RU2588953C1 - Method for anodic-abrasive machining of holes - Google Patents

Method for anodic-abrasive machining of holes Download PDF

Info

Publication number
RU2588953C1
RU2588953C1 RU2014149535/02A RU2014149535A RU2588953C1 RU 2588953 C1 RU2588953 C1 RU 2588953C1 RU 2014149535/02 A RU2014149535/02 A RU 2014149535/02A RU 2014149535 A RU2014149535 A RU 2014149535A RU 2588953 C1 RU2588953 C1 RU 2588953C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tool
cathode
elastic
elastic parts
workpiece
Prior art date
Application number
RU2014149535/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Васильевич Трифанов
Людмила Ивановна Оборина
Дмитрий Ринатович Рыжов
Александр Валерьевич Сутягин
Леонид Степанович Малько
Владимир Иванович Трифанов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ)
Priority to RU2014149535/02A priority Critical patent/RU2588953C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2588953C1 publication Critical patent/RU2588953C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to grinding of workpiece bore surface. Method includes reciprocating movement and vibration of elastic tool relative to workpiece and simultaneous electrochemical anodic treatment of bore surface. Used tool consisting of two abrasive carrying elastic parts, between which there is cathode, and external profiles of elastic parts and cathode are repeating bore shape, wherein both elastic parts along longitudinal axis has symmetric cavity in form of truncated pyramid, which cross section repeats shape of tool external profile and directed to each other by smaller bases, and cathode is installed with formation of channels between them, surface and opposite ends of flexible parts of tool, providing for electrolyte supply to processed surface, and on external surface of elastic parts there are helical grooves.
EFFECT: higher accuracy and uniformity of workpiece bore surface roughness, increased service life of tool.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и радиоэлектроники и может быть использовано при полировании отверстий круглого и некруглого сечения в длинномерных ответственных деталях, например при изготовлении каналов волноводов.The invention relates to the field of mechanical engineering and radio electronics and can be used for polishing holes of circular and non-circular cross section in long critical parts, for example, in the manufacture of waveguide channels.

Известен способ электрохимического хонингования (патент RU №2166416, МПК В23Н 5/06), сущность которого заключается в том, что для снижения шероховатости поверхности детали при обработке используют биполярный катод-инструмент, выполненный из чередующихся абразивных и токопроводящих брусков на его формообразующей части, при этом катоду-инструменту одновременно сообщают вращение с числом оборотов 10-20 об/мин, вибрацию с частотой 10-100 Гц и амплитудой 0,05-0,15 мм с обеспечением непосредственного контакта анода-детали и катода-инструмента.A known method of electrochemical honing (patent RU No. 2166416, IPC B23H 5/06), the essence of which is that to reduce the surface roughness of a part during processing, a bipolar cathode tool made of alternating abrasive and conductive bars on its forming part is used, this cathode-instrument is simultaneously informed of a rotation with a speed of 10-20 rpm, vibration with a frequency of 10-100 Hz and an amplitude of 0.05-0.15 mm with direct contact of the anode-part and the cathode-tool.

Основным недостатком этого способа является то, что он не может быть использован для обработки каналов некруглого сечения.The main disadvantage of this method is that it cannot be used to process channels of non-circular cross section.

Наиболее близким решением, взятым за прототип, является способ абразивного полирования некруглых отверстий (патент RU 2359805, В24В 29/00, В24В 1/00). Полирование происходит за счет возвратно-поступательного перемещения эластичного инструмента с абразивным слоем на наружной поверхности относительно детали, причем профиль эластичного инструмента повторяет форму обрабатываемой поверхности отверстия детали. В эластичном инструменте вдоль его продольной оси выполнены симметричные полости в виде усеченной пирамиды, поперечное сечение которых повторяет наружный профиль инструмента, в которые поочередно подают рабочую среду под давлением для обеспечения прижима инструмента к обрабатываемой поверхности.The closest solution taken as a prototype is the method of abrasive polishing of non-circular holes (patent RU 2359805, B24B 29/00, B24B 1/00). Polishing occurs due to the reciprocating movement of the elastic tool with an abrasive layer on the outer surface relative to the part, and the profile of the elastic tool repeats the shape of the machined surface of the hole parts. In an elastic tool along its longitudinal axis there are symmetrical cavities in the form of a truncated pyramid, the cross-section of which repeats the external profile of the tool, into which the working medium is alternately supplied under pressure to ensure the tool is clamped to the work surface.

Этот способ не пригоден для обработки каналов волноводов, т.к. не обеспечивает равномерной шероховатости и точности поверхности по всей длине канала.This method is not suitable for processing channels of waveguides, because does not provide uniform surface roughness and accuracy along the entire length of the channel.

При абразивном полировании волноводов из мягких материалов, например из меди или ее сплавов, происходит шаржирование обрабатываемой поверхности, в результате чего мелкие абразивные частицы застревают в поверхностном слое, что приводит к нарушению структуры токопроводящего скин-слоя, не позволяющему равномерно нанести токопроводящее покрытие на обработанную поверхность.When abrasive polishing of waveguides made of soft materials, such as copper or its alloys, the surface being machined is sharpened, as a result, small abrasive particles get stuck in the surface layer, which leads to disruption of the structure of the conductive skin layer, which does not allow uniformly applying a conductive coating to the treated surface .

Полирование производят при высоком давлении рабочей жидкости (2-4 МПа), в результате чего абразивный слой эластичного инструмента разрушается, ресурс его работы снижается, а обрабатываемая поверхность подвергается существенному механическому, а также температурному воздействиям, требующим дополнительного контроля температуры и охлаждения.Polishing is carried out at high pressure of the working fluid (2-4 MPa), as a result of which the abrasive layer of the elastic tool is destroyed, its service life is reduced, and the surface being treated is subjected to significant mechanical as well as thermal stresses requiring additional control of temperature and cooling.

Задачей изобретения является обеспечение исходной точности и равномерной шероховатости обрабатываемой поверхности каналов волноводов некруглого сечения, устранение процесса шаржирования, повышение ресурса работы инструмента.The objective of the invention is to provide initial accuracy and uniform roughness of the machined surface of the channels of non-circular waveguides, eliminating the process of sharpening, increasing the life of the tool.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе анодно-абразивного полирования поверхности отверстия детали абразивным эластичным инструментом, включающем возвратно-поступательное перемещение и вибрацию эластичного инструмента относительно детали с обеспечением прижима эластичного инструмента к обрабатываемой поверхности и одновременную электрохимическую анодную обработку поверхности отверстия при подаче постоянного или импульсного электрического потенциала на обрабатываемую деталь и катод, при этом используют инструмент, состоящий из двух абразивонесущих эластичных частей, между которыми установлен катод, а наружные профили упомянутых эластичных частей и катода повторяют форму обрабатываемого отверстия, причем в обеих эластичных частях вдоль продольной оси выполнены симметричные полости в форме усеченной пирамиды, поперечное сечение которых повторяет форму наружного профиля эластичного инструмента и которые направлены друг к другу меньшими основаниями, а катод установлен с образованием каналов между ним, обрабатываемой поверхностью и противоположными торцами эластичных частей инструмента, обеспечивающих подачу электролита к обрабатываемой поверхности, при этом на наружной поверхности эластичных частей инструмента выполнены винтовые канавки, а возвратно-поступательное перемещение эластичного инструмента относительно детали осуществляют посредством поочередной подачи электролита в упомянутые симметричные полости инструмента.The problem is achieved in that in the known method of anodic-abrasive polishing of the hole surface of the part with an abrasive elastic tool, comprising reciprocating movement and vibration of the elastic tool relative to the part, ensuring that the elastic tool is clamped to the surface being machined and the anode is simultaneously electrochemically processed while applying a constant or pulsed electric potential to the workpiece and cathode, while using and a tool consisting of two abrasive-bearing elastic parts, between which a cathode is mounted, and the outer profiles of the said elastic parts and the cathode repeat the shape of the hole being machined, moreover, in both elastic parts along the longitudinal axis there are symmetrical cavities in the form of a truncated pyramid, the cross section of which repeats the shape of the outer profile elastic tools and which are directed towards each other with smaller bases, and the cathode is installed with the formation of channels between it, the treated surface, etc. opposites ends of the elastic parts of the instrument, ensuring electrolyte flow to the surface, wherein the outer surface of the elastic parts of the instrument are made helical grooves, and the reciprocating movement of the elastic tool relative to the workpiece is performed by alternately supplying the electrolyte into said cavity symmetrical instrument.

Величина импульсного электрического потенциала с амплитудно-временной характеристикой, подаваемого на обрабатываемую деталь и катод, определена по формуле:The value of the pulsed electric potential with the amplitude-time characteristic supplied to the workpiece and cathode is determined by the formula:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где φа, φn - потенциал анода (обрабатываемой детали) по гребешкам микронеровностей и потенциал пассивации обрабатываемого материала по впадинам микронеровностей, соответственно;where φ a , φ n is the potential of the anode (workpiece) along the combs of microroughnesses and the passivation potential of the processed material along the cavities of microroughnesses, respectively;

i - плотность тока;i is the current density;

t - время;t is the time;

tи - время длительности импульса тока в мс.t and - time duration of the current pulse in ms.

В качестве рабочей среды используют электролит, исключающий межкристаллитное растравливание обрабатываемой поверхности.An electrolyte is used as the working medium, which excludes intergranular etching of the treated surface.

Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлена схема анодно-абразивного полирования.In FIG. 1 shows a diagram of anodic abrasive polishing.

На фиг. 2 изображена установка, осуществляющая заявленный способ.In FIG. 2 shows the installation that implements the claimed method.

Анодно-абразивное полирование производят следующим образом.Anode-abrasive polishing is as follows.

В корпус для полирования 1 устанавливают деталь 2 и вводят в обрабатываемое отверстие инструмент. Инструмент выполнен составным из двух эластичных частей 3 с катодом 4 между ними. Наружные профили эластичных частей 3 и катода 4 повторяют форму обрабатываемого отверстия. В обеих эластичных частях выполнены симметричные полости в форме усеченной пирамиды, поперечное сечение которых повторяет форму наружного профиля эластичного инструмента, которые направлены друг к другу меньшими основаниями. Катод 4 установлен с образованием канала 5 между катодом 4 и поверхностью обрабатываемой детали, и каналов 6 между торцевыми поверхностями катода и торцами эластичных частей инструмента. На наружной поверхности эластичных частей инструмента выполнены винтовые канавки 7. В симметричные полости частей инструмента через размещенные в них конические ступени штоков 8 поочередно подают электролит под давлением Pi и противодавлением Р2, обеспечивающим контакт инструмента с обрабатываемой поверхностью, далее электролит поступает в каналы 5 и 6. Анодное растворение между катодом и обрабатываемой поверхностью обеспечивают подачей напряжения от источника питания 9 подключением плюсовой шины к обрабатываемой детали 2, а минусовой 10 - к катоду 4. При этом происходит удаление гребешков неровностей на обрабатываемой поверхности. Образующиеся анодные и окисные пленки удаляют абразивными зернами эластичных частей 3 инструмента, выполняющего возвратно-поступательное перемещение с наложением вибрационных колебаний от штоков 8.Part 2 is installed in the polishing housing 1 and a tool is inserted into the hole to be machined. The tool is made of two elastic parts 3 with a cathode 4 between them. The outer profiles of the elastic parts 3 and the cathode 4 repeat the shape of the hole being machined. In both elastic parts symmetrical cavities are made in the form of a truncated pyramid, the cross section of which repeats the shape of the outer profile of the elastic tool, which are directed towards each other with smaller bases. The cathode 4 is installed with the formation of a channel 5 between the cathode 4 and the surface of the workpiece, and channels 6 between the end surfaces of the cathode and the ends of the elastic parts of the tool. On the outer surface of the elastic parts of the tool, helical grooves are made 7. Into the symmetrical cavities of the parts of the tool through the conical stages of the rods 8 placed in them, the electrolyte is alternately supplied under pressure Pi and back pressure P2, which makes the tool contact with the surface being treated, then the electrolyte enters channels 5 and 6. Anodic dissolution between the cathode and the treated surface is provided by supplying voltage from the power source 9 by connecting the positive bus to the workpiece 2, and the negative 1 0 - to cathode 4. At the same time, scallops of irregularities on the treated surface are removed. The resulting anodic and oxide films are removed with abrasive grains of the elastic parts 3 of the tool, performing a reciprocating movement with the imposition of vibrational vibrations from the rods 8.

Установка, с помощью которой может быть реализован предлагаемый способ (фиг. 2), содержит корпус для полирования 1, в котором размещены обрабатываемая деталь 2 и инструмент, состоящий из двух абразивонесущих эластичных частей 3, между которыми установлен катод 4, с образованием канала 5 (межэлектродного зазора) и каналов 6. Штоки 8 соединены с электромеханическими приводами 9, оснащенными виброгенераторами 13, обеспечивающими возвратно-поступательное перемещение и вибрацию эластичных частей 3 и катода 4 инструмента. Корпус для полирования закрыт гофрированными уплотнениями 11, со штуцерами 12 и 13, служащими для подачи электролита. Кроме того, установка содержит регулируемый источник электрического тока 14 и гидросистему для подачи электролита в корпус для обработки детали, в которую входят бак 15, состоящий из двух полубаков с электролитом, фильтр 16, центробежный насос 17, работающий от электродвигателя, фильтр 18, манометр 19, регулировочный вентиль 20, манометр 21 для регулирования давления расхода электролита, предохранительный клапан 22, гидрораспределитель 23, вентиль 24 линии слива отработанного электролита 25.The installation, with which the proposed method can be implemented (Fig. 2), contains a polishing case 1, in which the workpiece 2 and a tool consisting of two abrasive-bearing elastic parts 3, between which a cathode 4 is installed, with the formation of channel 5 ( interelectrode gap) and channels 6. The rods 8 are connected to electromechanical drives 9, equipped with vibration generators 13, providing reciprocating movement and vibration of the elastic parts 3 and the cathode 4 of the tool. The body for polishing is closed with corrugated seals 11, with fittings 12 and 13, serving to supply electrolyte. In addition, the installation contains an adjustable source of electric current 14 and a hydraulic system for supplying electrolyte to the body for processing the part, which includes a tank 15, consisting of two half tanks with electrolyte, a filter 16, a centrifugal pump 17 operating from an electric motor, a filter 18, a pressure gauge 19 , an adjusting valve 20, a pressure gauge 21 for regulating the pressure of the electrolyte flow rate, a safety valve 22, a control valve 23, a valve 24 of the discharge line of the spent electrolyte 25.

Работа установки. В корпус для полирования 1 (фиг. 2 ) устанавливают обрабатываемую деталь, в отверстие которой помещают инструмент с абразивонесущими эластичными частями 3 и катодом 4 и присоединяют к штокам 8, связанным с механическим электроприводом 9 и вибрационным генератором 10; устанавливают гофрированные уплотнения 11; подключают (+) шину источника электрического тока 14 к обрабатываемой детали, а (-) шину к катоду 4 инструмента; к штуцерам 12 и 13 подключают гидравлическую систему для подачи электролита. Включают электродвигатель с насосом 17 для подачи электролита через фильтры 16 и 18 по манометру 19, устанавливая необходимое давление вентилем 20. Электролит под давлением, определяемым манометром 21, поступает в гидрораспределитель 23 и через штуцеры 12, 13 в полости абразивонесущих эластичных частей инструмента. Предохранительный клапан 22 настраивают на требуемое давление в гидросистеме; при засорении каналов он срабатывает и предотвращает поломку гидросистемы. При поступлении электролита соответствующая полость абразивонесущих эластичных частей 3 инструмента деформируется, прижимая его к обрабатываемой поверхности. После подачи электролита в зону обработки по винтовым канавкам 7 и каналам 5, 6 на обрабатываемую деталь от регулируемого источника тока 14 подается положительный потенциал, а на катод - отрицательный. Штокам 8 сообщают возвратно-поступательные перемещения со скоростью 0,2…0,5 мм/мин и вибрацию частотой 10…100 Гц и амплитудой 0,05…0,5 мм, которые они передают эластичному инструменту и катоду.Installation work. A workpiece is installed in the polishing case 1 (Fig. 2), in the hole of which a tool with abrasive-bearing elastic parts 3 and a cathode 4 is placed and connected to rods 8 connected to a mechanical electric drive 9 and a vibration generator 10; install corrugated seals 11; connect the (+) bus of the electric current source 14 to the workpiece, and (-) the bus to the cathode 4 of the tool; to the fittings 12 and 13 connect a hydraulic system for supplying electrolyte. An electric motor with a pump 17 is turned on for supplying electrolyte through filters 16 and 18 according to the pressure gauge 19, setting the required pressure by the valve 20. The electrolyte under pressure determined by the pressure gauge 21 enters the control valve 23 and through the fittings 12, 13 in the cavity of the abrasive elastic parts of the tool. The safety valve 22 is adjusted to the required pressure in the hydraulic system; when the channels are clogged, it works and prevents the breakdown of the hydraulic system. Upon receipt of the electrolyte, the corresponding cavity of the abrasive-bearing elastic parts 3 of the tool is deformed, pressing it to the work surface. After supplying the electrolyte to the treatment zone through the helical grooves 7 and channels 5, 6, a positive potential is supplied to the workpiece from an adjustable current source 14, and a negative potential is supplied to the cathode. The rods 8 are reported reciprocating with a speed of 0.2 ... 0.5 mm / min and vibration with a frequency of 10 ... 100 Hz and an amplitude of 0.05 ... 0.5 mm, which they transmit to the elastic instrument and cathode.

Регулирование его скорости возвратно-поступательного перемещения с наложением вибрационных колебаний частотой 10-100 Гц и амплитудой 0,05-0,5 мм осуществляется при помощи подвижных штоков с коническими ступенями, соединенных с виброгенератором и электромеханическим приводом.The regulation of its reciprocating speed with the imposition of vibrational oscillations with a frequency of 10-100 Hz and an amplitude of 0.05-0.5 mm is carried out using movable rods with conical steps connected to a vibration generator and an electromechanical drive.

В зависимости от стадии обработки (предварительная или финишная) на обрабатываемую деталь и катод подают постоянный или импульсный электрический потенциал. Постоянный электрический ток удаляет макронеровности с обрабатываемой поверхности с более высокой производительностью, однако микронеровности более избирательно удаляются импульсным током при меньшем съеме металла, что приводит к более высокой степени снижения шероховатости обрабатываемой поверхности вплоть до зеркального блеска.Depending on the processing stage (preliminary or finishing), a constant or pulsed electric potential is applied to the workpiece and cathode. A constant electric current removes macro-irregularities from the treated surface with a higher productivity, however, micro-irregularities are more selectively removed by the pulse current with less metal removal, which leads to a higher degree of reduction in the roughness of the processed surface up to a specular gloss.

Силу и форму тока, а также напряжение задают и определяют по приборам, установленным на источнике тока 14.The strength and shape of the current, as well as the voltage set and determined by devices installed on the current source 14.

Удаление гребешков неровностей на обрабатываемой поверхности производится в основном за счет анодного растворения между катодом инструмента и обрабатываемой поверхностью. Образующиеся при этом анодные и окисные пленки удаляются с гребешков микронеровностей абразивными зернами абразивонесущих эластичных частей инструмента, совершающего возвратно-поступательные движения с одновременной вибрацией. Оба эти движения в процессе удаления анодных и окисных пленок активируют гребешки микронеровностей, что приводит к их более интенсивному растворению по сравнению с впадинами, которые покрыты пассивирующими пленками, и выравниванию профиля обрабатываемой поверхности.Removing scallops of irregularities on the treated surface is mainly due to the anodic dissolution between the cathode of the tool and the treated surface. The anodic and oxide films formed in this process are removed from the scallops of microroughness by the abrasive grains of the abrasive-bearing elastic parts of the instrument, which performs reciprocating movements with simultaneous vibration. Both of these movements in the process of removing the anode and oxide films activate scallops of microroughness, which leads to their more intensive dissolution compared to depressions that are covered with passivating films, and alignment of the profile of the treated surface.

Продукты обработки (шлам, газ и разрушенные частицы абразива) вымываются потоком электролита.Processing products (sludge, gas, and broken abrasive particles) are washed away by an electrolyte stream.

При подаче на катод и обрабатываемую деталь постоянного тока можно получить снижение шероховатости поверхности до Ra 0,16…0,04 мкм.When applying direct current to the cathode and the workpiece, a decrease in surface roughness to Ra 0.16 ... 0.04 μm can be obtained.

Наложение на катод и обрабатываемую деталь импульсного тока с амплитудно-временной характеристикой по гребешкам микронеровностей, определяемой по формуле

Figure 00000002
нарастания и спада поляризации, позволяет снизить шероховатость обрабатываемой поверхности до Ra 0,02-0,04 мкм. (Оборина Л.И., Трифанов И.В., Исмаилов Б.Н., Стерехов И.В., Шелковская В.М. / Повышение качества поверхности зеркал лучеводов вибрационным электрохимическим хонингованием // Вестник СибГАУ, №2, 2013, С. 223-229).The imposition of a pulsed current on the cathode and the workpiece with the amplitude-time characteristic along the combs of microroughness, determined by the formula
Figure 00000002
increase and decrease in polarization, reduces the roughness of the treated surface to Ra 0.02-0.04 microns. (Oborina L.I., Trifanov I.V., Ismailov B.N., Sterekhov I.V., Shelkovskaya V.M. / Improving the quality of the surface of the beam lines mirrors by vibration electrochemical honing // Bulletin of SibSAU, No. 2, 2013, C . 223-229).

В формуле (1) φа, φn - потенциал анода в процессе активного анодного растворения по гребешкам микронеровностей и потенциал пассивации материала обрабатываемой поверхности по впадинам микронеровностей отверстия соответственно; i - плотность тока; t - единица времени; tи - время длительности импульса тока в мс. Потенциал φа обеспечивается в процессе анодного растворения за счет активации гребешков микронеровностей абразивными частицами эластичного инструмента и параметрами электрического импульса.In the formula (1) φ a , φ n are the potential of the anode in the process of active anodic dissolution along the combs of microroughnesses and the potential of passivation of the material of the treated surface along the cavities of microroughnesses of the hole, respectively; i is the current density; t is the unit of time; t and - time duration of the current pulse in ms. The potential φ a is ensured in the process of anodic dissolution due to the activation of microroughness scallops by abrasive particles of an elastic tool and electric pulse parameters.

Предлагаемым способом произведено полирование отверстия прямоугольной формы сечением 10×22 мм длиной 500 мм из материала M1 с исходной шероховатостью поверхности Ra 0,63 мкм. Для обработки прямоугольных отверстий был изготовлен абразивонесущий инструмент из полиуретана СКУ100 с использованием абразивного зерна АСМ 60/40, состоящий из двух эластичных частей прямоугольный формы, повторяющих профиль обрабатываемого канала волновода, между которыми установлен катод прямоугольной формы из меди с шероховатостью рабочей поверхности Ra 0,04 мкм. Полости, имеющиеся в абразивонесущих частях эластичного инструмента, выполнены вдоль продольной оси в форме усеченной пирамиды и направлены друг к другу меньшими основаниями.The proposed method polished a rectangular hole with a cross section of 10 × 22 mm and a length of 500 mm from material M1 with an initial surface roughness of Ra 0.63 μm. To process rectangular openings, an SKU100 polyurethane abrasive tool was made using АСМ 60/40 abrasive grain, consisting of two elastic parts of a rectangular shape, repeating the profile of the processed waveguide channel, between which a rectangular cathode made of copper with a roughness of the working surface Ra 0.04 was installed microns. The cavities in the abrasive parts of the elastic tool are made along the longitudinal axis in the form of a truncated pyramid and are directed towards each other with smaller bases.

Полирование проведено при следующих режимах:Polishing is carried out in the following modes:

1. Электролит: 12-15% NaCl+2-5% NaNO2, обеспечивает пассивацию микронеровностей, отсутствие межкристаллитного растворения. Рабочее давление электролита 0,4 МПа, противодавление - 0,2 МПа. Постоянное напряжение на электродах 12-14 В в зависимости от величины межэлектродного зазора, электропроводности электролита и требуемой плотности тока, количество циклов обработки - 5. Применяли анодное растворение и использовали абразивную обработку при возвратно-поступательном перемещении абразивонесущего инструмента с интегрированным в него катодом и наложением вибрации 10-50 Гц, амплитудой 0,1-0,5 мм.1. Electrolyte: 12-15% NaCl + 2-5% NaNO 2 , provides passivation of microroughness, the absence of intergranular dissolution. The working pressure of the electrolyte is 0.4 MPa, the back pressure is 0.2 MPa. The DC voltage at the electrodes is 12-14 V, depending on the size of the electrode gap, the electrolyte conductivity and the required current density, the number of processing cycles is 5. Anodic dissolution was used and abrasive processing was used when reciprocating the abrasive tool with the cathode integrated into it and applying vibration 10-50 Hz, amplitude 0.1-0.5 mm.

Шероховатость после обработки составила Ra 0,04-0,16 мкм.The roughness after processing was Ra 0.04-0.16 μm.

2. Наложение вибрационных колебаний на инструмент частотой 50-100 Гц, амплитудой 0,1…0,4 мм с обеспечением потенциала активации по гребешкам неровностей 1,1-1,2 В, в соответствии с формулой (1), а во впадинах с потенциалом пассивации более 1,6 В. Форма импульса напряжения - прямоугольная; длительность импульса 10…15 мс; амплитуда значения напряжения 12-75 В; мощность источника питания 300 кВт; потенциал активации на аноде (обрабатываемой детали) 1,2 В; потенциал пассивации обрабатываемого материала в электролите 12…15% NaCl+2-5% NaNO2 во впадинах микронеровностей составляет 1,6 В. Использовали абразивонесущий эластичный инструмент, как и в примере 1. Число циклов 5.2. The imposition of vibrational vibrations on the instrument with a frequency of 50-100 Hz, an amplitude of 0.1 ... 0.4 mm with the provision of the activation potential along the combs of irregularities of 1.1-1.2 V, in accordance with formula (1), and in the troughs with passivation potential of more than 1.6 V. The shape of the voltage pulse is rectangular; pulse duration 10 ... 15 ms; the amplitude of the voltage value is 12-75 V; power supply 300 kW; activation potential at the anode (workpiece) 1.2 V; the passivation potential of the processed material in the electrolyte 12 ... 15% NaCl + 2-5% NaNO 2 in the troughs of microroughness is 1.6 V. An abrasive-bearing elastic tool was used, as in example 1. The number of cycles 5.

Шероховатость поверхности после обработки составила Ra 0,04-0,02 мкм.The surface roughness after processing was Ra 0.04-0.02 microns.

При этом на обрабатываемую поверхность не оказывают существенного влияния температурные и механические воздействия (температура электролита в зоне обработки не превышает 25°С), что приводит к более высокой стойкости абразивных зерен, закрепленных на наружной поверхности эластичного инструмента, что снижает износ абразивного слоя и повышает ресурс работы инструмента.At the same time, the temperature and mechanical effects do not significantly affect the surface being treated (the electrolyte temperature in the processing zone does not exceed 25 ° C), which leads to higher resistance of abrasive grains fixed to the outer surface of the elastic tool, which reduces the wear of the abrasive layer and increases the resource work tool.

Структура токопроводящего скин-слоя канала волновода после обработки не отличается от структуры основного металла, не наблюдается процесс шаржирования, отсутствуют прижоги, шероховатость обрабатываемой поверхности равномерна, ресурс работы абразивонесущего эластичного инструмента повышается в 10 раз.The structure of the conductive skin layer of the waveguide channel after processing does not differ from the structure of the base metal, there is no sharpening process, there are no burns, the surface roughness is uniform, the service life of the abrasive-bearing elastic tool is increased 10 times.

Использование предлагаемого способа полирования каналов волноводов позволяет повысить качество обрабатываемой поверхности и структуры токопроводящего скин-слоя, производительность процесса возрастает в 1,5 раза по сравнению с прототипомUsing the proposed method for polishing the channels of waveguides can improve the quality of the processed surface and the structure of the conductive skin layer, the productivity of the process increases by 1.5 times compared with the prototype

Claims (3)

1. Способ анодно-абразивного полирования поверхности отверстия детали абразивным эластичным инструментом, включающий возвратно-поступательное перемещение и вибрацию эластичного инструмента относительно детали с обеспечением прижима эластичного инструмента к обрабатываемой поверхности и одновременную электрохимическую анодную обработку поверхности отверстия при подаче постоянного или импульсного электрического потенциала на обрабатываемую деталь и катод, при этом используют инструмент, состоящий из двух абразивонесущих эластичных частей, между которыми установлен катод, а наружные профили упомянутых эластичных частей и катода повторяют форму обрабатываемого отверстия, причем в обеих эластичных частях вдоль продольной оси выполнены симметричные полости в форме усеченной пирамиды, поперечное сечение которых повторяет форму наружного профиля эластичного инструмента и которые направлены друг к другу меньшими основаниями, а катод установлен с образованием каналов между ним, обрабатываемой поверхностью и противоположными торцами эластичных частей инструмента, обеспечивающих подачу электролита к обрабатываемой поверхности, при этом на наружной поверхности эластичных частей инструмента выполнены винтовые канавки, а возвратно-поступательное перемещение эластичного инструмента относительно детали осуществляют посредством поочередной подачи электролита в упомянутые симметричные полости инструмента.1. The method of anodic-abrasive polishing of the hole surface of the part with an abrasive elastic tool, comprising reciprocating movement and vibration of the elastic tool relative to the part, ensuring that the elastic tool is clamped to the work surface and the electrochemical anodic surface is machined at the same time when a constant or pulsed electric potential is applied to the workpiece and the cathode, while using an instrument consisting of two abrasive elastic parts between which a cathode is installed, and the outer profiles of the said elastic parts and the cathode repeat the shape of the hole being machined, moreover, in both elastic parts along the longitudinal axis there are symmetrical cavities in the shape of a truncated pyramid, the cross section of which repeats the shape of the outer profile of the elastic tool and which are directed to each other to each other with smaller bases, and the cathode is installed with the formation of channels between it, the machined surface and opposite ends of the elastic parts of the tool and, providing the supply of electrolyte to the machined surface, while on the outer surface of the elastic parts of the tool helical grooves are made, and the reciprocating movement of the elastic tool relative to the part is carried out by alternately supplying the electrolyte to said symmetrical cavity of the tool. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину импульсного электрического потенциала с амплитудно-временной характеристикой, подаваемого на обрабатываемую деталь и катод, определяют по формуле:
Figure 00000003
,
где φа, φn - потенциал анода (обрабатываемой детали) по гребешкам микронеровностей и потенциал пассивации обрабатываемого материала во впадинах микронеровностей соответственно; i - плотность тока; tи - время длительности импульса тока в мс импульсного тока.
2. The method according to p. 1, characterized in that the value of the pulsed electric potential with an amplitude-time characteristic supplied to the workpiece and cathode is determined by the formula:
Figure 00000003
,
where φ a , φ n is the potential of the anode (workpiece) along the combs of microroughnesses and the passivation potential of the processed material in the cavities of microroughnesses, respectively; i is the current density; t and - time duration of the current pulse in ms pulsed current.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве рабочей среды используют электролит, обеспечивающий пассивацию впадин микронеровностей, исключающий межкристаллитное растравливание обрабатываемой поверхности. 3. The method according to p. 1, characterized in that an electrolyte is used as the working medium, which ensures passivation of microroughness troughs, excluding intergranular etching of the treated surface.
RU2014149535/02A 2014-12-08 2014-12-08 Method for anodic-abrasive machining of holes RU2588953C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014149535/02A RU2588953C1 (en) 2014-12-08 2014-12-08 Method for anodic-abrasive machining of holes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014149535/02A RU2588953C1 (en) 2014-12-08 2014-12-08 Method for anodic-abrasive machining of holes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2588953C1 true RU2588953C1 (en) 2016-07-10

Family

ID=56370859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014149535/02A RU2588953C1 (en) 2014-12-08 2014-12-08 Method for anodic-abrasive machining of holes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2588953C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697759C1 (en) * 2019-02-01 2019-08-19 Аскар Джамилевич Мингажев Method of electrochemical treatment of internal channel of metal part and electrode-tool for its implementation
RU2710086C1 (en) * 2019-10-03 2019-12-24 Мингажев Аскар Джамилевич Method of electrically polishing inner channel of metal part and device for its implementation
RU2710092C1 (en) * 2019-05-06 2019-12-24 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Apparatus for electrochemical treatment of helical tooth profile of inner surface in opening of tubular billet
RU2764538C1 (en) * 2020-10-30 2022-01-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Method for combined processing of complex channels and apparatus for implementation thereof
RU2785200C1 (en) * 2022-05-16 2022-12-05 Раис Калимуллович Давлеткулов Method for electrochemical polishing of inner surfaces of metal tubes and device for its implementation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61188024A (en) * 1985-02-15 1986-08-21 Fuji Electric Co Ltd Polishing method of internal wall of hole in hard and fragile conductive material work
EP1000694A2 (en) * 1998-11-09 2000-05-17 Nissin Unyu Kogyo Co., Ltd. Electrolytic integrated polishing method for metal workpieces using special abrasive materials
RU2166416C2 (en) * 1999-07-21 2001-05-10 Сибирская аэрокосмическая академия Electrochemical honing process
RU2242338C2 (en) * 2002-09-13 2004-12-20 Казанская государственная сельскохозяйственная академия Method of anode-mechanical honing
RU2359805C1 (en) * 2008-03-25 2009-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) Method of holes abrasive polishing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61188024A (en) * 1985-02-15 1986-08-21 Fuji Electric Co Ltd Polishing method of internal wall of hole in hard and fragile conductive material work
EP1000694A2 (en) * 1998-11-09 2000-05-17 Nissin Unyu Kogyo Co., Ltd. Electrolytic integrated polishing method for metal workpieces using special abrasive materials
RU2166416C2 (en) * 1999-07-21 2001-05-10 Сибирская аэрокосмическая академия Electrochemical honing process
RU2242338C2 (en) * 2002-09-13 2004-12-20 Казанская государственная сельскохозяйственная академия Method of anode-mechanical honing
RU2359805C1 (en) * 2008-03-25 2009-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) Method of holes abrasive polishing

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697759C1 (en) * 2019-02-01 2019-08-19 Аскар Джамилевич Мингажев Method of electrochemical treatment of internal channel of metal part and electrode-tool for its implementation
RU2710092C1 (en) * 2019-05-06 2019-12-24 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Apparatus for electrochemical treatment of helical tooth profile of inner surface in opening of tubular billet
RU2710086C1 (en) * 2019-10-03 2019-12-24 Мингажев Аскар Джамилевич Method of electrically polishing inner channel of metal part and device for its implementation
RU2764538C1 (en) * 2020-10-30 2022-01-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Method for combined processing of complex channels and apparatus for implementation thereof
RU2785200C1 (en) * 2022-05-16 2022-12-05 Раис Калимуллович Давлеткулов Method for electrochemical polishing of inner surfaces of metal tubes and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2588953C1 (en) Method for anodic-abrasive machining of holes
Hasçalık et al. A comparative study of surface integrity of Ti–6Al–4V alloy machined by EDM and AECG
US9751142B2 (en) High-frequency-vibration-assisted electrolytic grinding method and device therefor
Wang et al. Micro wire electrode electrochemical cutting with low frequency and small amplitude tool vibration
JP5903210B2 (en) Electrolytic processing method
EP2301703B1 (en) Systems and apparatus relating to electrochemical machining
JP2011067939A5 (en)
US6315885B1 (en) Method and apparatus for electropolishing aided by ultrasonic energy means
Wu et al. Vibration-assisted micro-ECM combined with polishing to machine 3D microcavities by using an electrolyte with suspended B4C particles
US9403228B2 (en) Method and apparatus for pulsed electrochemical grinding
EP3953503A1 (en) Electropolishing method
JP2009178770A (en) Method of machining mold member, method of producing the same, extrusion die, method for production of extruding material, and extruding material
CN110695472A (en) Cathode of movable template electrolytic grinding composite processing tool and method
Pa et al. Continuous secondary ultrasonic electropolishing of an SKD61 cylindrical part
Yan et al. A study on the mirror surface machining by using a micro-energy EDM and the electrophoretic deposition polishing
CN110872725B (en) Frequency conversion polarization polishing device and method
JP5809137B2 (en) Electrolytic machining method for electrolytically machining workpieces
Wei et al. Crown shaping technique of bearing raceway by electrochemical mechanical machining
CN111941157A (en) Device and method for grinding double-sided polished thin plate by using electrolysis-assisted magnetic particles
Ablyaz et al. Improving the quality of the surfaces of products obtained by electrical discharge machining using electrolytic-plasma polishing technology
Ruszaj et al. Electrochemical machining supported by electrode ultrasonic vibrations
Madhva et al. Electro-Chemical Machining
Hamdy et al. New electrode profile for machining of internal cylindrical surfaces by electrochemical drilling
RU2739927C1 (en) Combined tool for electroerosion processing and coating by electrolytic rubbing
Hung et al. Ultrasonic-assisted electrochemical discharge grinding and broaching for machining quartz square microholes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171209