SU1593812A1

SU1593812A1 - Способ электрохимической обработки

Info

Publication number: SU1593812A1
Application number: SU884602109A
Authority: SU
Inventors: Юрий Степанович Волков; Александр Владимирович Никифоров; Валерий Сергеевич Ашмарин; Анатолий Николаевич Трошин
Original assignee: Московский институт приборостроения; Предприятие П/Я Г-4988
Priority date: 1988-11-02
Filing date: 1988-11-02
Publication date: 1990-09-23

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению, а конкретно к электрофизикохимическим методам обработки и касаетс способа электрохимической обработки небольших деталей. Цель - повышение производительности обработки. Обеспечивают интенсивную прокачку рабочей жидкости через зазор. Излучают в направлении вдоль зазора между электродом-инструментом и заготовкой ультразвуковые колебани . Частоту F и интенсивность W выбирают из соотношений: L*98750:Fα, где L - длина межэлектродного зазора

A макс - максимальный зазор

10 3*98W*9810 8. При этом ультразвуковой преобразователь располагают на рассто нии 2-5A макс относительно входа в рабочую зону. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к области машиностроени , а конкретно к электрофизическим методам обработки, и касаетс способа электрохимической обработки преимущественно небольших деталей.

Целью изобретени вл етс повышение производительности обработки небольших деталей.

Принудительную прокачку рабочей среды осуществл ют посредством возбуждени ультразвуковых колебаний, которые излучают в рабочую жидкость в направлении вдоль межэлектродного промежутка, причем частоту колебаний выбирают из соотношени

L. -| а,,

где f - частота, Гц;

L - длина межэлектродного промежутка , м;

а наибольша величина межэлектродного зазора, м.

а интенсивность колебаний W выбирают из услови 103 W 1 О .

Источник акустических колебаний располагают на рассто нии 2-5а„с1Кс относительно входа в рабочую зону.

На чертеже представлена схема устройства дл реализации предлагаемого способа.

Электрод-инструмент 1 и деталь 2 расположены в рабочей жидкости 3, размещаемой в ванне А. Между деталью 2 и электродом-инструментом 1 имеетс межэлектродный зазор S величиной а. Длина тракта прокачки рабочей жидкости в меж /лектродном промежутке равна L. Преобразователь 6 ультразвуковых колебаний, получающий энергию от источника 7, расположен на входе в межэлектродный зазор 5« Деталь и электрод-инструмент в соответствующей пол рности подключены к источнику 8 технологического напр жени .

(Л

с:

С,Т1 СО

оо

00

to

В интенсивном поле акустических колебаний возникают стационарные потоки жидкости. Когда в жидкой среде, наход щейс в ванне Ц при атмосфер- с ном давлении Р, 10 Па, преобразователем .6 возбуждаютс интенсивные ультразвуковые колебани ,, то возникает посто нна составл юща давлени , т.е. избыточное (по отношению к атмосфер- ю ному) акустическое давление

Р«.

.Н:5.

| 5-po-(v)

ср

(V2) - Ср

где - посто нна , завис ща от вида

среды и дл воды равна 7-8; РО - плотность среды (дл рабочих жидкостей при электрохимической обработке в первом прибли жении можно прин ть 1,1-103 кг/ДмЗ;

квадрат среднего значени колебательной скорости частиц среды.

Из общего выражени дл воды и водных растворов следует, что посто н на составл юща давлени равна

Рак- (V2),p.

В различных точках рабочей среды, где распростран етс - ультразвук, колебательные скорости, а значит, и по сто нна составл юща давлени , различны . Это объ сн етс расхождением волны, поглощением, а также специфичностью ее распространени в межэлектродном промежутке (подобно волноводу) Поэтому в области пространства, зан той средой, создаетс разность посто нных составл ющих давлени .

При создании колебаний в жидкости в направлении вдоль межэлектродного промежутка, возникает акустическое давление РЯ.MCJICC Амплитуда колебаний вдоЛь промежутка на входе и не выходе различна. По длине L существует разность давлений . Возникает стационарное течение жидкости со скоростью Vp.c, . При этом оказываетс неизменной алгебраическа сумма посто нной составл ющей давлени Pjg, динамического давлени потока ро потерь давлени ЛР вследствие в зкостного трени в межэлектродном промежутке:

( 2

2

«

uPg К const.

где V

Р.С,

- местна скорость потока рабочей среды;

с

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ЛР„ - потери давлени вследствие

в зкости. В первом приближении можно считать,

что К P,

Посто нна составл юща дл водных растворов

P,,g W.

Течение рабочей жидкости возникает при некотором пороге интенсивности 17,,при котором начинают про вл тьс нелинейные свойства среды. Исход из приведенных рассуждений, этот порог можно прин ть равным 10 Вт/м. При превышении этого порога, как показывают опыты, скорость течени жидкости пропорциональна градиенту плотности кинетической энергии колебаний, т.е. акустического давлени . При малой интенсивности скорость течени жидкости пропорциональна интенсивности и частоте -, а также обратно пропорциональна кинематической в зкости рабочей среды. На высоких частотах колебаний скорость течени пропорциональна квадрату частоты и почти пропорциональна квадрату коэффициента поглощени .

Дл создани разности давлений в межэлектродном промежутке необходима неравномерность интенсивности W по его длине L. Уменьшение интенсивности W на выходе из промежутка обеспечиваетс поглощением ультразвука. По1- лощение в воде растет на частотах свыше 0,5 МГц, а при большой амплитуде - увеличиваетс в несколько дес тков раз по сравнению с волнами малой амплитуды. Например, в воде при час;то- те f 1,5 МГц и интенсивности W 10 Вт/м2 на рассто нии 10 см интенсивность падает вдвое, т.е. коэффициент поглощени примерно составл ет 0,1 см .

Интенсивность вводимых в межэлектродный промежуток колебаний не должна существенно превышать порога кавитации , поскольку при этом непосредственно у входа в промежуток увеличиваетс поглощение, а колебани не канализируютс в промежуток. Этим обусловлено то, что преобразователь 6 (фиг. 1) располагают на рассто нии, не более чем в 2-5 раз превышающем величину промежутка.

Порог кавитации при низких частотах мал и увеличиваетс с повышением

частоты. Он снижаетс при охлаждении рабочей среды и с ростом содержани в ней газа.(при электрохимической обработке в газоэлектролитных смес х), дл дегазированной воды на низких частотах соответствует интенсивности пор дка З Ю Вт/м. Порог кавитации зависит от частоты, причем с ростом последней уменьшаетс различие в поведении воды дегазированной, или насыщенной газом (воздухом). При частотах более 1 МГц порог развитой кавитации может быть прин т дл интенсивности пор дка 10 Вт/м.

Поскольку течение рабочей среды происходит в межэлектродном промежутке между поверхност ми электродов, необходимо таким образом выбрать частоту , чтобы толщина акустического пограничного сло была существенно меньше зазора а. На прот жении этого сло амплитуда колебаний уменьшаетс в е раз. Чтобы подобное тормоз щее вли ние наличи электродов не сказывалось на создании разности давлений , необходимо задатьс условием определенного соотношени между величиной промежутка и толщиной акустического пограничного сло (S, 0,02 а. Толщина (в метрах) этого сло , на котором сказываетс вли ние твердой поверхности электродов, равна

Г f-1-Д ак -ir. f

где - кинематическа в зкость ра- боче1 жидкости. Дл водных растворов можно прин ть . Дл водных растворов наименьшую

частоту колебаний можно определить

из услови

мин

Чтобы создать в межэлектродном промежутке перепад давлени , необходимо подобрать также определенную частоту , обеспечивающую наибольшую разность давлений между входом и выходом промежутка;

Рассматрива промежуток как волно- вод, необходимо добитьс , чтобы в нем возникала так называема неоднородна волна без затухани , обеспечивающа снижение амплитуды колебаний на

выходе из промежутка. Дл этого следует ВЫПОЛНИТЬ условие

,

где J - длина волны колебаний.

г При этом h - 7, где С - скорость

звука, дл воды примерно 1500 м/с. Следовательно, а

Промежуток может запиратьс , т.е. не пропускать бегущих колебаний с длиной волны, характеризуемой неравенством а. Поэтому возникает неоднородна волна, амплитуда которой падает по мере удалени от входной части промежутка. Вс среда в межэлектродном промежутке (волноводе) колеблетс синфазно, давление экспоненциально уменьшаетс по его длине. Таким образом, благодар интенсивным ультразвуковым колебани м, вводимым в промежуток , создаетс принудительное течение рабочей жидкости, т.е. услови дл эффективного протекани процесса электрохимического растворени материала детали.

Обработку небольших дет.алей следует проводить в ванне, заполненной рабочей жидкостью. При этом дополнительно может также про вл тьс положительный эффект интенсификации процесса формо- образовани ультразвуковыми колебани ми . Вследствие этого может быть повышена производительность процесса.

формула изобретени

Способ электрохимической обработ- . ки, согласно которому осуществл ют принудительную прокачку рабочей жидкости через межэлектродный зазор между электродом-инструментом и заготовкой , подключенными к источнику технологического напр жени , отличающийс тем, что, с целью повышени производительности об-. работки небольших деталей, принудительную .прокачку осуществл ют путем воздействи на среду ультразвуковыми колебани ми, которые излучают в рабочую жидкость вдоль межэлектродного зазора, причем ультразвуковой преобразователь располагают на рассто нии (2-5)a,g,кc относительно входа в рабочую зону, частоту ультразвуковых колебаний f выбирают из соотношени ,

750, L -|- ajMaKi

15938128

L - длина межэлектродного

зазора, м, а интенсивность колебаний W выбирают

где а., ул - максимальный межэлектрод- из услови ,

ный зазор, W : 10 , Вт/м.

ч

Claims

Формула изобретения

40 г

Способ электрохимической обработ- . ки, согласно которому осуществляют принудительную прокачку рабочей жидкости через межэлектродный зазор

45 между электродом-инструментом и заготовкой, подключенными к источнику технологического напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности об-, работки небольших деталей, принудительную прокачку осуществляют путем воздействия на среду ультразвуковыми колебаниями, которые излучают в рабочую жидкость вдоль межэлектродного

55 зазора, причем ультразвуковой преобразователь располагают на расстоянии (2-5)а_мякс относительно входа в рабочую зону, частоту ультразвуковых колебаний f выбирают из соотношения

750. L - длина межэлектродного

Ь * ^_f“ ^>амспл’ зазора, м,

- а интенсивность колебаний W выбирают где a_waKe - максимальный межэлектрод- из условия ный зазор, м; ⁵ 10³< W<1О⁸, Вт/м². '