SU1512727A1

SU1512727A1 - Method and apparatus for electrochemical blast machining

Info

Publication number: SU1512727A1
Application number: SU874340815A
Authority: SU
Inventors: Павел Георгиевич Ерофеев; Игорь Анатольевич Соболев; Риф Акрамович Зарипов; Валерий Александрович Макрушин; Виктор Дмитриевич Святохин
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1987-12-09
Publication date: 1989-10-07

Abstract

Изобретение относитс к металлообработке, в частности касаетс способа струйной обработки и устройства дл его реализации. Цель изобретени - повышение точности обработки в услови х упрощени конструкции устройства дл осуществлени способа. Формируют кольцевую струю электролита, обработку выполн ют при перемещении струи вдоль обрабатываемой поверхности, при этом поддерживают рабочий зазор между поверхностью заготовки и торцом стола в пределах 0,07-0,13 мм и измен ют рабочее напр жение обратно текущим изменени м зазора. Измерение зазора выполн етс контролем тока в катушке 9 при перемещени х металлического поршн 7. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to metal working, in particular, to a method of blasting and a device for its implementation. The purpose of the invention is to improve the processing accuracy in terms of simplifying the design of the device for implementing the method. An annular jet of electrolyte is formed, the treatment is performed by moving the jet along the surface to be treated, while maintaining the working gap between the surface of the workpiece and the end of the table within 0.07-0.13 mm and changing the working voltage back to current changes in the gap. Measurement of the gap is performed by monitoring the current in the coil 9 as the metallic piston 7 moves. f-ly, 4 ill.

Description

СДSD

Ю ГО 1Yu GO 1

WW

Изобретение относитс к электрофизическим и электрохимическим методам обработки и, в частности, касаетс способов электрохимической струйной обработки, а также устройств дл их реализации.The invention relates to electrophysical and electrochemical processing methods and, in particular, relates to methods of electrochemical blasting, as well as devices for their implementation.

Цель изобретени - повышение точности обработки и упрощение конструкции.The purpose of the invention is to improve the processing accuracy and simplify the design.

На фиг. 1 изображена схема удалени материала с поверхности детали согласно изобретению; на фиг. 2 - зависимости количества сн того материала (М) от рабочего напр жени (и) и величины (Ь) вертикального перемещени диэлектрического стержн (линейна величина прироста или спада обрабатываемого профил вследствие погрешностей или искривлений поверхности); на фиг. 3 и 4 - устройство дл осуществлени предлагаемого способа.FIG. 1 shows a scheme for removing material from the surface of a part according to the invention; in fig. 2 - dependence of the amount of material removed (M) on the operating voltage (s) and the magnitude (b) of the vertical displacement of the dielectric rod (linear magnitude of increase or decrease in the processed profile due to errors or curvature of the surface); in fig. 3 and 4 - a device for carrying out the proposed method.

На схеме введены следующие обозначени : ао - среднее рассто ние от кромки сопла до поверхности детали, b - отклонение профил поверхности детали.The following notation is entered in the diagram: ao is the average distance from the nozzle edge to the surface of the part, b is the deviation of the profile of the surface of the part.

Устройство дл осуществлени способа содержит диэлектрический полый корпус 1, образующий камеру 2 нагнетани электролита с цилиндрическим соплом 3. В корпусе установлена направл юща втулка 4 с отверсти ми дл прохода электролита и центральным отверстием дл размещени диэлектрического стержн 5. На боковой поверхности стержн на рассто нии мм от торца нанесено токопровод щее покрытие 6. Стержень 5 закреплен в подвижном металлическом поршне 7 со сквозными отверсти ми 8 дл подачи электролита.An apparatus for carrying out the method comprises a dielectric hollow body 1, forming an electrolyte injection chamber 2 with a cylindrical nozzle 3. A guide sleeve 4 with holes for the passage of electrolyte and a central hole for accommodating the dielectric rod 5 is installed on the body. On the lateral surface of the rod at a distance of mm A conductive coating 6 is applied from the end. The rod 5 is fixed in a movable metal piston 7 with through holes 8 for supplying electrolyte.

На корпусе 1 помещена электромагнитна катушка 9. Камера 2 снабжена штуцерами дл подключени к магистрали подачиElectromagnetic coil 9 is placed on housing 1. Chamber 2 is fitted with fittings for connection to the supply line

10ten

управлени . Смещени стержн 5 вместе с поршнем 7 вызывают изменение тока в ка- тущке 9, что регистрируетс блоком 12 управлени , который подает управл ющиеmanagement The displacement of the rod 5 together with the piston 7 causes a change in the current in the roller 9, which is registered by the control unit 12, which supplies the control

5 сигналы на двигатель 14 подачи дл управлени высотой расположени сопла 3 под деталью 10 и на источник 13 питани . Напр жение последнего устанавливаетс меньшим дл больших зазоров и большим дл меньших зазоров, т. е. управление напр жением выполн етс обратно регистрируемым отклонени м рабочего зазора. В среднем рассто ние Оо от детали 10 до кромки сопла 3 остаетс в указанном диапазоне 0,07-0,13 мм. Таким образом, согласно5 signals to the feed motor 14 for controlling the height of the position of the nozzle 3 under the part 10 and to the power source 13. The voltage of the latter is set smaller for larger gaps and larger for smaller gaps, i.e., the voltage is controlled by the back-recorded deviations of the working gap. On average, the distance Oo from the part 10 to the edge of the nozzle 3 remains in the indicated range of 0.07-0.13 mm. Thus, according to

15 предлагаемому способу посто нно контролируют зазор Со непосредственно в зоне съема металла, измер вертикальное перемещение стержн 5 при движении вдоль поверхности детали 10. В зависимости от величины перемещени стержн 5 (погрешностей профил детали 10) устанавливают зазор ао, перемеща сопло 3 в вертикальной плоскости, при этом обработанна поверхность вл етс точной копией исходного профил , но с высокой чистотой поверхности. Учитыва вертикальное перемещение стержн , регулируют напр жение источника 13 так, чтобы, измен величину анодного съема металла, добиватьс наибольшей плоскостности . Профиль в сечении обработанного паза, отличаетс на величину b отно30 сительно исходного профил . При движении вдоль сложной поверхности контролируют вертикальные перемещени стержн 5, соответствующие колебани м профил детали 10. Согласно зависимост м, приведенным на фиг. 2, (b) и (L ), устанавливают15, the proposed method is constantly monitored for the gap Co directly in the metal removal zone, measuring the vertical movement of the rod 5 while moving along the surface of the part 10. Depending on the amount of movement of the rod 5 (errors in the profile of the part 10), set the gap ao by moving the nozzle 3 in a vertical plane, the treated surface is an exact copy of the original profile, but with a high surface finish. Taking into account the vertical movement of the rod, adjust the voltage of the source 13 so that, by changing the magnitude of the anode removal of the metal, to achieve the greatest flatness. The profile in the section of the machined groove differs by the value of b relative to the initial profile. When moving along a complex surface, the vertical movements of the rod 5, corresponding to the vibrations of the profile of the part 10, are controlled. According to the dependences shown in FIG. 2, (b) and (L), set

2020

2525

электролита (на фиг. 3 не показаны). В ра- 35 напр жение источника 13 в функции велибочем положении торец стержн 5 упираетс в поверхность детали 10. Катушка 9 через усилитель-преобразователь 11 и блок 12 управлени подключена к источнику 13 рачины перемещени стержн 5. Так, на выпуклом участке поверхности относительно исходного уровн центральный стержень электрода перемещаетс вверх на величину Ь,electrolyte (not shown in Fig. 3). In the 35 voltage source 13 as a function of the supreme position of the end of the rod 5 rests on the surface of the part 10. The coil 9 through the amplifier-converter 11 and the control unit 12 is connected to the source 13 of the displacement of the rod 5. So, on a convex surface area relative to the initial level the central rod of the electrode moves upward by the amount b,

бочего напр жени . Другой выход блока дд вплоть до величины бмакс, и дл того, чтобыbogey voltage. Another output of the dd block is up to the value of bmax, and in order to

управлени подключен к двигателю 14 подачи . Источник 13 рабочего напр жени подключен к межэлектродному промежутку, образованному токопроводным слоем 6 стержн 5 и поверхностью детали 10, при истечении электролита из сопла 3.control is connected to the feed motor 14. The source 13 of the operating voltage is connected to the interelectrode gap formed by the conductive layer 6 of the rod 5 and the surface of the part 10, when the electrolyte is out of the nozzle 3.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Электролит подают в камеру 2 под давлением . Поршень 7 поджимает стержень 5 к поверхности детали 10. Потоки электролисохранить уровень обрабатываемой плоскости , в данный момент нужно сн ть материала больше на величину М, вплоть до величины Ммакс, чему соответствует увеличение напр жени на величину Up, вплоть до вели- 45 чины . Повышение напр жени выше б рмакс приводит К неустойчивости течени процесса вследствие влений перегрева электролита в кольцевом зазоре электрода и повышени омического сопротивлени электролитного столба. Указанными влени миThe electrolyte is fed into the chamber 2 under pressure. The piston 7 presses the rod 5 to the surface of the part 10. The electrically-preserved flows of the level of the machined plane, at the moment it is necessary to remove the material more by the value of M, up to the value of Mmax, which corresponds to an increase in voltage by the Up, up to the value of 45. An increase in voltage above 6 p max leads to instability of the process flow due to electrolyte overheating in the annular gap of the electrode and an increase in the ohmic resistance of the electrolyte column. The above events

та проход т через отверсти 8 поршн 7 и 50 объ сн етс характер кривой и точка переотверсти направл ющей втулки 4 к соплу 3, образу кольцевую струю вокруг стержн 5. Рабочее напр жение от источника 13 поступает к токонровод щему слою 6 и детали 10. Крышку сопла 3 устанавливают на рассто ние 0,07-0,13 мм от поверхности детали 10. Выполн ют обработку при продольном пере.мещении устройства вдоль поверхности детали 10. При этом функционирует блок 12This passes through the holes 8 of the piston 7 and 50, explains the nature of the curve and the over-opening point of the guide sleeve 4 to the nozzle 3, forming an annular jet around the rod 5. The operating voltage from the source 13 flows to the current-conducting layer 6 and the part 10. Cover the nozzles 3 are set at a distance of 0.07-0.13 mm from the surface of the part 10. The treatment is carried out with a longitudinal movement of the device along the surface of the part 10. At the same time, the block 12 functions

5555

гиба зависимости (U).gib addictions (u).

На вогнутом участке поверхности детали относительно исходного уровн центральный стержень электрода перемещаетс вниз на величину Ь, вплоть до величины Ьыни, и дл того, чтобы сохранить уровень обрабатываемой плоскости, в данный момент нужно сн ть материала меньше на величину М, вплоть до величины уИмин, чему соответствует умень0On the concave part of the surface of the part relative to the initial level, the central electrode rod moves down by the value of b, up to the value of b, and in order to maintain the level of the plane to be processed, at the moment it is necessary to remove the material less by the value of m corresponds to decrease

5 предлагаемому способу посто нно контролируют зазор Со непосредственно в зоне съема металла, измер вертикальное перемещение стержн 5 при движении вдоль поверхности детали 10. В зависимости от величины перемещени стержн 5 (погрешностей профил детали 10) устанавливают зазор ао, перемеща сопло 3 в вертикальной плоскости, при этом обработанна поверхность вл етс точной копией исходного профил , но с высокой чистотой поверхности. Учитыва вертикальное перемещение стержн , регулируют напр жение источника 13 так, чтобы, измен величину анодного съема металла, добиватьс наибольшей плоскостности . Профиль в сечении обработанного паза, отличаетс на величину b отно0 сительно исходного профил . При движении вдоль сложной поверхности контролируют вертикальные перемещени стержн 5, соответствующие колебани м профил детали 10. Согласно зависимост м, приведенным на фиг. 2, (b) и (L ), устанавливают5, the proposed method is constantly monitored for the gap Co directly in the metal removal zone, measuring the vertical movement of the rod 5 while moving along the surface of the part 10. Depending on the amount of movement of the rod 5 (errors in the profile of the part 10), set the gap ao by moving the nozzle 3 in a vertical plane, the treated surface is an exact copy of the original profile, but with a high surface finish. Taking into account the vertical movement of the rod, adjust the voltage of the source 13 so that, by changing the magnitude of the anode removal of the metal, to achieve the greatest flatness. The profile in the section of the machined groove differs by the value of b relative to the initial profile. When moving along a complex surface, the vertical movements of the rod 5, corresponding to the vibrations of the profile of the part 10, are controlled. According to the dependences shown in FIG. 2, (b) and (L), set

00

5five

5 напр жение источника 13 в функции величины перемещени стержн 5. Так, на выпуклом участке поверхности относительно исходного уровн центральный стержень электрода перемещаетс вверх на величину Ь,5, the voltage of the source 13 as a function of the magnitude of the displacement of the rod 5. Thus, in the convex portion of the surface relative to the initial level, the central rod of the electrode moves upwards by an amount b,

вплоть до величины бмакс, и дл того, чтобыdown to the value of bmax, and in order to

дд вплоть до величины бмакс, и дл того, чтобы dd up to bmax value, and in order to

сохранить уровень обрабатываемой плоскости , в данный момент нужно сн ть материала больше на величину М, вплоть до величины Ммакс, чему соответствует увеличение напр жени на величину Up, вплоть до вели- 45 чины . Повышение напр жени выше б рмакс приводит К неустойчивости течени процесса вследствие влений перегрева электролита в кольцевом зазоре электрода и повышени омического сопротивлени электролитного столба. Указанными влени миto maintain the level of the machined plane, at the moment it is necessary to remove material more by the value of M, up to the value of Mmax, which corresponds to an increase in voltage by the value of Up, up to the magnitude of 45. An increase in voltage above 6 p max leads to instability of the process flow due to electrolyte overheating in the annular gap of the electrode and an increase in the ohmic resistance of the electrolyte column. The above events

50 объ сн етс характер кривой и точка пере5550 explains the nature of the curve and the dot over55

гиба зависимости (U).gib addictions (u).

На вогнутом участке поверхности детали относительно исходного уровн центральный стержень электрода перемещаетс вниз на величину Ь, вплоть до величины Ьыни, и дл того, чтобы сохранить уровень обрабатываемой плоскости, в данный момент нужно сн ть материала меньше на величину М, вплоть до величины уИмин, чему соответствует уменьшение напр жени на величину Up, вплоть до величины L мин. Понижение напр жени ниже С/рмин приводит к значительному снижению силы анодного тока, производительности , и обработка деталей на таких режимах делаетс экономически невыгодной.On the concave part of the surface of the part relative to the initial level, the central electrode rod moves down by the value of b, up to the value of b, and in order to maintain the level of the plane to be processed, at the moment it is necessary to remove the material less by the value of m, up to the value of corresponds to a decrease in voltage by up, up to L min. Lowering the voltage below C / pmin leads to a significant decrease in the anodic current strength, performance, and machining of parts in such modes makes it economically unprofitable.

Установлено, что полученный эффект коррекции начального профил поверхности имеет место при соблюдении указанных размеров рассто ни от торца сопла 3 до детали 10 в пределах 0,07-0,13 мм и нанесени токопровод щего покрыти на стержень 5 на рассто нии не менее 4 мм от торца.It has been established that the obtained effect of correcting the initial profile of the surface occurs when the specified dimensions of the distance from the end of the nozzle 3 to the part 10 are within 0.07-0.13 mm and the conductive coating is applied to the rod 5 at a distance of at least 4 mm from butt end.

Использование предлагаемых способа и устройства позвол ет расширить возможности электрохимической струйной обработки , получать пазы, обрабатывать плоские и сложно-фасонные поверхности, маркировать и гравировать детали при высокой точности и стабильности обработки.Using the proposed method and device allows you to expand the possibilities of electrochemical blasting, get grooves, handle flat and difficult-shaped surfaces, mark and engrave parts with high accuracy and stability of processing.

Claims

1. A method of electrochemical blasting, in which an annular electrolyte jet is formed by a nozzle with a protruding central rod, delivers an operating voltage to the jet formation zone and moves the nozzle along the surface being treated with the end of the rod to this surface, characterized in that processing, support0

the working gap between the nozzle and the surface to be treated is in the range of 0.07–0.13 mm and, at the same time, the working voltage is reversed with current changes in the gap, decreasing the voltage with increasing gap and increasing the voltage with decreasing gap.

2. A device for electrochemical blasting, comprising a hollow body made of dielectric material, forming an electrolyte injection chamber with a cylindrical nozzle, a dielectric rod mounted in the body coaxially with the nozzle so that its end faces the nozzle edge and the source of operating voltage

5 connected by one pole to the workpiece, and the other to a conductor placed inside the pressure chamber, characterized in that, in order to simplify the design, a metal piston with through channels is inserted into the device

0 for the passage of electrolytes, mounted inside the chamber coaxially with the nozzle with the possibility of movement along the axis of the nozzle, an electromagnetic coil mounted on the housing coaxially with the piston, and a control unit, while

5, the current lead is made in the form of a conductive coating deposited on the rod, the rod is fixed on the piston, 1 atushka is connected to the input of the control unit, and the output of the control unit is connected to the source of operating voltage.

ig.1

Fig2