Способ размерной электроэрозионно-химической обработки

"СОКф СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК аю (и:За В 23 Р г/ 4 ОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ .ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН ДвторСному свткльотву 15Н, Зайце итут СИ) 3345955/.35-08(22) 09.10,8146) 23.04.83 Бюл. й72) В.Н. Эагоруй, А.и В.И, Полянин71) Уфимский авиационныйим. Орджоникидзе153) 621 ь 9,047(088 в 8)56 ) 1,Авторское.свидетелР 666021, кл, В 23 Р 1/002. Авторское свидетельВ 593879, кл. В 23 Р.1/0054)57) СПОСОБ РАЗМЕРНОЙЭРОЗИОННО-ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАществляемой в проточном эна импульсном униполярномс периодическим наложениеобработки ультразвуковыхпри их интенсивности, пре ьство СССР1971.ство СССР , 1975ЭЛЕКТРОБОТКИ осУ- лектролите напряжении м на зону колебаний вышающей порог кавитации в электролите, моменты включения и отключения которых определяют по величине тока и знаку его первой производной,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с.целью интенсификации обработки и снижения ее энергоемкости, ультразвуковые колебания включают до окончания предыду" щего импульса при.отрицательном зна- . ке производной разрядного тока по времени, .а отключают поже окончания электрохимической стадии последующего импульса при положительном знаке производной разрядного тока по времени, причем величина разрядного тока в моменты включения и отключения ультразвуковых колебаний на 2-10 превышает амплитудное значенн,у тока на электрохимической стадииИзобретение .относится к электрофизическцм и электрохимическим методам обработки токопроводящих материалов и может быть использовано при обработке деталей из труднообрабатываемых металлов и сплавов. 5Известно, что при.электроэрозионной обработке после прохождения импульса технологического тока на зону обработки через электрод-инструмент подают ультразвуковые колебания 10 .с периодом посылок, равным периоду следования технологического тока в течение времени С , определенного из неравенства1 215 где 1 - время подачи ультразвуко-.вых колебаний;Г - длительность импульса технологического тока;Т - период следования импуль-.сов технологического тока;7 - длительность полупериодаультразвуковых колебаний 1 ,Недостатком данного способа является низкая производительность,. определяемая производительностью электроэрозионной обработки.Известен также способ электрохимической размерной обработки в проточном электролите импульсным током с наложением в цепях интенсификации процесса на зону обработки ультразву ковых колебаний, в процессе которой моменты включения и выключения ультразвуковых колебаний определяют, согласовывая со значением первой произ- З 5 ,водной -ехнологического тока (2.Недостатком данного способа также является недостаточная производительность процесса обработки и высокая энергоемкость его. 40Цель изобретения - интенсификация процесса обработки и снижение энергоемкости.эа счет одновременного уменьшения электрохимического тока и времени запаздывания пробоя на электрохимической стадии импульса увели- ение КПД импульса вследствие улучшения условий выброса расПлавленнОго металла из лунки при неизменной энергии импульса. 50Поставленная цель достигается тем, что при размерной электроэрози" онно"химической обработке, осуществляемой в проточном электролите на импульсном униполярцом напряжении с периодическим наложением на зону обработки ультразвуховых колебаний прИ их интенсивности, превышающей порог кавитации в электролите, моменты включения и отключения которых опреде ляют по величине тока и знаку его 60 первой производной, ультразвуковые колебания включают до окончания раз- рядного тока предыдущего импульса: при отрицательном знаке производной разрядного тока по времени, а отключают после окончания электрохимичес-кой стадии последующего импульсапри положительном знаке производнойразрядного тока по времени, причемвеличина разрядного тока в моментывключения и отключения ультразвуковых колебаний на 2"10 превышаетамплитудное значение тока на электрохимической стадии,На чертеже представлена схемаосуществления предлагаемого способа.Установлено, что влияние ультразвукового поля большой интенсивности( в эксперименте11 Вт/см ) на характеристики пробойного импульса приЭЭХО заключается в снижении величинытока на электрохимической стадии импульса и одновременном уменьшении еедлительности йли времени запаздыванияпробоя. Уменьшение величины злектрохимического тока на предпробойнойстадии импульса в 1,5-2 раза связанос увеличением объемной концентрациигазовой фазы в рабочей жидкости и,следовательно, увеличением сопротивлеиия межэлектродиого промежутка.Уменьшение времени запаздывания пробоя в 2,5-3 раза обусловлено уменьшением потенциала выделения водородана катоде, ускорением создания газопарового слоя, необходимого для развития пробоя, а также уменьшениемэлектрической прочности межэлектродной среды вследствие дополнительногоисточника ионизации (кавитации).Кроме того, экспериментально установлено ( табл. 1), что эрозия анодазначительно (для материала 12 Х 18 Й 10 Тв 1,3 раза) увеличивается при наложении. Ультразвукового поля на электродный промежуток, что приводит к;улучшению условий эвакуации расплавленного металла из лунки.Включение улЬтразвука происходит в момент времени, соответствующий т. М на конечной стадии прохождения импульса тока. Производнаятока по времени ( в ) в этот момент3Юотрицательна. Величина тока Энесколько (на 2-10 ) превышает. амплитудное значение тока на электрохимической стадии ( Э.1 ). В течение времени,соответствующем окойчанию стадии плавления металла и эвакуации его излунки (заканчивается после окончаниядействия импульсов тока) ультразвукспособствует повышению производительности единичного акта эрозии, Ультразвуковые колебания во время паузы.между импульсами технологическоготока приводят также к значительномуулучшению условий эвакуации продуктовэрозии из межэлектродного зазора,что приводит к повышению производительности в 3-6 раз, На электрохимической стадии импульса ЭЭХО (кривая (.К)ультразвуковые колебания приводят к сни1013183 жению величины тока и уменьшению длительности предпробойной стадии импульса ЭЭХО. При этом в 3-4 раза снижается доля энергии импульса, затрачиваемая на подготовку к пробою межэлектродного промежутка, нагревание рабочей среды и т,д. Доля сэкономленной Энергии; по .сравнению с процессом ЭЭХО, возрастает при увеличении площади обработки, где на предпробойной стадии расходуется значительная доля,энергии импульса, Такое действие ультразвука приводит одновременно к снижению энергоемкости и увеличению. производительности единичного импульса ЭЭХО. Снижение энергоемкости, процесса при массовом действии импульсов способствует снижению количества пробоев через частицу за счет измельчения продуктов эрозии в кавитирующей рабочей среде и их интенсивной эвакуации.Отключение ультразвука происходит в момент достижения током эрозии величины,у т. М), при этом произ- водная д 1 Щ положительна. Диамет эрозио ной лу фиу мм Амплитуданапряжения импульса, В есовая Длительрозия ность,мкс40 кг Ультразвуковоеполе лубинарозионой луни, мм Материал13 р и м е ч а н и е: весовая эрозия определялась по убыпи веса образца в результате ста единичных разрядов Л кьянов Составитель В. уИванова Техред И., Гайду КорректорИ, Шулл Редакт каз 2892/19 1 одписное В тв СССР 104 П енного комитета тений и открытий 5, Раушская наб. Тираж НИИПИ Государс йо.делам изоб 035, Москва, Ж4/ илиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Съем основной части металла наэрозионной стадии процесса ЭЭХОпроисходит при оптимальной с точки зрения производительности величинемежэлектродного зазораОсуществление предлагаемого способа возможно при помощи специального устройства, синхронизирующегоработу источника питания для ЭЭХОи ультразвукового генератора.П р и м е р. Обработка отверстияв детали фШестерняф.Используют материал детали 10 12 Х 2 Н 4 А, электрод-инструмент (катод)эрозионностойкий графит ЭЭГ, элект-ролит 2,5-ный водный раствор Йсйб,.передачу ультразвуковых колебанийосуществляют через ЭИ. При этом 35 площадь обработки 300 мм, амплитуда.импульсов напряжения 110 В, частотаследования импульсов 600 Гц, скваж"ность 2,.амплитуда колебаний торцаЭИ 30 мкм, частота улвтразвуковыхколебаний 21,5 кГц, давление электролита 6 ат, настраиваемая величина,тока 3 кдля включения и отключенияультракзвука 450 А, линейная око"рость обработки 40 мм/мин.25 Предлагаемый способ позволяет в8-10 раз увеличить производительностьтруда по сравнению с механическимиоперациями обработки отверстий в де-талях.