RU2681590C1 - Комбинированный способ электрохимической обработки деталей из титановых сплавов - Google Patents
Комбинированный способ электрохимической обработки деталей из титановых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2681590C1 RU2681590C1 RU2017137597A RU2017137597A RU2681590C1 RU 2681590 C1 RU2681590 C1 RU 2681590C1 RU 2017137597 A RU2017137597 A RU 2017137597A RU 2017137597 A RU2017137597 A RU 2017137597A RU 2681590 C1 RU2681590 C1 RU 2681590C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- processing
- finishing
- operating current
- stage
- pulse
- 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
- B23H3/00—Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электрохимической обработки металлов и сплавов и может быть использовано для получения сложнофасонных поверхностей деталей авиационных газотурбинных двигателей. Способ электрохимической обработки деталей из титановых сплавов включает импульсно-циклическую обработку детали в электролите с помощью электрод-инструмента на этапах черновой, чистовой и финишной обработки. На этапе черновой обработки с периодическим контролем межэлектродного зазора выполняют стабилизацию рабочего тока путем изменения длительности импульса рабочего тока и при достижении постоянной длительности импульса рабочего тока начинают этап чистовой обработки детали, на котором обработку ведут при упомянутой постоянной длительности импульса рабочего тока, а стабилизацию рабочего тока осуществляют путем изменения скорости подачи электрод-инструмента, после этапа чистовой обработки начинают этап финишной обработки, на котором производят периодический контроль межэлектродного зазора, при этом стабилизацию рабочего тока осуществляют путем изменения длительности импульса рабочего тока. Техническим результатом является повышение производительности с сохранением точности и качества импульсно-циклической обработки при сокращении времени обработки. 2 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области электрохимической обработки (ЭХО) металлов и сплавов в импульсно-циклическом режиме с оптимизацией процесса и может быть использовано для получения сложнофасонных поверхностей деталей авиационных газотурбинных двигателей с высокой производительностью при электрохимической обработке деталей, например, из титана и титановых сплавов.
Известен способ электрохимической обработки деталей импульсным током, по которому обработку детали ведут по рабочим и контрольным циклам, каждый цикл обработки после обработки измеряют величину линейного приращения межэлектродного зазора, рассчитывают относительную производительность процесса, в каждом цикле проводят измерение конечного зазора, определяют отклонение зазора от заданного в контрольном цикле и проводят новый контрольный цикл, если это отклонение по абсолютной величине превышает заданное допустимое отклонение (Патент РФ №2071883 от 08.10.1992, опубл. 20.01.1997, МПК В23Н 3/00).
Недостатком данного способа является то, что оптимизация процесса по данному способу требует на всех этапах обработки проведение контрольных циклов измерения межэлектродного зазора, что снижает производительность способа, увеличивая время обработки детали.
Наиболее близким является комбинированный способ электрохимической обработки деталей из титановых сплавов, включающий обработку детали в электролите с помощью электрод-инструмента за черновой, чистовой и финишный этапы обработки, причем на этапах черновой и финишной обработки ведется периодический контроль межэлектродного зазора (Патент РФ №2564773 от 05.05.2014, опубл. 10.10.2015 Бюл. №28, МПК В23Н 3/00).
Недостатком этого способа обработки является длительность обработки детали, связанная с тем, что 25-30% времени при обработке затрачивается на ощупывание заготовки, которое осуществляется на всех этапах обработки детали.
Техническим результатом, на который направлено изобретение, является повышение производительности с сохранением точности и качества импульсно-циклической обработки за счет сокращения времени обработки, благодаря тому, что контроль межэлектродного зазора производят не на всех этапах обработки детали, а только на этапах чистовой и финишной обработки.
Технический результат достигается тем, что в комбинированном способе электрохимической обработки деталей из титановых сплавов, включающем обработку детали в электролите с помощью электрод-инструмента за черновой, чистовой и финишный этапы обработки, причем на этапах черновой и финишной обработки ведется периодический контроль межэлектродного зазора, в отличие от известного на этапе черновой обработки с периодическим контролем межэлектродного зазора выполняют стабилизацию рабочего тока за счет изменения длительности импульса рабочего тока, при этом, когда длительность импульса рабочего тока становится постоянной начинается этап чистовой обработки детали, на котором обработку ведут при постоянной длительности импульса рабочего тока и стабилизации значения рабочего тока за счет изменения скорости подачи электрод-инструмента, после этапа чистовой обработки начинается этап финишной обработки, на котором производят периодический контроль межэлектродного зазора и стабилизацию рабочего тока за счет изменения длительности импульса рабочего тока.
На фигурах показаны:
Фиг. 1 - Циклограмма, работающего по данному способу станка,
где S0 - величина рабочего зазора;
dS - изменение координаты ощупывания заготовки в последнем цикле обработки на этапе черновой обработки, используется для определения начальной скорости подачи на этапе чистовой обработки (V1) по формуле V=dS/tц, где tц - время включения тока в цикле;
Тощуп.. - время ощупывания заготовки;
Режим Р0 - режим черновой обработки с широтно-импульсной стабилизацией (ШИМ-стабилизация) рабочего тока обработки I1;
Режим Р1 - режим чистовой обработки стабилизации рабочего тока обработки I1 за счет изменения скорости подачи электродов. При этом ощупывание заготовки не производится;
Режим Р2 - режим финишной обработки с широтно-импульсной стабилизацией (ШИМ-стабилизация) рабочего тока обработки I2.
I1 сред. - средний ток черновой и чистовой обработки;
I2 сред. - средний ток финишной обработки.
Фиг. 2 - Блок-схема осуществления способа.
Способ осуществляется следующим образом. На станке для электрохимической обработки устанавливают деталь из титанового сплава, на рабочих позициях закрепляют электрод-инструменты. В системе управления процессом устанавливают параметры обработки на этапах обработки детали: черновой Р0, чистовой Р1 и финишный Р2. Затем после подачи электролита в межэлектродное пространство начинается обработка детали (Фиг. 1).
На этапе черновой обработки Р0 устанавливается межэлектродный зазор S0, при этом система управления процессом осуществляет периодический контроль межэлектродного зазора S0. В каждом цикле расходуется время (Тощуп.). на ощупывание заготовки и установку межэлектродного зазора S0 (Фиг. 1).
Во время обработки детали на этапе черновой обработки Р0 осуществляется стабилизация заданного значения рабочего тока I1 путем изменения длительности импульса t (то есть обработку на этапе Р0 ведут в режиме ШИМ-стабилизации значения рабочего тока). На протяжении всего этапа черновой обработки Р0 система управления процессом контролирует длительность импульса t, когда длительность импульса становится постоянной t=const, систем управления процессом сохраняет это значение (Фиг. 2).
Далее вычисляют скорость подачи электрод-инструмента V по формуле V=dS/tц, где
tц - время включения тока в цикле;
dS - изменение координаты ощупывания заготовки в последнем цикле обработки на этапе черновой обработки Р0.
Устанавливают постоянные значения: межэлектродного зазора S0, сохраненное значение длительности импульса t, и расчетное значение скорости подачи электрод-инструмента V. И обработка детали переходит на этап чистовой обработки Р1 (Фиг. 1, 2).
На этапе чистовой обработки Р1 рабочий ток I1 поддерживается постоянным за счет изменения скорости подачи электрод-инструмента V. Если ток обработки Iобр. больше заданного рабочего тока I1 (Iобр.>I1), то скорость подачи электрод-инструмента при обработке V1 уменьшают. Если ток обработки Iобр. меньше заданного рабочего тока I1 (Iобр.<I1), то скорость подачи электрод-инструмента при обработке V1 увеличивают.
Величина межэлектродного зазора S0 автоматически поддерживается постоянной, так как напряжение, длительность импульсов t и площадь обработки на данном участке не меняются, а рабочий ток I1 стабилен за счет изменения скорости подачи V, а температура электролита, от которой зависит его проводимость, стабилизирована системой терморегулирования.
При этом система управления процессом автоматически определяет конец этапа чистовой обработки Р1 и переходит на этап финишной обработки Р2 (Фиг. 2).
На этапе финишной обработки устанавливается межэлектродный зазор S2 с осуществлением его периодического контроля на протяжении всего финишного этапа Р2 (Фиг. 1). Так же осуществляется стабилизация заданного значения рабочего тока I2 путем изменения длительности импульса t (то есть обработку на финишном этапе ведут в режиме ШИМ-стабилизации значения рабочего тока). На данном этапе обработки в каждом цикле расходуется время (Тощуп.). на ощупывание заготовки и установку межэлектродного зазора S0.
Затем обработка детали завершается и отправляется на следующие операции согласно технологическому процессу ее изготовления.
Благодаря тому, что в комбинированном способе электрохимической обработки деталей из титановых сплавов, включающем обработку детали в электролите с помощью электрод-инструмента за черновой, чистовой и финишный этапы обработки, причем на этапах черновой и финишной обработки ведется периодический контроль межэлектродного зазора, в отличие от известного на этапе черновой обработки с периодическим контролем межэлектродного зазора выполняют стабилизацию рабочего тока при изменении длительности импульса рабочего тока, при этом, когда длительность импульса рабочего тока становится постоянной начинается этап чистовой обработки детали, на котором обработку ведут при постоянной длительности импульса рабочего тока и стабилизации значения рабочего тока за счет изменения скорости подачи электрод-инструмента, после этапа чистовой обработки начинается этап финишной обработки, на котором производят периодический контроль межэлектродного зазора, и стабилизацию рабочего тока при изменении длительности импульса рабочего тока достигается повышение производительности с сохранением точности и качества импульсно-циклической обработки за счет сокращения времени обработки, благодаря тому, что контроль межэлектродного зазора производят не на всех этапах обработки детали, а только на этапах чистовой и финишной обработки.
Пример реализации способа.
По предложенному комбинированному способу ЭХО обрабатывают лопатку из титанового сплава на станке ЭХЛ-100 со следующими параметрами обработки:
На этапе черновой обработки Р0 обработка осуществлялась с ШИМ-стабилизацией рабочего тока.
Межэлектродный зазор на этапе Р0 S0=160 мкм, на этапе P1 S1=S0=160 мкм, на этапе Р2 S2=100 мкм.
Сила тока на этапах обработки составила: на этапах Р0 и Р1 I1=1200 А, на этапе Р2 I2=800 А.
Длительность импульса рабочего напряжения на участке Р1 равнялась длительности импульса, которую ШИМ-стабилизатор тока установил в конце обработки участка P0 (0,6 мсек.)
Амплитуда импульсов рабочего тока равна 28 В.
Частота следования импульсов составляла 100 Гц.
В итоге, по результатам окончания обработки лопатки с припуском заготовки равным 1400 мкм, время обработки составило - 223 сек (при обработке лопатки с таким же припуском заготовки способом согласно прототипу время обработки было 440 с.)
Согласно предложенному способу сокращается время обработки детали на 25-40%.
Claims (1)
- Способ электрохимической обработки деталей из титановых сплавов, включающий импульсно-циклическую обработку детали в электролите с помощью электрод-инструмента на этапах черновой, чистовой и финишной обработки, причем на этапах черновой и финишной обработки осуществляют периодический контроль межэлектродного зазора, отличающийся тем, что на этапе черновой обработки с периодическим контролем межэлектродного зазора выполняют стабилизацию рабочего тока путем изменения длительности импульса рабочего тока и при достижении постоянной длительности импульса рабочего тока начинают этап чистовой обработки детали, на котором обработку ведут при упомянутой постоянной длительности импульса рабочего тока, а стабилизацию рабочего тока осуществляют путем изменения скорости подачи электрод-инструмента, после этапа чистовой обработки начинают этап финишной обработки, на котором производят периодический контроль межэлектродного зазора, при этом стабилизацию рабочего тока осуществляют путем изменения длительности импульса рабочего тока.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137597A RU2681590C1 (ru) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Комбинированный способ электрохимической обработки деталей из титановых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017137597A RU2681590C1 (ru) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Комбинированный способ электрохимической обработки деталей из титановых сплавов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2681590C1 true RU2681590C1 (ru) | 2019-03-11 |
Family
ID=65805680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017137597A RU2681590C1 (ru) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Комбинированный способ электрохимической обработки деталей из титановых сплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2681590C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2747436C1 (ru) * | 2020-02-03 | 2021-05-05 | Юрий Алексеевич Белобратов | Способ высокоточной непрерывной импульсно-циклической размерной электрохимической обработки деталей осциллирующим электродом |
| RU2770397C1 (ru) * | 2021-07-28 | 2022-04-15 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Способ размерной электрохимической обработки заготовки из металла |
| RU2797663C1 (ru) * | 2022-08-22 | 2023-06-07 | Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий" | Способ электроэрозионной обработки направляющего отверстия в корпусе распылителя |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU814540A1 (ru) * | 1979-03-23 | 1981-03-23 | Научно-Производственное Объединениепо Технологии Машиностроения | Способ ковки ступенчатых валов |
| RU2071883C1 (ru) * | 1992-10-08 | 1997-01-20 | Акционерное общество открытого типа "Самарский научно-технический комплекс "Двигатели НК" | Способ циклической электрохимической обработки |
| RU2220031C1 (ru) * | 2003-02-05 | 2003-12-27 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ электрохимической обработки титана и титановых сплавов |
| US20050205432A1 (en) * | 2002-04-23 | 2005-09-22 | Koninkijke Philips Electronics N.V. | Method, an apparatus, a control system and a computer program to perform an automatic removal of cathode depositions during a bipolar electrochemical machining |
| RU2564773C1 (ru) * | 2014-05-05 | 2015-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Способ размерной электрохимической обработки деталей из титана и титановых сплавов |
-
2017
- 2017-10-26 RU RU2017137597A patent/RU2681590C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU814540A1 (ru) * | 1979-03-23 | 1981-03-23 | Научно-Производственное Объединениепо Технологии Машиностроения | Способ ковки ступенчатых валов |
| RU2071883C1 (ru) * | 1992-10-08 | 1997-01-20 | Акционерное общество открытого типа "Самарский научно-технический комплекс "Двигатели НК" | Способ циклической электрохимической обработки |
| US20050205432A1 (en) * | 2002-04-23 | 2005-09-22 | Koninkijke Philips Electronics N.V. | Method, an apparatus, a control system and a computer program to perform an automatic removal of cathode depositions during a bipolar electrochemical machining |
| RU2220031C1 (ru) * | 2003-02-05 | 2003-12-27 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ электрохимической обработки титана и титановых сплавов |
| RU2564773C1 (ru) * | 2014-05-05 | 2015-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Способ размерной электрохимической обработки деталей из титана и титановых сплавов |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2747436C1 (ru) * | 2020-02-03 | 2021-05-05 | Юрий Алексеевич Белобратов | Способ высокоточной непрерывной импульсно-циклической размерной электрохимической обработки деталей осциллирующим электродом |
| RU2770397C1 (ru) * | 2021-07-28 | 2022-04-15 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Способ размерной электрохимической обработки заготовки из металла |
| RU2797663C1 (ru) * | 2022-08-22 | 2023-06-07 | Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий" | Способ электроэрозионной обработки направляющего отверстия в корпусе распылителя |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fang et al. | Improvement of hole exit accuracy in electrochemical drilling by applying a potential difference between an auxiliary electrode and the anode | |
| RU2681590C1 (ru) | Комбинированный способ электрохимической обработки деталей из титановых сплавов | |
| CN103480930B (zh) | 用于形成非圆形孔的电极和电化学加工工艺 | |
| CN106475646A (zh) | 使加工间隙距离恒定的线放电加工机 | |
| RU2590743C1 (ru) | Способ многоместной импульсной электрохимической обработки лопаток в составе роботизированного комплекса и устройство для его осуществления | |
| WO2021086455A3 (en) | Methods and apparatuses of oscillatory pulsed electrochemical machining | |
| Mu et al. | Intelligent electrical discharge machining (EDM) molybdenum‑titanium‑zirconium alloy by an extended adaptive control system | |
| Gobikrishnan et al. | Drilling investigations on Inconel alloy 625 material of material removal rate using micro electrochemical machining | |
| CA2778272C (en) | Tool compensation method and device | |
| RU2564773C1 (ru) | Способ размерной электрохимической обработки деталей из титана и титановых сплавов | |
| Prayogo et al. | Determining the effect of machining parameters on material removal rate of AISI D2 tool steel in electrochemical machining process using the Taguchi method | |
| US20110186442A1 (en) | Method for machining a metal component | |
| RU2401725C2 (ru) | Способ электрохимической размерной обработки изделий из листового материала и устройство для его осуществления | |
| RU2448818C1 (ru) | Способ двусторонней электрохимической размерной обработки деталей | |
| Mohanty et al. | Experimental study of material Removal rate, surface roughness & Microstructure in electrochemical Machining of inconel 825 | |
| RU2770397C1 (ru) | Способ размерной электрохимической обработки заготовки из металла | |
| JP2015136768A (ja) | ワイヤ放電加工機の加工液供給制御装置 | |
| Hocheng et al. | Development of the eroded opening during electrochemical boring of hole | |
| De Silva et al. | Process control and power systems for electrochemical-erosion sinking (ELESIN) | |
| Ye et al. | Investigation of advanced control schemes for high-speed small-hole EDM drilling | |
| Ghan et al. | A review on optimization of machining parameters for different materials | |
| RU2504460C2 (ru) | Способ электрохимической обработки (варианты) | |
| JP7032019B2 (ja) | 電解水生成装置 | |
| JP5809137B2 (ja) | 被加工品を電解加工する電解加工方法 | |
| CN110640244A (zh) | 一种精密电解加工实时进给控制系统及方法 |