SU717847A1 - Способ электрохимической обработки - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

:,1-

Изобретение ОТНОСИТСЯ. К области размер1ной электрохимической обработки металлов и сплавов и может быть использовано дл  получени  сло сноконтурных поверхностей, в частности полостей матриц штампов, пресс-форм и литейных форм с высокой точностью и качеством обработки., ,

Известен способ размерной электрохимической обработки с созданием принудительных колебаний одного из электродов, синхронйзирЬванньгх с импульсами напр жени , в процессе которого скважность импульсов регулируют от малых значений, например равных 2-5 в начале обработки, до больших значений например 8-10 в конце обработки, причем саму последовательность Импульсов смещают во времени, . уменьша  минимальные мгновенные значени  зазора, при которых протекает той, от 0,5 мм и более в начале обработки до 0,01 мм и менее в конце обработки 1,

Недостатком данного способа  вл етсй то, что изменение в процессе обработки скважности импульсов (в начале обработки 2-5, а в . конце обработки 8-10) и величины мегкэлектродного зазора (в начале 0,05 мм и более и 0,01 мм и менее в конце обработки) приводит к Существенному изменению гидродинамических условий в процессе обработки, от которых в значительной степени зависит оптимальное протекание электрохимического растворени , а в частности прОйзводит1ейьность, точность и качество обработки.

Ведение процесса при повышенных значени х зазора (0,05 мм и более) по прототипу приводит к существенному увеличению скорости течени  электролита через зазор при данном значении давлени  электролита на входе в меэкзлектродный зазор (МЭЗ). Обработка в этих услови х въ13ыв1ает1урбуленгаостъ потока электролита и  влени  кавитащш (парогаэовыдёленне , обусловленное понижением давлени  в МЭВ) особенно в Местах резкого поворота на фавлени  течени  электролита.

Данное обсто тельство  вл етс  прачиж падени  плотгноШ лЙстри 1ескЬго toKa н, следовательно , Снижени  производительносга   качества обработки. При обработке же на малыше . j зазорах (0,01 мм и менее) при том же значеНИИ давлени  электролита на входе в МЭЗ про исходит резкое уменьшение скорости течени  электролита через зазор. Может оказатьс , что в данных услови х (в зависимости от площади обрабатьюаемой поверхности, материала, в глйчины МЭЗ, напр жени  на электродах и др.) первоначально заданное значение давлени  будет вед6ст;ат(Эйь1М, чтобь отвести продукты электро химического растворени  из зазора, чтобы зффекшйНЬ использовать приложенную энергию импульса, и если, к моменту заполне1щ  МЭВ п)рЬдуктаШ электрохимического растворени  цикл подачи импульса напр жени  не закончен, So могут возникнуть . влени  пробо  МЭЗ или kttffetKDro замьпсани , резко ухудшающие ка . чество обрабатываемой поверхности. Целью изобретени   вл етс  повышение пройЗ;вЬдитёльнбСТи , точности и качества формообразовани  путем поддержани  оптимальных fидродинамических условий в зазоре. Цель достигаетс  тем, что в известном способе электрохимической обработки с применением источютка с падающей вольт-амперной характеристик 6й и создатнием принудительных колебаний одного из электродов, синхротшзированных С импульсами напр жени , в начале обработки положение переднего и заднего фронта импульса устанавливают симметричн1ым относительно момента времени минимальногомгновенного значени  зазора, затем в процессе обработки измер ют отношение площадей частей импульса, разделенных этим моментрм времени, и поддер )ийвают это отношение равным единице, измен   давлени  элёктролита на входе в межэлектродный заЗор, причем давление на входе в межэлектрЪдный зазор уменьшают, если отношение первой части ко второй больше единицы и увеличивают давление, если, вышеуказанное отноше 1ше меньше единицы. Такой способ электрохимической обработки Позвол ет повысить производительность, точность и качество обработки при форм6 о браз6вЙ€йИ различных полостей в результате йроцесс осуществл етс  всегда (от начала до конца) при оптимальных гидродинамических услови х в межэлектродном зазоре. На фиг. 1-3 показань осциллограммы напр жени  и тока, полученш; при различных давлени х электролита на входе в МЭЗ. На фиг. 1 приведен случай, когда давление . электролита на входе в МЭЗ больше одтемального , т.е. Pgjj В этом случае поток электролита, протека  с большей скоростью при изменении направлени  течение ( 90°), nai входе в торцовой МЭЗ отрьшаетс  от поверхности катода-икЬтрумёнта, 1ем са1мь1й 31авйхрени  в потоке электролита и кавитационные  влений. В результате этого происходитувеличе biie эйектрического сопротивлени  и падение TOKa () в МЭЗ. При этом происходит перераспределение напр жени  между внутренним сопротивлением источника и х противлением МЭВ. Это про вл етс  в виде искажени  формы импульса напр жени  (U) в МЭЗ. В данном случае (фиг. 1) эффективно используетс  только незначительна  чайп импульса напр жени  по заднему фронту в результате стабилизации потока . При этом площади частей импульса относительно его cepe0HHbt не раЬны, т.е. U(3t S , tcp tjjp- моменты времени, соответ- . ствунэщие переднему и заднему фронтам и середане нмпульса, и технологические характеристики процесса (производительность, точность и качество обработки) невысокие. Дл  оптимизации процесса с целью повышени  технологических характеристик процесса необходимо активно воздействовать на процесс, тгобы привести форму импульса напр жени  путем изменени  давлени  электролита на входе в МЭЗ, к такой) чтобы площади частей имi пульсов, разделенных моментом наступлени  минимального МЭЗ, были равны между собой. На фиг. 2 показан случай, когда давление на входе в МЭЗ меньше оптимального, т.е. Р Р . . - вх ont В данном случае происходит запирание МЭЗ продуктами электрохимического растворени  (шламом и газообразными элементами в крице импульса). При этом резко повыщаётс  сопротивление МЭЗ и уменьшаетс  плотность тока , происход т ппсроскопические проёои МЭЗ, тривод щйе впоследствии к короткому замы канию . Ухудшаетс  качество и снижаетс  производительность обработки. При этом площади частей импульса ртнрс тельно его середины также не равны, но картина мен етс  на обратную; . ; : , - . -. ,;- , , ,., ,: s.4 udt Si-j uat. . tw-tcp в этом случае t f, д оптимизации процесса необходимо давление на входе в МЭЗ увеличить путей иктШЛого вмешательства автоматической системы ущ авлеш1  процессом или оператора. . На фиг. 3 приведен случай, когдаР , В дашом случае давление электролита на входе в межэлектродаый зазор в процессе обработки ; подобрано . таким образом, что площади частей идшул са разделенные NtoMeirroM наступлени  минймаЛь дго мгновенного значени  МЭЗ равны между соб(Л, т.е. s Xudt-5,2--ruai. При этом процесс электрохимического растворени  идет в оптимальных гидродинамических услови х и техирлогаческие характеристики процесса имеют наилучшие показатели. Поддержка посто нства площадей частей импульсов , разделенных моментом наступлени  минимального мгаовенного значени  мёжэлектродного зазора путем изменени  давленн  электролнта на входе в межэлектродный зазор, при соблюдении симметричности положени  переднего и заднего фронтов импульса относнтельно зтЬго момента времени позвол ет стабилизировать гид родинамическиб услови  в зазоре и обеспечивает получение высокой точности ( + 0,025 мм) и качества обработки (V8 -V9) при хорошей производительности процесса (0,2-1,0 мм/мин). По вл етс  возможность автоматического поддержани  оптимального режима в процессе обработки. Пример. Проводилась электрохимическа  обработка стали 40X13 в закаленном состо нии; катодом-инструментом шестигранной формы с площадью торцовой поверхности 200 мм на глубину 20 мм. В рабочий зазор между обрабатьгоаемой деталью и катодом-инструментом подводилс  10%-нь1Й раствор NaNOa- Обработка производилась в следующих услови х: Частота импульсов напр жени  пр Мругольной формы от источника с падающей вольт-амерной характеристикой и колебаний электрода , Гц 50 Длительность импульса, мс 3,6 Амплитуда колебаний катодаинструмента , мм 0,15 Среднее значе1ше напр жени  на электродах, В 5 Начальное давление электролита на входе в МЭЗ, кгс/см .2 Температура электролита на входе в МЭЗ, °С 20 В процессе обработки по мере углублени  катода-инструмента в обрабатываемую заготовку. даблюдалось искажение формы импульсов напр  жени  аиалогичио картиие, приведеиной на фиг. 2. Это искажеиие формы импульса шлр жени  устран лось путем изменени  давлени  электролита на входе в МЭЗ до тех пор (в данном случае до 2,5 кгс/см) пока не выравн лись площади частей импульсов, разделенных моментом времени минимального мгновенного значенн  зазора. Искажеиие формы импульса и процесс его устранени  в процес е обрабожи наблюдалось по осциллографу. Результать замера обработанной полости предложенным способом показали вь1сокие технологические характеристики процесса, а имеиио: производительность 0,3 мм/мии, точность обработки + 0,025 мм и шероховатость соответствует 17-9. Форм у л а изобретен и   Способ электрохимической обработки с прокачкой электролита и применением источника с падающей вольт-амперной характеристикой, с созданием принудительиых колебаний одного нз электродов, синхроннэированных с регулируемыми импульсами напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повь1шени  производительностн, импульс напр женн  устанавливают симметричным относительно Момеи; та времени минимального эазора и в процессе обработки поддерживают равенство площадей импульса, разделенных моментом этого времеци, измен   давленне электролита на входе в .межэлектродный зазор. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 472778, кл. В 23 Р 1/04, 1973.

Sii Pentn

m7&

n

tcp tj

Фuг.

Claims (1)

1. Форм ул а изобретен и я

   Способ электрохимической обработки с прокачкой электролита и применением источника с падающей вольт-амперной характеристикой, с созданием принудительных колебаний одного из электродов, синхронизированных с регулируемыми импульсами напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, импульс напряжения устанавливают симметричным относительно момен; та времени минимального зазора и в процессе ' обработки поддерживают равенство площадей импульса, разделенных моментом этого времени, изменяя давление электролита на входе в .межэлектродный зазор.