, bull. fig. No. 10, 1970.
2. Авт. свид. №737186, бюл. изобр. №20, 1980.2. Auth. testimonial. No. 737186, bull. fig. No. 20, 1980.
3. Авт. свид. №841891, бюл. изобр. №24, 1981.3. Auth. testimonial. No. 841891, bull. fig. No. 24, 1981.
4. Глозман И.А. Пьезокерамика. М.: Энергия, 1972 - 288с.4. Glozman I.A. Piezoceramics. M .: Energy, 1972 - 288s.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009148251/02A RU2464136C2 (en) | 2009-12-24 | 2009-12-24 | Electrode tool for electrochemical broaching of metal parts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009148251/02A RU2464136C2 (en) | 2009-12-24 | 2009-12-24 | Electrode tool for electrochemical broaching of metal parts |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009148251A RU2009148251A (en) | 2011-06-27 |
RU2464136C2 true RU2464136C2 (en) | 2012-10-20 |
Family
ID=44738836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009148251/02A RU2464136C2 (en) | 2009-12-24 | 2009-12-24 | Electrode tool for electrochemical broaching of metal parts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2464136C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU737186A1 (en) * | 1979-01-17 | 1980-05-30 | Базовая Лаборатория N106 Научно- Исследовательского Технологического Института | Tool electrode |
SU841891A1 (en) * | 1979-04-10 | 1981-06-30 | Предприятие П/Я Р-6877 | Cathode tool for dimensional electrochemical working and method of manufacturing it |
SU1007889A1 (en) * | 1981-12-14 | 1983-03-30 | Институт Прикладной Физики Ан Мсср | Method of electrochemical machining of metals |
RU2265503C1 (en) * | 2004-04-26 | 2005-12-10 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Tool-electrode |
-
2009
- 2009-12-24 RU RU2009148251/02A patent/RU2464136C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU737186A1 (en) * | 1979-01-17 | 1980-05-30 | Базовая Лаборатория N106 Научно- Исследовательского Технологического Института | Tool electrode |
SU841891A1 (en) * | 1979-04-10 | 1981-06-30 | Предприятие П/Я Р-6877 | Cathode tool for dimensional electrochemical working and method of manufacturing it |
SU1007889A1 (en) * | 1981-12-14 | 1983-03-30 | Институт Прикладной Физики Ан Мсср | Method of electrochemical machining of metals |
RU2265503C1 (en) * | 2004-04-26 | 2005-12-10 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Tool-electrode |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009148251A (en) | 2011-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Guo et al. | Development of a tertiary motion generator for elliptical vibration texturing | |
Wang et al. | Micro wire electrode electrochemical cutting with low frequency and small amplitude tool vibration | |
Kim et al. | Machining of micro-channels and pyramid patterns using elliptical vibration cutting | |
Miller et al. | Investigation of wire electrical discharge machining of thin cross-sections and compliant mechanisms | |
Das et al. | Modeling of spark erosion rate in microwire-EDM | |
JP4553967B2 (en) | Cutting apparatus, processing method, and mold processed by the processing method | |
JP2020500728A (en) | Flexible curved knife | |
Pei et al. | An improved fix-length compensation method for electrical discharge milling using tubular tools | |
EP1815944A1 (en) | Method and apparatus for honing bore holes. | |
Qu et al. | Modified microscale pattern transfer without photolithography of substrates | |
RU2464136C2 (en) | Electrode tool for electrochemical broaching of metal parts | |
RU2553785C2 (en) | Method and device for tool correction | |
Ammouri et al. | BUEVA: a bi-directional ultrasonic elliptical vibration actuator for micromachining | |
Song et al. | Numerical and experimental study of micro single point incremental forming process | |
RU2573465C2 (en) | Electrochemical fabrication of recesses that make baffles at ribs and bottom sections of cooling channels in heat-beat machines and device to this end | |
KR100766787B1 (en) | Apparatus and method for electrolytic machining | |
Song et al. | Micro-EDM for silicon microstructure fabrication | |
RU2514236C1 (en) | Method of electrochemical processing of gas turbine blades with two butts and device to this end | |
RU2368504C1 (en) | Method to apply logo on rotary stamping roll and roll to this end | |
RU2330746C2 (en) | Method of dimensional electro-chemical treatment of metals | |
RU2448818C1 (en) | Method of two-sided electrochemical machining | |
CN101637785B (en) | Superplastic micro-forming device and method for forming micro parts thereof | |
RU2492422C2 (en) | Method of production of elastic suspension of dynamically tuned gyroscope | |
Ugrasen et al. | Comparative study of electrode wear estimation in wire EDM using multiple regression analysis and group method data handling technique for EN-8 and EN-19 | |
Tong et al. | Experimental research on effects of process parameters on servo scanning 3D micro electrical discharge machining |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121225 |