SU738815A1 - Способ регулировани межэлектродного зазора при электрохимической обработке и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в чаЬтности касается способа регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке и устройства для его осуществления.

Известен способ регулирования зазора при ⁵ электрохимической обработке импульсным то-, ком с использованием в качестве параметра регулирования одного из электрических параметров или их комбинацию и с коррекцией управляющего сигнала по напряжению. Регули- ^,0 рование зазора осуществляется при контроле параметра регулирования в течение всего импульса тока [ 1J.

Недостатком известного способа является невысокая точность и производительность обра- ¹⁵ ботки из-за зависимости периода регулирования от длительности импульса тока.

Известно устройство для' регулирования за- jq зора с блоком датчиков, соединенных с электродами, питаемыми от импульсного источника питания, и с усилителем, выход которого соединен с входом испольнительного устройства [2].

Цель изобретения — повышение точности обработки и производительности.

Поставленная цель достигается тем, что регулирование осуществляют в начальный период рабочего импульса, а длительность контроля параметра регулирования задают менее 10⁴ с.

Для реализации предлагаемого способа регулирования в известное устройство введены модулятор длительнЬсти, блок памяти, ждущий мультивибратор и триггер, при этом выходы блока датчиков последовательно через модулятор длительности и блок памяти соединены с входом усилителя, управляющий вход модуля-, тора длительности соединен с выходом ждущего мультивибратора, управляющий вход блока памяти соединен с выходом триггера, вход которого соединен с выходом ждущего мультивибратора, а вход посл’еднего для синхронизации соединен с импульсным источником питания.

На фиг. 1 представлена схема распределения баланса напряжения; на фиг. 2 —i функциональная схема устройства регулирования зазора;

на фиг. 3 — циклограммы импульсов, например,' напряжения на входе и выходе отдельных блоков по фиг. 2.

Было установлено, что при прохождении импульса технологического тока происходит распределение баланса напряжения в межэлектродном зазоре (фиг. 1), которое можно описать уравнением:

. ^и=пгП2⁺%^+г1₄ ^+г15/ ⁽¹⁾ где U — амплитуда импульсов напряжения, подаваемых на электроды от источ- . ника технологического тока;

η и η - перенапряжение катодных и анодных ⁵ электрохимических процессов, соответственно;

- перенапряжение, вызванное омическим падением напряжения в слое электролита в межэлектродном промежут' ке; ' '' ’ ....... · ’ - ' ....... ' перенапряжение, вызванное образовани4 ем газового слоя на аноде и катоде 20 соответственно не является постоянным и меняется во времени после начала прохождения импульса тока.

Изменение величины межэлектродного зазора в основном сказывается на изменении омического падения напряжения в слое электролита (η^) И почти не сказывается на изменении остальных составляющих баланса напряжения. Поэтому для того, чтобы контролируемое изменение величины 30 межэлектродного зазора вызывало необходимое ' изменение управляющего сигнала, достаточным является выполнение условия:

т. е. нужно создать такие условия в момент регистрации значений параметров, по которым судят о величине межэлектродного зазора, чтобы большая, часть приложенного к межэлектродно’ му зазору напряжения выделилась на омическом сопротивлении слоя электролита. Это возможно, используя либо электролит с малой электропроводностью, что нецелесообразно из-за снижения производительности обработки, либо регистрацию значений параметров, по которым судят о вели- ₄₅ чине межэлектродного промежутка, осуществлять в начальный период прохождения рабочего им, пульса тока. Действительно, в начальный момент “*“гфохс>ШёйияЙМН^ЛьсЭ ТёкяЬлогичесйопг тока при обработке большинства металлов в активирующих электролитах на электродах нет никаких кинетических ограничений неэлектрохимического характера (фазовых пленок, диффузионных ограничений и т.д.) и перенапряжения гц й г|₅ определяются по уравнению Тафеля для случая электрохимической кинетики и составляют величины порядка 0Л-5 В. После прохождения памяти). При наличии управляющего сигнала от некоторого количества электричества (некоторого времени) на них могут появиться фазовые (2) если длительность периода, в тече35

738815 4 пленки и другие ограничения неэлектрохимического характера и величины перенапряжений η и η возрастут.

Кроме того, величины перенапряжений η₂ и ή , которые зависят от толщины газовых слоев на электродах, также изменяются во времени после подачи импульса тока от нуля до единиц и даже десятков вольт. Все это вызы. вает перераспределение баланса напряжения ,в межэлектродном промежутке, а именно в начальный период прохождения импульса тока большая часть приложенного напряжения ’ выделяется на омическом сопротивлении слоя электролита (гц), т.е. выполняется условие (2). Затем величины^, η , гц ^и П₅ увеличиваются, а уменьшается, что приводит к нарушению данного условия и является причиной плохой точности регулирования малых величин межэлектродных промежутков при известных ранее способах регулирования по значениям тока, напряжения, тока и напряжения, по локальной плотности тока с коррекцией управляющего сигнала по напряжению. Экспериментами установлено, что условие (2) для большинства обрабатываемых в практике металлов выполняется, ние которого производят контроль значений параметров, по которым судят о величине межэлектродного промежутка, менее 1'10“⁴с.

Устройство для регулирования состоит из блока датчиков 1, модулятора длительности 2, блока памяти 3, усилителя 4, исполнительного устройства 5, ждущего мультивибратора б и триггера 7, импульсного источника 8 технологического тока.

Напряжение с электродов поступает в блок датчиков (а) (фиг. 3), который в данном случае может быть простым делителем напряжения, а из блока датчиков (б) в модулятор длительности. Модулятор длительности управляется сигналом, вырабатываемым 'ждущим мультивибратором (г), работа которого синхронизирована с работой источника тока (в). При наличии сигнала от мультивибратора модулятор длительности пропускает сигнал, при отсутствии - шунтирует (з). Поэтому длительность периода, в течение которого производят контроль величины напряжения на электродах, может регулироваться мультивибратором. От ждущего мультивибратора, в момент окончания управляющего сигнала для модулятора длительности (г), подается также сигнал на запуск триггера (д). На двух ' выходах триггера вырабатываются сигналы для управления двумя ячейками памяти (е, ж) (один выход триггера управляет одной ячейкой.

триггера ячейка памяти открыта^ этот момент _t на выходе у. нее то же напряжение, что и на

5' 738815 (входе, идущем от модулятора длительности. При отсутствии управляющего сигнала от триггера ячейка памяти ’’закрывается” и на выходе у нее будет то напряжение, которое было в момент ’’закрытия” ее на входе, идущем от моду- 5 лятора длительности. В момент наличия управляющего сигнала от триггера (ж) модулированный сигнал (з) проходит в ячейку памяти. В момент окончания модулированного сигнала ячейка памяти ’’закрывается” и сигнал ”хра- ю нится” до окончания следующего модулированного сигнала (и), в момент окончания которого другая ячейка запирается (к), а в данный сигнал ’’стирается”.

Таким образом поочередно модулированный 15 сигнал проходит то в одну, то в другую ячейку памяти. На выход блока памяти поступают сигналы обеих ячеек памяти, поэтому практически постоянный сигнал идет в' усилитель (л). Использование блока памяти позволяет исклю- ₂0 чить влияние скважности, на'точность регулиро|вания. Пунктиром показано изменение сигнала при изменении величины зазора.

х : 25

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в чаЬтности касаетс  способа регулировани  межэлектродного зазора при электрохимической обработке и устройства дл  его осуществлени  Известен способ регулировани  зазора при электрохимической обработке импупьсшлм то-, ком с использованием в качестве траметра регулировани  одного из электрическзк параметров или их комбинацию и с коррекцией управл ющего сигнала по напр жению. Регулирование зазора осуществл етс  при контроле траметра регулировани  в течение всего импульса тока 1|. Недостатком известного способа  вл етс  невысока  точность и производительность обработки из-за зависимости периода регулировашет от длительности импульса тока. Известно ycTpoicTBo дл  регулировани  зазора с блоком датчиков, соединенных с электродами , питаемыми от импульсного источ ника питани , и с усилителем, выход которого соеди нен с входом испольнительного устройства 2 Цель изобретени --повышение точности обработки и производительности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что регулирование осуществл ют в начальный период рабочего импульса, а длительность котрол  параметра регулировани  задают менее Ю с. Дп  реализации предлагаемого способа регулировани  в известное устройство введены модул тор длйтельнЬсти, блок пам ти, ждущий мультивибратор и триггер, при этом выходы блока датчиков последовательно через модул тор длительности и блок тм ти соединены с входом усилител , управл ющий вход модул -, тора длительности соединен с выходом ждущего мультивибратора, утфайвл ющйй вход блока пам ти соединен с выходом триггера, вход которого соединён с BbixoflOM ждущего мультивибратора , а вход последнего дл  синхронизации соединен с импульсным источником питани . На фиг. 1 представлена схема рас1феделени  баланса напр жени ; на фиг. 2 -1 фJfнкциoнaльш  схема устройства регулировани  зазора;  а фиг. 3 - циклограммы импульсов, например, . 37 йапр женй  на входе и выходе отдельньтх 6локов по фиг. 2.. Было установлено, что при прохождении импульса технологического тока происходит распределение баланса напр жени  в межэлектродном зазоре (фиг. 1),кот(фое можно описать уравнением: . . . (1) где и - амгшитуда импульсов нагф жени , подаваемых на электроды от источ- . ника технологического тока; Г) и п - перенапр жение катодных и анодных электрохимических процессов, соответственно; П,- перенапр жение, вызванное омическим падением напр жени  в слое электролита в межэлектродном промежут ке; - - - ---г Г) ип- перенапр жение, вызванное образовани ем газового сло  на аноде и катоде соответственно не  вл етс  посто нным и мен етс  во времени после начала прохождени  импульса тока. Измёйенйе величины межэлектродного зазора б бсйовном сказьшаетс  на изменении омического падени  напр жени  в слое электролита (г| J и почт не сказываетс  на изменеюти ocTaribiaix составл ющих баланса напр жени . Поэтому дн  того, чтобы контролируемое Измёйейиё величины межзлектродного зазора вызывало необходимое гоТйёнёше у1ГфавЛЯю1Цвго сигнала ,достатЬчнь1м Шй етс  вь1полнение услови : - 2) т.. нужно создать такие услови  в момент регистрации значений параметров, по которым с дагтО BenWnnie межэлектродного зазора, чтобы больша , часть приложенного к межзлектродно1ЙузЙзорУ .напр жени  выделилась на омическом сопротивлении сло  электролита. Это возможно, использу  либо электролит с малой электропроводностью , что нецелесообразйо из-за снижени  производительности обработки, либо регистрацию значений Шраметров, по которым суд т о веЛичике мёжэлектродного промежутка, осуществл т в начальный период прохождени  рабочего им1пульса тока. Действительно, в начальный момент гфШШЩёй   tekHb:iiorH4ec :oro Toka при обработке большинства металлов в активиpywaiyoi электролитах на электродах нет никаких кинетических ограничений неэ ектррхимического характера (фазовых пленок, диффузйонных ограничений и тд.) и )1 &рена1фйжени  и rJK 015 едеп югс  по уравнению Тафеп  дл  случа  электрохимическс  кинетики и составл кй вел№шны В. После Щ)Ьхождени нёКЫорого ксетичества электричества (некоторого времени) на них могут по витьс  фазовйе J54 пленки и другие ограничени  неэлектрохимического характера и величины перенапр жений и Г| возрастут. Кроме того, величины перенапр жений г и п , которые завис т от толщины газовых слоев на электродах, также измен ютс  во времени после подачи импульса тока от нул  до единиц и даже дес тков вольт. Все это вызывает перераспределение баланса напр жени  ,в межзлектрбдном промежутке, а именно в начальный период прохождени  импульса тока больша  часть приложенного напр жени  выдел етс  на омическом согфотквлении сло  электролита (г)) , т.е. выполн етс  условие (2). Затем величины v, rj, r и r, увеличиваютс , а п уменьшаетс , что приводит к нарушеютю данного услови  и  вл етс  причиной плохой точности регулировани  малых величин межэлектродных промежутков при известных ранее способах регулировани  по значени й тока, напр жени , тока и напр жени , по локальной плотности тока с коррекцией управл ющего сигнала по напр жению. Экспериментами установлено, что условие (2) дл  большинства обрабатываемых в практике металлов выпольшетс , если длительность периода, в течеime которого производ т контроль значений параметров , по которым суд т о величине межэлектродного промежутка, менее IlO с. Устройство дл  регулировани  состоит из блока датчиков 1, модул тора длительности 2, блока пам ти 3, усилител  4, исполнительного устройства 5, ждущего мультивибратора б и триггера 7, импульсного источника 8 технологического тока. Напр жение с электродов поступает в блок датчиков (а) (фрп. 3), который в данном случае может быть простым делителем напр жени , а из блока датчиков (б) в модул тор дгштельности . Модул тор длительности управл етс  сигналом, вырабатываемым ждущим мзльтивибратором (г), работа которого синхронизирована с работой источника тока (в). При наличии сигнала от мультивибратора модул тор длительности пропускает сигнал, при отсутствии - шунтирует (э). Поэтому длительность периода, в течение которого производ т контроль величины напр жени  на электродах, может регулироватьс  мультивибратором. От ждущего мультивибратора , в момент окончани  управл ющего сигнала дй  модул тора длительности (г), подаетс  также сигнал на запуск триггера (д). На двух вых{)дах триггера вырабатываютс  сигналы дл  управлени  двум   чейками пам ти (е, ж) (один выход тpиггepia управл ет одной  чейкой пам ти). При наличии управл ющего сигнала от триггера  чейка пам ти открыта в этот момент t m выходе у. нее то же нагф женне, что и на Йвходе, идущем от модул тора длительности. При отсутствии управл ющего сигнала от триггера  чейка там ти закрываетс  и на выходе у нее будет то напр жение, которое былр в мо мент закрыти  ее на входе, идущем от моду л тора длительности. В момент наличи  у1фавл ницего сигнала от триггера (ж) модулирпванный сигнал (з) проходит в  чейку гам ти. В момент окончани  модулированного сигнала  чейка тм ти закрьшаетс  и сигнал хранитс  до окончани  следующего модулированного сигнала (и), в момент окончани  которого друга   чейка запираетс  (к), а в данный сигнал стираетс . Таким образом поочередно модулированный проходит то в одну, то в другую  чейку пам ти. На выход блока тм ти поступают сигналы обеих  чеек пам ти, поэтому тфактически посто нный сигнал идет в усилитель (л). Использование блока пам ти позвол ет исключить вли ние скважности, шточность регулиро|вани . Пунктиром показано изменение сигнала при изменении величины зазора. Формула изобретени  1V Способ регулировани  межзлектродного зазора при электрохимической обработке импульсным током с использованием в качестве траметра регулировани  одного из электрических параметров или их комбинацию и с KqppC цией управл ющего сигнала по напр жению, отличающийс  тем, что с целью 7 6 повыщени  точности обработки и производительности , регулирование осуществл ют в начальный период рабочего импульса, а длительность контрол  параметра регулировани  задают менее . 2. Устройство дп  осуществлени  способа то п. 1 1ФИ электрохимической обработке в способе с блоком датчиков, соединенных с электродами, питаемыми от импульсного источника питани , и с усилителем, выход которого соединен с входом исполнительного устройства , отличающеес  тем, что в него введены модул тор длительности, блок пам ти , ждущий мультивибратор и триггер, при этом выходы блока дагшков последовательно через модул тор длительности и блок пам ти соединены с входом усилител , управл юпхий ;вход модул тора длительности соединен с выходом ждущего мультивибратора, управл ющий вход блока пам ти соединен с выходом триггера , вход которого соединен с выходом ждущего мультивибратора, а вход последнего дл  синхронизации соединен с импульсным источником питани . Источники информации, прин тые во внимание при экспертгое 1.Панов Г. П. Исследование технологических особенностей регулировани  процесса электрохимической размерной обработки сложных поверхностей. Автореферат диссертации. Тула, ТПИ, 1972.
2. 2.Седыкин Ф. В. Размерт  электрохими ,ческа  обработка деталей машин. М., Машиностроение , 1976, с. 135.

   ffoftro X

   ь

   Put.f