RU2623971C2 - Device for electrochemical treatment of stepped shafts - Google Patents

Device for electrochemical treatment of stepped shafts Download PDF

Info

Publication number
RU2623971C2
RU2623971C2 RU2015147152A RU2015147152A RU2623971C2 RU 2623971 C2 RU2623971 C2 RU 2623971C2 RU 2015147152 A RU2015147152 A RU 2015147152A RU 2015147152 A RU2015147152 A RU 2015147152A RU 2623971 C2 RU2623971 C2 RU 2623971C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
housing
cover
inner part
tool
Prior art date
Application number
RU2015147152A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015147152A (en
Inventor
Олег Иванович Драчев
Александр Викторович Бобровский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет"
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 "Тольяттинский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет"
Priority to RU2015147152A priority Critical patent/RU2623971C2/en
Publication of RU2015147152A publication Critical patent/RU2015147152A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2623971C2 publication Critical patent/RU2623971C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/26Apparatus for moving or positioning electrode relatively to workpiece; Mounting of electrode
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H3/00Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/04Treating surfaces of rolls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: device contains a dielectric body, the inner part of which is made in the form of a prism, in each plane of which there are built-in adjustable axial fixation supports of the workpiece, the axes of which intersect at the center of the axis of the workpiece and are located relative to each other at an angle of 90°. The body is fitted with a cover made of an electroinsulating material, based diagonally with two locating pins and configured to adjust the interelectrode gap along the other diagonal with a screw mechanism. The inner part of the cover is made along the longitudinal and transverse dimensions of the workpiece and two electrode-tools are placed on it for each stage of the workpiece.
EFFECT: increased accuracy of the shape and quality of the treated surfaces by minimizing the level of residual stresses and uniform distribution of them throughout the product, by simultaneous removing the surface layer from the entire volume of the workpiece being treated.
5 dwg

Description

Изобретение относится к металлообработке, конкретно к электрохимической обработке, и предназначено для обработки осесимметричных деталей типа «вал».The invention relates to metal processing, specifically to electrochemical processing, and is intended for the processing of axisymmetric parts of the type "shaft".

Известно устройство из способа электрохимической обработки заготовок типа тел вращения, бандажей железнодорожных колес. Способ включает обработку поверхности заготовки при постоянном токе с подачей в межэлектродный зазор - МЭЗ электролита, с использованием в качестве анода заготовки, а в качестве катода электрода-инструмента в виде кулачков [Патент RU 2301134 С2, кл. B23H 3/00, 2006].A device is known from the method of electrochemical processing of workpieces such as bodies of revolution, bandages of railway wheels. The method includes treating the surface of the workpiece at constant current with an electrolyte MEZ fed into the interelectrode gap, using the workpiece as the anode, and cams as the electrode of the tool electrode [Patent RU 2301134 C2, class. B23H 3/00, 2006].

Недостатком приведенного аналога является невозможность обработки длинномерных маложестких деталей как простых, так и сложных по форме в поперечном сечении валов.The disadvantage of this analogue is the impossibility of processing lengthy, low-rigid parts, both simple and complex in shape in the cross section of the shafts.

Известно устройство для электрохимической обработки маложестких валов, содержащее датчик контроля прогиба вала, связанный с источником питания через блок управления, а также ванну с электролитом, которая закреплена на суппорте станка и имеет возможность перемещаться вдоль и поперек оси вала [Авторское свидетельство СССР №1618536 А1, Кл. B23H 300]A device for electrochemical processing of low-rigid shafts containing a shaft deflection control sensor connected to a power source through a control unit, as well as an electrolyte bath that is mounted on a machine support and has the ability to move along and across the shaft axis [USSR Author's Certificate No. 1618536 A1, Kl. B23H 300]

Недостатком данного аналога является невозможность стабилизировать продольную ось вала и обеспечить продольную геометрическую точность вала. Кроме того, диапазон диаметров при обработке минимальный, обработка ступенчатых валов невозможна, так как при прохождении ступени электродом-инструментом она сглаживается.The disadvantage of this analogue is the inability to stabilize the longitudinal axis of the shaft and provide longitudinal geometric accuracy of the shaft. In addition, the diameter range during processing is minimal, the processing of stepped shafts is impossible, since when passing the stage with an electrode-tool, it is smoothed.

Приведенный аналог имеет недостатки. Возникающие при механической обработке силы резания создают остаточные напряжения по всей поверхности вала, которые складываются с внутренними остаточными напряжениями с учетом знака и приводят к потере точности (искривлению оси вала в процессе эксплуатации). В материале заготовки остаточные напряжения всегда распределены неравномерно по длине. Кроме того, после механической обработки шейки вала имеют малую точность и низкую шероховатость.The above analogue has disadvantages. The cutting forces that occur during machining create residual stresses over the entire shaft surface, which add up to the internal residual stresses taking into account the sign and lead to a loss of accuracy (curvature of the shaft axis during operation). In the workpiece material, the residual stresses are always distributed unevenly along the length. In addition, after machining, the shaft journals have low accuracy and low roughness.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эксплуатационной точности готовых изделий и качества их поверхности, устранение концентраторов напряжений, которые остаются после токарной обработки. В результате достигаются следующие технические результаты: повышается точность формы в - поперечном и продольном направлениях за счет отсутствия сил резания и стабилизации оси заготовки в процессе электрохимической обработки; повышается надежность работы изделий за счет снятия поверхностных остаточных напряжений, остающихся после механической обработки.The task to which the invention is directed is to increase the operational accuracy of finished products and the quality of their surface, the elimination of stress concentrators that remain after turning. As a result, the following technical results are achieved: the accuracy of the form is increased in the transverse and longitudinal directions due to the absence of cutting forces and stabilization of the workpiece axis during electrochemical processing; the reliability of the products increases due to the removal of surface residual stresses remaining after machining.

Эта задача решается тем, что используют устройство для электрохимической обработки тел вращения, содержащее диэлектрический корпус, в котором установлена опора вращения заготовки, и источник технологического тока, положительным полюсом подключаемый к заготовке, согласно изобретению внутренняя часть корпуса выполнена в виде призмы, в каждой плоскости которой встроены регулируемые опоры осевой фиксации заготовки, оси которых пересекаются в центре оси заготовки и расположены относительно друг друга под углом 90°, при этом на корпусе установлена крышка из электроизоляционного материала, базируемая по диагонали двумя центровочными штифтами и выполненная с возможностью регулирования межэлектродного зазора по другой диагонали с помощью винтового механизма, включающего винт, один конец которого ввинчивается в корпус, а на втором жестко закреплена его головка, осевое перемещение торца которой контролируется датчиком линейных перемещений, выход которого подключен к входу прибора визуального наблюдения, при этом внутренняя часть крышки выполнена по продольным и поперечным размерам заготовки с углами обхвата γ=170° и на ней размещены по два электрода-инструмента на каждую ступень заготовки, выполненные в виде сегментов из металлических труб с радиусами, равными радиусам ступеней заготовки плюс 0,2÷2 мм, причем электроды-инструменты на крышке расположены симметрично относительно отверстия для подачи электролита для каждой ступени заготовки, разделены между собой на всю длину ступени заготовки пазом и подключены к отрицательному полюсу источника питания. This problem is solved in that they use a device for the electrochemical treatment of bodies of revolution, containing a dielectric body in which a support for the rotation of the workpiece is installed, and a technological current source connected to the workpiece by a positive pole, according to the invention, the inner part of the body is made in the form of a prism in each plane of which adjustable support of axial fixation of the workpiece is built in, the axes of which intersect in the center of the workpiece axis and are located relative to each other at an angle of 90 °, while on the housing A cover is made of electrical insulating material, based diagonally on two centering pins and configured to adjust the interelectrode gap on the other diagonal using a screw mechanism including a screw, one end of which is screwed into the housing, and its head is rigidly fixed on the second, the axial movement of the end of which is controlled linear displacement sensor, the output of which is connected to the input of the visual observation device, while the inner part of the cover is made along the longitudinal and transverse the workpiece’s dimensions with girth angles γ = 170 ° and two tool electrodes are placed on it for each step of the workpiece, made in the form of segments of metal pipes with radii equal to the radii of the steps of the workpiece plus 0.2 ÷ 2 mm, and the electrodes are tools on the lid are located symmetrically with respect to the hole for supplying electrolyte for each step of the workpiece, are divided among themselves by the entire length of the step of the workpiece with a groove and connected to the negative pole of the power source.

Использование диэлектрического материала корпуса и крышки установки позволяет сократить стоимость устройства.The use of dielectric material of the housing and the cover of the installation reduces the cost of the device.

Использование регулируемых опор, встроенных в корпус, как базирующих обеспечивает бессиловую обработку со снятием припуска в поперечном сечении заготовки и с совмещением конструкторских, технологических и измерительных баз, что повышает точность обработки изделия.The use of adjustable supports built into the body as basing provides force-free processing with the removal of the allowance in the cross section of the workpiece and with the combination of design, technological and measuring bases, which increases the accuracy of processing the product.

Выполнение электродов-инструментов в виде двух сегментов на каждой ступени заготовки (вала), выполненных из металлических труб, рабочие поверхности которых имеют форму секторов с радиусами, равными радиусам ступеней изделий плюс МЭЗ, и разделенных пазами, равными длине ступени, обеспечивает равномерную подачу электролита непосредственно в зону обработки и максимальную производительность.The implementation of the electrode-tools in the form of two segments on each step of the workpiece (shaft) made of metal pipes, the working surfaces of which are in the form of sectors with radii equal to the radii of the steps of the products plus the MEZ, and separated by grooves equal to the length of the step, ensures a uniform supply of electrolyte directly into the treatment area and maximum productivity.

Подключение электродов-инструментов к отрицательному полюсу источника питания обеспечивает снятие припуска с тел вращения. Оснащение устройства механизмом вращения заготовок обеспечивает расширение технологических возможностей и повышает производительность обработки.Connecting the electrodes-tools to the negative pole of the power source provides removal of the allowance from the bodies of revolution. Equipping the device with the rotation mechanism of the workpieces provides an expansion of technological capabilities and increases processing productivity.

Возможность подвода электролита к входу электрода-инструмента от насоса прокачки в зону обработки удаляет продукты электрохимической обработки из зоны обработки.The ability to supply electrolyte to the input of the electrode-tool from the pump to the treatment zone removes the products of electrochemical treatment from the treatment zone.

Оснащение крышки корпуса винтовыми механизмами настройки МЭЗ и приборами визуального наблюдения обеспечивает точность настройки величины МЭЗ.Equipping the housing cover with screw mechanisms for adjusting the MEZ and visual observation devices ensures the accuracy of setting the magnitude of the MEZ.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображено: на фиг. 1 - общий вид установки в разрезе А-А; на фиг. 2 - вид установки сверху; на фиг. 3 показан разрез Б-Б; на фиг. 4 показан разрез В-В; на фиг. 5 - функциональная схема подключения и контроля контакта электродов-инструментов к источнику питания и прибору визуального наблюдения. The invention is illustrated by drawings, in which: FIG. 1 is a General view of the installation in section AA; in FIG. 2 - top view of the installation; in FIG. 3 shows a section BB; in FIG. 4 shows a section bb; in FIG. 5 is a functional diagram of connecting and monitoring the contact of the electrode-tools to the power source and the device for visual observation.

Устройство для ЭХО содержит заготовку 1, базирующуюся на регулируемых опорах 2 (фиг. 3), установленных в диэлектрическом корпусе 3 (фиг. 1), в котором вмонтированы опора осевой фиксации 4 и вращающаяся опора, установленная в шпинделе 6, связанном через муфту 7 с электродвигателем 8, корпус которого закреплен на коретке 9 с возможностью осевого перемещения (ходовой винт не показан). На корпусе 3 смонтирована крышка 10, выполненная из электроизоляционного материала с гидроуплотнителем 11 по периметру крышки, которая фиксируется по штифтам 12 и устанавливается с зазором H относительно корпуса 3 винтовым механизмом (фиг. 4) головки 13, жестко закрепленной на винте 14. Осевое перемещение винта 14 фиксируется датчиком линейных перемещений 15, жестко закрепленным на стойке 16, и выход датчика 15 подключен к прибору визуального наблюдения 17. На внутренней части крышки 10 размещены электроды 18 с эквидистантным профилем поперечных сечений заготовки (фиг. 3). Электроды 18 расположены симметрично относительно отверстия 19 для подачи электролита для каждой ступени заготовки и разделены между собой на всю длину ступени заготовки пазом 20 (фиг. 3). Каждый из электродов 18 объединен в единую цепь и подключен к источнику питания 21 к отрицательному полюсу (фиг. 5). Заготовка 1 через центр 5 и шпиндель 6 через токосъемник 22 (фиг. 1) подключена к положительному полюсу источника питания 21. Момент контакта заготовки 1 с электродами фиксируется датчиком контакта 23 со встроенным прибором визуального наблюдения (на фиг. 5).The device for ECHO contains a workpiece 1 based on adjustable supports 2 (Fig. 3) installed in a dielectric housing 3 (Fig. 1), in which an axial fixation support 4 and a rotary support installed in the spindle 6 are connected, connected via a sleeve 7 with an electric motor 8, the housing of which is mounted on the bracket 9 with the possibility of axial movement (lead screw is not shown). A cover 10 is mounted on the housing 3, made of an insulating material with a hydraulic seal 11 around the perimeter of the cover, which is fixed along the pins 12 and is installed with a clearance H relative to the housing 3 by a screw mechanism (Fig. 4) of the head 13 rigidly fixed to the screw 14. Axial movement of the screw 14 is fixed by a linear displacement sensor 15, rigidly fixed to the rack 16, and the output of the sensor 15 is connected to a visual observation device 17. On the inner part of the cover 10 there are electrodes 18 with an equidistant cross-sectional profile first blanks (Fig. 3). The electrodes 18 are located symmetrically relative to the hole 19 for supplying electrolyte for each step of the workpiece and are divided among themselves by the entire length of the step of the workpiece with a groove 20 (Fig. 3). Each of the electrodes 18 is combined into a single circuit and connected to a power source 21 to the negative pole (Fig. 5). The workpiece 1 through the center 5 and the spindle 6 through the current collector 22 (Fig. 1) is connected to the positive pole of the power supply 21. The contact moment of the workpiece 1 with the electrodes is fixed by the contact sensor 23 with the built-in visual observation device (in Fig. 5).

Устройство для электрохимической обработки тел вращения работает следующим образом: заготовку 1 предварительно протачивают на токарном станке, формируют профиль изделия, оставляя припуск на чистовую обработку, далее устанавливают на базирующие регулируемые опоры 2, расположенные под углом 90° друг другу и наставленные по длине заготовки по эталонному образцу с учетом диаметров ступеней заготовки. Количество опор на длине ступени рассчитывается из технологической жесткости. Ступени при соотношении ее длины к диаметру менее десяти устанавливают на двух опорах в одном сечении (рис. 3). Настройка подвижных опор на диаметре проводится вручную за счет винтовой пары (на фиг. 3 показано условно). Внутренняя часть корпуса выполнена в виде призмы с углом α=90°, a длина и ширина рассчитывается на типовые заготовки. Корпус выполнен из диэлектрического материала. Для фиксации заготовки в осевом направлении в корпусе 3 установлен регулируемый упор 4 с полусферической заготовкой на конце. С противоположной стороны в торце заготовки устанавливают центр с рифленым коническим профилем 5, последний фиксирует осевое перемещение заготовки и передает вращательное движение от шпинделя 6 через муфту 7 и электропривод 8. Муфта 7 выполнена в виде двух полумуфт, соединенных диэлектрической прокладкой (на фиг. 1 показано условно). Перемещение центра 5 вдоль своей оси осуществляется путем перемещения каретки 9, на которой закреплен электропривод 8 вручную с помощью винтовой пары, фиг. 1, где она показана условно. После установки заготовки 7 в корпус 3 на последней устанавливают крышку 10 с резиновой прокладкой 11 по ее периметру и осуществляют центровку крышки 10 относительно корпуса 3 с помощью центровочных штифтов 12 (фиг. 2), установленных по диагонали корпуса 3. По другой диагонали крышки устанавливают предварительно начальный зазор H между плоскостью корпуса 3 и крышкой 10 с помощью винтового механизма, включающего в себя головку 13, жестко закрепленную на специальном винте 14, резьбовая часть которого ввинчивается в корпус 3 (фиг. 4) и позволяет в зависимости от направления вращения уменьшать или увеличивать зазор Н, величина которого функционально связана с зазором H1 перемещения торца головки 13 винтового механизма, измеряется датчиком линейных перемещений 15, корпус которого жестко закреплен на корпусе 3 с помощью стойки 16, а выходной сигнал с датчика 15 является входом прибора визуальных наблюдений 17. Внутренняя часть крышки 10 выполнена по продольным и поперечным размерам заготовки (например, многоступенчатого вала) с углами обхвата γ=170° и диаметрами на 2-3 мм больше диаметров заготовки, на внутренних профилях крышки закреплены сегменты труб 18, представляющие электроды-инструмент, изготовленные из цветных металлов (например, меди, бронзы и т.д.), и соединены с отрицательным полюсом источника питания 21 (фиг. 5). Заготовка 1 как анод соединена с положительным полюсом источника питания 21 через токоприемник 22. Далее с помощью винтового механизма 14 опускают крышку 10 с прикрепленными к ее внутренней части электродами-инструментами 18 до контакта с заготовкой 1, который фиксируется датчиком контакта 23, это и является точкой отсчета МЭЗ. Далее с помощью головок 13, расположенных по диагонали корпуса 3, одновременно вращая их (фиг. 4), поднимаем крышку 10 на величину МЭЗ, равную Н, которая заранее считается и экспертно проверяется. Контроль за установкой зазора Η осуществляется с помощью датчика линейных перемещений 15, выход которого включен на выход прибора для визуального наблюдения 17. При контакте катода-инструмента 18 с заготовкой (анодом) 1 на экране прибора 17 появляется реперная точка, с которой ведется отсчет величины подъема крышки. Между инструментом-электродом и заготовкой-анодом равномерный зазор по всем ступеням заготовки МЭЗ выбирается в пределах 0,2÷1 мм, в зависимости от решаемой задачи - полирование поверхности или размерная обработка заготовки.A device for the electrochemical processing of bodies of revolution works as follows: the preform 1 is pre-machined on a lathe, the product profile is formed, leaving an allowance for finishing, then installed on the base adjustable supports 2 located at an angle of 90 ° to each other and set along the length of the workpiece according to the reference sample taking into account the diameters of the steps of the workpiece. The number of supports on the step length is calculated from technological rigidity. The steps with a ratio of its length to diameter of less than ten are installed on two supports in the same section (Fig. 3). Adjustment of the movable bearings on the diameter is carried out manually by means of a screw pair (Fig. 3 is shown conditionally). The inner part of the body is made in the form of a prism with an angle α = 90 °, and the length and width are calculated for typical workpieces. The housing is made of dielectric material. To fix the workpiece in the axial direction, an adjustable stop 4 is installed in the housing 3 with a hemispherical workpiece at the end. On the opposite side, a center with a corrugated conical profile 5 is installed in the end face of the workpiece, the latter fixes the axial movement of the workpiece and transmits rotational movement from the spindle 6 through the coupling 7 and the electric drive 8. The coupling 7 is made in the form of two coupling halves connected by a dielectric gasket (Fig. 1 shows conditionally). The center 5 is moved along its axis by moving the carriage 9, on which the electric drive 8 is fixed manually using a screw pair, FIG. 1, where it is shown conditionally. After installing the workpiece 7 in the housing 3 on the last install the cover 10 with a rubber gasket 11 around its perimeter and center the cover 10 relative to the housing 3 using the centering pins 12 (Fig. 2) installed on the diagonal of the housing 3. On the other diagonal of the cover pre-installed the initial clearance H between the plane of the housing 3 and the cover 10 by means of a screw mechanism including a head 13, rigidly fixed to a special screw 14, the threaded part of which is screwed into the housing 3 (Fig. 4) and allows dependent To reduce or increase the gap H from the direction of rotation, the size of which is functionally related to the movement gap H 1 of the end face of the head 13 of the screw mechanism, it is measured by a linear displacement sensor 15, the housing of which is rigidly fixed to the housing 3 by means of the rack 16, and the output signal from the sensor 15 is the input of the visual observation device 17. The inner part of the cover 10 is made along the longitudinal and transverse dimensions of the workpiece (for example, a multi-stage shaft) with girth angles γ = 170 ° and diameters 2-3 mm larger than the diameters of the workpiece, pipe segments 18 are fixed on the inner profiles of the lid, representing tool electrodes made of non-ferrous metals (for example, copper, bronze, etc.) and connected to the negative pole of the power source 21 (FIG. 5). The workpiece 1 as an anode is connected to the positive pole of the power source 21 through the current collector 22. Next, with the help of a screw mechanism 14 lower the lid 10 with the electrode-tools 18 attached to its internal part until it contacts the workpiece 1, which is fixed by the contact sensor 23, this is the point reference of the MEZ. Next, using the heads 13 located diagonally of the housing 3, while rotating them (Fig. 4), we lift the lid 10 by the value of the MEZ equal to H, which is considered in advance and expertly verified. The clearance Η is monitored using a linear displacement sensor 15, the output of which is connected to the output of the device for visual observation 17. When the cathode-tool 18 contacts the workpiece (anode) 1, a reference point appears on the screen of the device 17, from which the lift value is counted covers. Between the tool electrode and the workpiece-anode, a uniform gap for all steps of the workpiece of the MEZ is selected within 0.2 ÷ 1 mm, depending on the task to be solved - polishing the surface or dimensional processing of the workpiece.

Установка готова к работе и в отверстие 19 через горизонтальные пазы 20 подается под давлением электролит (насос подачи электролита не показан), далее включается электропривод 8, который через шпиндель 7 и через центр 5 рифленым коническим профилем вращает заготовку 1, что обеспечивает съем металла с заготовки.The installation is ready for operation and an electrolyte is supplied under pressure 20 through horizontal slots 20 (an electrolyte feed pump is not shown), then an electric drive 8 is turned on, which rotates the workpiece 1 through the spindle 7 and through the center 5 with a corrugated conical profile, which ensures metal removal from the workpiece .

В качестве электролита используется водный раствор поваренной соли (NaCl), при растворении которой в воде образуются положительные ионы натрия Na+ и отрицательно заряженные ионы хлора CI-. При включении источника питания между инструментом-электродом и обрабатываемой деталью возникает постоянный ток, а в электролите происходят следующие химические реакции. Вода частично диссоциирует на ионы водорода и гидроксильной группы:An aqueous solution of sodium chloride (NaCl) is used as the electrolyte. When dissolved in water, positive sodium ions Na + and negatively charged chlorine ions CI- are formed. When the power source is turned on, a direct current arises between the tool electrode and the workpiece, and the following chemical reactions occur in the electrolyte. Water partially dissociates into hydrogen and hydroxyl ions:

H2O=Н+ОНH 2 O = H + OH

Анионы хлора движутся к детали, так как она является анодом, и соединяются с железом, образуя растворимый в воде хлорид железа:Chlorine anions move to the part, since it is the anode, and combine with iron to form water-soluble iron chloride:

Figure 00000001
.
Figure 00000001
.

Катионы натрия движутся к катоду, получают от него недостающие электроны и образуют металлический натрий. Натрий - очень активный элемент, поэтом он сразу же реагирует с водой, образуя растворимый гидроксид натрий и газообразный водород:Sodium cations move to the cathode, receive the missing electrons from it and form metallic sodium. Sodium is a very active element, therefore, it immediately reacts with water, forming soluble sodium hydroxide and hydrogen gas:

Figure 00000002
Figure 00000002

Гидроксид натрия и хлорид железа в водном растворе реагируют друг с другом, образуя вновь растворимую поваренную соль и нерастворимый гидроксид железа. Нерастворимое соединение выпадает в осадок и далее в реакциях не участвует:Sodium hydroxide and iron chloride in aqueous solution react with each other, forming again soluble sodium chloride and insoluble iron hydroxide. The insoluble compound precipitates and then does not participate in the reactions:

2NaOH+FeCl2=>2NaCl+Fe(OH)2↓.2NaOH + FeCl 2 => 2NaCl + Fe (OH) 2 ↓.

При небольшой силе тока (50…100 ампер) анодному растворению подвергаются в первую очередь выступы шероховатости на обрабатываемой поверхности. Вследствие этого выступы удаляются электрохимическим путем и шероховатость поверхности снижается. Так как зазор между инструментом-электродом и обрабатываемой поверхностью является равномерным, то и обработка происходит равномерно по всей поверхности. Для поддержания равномерности процесса электрохимического полирования и удаления осадков из рабочей зоны электролит прокачивается. Для предотвращения коррозии обрабатываемой детали в электролит добавляются химические вещества - ингибиторы коррозии, например нитрид натрия Na2N. После обработки крышку 10 снимают со штифтом 12, вынимают заготовку 1 и промывают ее водой.With a small current strength (50 ... 100 amperes), roughness protrusions on the treated surface are primarily subjected to anodic dissolution. As a result, the protrusions are removed electrochemically and the surface roughness is reduced. Since the gap between the electrode tool and the surface to be treated is uniform, the processing occurs evenly over the entire surface. To maintain the uniformity of the process of electrochemical polishing and removal of sediment from the working area, the electrolyte is pumped. To prevent corrosion of the workpiece, chemicals — corrosion inhibitors, such as sodium nitride Na 2 N — are added to the electrolyte. After processing, the lid 10 is removed with a pin 12, the blank 1 is removed and washed with water.

Claims (1)

Устройство для электрохимической обработки ступенчатого вала, содержащее диэлектрический корпус, в котором установлена опора вращения заготовки, и источник технологического тока, положительным полюсом подключаемый к заготовке, отличающееся тем, что внутренняя часть корпуса выполнена в виде призмы, в каждой плоскости которой встроены регулируемые опоры осевой фиксации заготовки, оси которых пересекаются в центре оси заготовки и расположены относительно друг друга под углом 90°, при этом на корпусе установлена крышка из электроизоляционного материала, базируемая по диагонали двумя центровочными штифтами и выполненная с возможностью регулирования межэлектродного зазора по другой диагонали с помощью винтового механизма, включающего винт, один конец которого ввинчивается в корпус, а на втором жестко закреплена его головка, осевое перемещение торца которой контролируется датчиком линейных перемещений, выход которого подключен к входу прибора визуального наблюдения, при этом внутренняя часть крышки выполнена по продольным и поперечным размерам заготовки с углами обхвата γ=170° и на ней размещены по два электрода-инструмента на каждую ступень заготовки, выполненные в виде сегментов из металлических труб с радиусами, равными радиусам ступеней заготовки плюс 0,2÷2 мм, причем электроды-инструменты на крышке расположены симметрично относительно отверстия для подачи электролита для каждой ступени заготовки, разделены между собой на всю длину ступени заготовки пазом и подключены к отрицательному полюсу источника питания.A device for the electrochemical processing of a stepped shaft, comprising a dielectric housing in which a support for rotation of the workpiece is mounted, and a technological current source connected to the workpiece by a positive pole, characterized in that the inside of the housing is made in the form of a prism, in each plane of which adjustable axial fixation supports are integrated workpieces, the axes of which intersect in the center of the workpiece axis and are located relative to each other at an angle of 90 °, while a cover made of electrical insulation is installed on the body diagonal based on two centering pins and made with the possibility of adjusting the interelectrode gap on the other diagonal using a screw mechanism that includes a screw, one end of which is screwed into the housing, and its head is rigidly fixed on the second, the axial movement of the end of which is controlled by a linear displacement sensor the output of which is connected to the input of the visual observation device, while the inner part of the lid is made along the longitudinal and transverse dimensions of the workpiece with angles ata γ = 170 ° and it has two electrode-tool for each stage preform made in the form of segments of metal pipes with a radius equal steps preform plus 0,2 ÷ 2 mm, and the tool-electrodes on the lid are arranged symmetrically with respect to holes for supplying electrolyte for each step of the workpiece are divided among themselves by the entire length of the step of the workpiece with a groove and connected to the negative pole of the power source.
RU2015147152A 2015-11-02 2015-11-02 Device for electrochemical treatment of stepped shafts RU2623971C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147152A RU2623971C2 (en) 2015-11-02 2015-11-02 Device for electrochemical treatment of stepped shafts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147152A RU2623971C2 (en) 2015-11-02 2015-11-02 Device for electrochemical treatment of stepped shafts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015147152A RU2015147152A (en) 2017-05-04
RU2623971C2 true RU2623971C2 (en) 2017-06-29

Family

ID=58698326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015147152A RU2623971C2 (en) 2015-11-02 2015-11-02 Device for electrochemical treatment of stepped shafts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2623971C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021013284A3 (en) * 2019-07-23 2021-03-18 MTU Aero Engines AG Method and apparatus for machining components by means of electrochemical machining
RU2798858C1 (en) * 2019-09-06 2023-06-28 НУОВО ПИНЬОНЕ ТЕКНОЛОДЖИ - С.р.л. Method and device for electroerosive processing of elongated workpieces

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU430979A1 (en) * 1970-04-10 1974-06-05 CAMERA FOR ELECTRIC PROCESSING PROCESSING
WO1990002014A1 (en) * 1988-08-19 1990-03-08 Büchler B-Set Ag Device for fastening an object arranged at one end of a cylindrical shaft to a coupling part of a coupling
SU1618536A1 (en) * 1988-05-31 1991-01-07 Тольяттинский политехнический институт Arrangement for dimensional electrochemical machining of elongated nonrigid parts
RU2301134C2 (en) * 2005-08-24 2007-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЦентрСтройПроект" Electrochemical processing method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU430979A1 (en) * 1970-04-10 1974-06-05 CAMERA FOR ELECTRIC PROCESSING PROCESSING
SU1618536A1 (en) * 1988-05-31 1991-01-07 Тольяттинский политехнический институт Arrangement for dimensional electrochemical machining of elongated nonrigid parts
WO1990002014A1 (en) * 1988-08-19 1990-03-08 Büchler B-Set Ag Device for fastening an object arranged at one end of a cylindrical shaft to a coupling part of a coupling
RU2301134C2 (en) * 2005-08-24 2007-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЦентрСтройПроект" Electrochemical processing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021013284A3 (en) * 2019-07-23 2021-03-18 MTU Aero Engines AG Method and apparatus for machining components by means of electrochemical machining
RU2798858C1 (en) * 2019-09-06 2023-06-28 НУОВО ПИНЬОНЕ ТЕКНОЛОДЖИ - С.р.л. Method and device for electroerosive processing of elongated workpieces

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015147152A (en) 2017-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2572923C2 (en) Flexible tool (versions), method (versions) and system (versions) for electrochemical working
US20070246372A1 (en) Electrochemical Machining Tool and Method for Machining a Product Using the Same
US3243365A (en) Elecrode for electrolytic hole drilling
CN103436948A (en) Electrochemical polishing liquid for inner wall of stainless steel pipe as well as polishing method and device of electrochemical polishing liquid
CN103071868A (en) Nut raceway electric machining process and machine tool
RU2623971C2 (en) Device for electrochemical treatment of stepped shafts
CN104227156A (en) On-line preparation method of side wall insulated micro tool electrode based on micro-arc oxidation
Mahdavinejad et al. On the application of electrochemical machining for inner surface polishing of gun barrel chamber
CN108284258A (en) One kind being totally submerged formula wire electrochemical micro-machining fixture and radial fliud flushing method
Sanchez et al. Electrode set-up for EDM-drilling of large aspect-ratio microholes
CN104028862B (en) Electrochemical machining method and machining equipment for titanium alloy slender shaft
RU2283735C2 (en) Turbine blade electrochemical shaping process and apparatus for performing the same
RU2552205C2 (en) Installation for electrochemical processing of axially-symmetric parts
US11181333B2 (en) Method and apparatus for producing riflings in barrels of guns
RU2492030C1 (en) Method of processing solids of revolution
RU2561556C2 (en) Edm electrode for electrochemical finishing of 3d-complex surfaces
CN104646959A (en) Method for machining inner hole of control valve
JP3330368B2 (en) Electrochemical machining method for manufacturing ultra-fine cylindrical electrode
RU2681239C1 (en) Device for electrolyte-plasma treatment of metal products
KR101510043B1 (en) Electropolishing device
RU2700894C1 (en) Device for electrochemical treatment of screws
RU2805021C2 (en) Device for electrochemical formation of hydraulic pockets
RU2739927C1 (en) Combined tool for electroerosion processing and coating by electrolytic rubbing
Shestakov et al. CAPABILITIES of electrochemical dimensional machining of thin-walled oversized aircraft details using rotating cathode-instrument
Shibuya et al. Fabrication of Tungsten Carbide Alloy Micro-pin with Environment-Responsive ECM

Legal Events

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

Effective date: 20171103