Способ управления процессом электрохимической обработки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 64 А 5)5 В 23 Н 7/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(56) Электрофизическские методы обработк1971, вып. 12. с. 5-1,М 1 ский боростроительин и В.Л,Харчин охи миче ИИМАШ М., Н оин не й исод, лоный м 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ (51) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станках, оснащенных автоматической системой управления, Цель изобретения - повышение производительности и точности обработки за счет оптимизации межэлектродного зазора при использовании вращающегося электрода-инструмента. В процессе обработки измеряют амплитуду составляющей высокоИзобретение относится к машиностроению, в частности к способам управления процессом размерной электрохимической обработки, и может быть использовано в станках, оснащенных автоматической системой управления.Цель изобретения - повышение производительности и точности обработки за счет оптимизации межэлектродного зазора.На фиг. 1 показана блок-схема автоматического устройства, реализующего способ управления; на фиг. 2 - эпюра распределения давления в зоне обработки,частотных колебаний напряжения и регулируют величину межэлектродного зазора. Вращающийся электрод-инструментустанавливают на подпружиненной опоре, амежэлектродный зазор регулируют изменением частоты вращения электрода-инструмента, причем частоту устанавливают последующей зависимости и= и р С2А к а/15,2310 й Я р, где и - межэлектВ 2,родный зазор, см; р- плотность электролита, кг/м; С - теплоемкость электролита,3,Дж/кг,с; Л т - повышение температурыэлектролита, С;,и- коэффициент вязкостиэлектролита, Н с/м; Я - рабочая поверх 2,ность электрода-инструмента,м; Й - коэф 2,фициент, учитывающий центральный уголохвата вращающегося электрода-инструмента (0,0010.1); М - коэффициент, учитывающий вибрации; а - величина удельногопотока массы анодно-растворенного металла, 2 ил. Автоматическое устроиство состоит входного усилителя У, двух датчиков: вы кочастотных колебаний ВЧ и резкого па ния напряжения бц/о 1. Остальные элементы устройства; И -тегратор, ЗЧ - задатчик частоты, ГРЧ - ге ратор регулируемой частоты, ЖМ - ждущ мультивибратор. В качестве исполнительного органа пользован электромеханический прив включающий блок управления БУ и ма инерционный двигатель ИПК, связан с плавающим электродом-инструментачерез гибкий торсион 2. Обрабатывается деталь 3,Способ осуществляют следующим обДанны вестного и ления при раенительного испытания изедлагаемого способов управены е таблице. Задатчиком частоты ЗЧ задается уро вень напряжения, при котором генератор частоты вырабатывает частоту тока, которой способствует частота вращения плавающего электрода-инструмента 1, Между плавающим электродом-инструментом 1 и 10 обрабатываемой деталью 3 создается суживающийся клиноеидный зазор Ь, пропорциональный частоте вращения электродов,На кривой напряжения появляются высокочастотные колебания с амплитудой 400- 15 500 мВ, соответствующие оптимальной величине межэлектродного зазора.При увеличении (уменьшении) амплитуды высокочастотных колебаний изменяется частота вращения электродов, С изменени ем частоты вращения электродов количество электролита, поступающего в клиновидный межэлектродный зазор, изменяется, вследствие чего изменяется давление (фиг. 2) и толщина жидкостной пленки в 25 зоне обработки, электрод-инструмент 1 под действием гидродинамических сил семоустанавлиеается, При этом стабилизируются электрические параметры процесса, которые регистрируются датчиком ВЧ, 30При увеличении межэлектродного зазора в процессе обработки исчезают высокочастотные колебания, сигналы с датчика ВЧ поступают на интегратор И, преобразуются в уровень напряжения, который снижает ча стоту ГРЧ, подаваемую на вход БУ, а следовательно, уменьшают частоту вращения электрода-инструмента 1 до тех пор, пока не появятся высокочастотные колебания заданной амплитуды на кривой напряжения. 40 Датчик боИт является аварийным и срабатывает при непосредственном электрическом контакте электродов. В этом случае выдается два сигнала: на увеличение частоты вращения электродов и выключение то ка, т.е. происходит отвод инструмента на зазор, который определяется временем неустойчивого состояния мультивибратора ЖМ, далее процесс возобновляется с заданными параметрами. 50Исследования предлагаемого способа управления производились на электродах из медесодержащих сплавов, Режимы обработки; напряжение на электродах 2-25 8, плотность анодного тока 0,05-0,125 А, тем пература электролита 22 С.Частота вращения определяется по за- висимости а с ы15,23 10 й Я ргде й - межэлектродный зазор, см;р- плотность электролита, кг/м;С - теплоемкость электролита, Дж/кг с;Л т - повышение температуры в зонеобработки, С (Л =1+ ( ткон 1 нэч),Ьон - температура электролита в фиксированный момент времени;тнач - в начальный момент времени);р - коэффициент вязкости электролита,Н с/м;5 - рабочая поверхность электрода,мг;Й - коэффициент, учитывающий угол охвата (выбирается в пределах 0,001-0,1);М - коэффициент, учитывающий вибрации в технологической системе от массыэлектрода, силы давления пружины на электрод, формы электрода-инструмента, шероховатости его поверхности;а - коэффициент, учитывающий величину удельного потока массы анодно-растворенного металла а = 1 - г " О т,олектрических параметров проиала электродов, типа электрозависит от эцесса матерлита,тем экспер таноелено, го зазора частотных ний е элект ра КМОз пр В лежит е пр иментальных что величина и при еозн олебаний наролите на осни токе 0,175 Аеделах 0,01-0 исследовамежэлект икновении кривой наове водного , напряже ,005 мм. ниироднвысопряжрастнии 9 Предположим, что вибрации в технологической системе незначительны, ими можно пренебречь, тогда М= 1, коэффициент вязкости электролита,и= 0,00015 кг с/м,г плотность электролита р = 1,1 кгlм температура электролита в начальный и фиксированный моменты времени 20 С,тогда 1 С.Подставив эти величины в приведенную зависимость, получаем 6 =400000Для обработки латунными электродами диаметром 1,6 мм, длиной 100 мм в электролите на основе КИОз пластин из бериллиееой бронзы составлена таблица коэффициента 0 е зависимости от режимов, тогда искомая частота и= и 6= 0,01 х 400000= 40 Гц,Таким образом, использование данной зависимости дает воэможность управлять процессом электрохимической обработки,Формула изобретения Способ управления процессом электро- химической обработки, при котором измеряют амплитуду высокочастотной,Шмаков еда Заказ 1367 Тираж 454 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Гагарина, 101 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж составляющей колебаний напряжения и по амплитуде регулируют величину зазора между электродами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности и точности обработки при использовании вращающегося электрода-инструмента, электрод-инструмент устанавливают на подпружиненной в направлении детали опоре, а величину межэлектродного зазора регулируют изменением частоты вращения электрода-инструмента, причем частоту устанавливают по следующей зависимости:Л р СЬй 3 с а15 23 10 й Я,и где и - электродный зазор, см;р- плотность электролита, кг/см;з,С - теплоемкость электролита, Дж/кг с:5 Л с - повышение температуры электролита в зоне обработки. С;,и- коэффициент вязкости электролита,Н с/м;Я - рабочая поверхность электрода, м;2,10 й - коэффициент, учитывающий центральный угол схвата вращающегося электрода-инструмента;М - коэффициент, учитывающий вибрации в технологической системе;15 а - величина удельного потока массыанодно-растворенного металла,