RU2634398C2 - Combined treatment method of narrow part channels - Google Patents
Combined treatment method of narrow part channels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2634398C2 RU2634398C2 RU2015101018A RU2015101018A RU2634398C2 RU 2634398 C2 RU2634398 C2 RU 2634398C2 RU 2015101018 A RU2015101018 A RU 2015101018A RU 2015101018 A RU2015101018 A RU 2015101018A RU 2634398 C2 RU2634398 C2 RU 2634398C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channels
- parts
- treatment
- flow rate
- abrasive
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING 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
- B23H5/00—Combined machining
- B23H5/06—Electrochemical machining combined with mechanical working, e.g. grinding or honing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING 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
- B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
Abstract
Description
Изобретение относится к области комбинированной обработки и может быть использовано для отделочной обработки мелкоразмерных проточных каналов деталей различной формы, например щелевых каналов охлаждающих оболочек, имеющих нестабильную исходную микро- и макро-геометрию поверхности и неравномерные физико-механические свойства поверхностного слоя материала после предварительного формообразования.The invention relates to the field of combined processing and can be used for finishing processing of small-sized flow channels of parts of various shapes, for example, slotted channels of cooling shells having unstable initial micro- and macro-surface geometry and uneven physical and mechanical properties of the surface layer of the material after preliminary shaping.
Известен способ [1], применяемый при абразивно-экструзионной обработке деталей, имеющих канал цилиндрической формы, переходящей в конусную. В конусной части канала размещают выравнивающее устройство, имеющее форму конуса. Последнее обеспечивает постоянную площадь поперечного сечения образованного кольцевого зазора по всей длине конусной части. По каналу продавливают вязкоупругую абразивную смесь с обеспечением постоянства объемного расхода абразивной смеси. Такие действия способствуют повышению равномерности обработки канала по всей длине. Этот способ не может быть реализован в отверстиях малого диаметра, а также происходит неравномерный съем материала, увеличивающийся в меньших местах сечения отверстия.The known method [1], used in abrasive extrusion processing of parts having a channel of cylindrical shape, turning into a cone. A cone-shaped leveling device is placed in the conical part of the channel. The latter provides a constant cross-sectional area of the formed annular gap along the entire length of the conical part. A viscoelastic abrasive mixture is forced through the channel to ensure a constant volumetric flow rate of the abrasive mixture. Such actions contribute to increasing the uniformity of the channel processing along the entire length. This method cannot be implemented in holes of small diameter, and uneven removal of material occurs, increasing in smaller places of the hole section.
Известен способ упрочняющей обработки внутренних поверхностей деталей [2], заключающийся в подаче на обрабатываемую поверхность шариков с наложением электрического поля, отличающийся тем, что обработку проводят в газожидкостной слабопроводящей среде при напряжении электрического поля 2-5 В в два этапа, причем на первом этапе на обрабатываемую поверхность под углом не более 60° подают микрошарики диаметром 150-200 мкм при давлении сжатого воздуха 0,2-0,4 МПа и времени обработки каждого участка поверхности 30 с, а на втором этапе - микрошарики диаметром около 50 мкм при давлении сжатого воздуха не более 0,3 МПа и времени обработки каждого участка поверхности 15 с. Данный способ не может быть реализован в отверстиях глубиной более 5 диаметров из-за экранирования и взаимного столкновения шариков в отверстии.There is a method of hardening processing of the inner surfaces of parts [2], which consists in supplying balls to the surface to be treated with the application of an electric field, characterized in that the treatment is carried out in a gas-liquid weakly conducting medium at an electric field voltage of 2-5 V in two stages, and in the first stage the treated surface at an angle of no more than 60 ° serves beads with a diameter of 150-200 microns with a compressed air pressure of 0.2-0.4 MPa and a treatment time of each surface section of 30 s, and at the second stage, beads with a diameter about 50 μm in diameter with a compressed air pressure of not more than 0.3 MPa and a treatment time of each surface area of 15 s. This method cannot be implemented in holes with a depth of more than 5 diameters due to shielding and mutual collision of balls in the hole.
Наиболее близким к предлагаемому является способ струйной электрохимической обработки отверстий форсунки [3], включающий подачу токопроводящей жидкости через полый инструмент-катод и обрабатываемые отверстия, отличающийся тем, что первоначально подачу токопроводящей жидкости ведут без подключения тока к инструменту-катоду, регистрируют ее расход через каждое обрабатываемое отверстие, затем определяют отверстие с наибольшим расходом и заглушают все отверстия, после чего включают ток и последовательно открывают отверстия, расположенные за отверстием с наибольшим расходом, и через каждое из них осуществляют прокачку токопроводящей жидкости до достижения расхода, равного расходу через отверстие с наибольшим расходом. Использование совокупности вышеуказанных приемов при электрохимической обработке отверстий форсунок позволяет решить задачу доводки форсунок по равномерности распыла и исключения брака по этой характеристике. Недостатками этого способа являются невозможность обеспечить геометрическую форму отверстия с искаженной исходной формой сечения и глубокого отверстия ввиду неравномерности съема материала и неприменимости к каналам некруглой формы, а также множественные регистрации расхода по каждому отверстию каждой форсунки, что значительно удорожает процесс их доводки.Closest to the proposed one is a method of jet electrochemical processing of nozzle holes [3], comprising supplying a conductive fluid through a hollow cathode tool and machined holes, characterized in that the conductive fluid is initially supplied without connecting current to the cathode instrument, and its flow rate is recorded through each the hole to be treated, then the hole with the highest flow rate is determined and all the holes are drowned, then the current is turned on and the holes are sequentially opened, located They are located behind the hole with the highest flow rate, and through each of them pumping conductive liquid is performed until the flow rate is equal to the flow rate through the hole with the highest flow rate. Using the totality of the above techniques in the electrochemical treatment of nozzle openings allows us to solve the problem of fine-tuning the nozzles by uniformity of spray and eliminating rejects by this characteristic. The disadvantages of this method are the inability to ensure the geometric shape of the hole with a distorted original cross-sectional shape and deep hole due to uneven material removal and inapplicability to non-circular channels, as well as multiple flow rates for each hole of each nozzle, which significantly increases the cost of their refinement.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение эксплуатационных показателей деталей с узкими каналами за счет получения стабильного микропрофиля поверхности и избирательное выравнивание микропрофиля поверхности в условиях ограниченного пространства комбинированной электрохимической обработки с добавлением абразива в токопроводящую рабочую жидкость, прокачиваемую одновременно через все каналы детали.The present invention is aimed at improving the performance of parts with narrow channels by obtaining a stable microprofile surface and selective alignment of the microprofile surface in a limited space combined electrochemical treatment with the addition of abrasive in a conductive working fluid pumped simultaneously through all channels of the part.
Сущность изобретения и последовательность осуществления способа поясняется чертежами.The invention and the sequence of the method is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показана схема комбинированной электрохимической обработки узких каналов детали с добавлением абразива. Сущность способа состоит в прохождении потока токопроводящей жидкости 5, содержащей абразив 3 низкой концентрации (2%) зернистостью М1-М3 одновременно через все каналы детали 1. На технологическую систему «токопроводящая жидкость-деталь» наложен ток низкого напряжения (8-10 В), и она выдерживается при определенном режиме времени до получения заданного расхода при постоянном давлении жидкости. Указанное стрелкой 2 направление потока токопроводящей жидкости с абразивом позволяет исправлять локальные погрешности формы 4, так как абразив активнее работает в местах уменьшения условного прохода и снимает материал именно в этих местах, нуждающихся в дополнительном снятии материала, выравнивая сечение всех каналов одной детали. Электрохимическое же воздействие интенсифицирует процесс механического снятия материала с микровыступов, сокращая время обработки.In FIG. 1 shows a diagram of the combined electrochemical treatment of narrow channels of a part with the addition of an abrasive. The essence of the method consists in passing a flow of
При механическом контакте абразивного зерна с выступами снятие материала происходит за счет микрорезания и производительность процесса зависит от концентрации абразива, ориентации единичного абразива в момент взаимодействия с поверхностью, размеров гранул и профиля канала. Одновременное с механическим воздействием воздействие анодного растворения снижает усилие контакта за счет жидкостной и оксидной пленок между заготовкой и гранулой, а также вследствие анодного растворения вершин неровностей на поверхности в местах контакта с гранулой, что снижает сопротивление трения. Все каналы детали выполненны с минимальными чертежными размерами, позволяя удалять микровыступы в пределах допусков на размеры, чтобы не нарушать требования конструкторской документации.With mechanical contact of the abrasive grain with the protrusions, the material is removed by micro cutting and the productivity of the process depends on the concentration of the abrasive, the orientation of a single abrasive at the moment of interaction with the surface, the size of the granules and the profile of the channel. Simultaneously with the mechanical action, the effect of anodic dissolution reduces the contact force due to liquid and oxide films between the workpiece and the granule, as well as due to the anodic dissolution of the peaks of irregularities on the surface at the points of contact with the granule, which reduces the friction resistance. All channels of the part are made with minimal drawing dimensions, allowing you to remove microprotrusions within the tolerances on the dimensions so as not to violate the requirements of the design documentation.
Для проведения комбинированной обработки щелевых каналов в установку для электрохимической доводки встраивают систему для замера расходных характеристик. Сущность работы такой технологической системы заключается в следующем:To carry out combined processing of slotted channels, a system for measuring flow rate characteristics is built into the installation for electrochemical fine-tuning. The essence of the work of such a technological system is as follows:
- для проведения комбинированной обработки заполняют магистраль токопроводящей жидкостью с добавлением абразива, подают напряжение на деталь и рабочую жидкость, включают установку для комбинированной обработки;- to carry out combined processing, fill the line with a conductive fluid with the addition of an abrasive, apply voltage to the part and the working fluid, turn on the installation for combined treatment;
- в процессе комбинированной электрохимической обработки с добавлением абразива автоматически производят замер общего расхода токопроводящей жидкости через проточные каналы при постоянном давлении прокачивания, не отключая напряжение и не прекращая подачи абразива,- in the process of combined electrochemical processing with the addition of an abrasive, the total flow rate of the conductive fluid through the flow channels is measured automatically at a constant pumping pressure, without turning off the voltage and without stopping the supply of abrasive,
- время обработки ограничивается автоматически по достижении заданного расхода. По достижении заданного расхода установка отключается, и проводят промывку системы;- the processing time is automatically limited upon reaching the set flow rate. Upon reaching the specified flow rate, the installation is turned off and the system is flushed;
Последовательность работы установки, представленной на фиг. 2, состоит в следующем. Перед началом электрохимической обработки с добавлением абразивного наполнителя производят настройку установки. Для этого обрабатываемую деталь помещают в устройство для комбинированной обработки 6, вентили 9 переводят в положение I, включают насос 12, подается токопроводящая жидкость из емкости 14 при достижении необходимого напора, который отслеживают по манометру 7. Для проведения комбинированной обработки вентили 9 переводят в положение II, включают насос 11, соединяя магистраль с емкостью токопроводящей жидкости с добавлением абразива 13, и включают установку для комбинированной обработки 6, снимают показатели с расходомера 10. По достижении заданного расхода установка 6 отключается автоматически, стендовые вентили 9 переводят в положение I и проводят промывку и очистку системы, используя фильтр 8. Включение насосов 11 и 12, переключение вентилей 9 происходят автоматизировано при помощи пульта управления 15; на пульте также отображаются параметры давления и расхода.The sequence of operation of the installation shown in FIG. 2, consists in the following. Before starting the electrochemical treatment with the addition of abrasive filler, the installation is tuned. To do this, the workpiece is placed in the device for combined
Замер расхода проходящей через каналы токопроводящей жидкости с добавлением абразива в процессе комбинированной обработки позволяет контролировать массовый расход токопроводящей жидкости и при достижении нужного показателя прекращать обработку. Это обеспечивает получение каналов с точным заранее установленным расходом. Сочетание в одном процессе двух видов воздействий: механикоабразивного и электрохимического с одновременным замером расхода токопроводящей жидкости с добавлением абразива позволяет одновременно обеспечивать требуемую геометрическую форму сечения всех каналов детали, необходимую шероховатость и заданный расход. За счет изменения концентрации абразива и напряжения тока можно управлять процессом формирования микрогеометрии поверхности с заданными характеристиками.Measurement of the flow rate passing through the channels of the conductive fluid with the addition of abrasive during the combined treatment allows you to control the mass flow rate of the conductive fluid and upon reaching the desired rate to stop processing. This ensures that channels with an exact preset flow rate are obtained. The combination of two types of impacts in one process: mechanically abrasive and electrochemical with simultaneous measurement of the flow rate of conductive fluid with the addition of an abrasive, can simultaneously provide the desired geometric shape of the cross section of all channels of the part, the necessary roughness and the specified flow rate. By changing the concentration of abrasive and voltage, you can control the process of formation of surface microgeometry with specified characteristics.
Пример осуществления способа. Цилиндр с каналами охлаждения шириной 4 мм и высотой 1,2 мм и исходной шероховатостью поверхностей каналов 5-7 мкм был обработан по вышеописанной схеме на следующих режимах комбинированной обработки: напряжение U=8 В, анодная плотность тока 0,1 А/м2, концентрация абразива 2% зернистостью М1-М3, время 12 с при постоянном давлении прокачивания жидкости 1×0,20 МПа.An example implementation of the method. A cylinder with cooling channels with a width of 4 mm and a height of 1.2 mm and an initial surface roughness of channels of 5-7 μm was processed according to the above-described scheme in the following combined processing modes: voltage U = 8 V, anodic current density 0.1 A / m 2 , abrasive concentration of 2% grit M1-M3, time 12 s at a constant pressure of
В качестве рабочей жидкости использовали слабо проводящую техническую воду. Повторной операции доводки не потребовалось.As a working fluid, weakly conductive process water was used. Repeated lapping operations were not required.
Шероховатость поверхности в щелевых каналах цилиндра составила 1,2-1,4 мкм, наклеп поверхностного слоя 3,3÷3,4%, стабильность расходных характеристик на рабочих давлениях согласно конструкторской документации по каналам одной детали 1-1,5%, в партии деталей 2-3%, что отвечает заданным техническим требованиям разработчика к каналам проточных деталейThe surface roughness in the slotted channels of the cylinder was 1.2-1.4 μm, the hardening of the surface layer was 3.3 ÷ 3.4%, the stability of the flow characteristics at operating pressures according to the design documentation for the channels of one part was 1-1.5%, in a batch parts 2-3%, which meets the specified technical requirements of the developer to the channels of flowing parts
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2469832. Способ абразивно-экструзионной обработки канала с цилиндрической и конусной частями / Авт. Левко В.А., Пшенко Е.Б., 2012 г.1. RF patent No. 2469832. The method of abrasive extrusion processing of the channel with a cylindrical and conical parts / Auth. Levko V.A., Pshenko E.B., 2012
2. Патент РФ на изобретение №2491155. Способ упрочняющей обработки внутренних поверхностей деталей / Авт. Сухочев Г.А., Небольсин Д.М., Смольянникова Е.Г., 2013 г.2. RF patent for the invention No. 2491155. The method of hardening processing of the internal surfaces of parts / Auth. Sukhochev G.A., Nebolsin D.M., Smolyannikova E.G., 2013
3. Патент РФ на изобретение №2162394. Способ доводки форсунок / Авт. Смоленцев В.П.; Смоленцев Г.П.; Смоленцев Е.В.; Дорофеев А.А.; Коптев И.Т., 2001 г.3. RF patent for the invention No. 2162394. The method of tuning nozzles / Auth. Smolentsev V.P .; Smolentsev G.P .; Smolentsev E.V .; Dorofeev A.A .; Koptev I.T., 2001
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015101018A RU2634398C2 (en) | 2015-01-12 | 2015-01-12 | Combined treatment method of narrow part channels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015101018A RU2634398C2 (en) | 2015-01-12 | 2015-01-12 | Combined treatment method of narrow part channels |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015101018A RU2015101018A (en) | 2016-07-27 |
RU2634398C2 true RU2634398C2 (en) | 2017-10-26 |
Family
ID=56556871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015101018A RU2634398C2 (en) | 2015-01-12 | 2015-01-12 | Combined treatment method of narrow part channels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2634398C2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0446165A1 (en) * | 1990-03-06 | 1991-09-11 | Ail Corporation | Method and apparatus for electrochemical machining of spray holes in fuel injection nozzles |
RU2162394C1 (en) * | 1999-05-11 | 2001-01-27 | Воронежский государственный технический университет | Process of finishing of injectors |
RU2247635C1 (en) * | 2003-07-31 | 2005-03-10 | Воронежский государственный технический университет | Electrochemical dimensional treatment process |
RU2469832C1 (en) * | 2011-07-11 | 2012-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | Abrasive-extrusion treatment method of channel with cylindrical and conic parts |
RU2491155C2 (en) * | 2011-02-22 | 2013-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Method of surface hardening of part inner surfaces |
RU2521940C2 (en) * | 2012-02-07 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Method of electrochemical treatment |
-
2015
- 2015-01-12 RU RU2015101018A patent/RU2634398C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0446165A1 (en) * | 1990-03-06 | 1991-09-11 | Ail Corporation | Method and apparatus for electrochemical machining of spray holes in fuel injection nozzles |
RU2162394C1 (en) * | 1999-05-11 | 2001-01-27 | Воронежский государственный технический университет | Process of finishing of injectors |
RU2247635C1 (en) * | 2003-07-31 | 2005-03-10 | Воронежский государственный технический университет | Electrochemical dimensional treatment process |
RU2491155C2 (en) * | 2011-02-22 | 2013-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Method of surface hardening of part inner surfaces |
RU2469832C1 (en) * | 2011-07-11 | 2012-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | Abrasive-extrusion treatment method of channel with cylindrical and conic parts |
RU2521940C2 (en) * | 2012-02-07 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Method of electrochemical treatment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015101018A (en) | 2016-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107303653B (en) | Nozzle and workpiece grinding device | |
CN101405108B (en) | Device and method for ELID honing | |
US10220453B2 (en) | Milling tool with insert compensation | |
JP6433344B2 (en) | High frequency vibration assisted plasma discharge grinding apparatus and method | |
US20170120348A1 (en) | Engine bore milling process | |
CN104057163A (en) | Gas film shielding superfine electrolytic processing method and special device thereof | |
JP2011106463A (en) | Machining method | |
Rathod et al. | Influence of electrochemical micromachining parameters during generation of microgrooves | |
CN102248486B (en) | Polishing pad trimming method | |
RU2634398C2 (en) | Combined treatment method of narrow part channels | |
JPH07299390A (en) | Super high pressure fan jet nozzle | |
JP6566303B2 (en) | Polishing method and apparatus using micro / nano bubbles | |
US20170120350A1 (en) | Milling Inserts | |
RU2491155C2 (en) | Method of surface hardening of part inner surfaces | |
US20180317959A1 (en) | Method and device for producing cannulas | |
EP2468442B1 (en) | Method for producing boreholes | |
CN105081982A (en) | Water-jet machining device | |
KR20200002054A (en) | Abrasive Flow Machine Comprising Pumps for Applying pressure in the Opposite Direction | |
JP2007301509A (en) | Atomizing device | |
CN108127546B (en) | Extrusion grinding device and method for slender inner wall curve groove | |
CN114734369B (en) | Pressurizing container, pressurizing device, finishing device and pressurizing method of hydraulic oil | |
TW201722595A (en) | Gas-mixing type electrochemical micro-jet machining method and apparatus thereof capable of increasing the compressibility, flow uniformity and the flowing capability of the electrolyte and reducing the conductive area of the contacted electrolyte and workpiece to increase the current density and material removal rate | |
JP7326241B2 (en) | Emulsification slit chamber and emulsification device | |
RU2469832C1 (en) | Abrasive-extrusion treatment method of channel with cylindrical and conic parts | |
CN115091367A (en) | Experimental device and experimental method for double-cavitation abrasive jet |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20170405 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20170718 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180113 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20181107 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200113 |