RU2475700C1 - Способ измерения шероховатости поверхности в процессе электролитно-плазменной обработки - Google Patents
Способ измерения шероховатости поверхности в процессе электролитно-плазменной обработки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475700C1 RU2475700C1 RU2011145195/28A RU2011145195A RU2475700C1 RU 2475700 C1 RU2475700 C1 RU 2475700C1 RU 2011145195/28 A RU2011145195/28 A RU 2011145195/28A RU 2011145195 A RU2011145195 A RU 2011145195A RU 2475700 C1 RU2475700 C1 RU 2475700C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- roughness
- surface roughness
- electrolyte
- current density
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для контроля шероховатости поверхности электропроводных изделий, например, из нержавеющей стали в процессе электролитно-плазменной обработки. Сущность: прикладывают высоковольтное напряжение между обрабатываемой деталью, являющейся анодом, и катодом. Измеряют значения плотности тока j и высоковольтного напряжения U. Шероховатость поверхности в ходе обработки определяют по формуле: , где Rmin - минимально достижимая для используемого электролита шероховатость поверхности; R0 - начальное значение шероховатости поверхности обрабатываемой детали; t - время; j - плотность тока; U - напряжение; τ0 - среднее значение постоянной времени; k1, k2 - коэффициенты пропорциональности, зависящие от материала детали, природы и концентрации электролита. Величины τ0, k1, k2 вычисляют по семейству тарировочных кривых зависимости постоянной времени снижения шероховатости от напряжения U и плотности тока j. Технический результат: увеличение быстродействия измерения. 1 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для контроля шероховатости поверхности электропроводных изделий, например, из нержавеющей стали в процессе электролитно-плазменной обработки. Способ позволяет определять шероховатость поверхности детали непосредственно в процессе ее обработки.
Известен способ измерения шероховатости поверхности электропроводящих изделий, заключающийся в том, что контролируемое изделие и измерительный электрод помещают в диэлектрическую жидкость, прикладывают высоковольтное напряжение и измеряют ток между ними, по величине которого определяют степень шероховатости [а.с. СССР №1474452, МКИ4 G01B 7/34. Публ. 23.04.89].
Недостатком аналога является невозможность использования его для определения шероховатости поверхности в ходе электролитно-плазменной обработки в связи с необходимостью прерывания процесса.
Известен способ измерения шероховатости поверхности электропроводящих деталей в процессе электролитно-плазменной обработки, заключающийся в том, что прикладывают высоковольтное напряжение между обрабатываемой деталью, являющейся анодом, и катодом. Измеряют ширину нормированного частотного спектра переменной составляющей тока разрядов по уровню среза, выбираемою из диапазона 0,2…0,5 в зависимости от рабочего напряжения. Определяют шероховатость по формуле
Ra=k·f+R0,
где Ra - шероховатость поверхности, мкм; k - коэффициент пропорциональности, зависящий от материала детали, природы и концентрации электролита; f - измеренная ширина спектра при определенном уровне среза, Гц; R0 - эмпирический параметр. При этом значения к и R0 вычисляют по тарировочной кривой зависимости шероховатости от ширины спектра [патент РФ №2133943, МКИ6 G01B 7/34. Публ. 27.07.99].
Недостатком данного аналога является необходимость измерения спектральной плотности сигнала переменной составляющей тока в ряде диапазонов частот для построения частотного спектра, определения его ширины и, соответственно, шероховатости поверхности.
Наиболее близким по технической сущности является способ измерения шероховатости поверхности электропроводящих изделий в процессе электролитно-плазменной обработки, заключающийся в том, что прикладывают высоковольтное напряжение между обрабатываемой деталью, являющейся анодом, и катодом и переменную составляющую тока подают на полосовой фильтр с граничными частотами 500-700 и 1300-1500 Гц, измеряют действующее значение напряжения на выходе фильтра u, рассчитывают начальное значение напряжения u0 путем усреднения значения и в течение 20-40 с от начала процесса, шероховатость в ходе обработки определяют но формуле
где u - текущее значение напряжения на выходе полосового фильтра;
u0 - начальное значение напряжения на выходе полосового фильтра;
Ra0 - начальное значение шероховатости обрабатываемой поверхности [патент РФ №2240500, МКИ6 G01B 7/34. Публ. 20.11.04].
Недостатком прототипа является недостаточное быстродействие, обусловленное тем, что первое измеренное значение шероховатости может быть получено только через существенный промежуток времени 20-40 с от начала электролитно-плазменной обработки, тогда как скорость изменения шероховатости на начальном этапе обработки имеет наибольшее значение, а вся длительность процесса в ряде случаев может составлять 30-60 с.
Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является повышение быстродействия измерения шероховатости поверхности в ходе электролитно-плазменной обработки за счет исключения операции усреднения регистрируемых электрических параметров в течение 20-40 с от начала процесса.
Поставленная задача решается способом измерения шероховатости поверхности электропроводящих изделий в процессе электролитно-плазменной обработки, по которому прикладывают высоковольтное напряжение между обрабатываемой деталью, являющейся анодом, и катодом, согласно изобретению измеряют значения плотности тока и высоковольтного напряжения, а шероховатость в ходе обработки определяют по формуле:
где Rmin - минимально достижимая для используемого электролита шероховатость поверхности;
R0 - начальное значение шероховатости поверхности обрабатываемой детали;
t - время;
j - плотность тока;
U - напряжение;
τ0 - среднее значение постоянной времени;
k1, k2 - коэффициенты пропорциональности, зависящие от материала детали, природы и концентрации электролита,
а величины τ0, k1, k2 вычисляют по семейству тарировочных кривых зависимости постоянной времени снижения шероховатости от напряжения U и плотности тока j.
Существо способа поясняется чертежами. На Фиг.1 показан типичный характер изменения шероховатости Ra во времени t при начальной шероховатости R0 и минимально достижимой для используемого электролита шероховатости поверхности Rmin. На Фиг.2 показана типичная тарировочная кривая зависимости постоянной времени τ от высоковольтного напряжения U и плотности тока j.
Закономерность изменения шероховатости Ra (Фиг.1) имеет экспоненциальный характер и объясняется уменьшением степени воздействия парогазовой оболочки на обрабатываемую поверхность при сглаживании микронеровностей, что приводит к снижению скорости изменения шероховатости. Скорость снижения шероховатости по экспоненциальному закону характеризуется постоянной времени τ, на которую влияет прикладываемое высоковольтное напряжение U и характер воздействия парогазовой оболочки, который отражается в значениях плотности тока j.
Тарировочная кривая зависимости постоянной времени τ (Фиг.2) может быть описана функцией вида:
где t - время;
j - плотность тока;
U - напряжение;
τ0 - среднее значение постоянной времени.
Изменение напряжения U, связанное с нестабильностью напряжения питающей сети, и изменение плотности тока j, связанное с изменением шероховатости, с нестабильностью температуры электролита и его концентрации, а также с выработкой электролита, влияют на скорость электролитно-плазменной обработки при полировании поверхностей. Уравнение (2) учитывает указанные неопределенности и позволяет измерять шероховатость поверхности электропроводных изделий, например, из нержавеющей стали в процессе электролитно-плазменной обработки.
Пример конкретной реализации способа.
Образцы из стали 20X13 обрабатывали электролитно-плазменным методом в 5% растворе сульфата аммония при различных начальных шероховатостях поверхности, напряжениях и температурах электролита. Между поверхностью детали, являющейся анодом, и катодом прикладывали высоковольтное напряжение, измеряли плотность тока j и высоковольтное напряжение U, а шероховатость в ходе обработки определяли по формуле:
где Rmin=0,09 мкм,
при этом величины
τ0=0,072 мин;
k1=-5,296 мин·см2·A-1;
k2=0,0165 мин·B-1
вычисляли по семейству тарировочных кривых зависимости постоянной времени снижения шероховатости от напряжения U и плотности тока j, показанному на Фиг.2. Шероховатость поверхности измерялась также профилометром после обработки. Результаты приведены в таблице. Как видно из таблицы, незначительное расхождение рассчитанной (6-й столбец таблицы) и измеренной (7-й столбец таблицы) шероховатости свидетельствует о применимости способа.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет увеличить быстродействие измерения шероховатости поверхности в процессе электролитно-плазменной обработки за счет исключения операции усреднения регистрируемых электрических параметров в течение 20-40 с от начала процесса. Предлагаемый способ имеет простое техническое исполнение, не требует прерывания процесса и обеспечивает высокую точность измерений.
Способ измерения шероховатости в процессе электролитно-плазменной обработки | ||||||
U, B | T, °C | Время t, мин | Начальное значение шероховатости Ra 0, мкм | Плотность тока j, А/см2 | Рассчитанная шероховатость Ra, мкм | Измеренная шероховатость Ra, мкм |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
250 | 70 | 3 | 0,32 | 0,39 | 0,18±0,02 | 0,15±0,02 |
300 | 80 | 6 | 0,33 | 0,27 | 0,16±0,02 | 0,13±0,02 |
350 | 90 | 9 | 0,35 | 0,19 | 0,15±0,02 | 0,16±0,02 |
250 | 70 | 12 | 0,60 | 0,36 | 0,11±0,02 | (),12±0,02 |
300 | 80 | 15 | 0,49 | 0,24 | 0,11±0,02 | 0,14±0,02 |
350 | 90 | 15 | 0,49 | 0,20 | 0,12±0,02 | 0,15±0,02 |
Claims (1)
- Способ измерения шероховатости поверхности электропроводящих изделий в процессе электролитно-плазменной обработки, по которому прикладывают высоковольтное напряжение между обрабатываемой деталью, являющейся анодом, и катодом, отличающийся тем, что измеряют значения плотности тока и высоковольтного напряжения, а шероховатость в ходе обработки определяют по формуле:
где Rmin - минимально достижимая для используемого электролита шероховатость поверхности;
R0 - начальное значение шероховатости поверхности обрабатываемой детали;
t - время;
j - плотность тока;
U - напряжение;
τ0 - среднее значение постоянной времени;
k1, k2 - коэффициенты пропорциональности, зависящие от материала детали, природы и концентраций электролита, а величины τ0, k1, k2 вычисляют по семейству тарировочных кривых зависимости постоянной времени снижения шероховатости от напряжения U и плотности тока j.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011145195/28A RU2475700C1 (ru) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Способ измерения шероховатости поверхности в процессе электролитно-плазменной обработки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011145195/28A RU2475700C1 (ru) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Способ измерения шероховатости поверхности в процессе электролитно-плазменной обработки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2475700C1 true RU2475700C1 (ru) | 2013-02-20 |
Family
ID=49121061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011145195/28A RU2475700C1 (ru) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Способ измерения шероховатости поверхности в процессе электролитно-плазменной обработки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2475700C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1120159A1 (ru) * | 1983-08-22 | 1984-10-23 | Пинское специальное конструкторское бюро литейного оборудования | Способ измерени шероховатости поверхности электропровод щих изделий |
SU1474452A1 (ru) * | 1986-06-02 | 1989-04-23 | Балаковский Филиал Саратовского Политехнического Института | Способ контрол поверхности электропровод щих изделий и устройство дл его осуществлени |
JPH0335928A (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-15 | Toshiba Corp | 表面あらさ測定装置 |
RU2133943C1 (ru) * | 1997-09-29 | 1999-07-27 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ измерения шероховатости поверхности |
RU2240500C1 (ru) * | 2003-03-03 | 2004-11-20 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ измерения шероховатости поверхности |
-
2011
- 2011-11-07 RU RU2011145195/28A patent/RU2475700C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1120159A1 (ru) * | 1983-08-22 | 1984-10-23 | Пинское специальное конструкторское бюро литейного оборудования | Способ измерени шероховатости поверхности электропровод щих изделий |
SU1474452A1 (ru) * | 1986-06-02 | 1989-04-23 | Балаковский Филиал Саратовского Политехнического Института | Способ контрол поверхности электропровод щих изделий и устройство дл его осуществлени |
JPH0335928A (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-15 | Toshiba Corp | 表面あらさ測定装置 |
RU2133943C1 (ru) * | 1997-09-29 | 1999-07-27 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ измерения шероховатости поверхности |
RU2240500C1 (ru) * | 2003-03-03 | 2004-11-20 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ измерения шероховатости поверхности |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20180106816A (ko) | 플라스마 처리 장치 및 플라스마 처리 방법 | |
MY192286A (en) | Hollow cathode plasma source | |
Morent et al. | Effects of operating parameters on plasma-induced PET surface treatment | |
Tyata et al. | Generation of uniform atmospheric pressure argon glow plasma by dielectric barrier discharge | |
Wiessner et al. | Fundamental investigation of EDM plasmas, part I: a comparison between electric discharges in gaseous and liquid dielectric media | |
CA2965455A1 (en) | Apparatus and method for measuring odours | |
RU2475700C1 (ru) | Способ измерения шероховатости поверхности в процессе электролитно-плазменной обработки | |
RU2011101550A (ru) | Способ электрохимической обработки | |
Shrestha et al. | Influence of discharge voltage and pressure on the plasma parameters in a low pressure DC glow discharge | |
JP2015026574A (ja) | プラズマ生成装置 | |
RU2366765C1 (ru) | Способ определения момента окончания процесса плазменно-электролитического оксидирования | |
EP2562784A3 (de) | Sensoranordnung zur Charakterisierung von Plasmabeschichtungs-, Plasmaätz- und Plasmabehandlungsprozessen sowie Verfahren zur Ermittlung von Kenngrößen in diesen Prozessen | |
KR101459518B1 (ko) | 플라즈마 처리 장비 및 이를 이용한 플라즈마 변수 측정 방법 | |
RU2540239C1 (ru) | Способ определения толщины покрытия в ходе процесса плазменно-электролитического оксидирования | |
RU2240500C1 (ru) | Способ измерения шероховатости поверхности | |
JPS6240128B2 (ru) | ||
Al Qaseer et al. | Optimal Power of Atmospheric Pressure Plasma Jet with a Simple DBD Configuration for Biological Application | |
RU2692120C1 (ru) | Способ определения толщины покрытия в ходе процесса плазменно-электролитического оксидирования | |
RU2668344C1 (ru) | Способ измерения толщины покрытия в ходе процесса плазменно-электролитического оксидирования | |
JP2021130864A5 (ru) | ||
RU2658087C1 (ru) | Способ контроля отверждения эмалевой изоляции проводов | |
RU2440445C1 (ru) | Способ плазменно-электролитического оксидирования металлов и сплавов | |
RU2543158C2 (ru) | Способ электрохимической обработки металлических деталей в рабочей среде с переменной проводимостью и устройство для его осуществления | |
DE19703791C2 (de) | Verfahren zur Regelung von Glimmentladungen mit pulsförmiger Energieversorgung | |
RU2133943C1 (ru) | Способ измерения шероховатости поверхности |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131108 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160427 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201108 |