Способ электрохимической обработки

""маЯОэл щ 3 т-.д 45 л,717847 Союз СоветскикСоцквлнсткческихРеспублик Оп ИСАЙИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл В 23 Р 1/04 с присоединением заявки Ж Гееударстекнный комитет СССР ио делам изобретений и открытийl Опубликовано 23.09.81. Боллетсиь М 35 Дата опубликования описания 23.09.81Изобретение относится к области размерйойзлектрохимической обработки металлов и сплавов и может быть использовано для получениясложноконтурных поверхностей, в частности полостей матриц штампов, пресс-форм и литейных форм с высокой точностью и качествомобработки.Известен способ размерной электрохимической обработки с созданием принудительныхколебаний одного из электродов, синхронизиро-ванных с импульсами напряжения, в процессекоторого скважность импульсов регулируют отмалых значений;"например равных 2 - 5 в нача.ле обработай, до больших значений например8 - 10 в конце обработки, причемсаму последовательность импульсов смещают во времени, .15уменьшая минимальные мгновенные значениязазора, при которых протекает ток, от 0,5 мми более в начале обработки до 0,01 мм и ме.нее в конце обработки 1,Недостатком данного способа является то,что изменение в процессе обработки скважности импульсов (в начале обработки 2 - 5, а вконце обработки 8 - 10) и величины межэлект 2родного зазора (в начале 0,05 мм и более и 0,01 мм и менее в конце обработки) приводит к существенному изменению гидродинамичес.ких условий в процессе обработки, от которых в значительной степени зависит оптимальное про.текание электрохимического растворений, а в частностипроизводительность, точность и ка.чество обработки.Ведение:процесса при повышенных значен 1 тях зазора (0,05 мм и более) по прототипу приводит к существенному увеличению скорости течения электролита через зазор при данном значении давления электролита на входе в межэлектродный зазор (МЭЗ), Обработка в этих условиях -вызывает турбулентность потока электролита и явления кавитации (парогазовыделение, обусловленное понйженкем давления в ММВВ, особенно в местах резкого поворота направления течения электролита.Данное обстоятельство является причиной падения плотности электрического тока и, сле довательно, снт)женил производительносттт и качества обработки. При обработке же на малых . зазорах (0,01 мм и менее) при том же зиаче.1 ср "а 14 и Ьср 3 71784нии давления электролита на входе в МЭЗ происхьдит резкое уменьшение скорости теченияэлектролита через зазор. Может оказаться, чтов данньи условиях (в зависимости от площадиобрабатываемой поверхности, материала, вели.чины МЭЗ, напряжения на электродах и др.)первоначально заданное значение давления будет "недостаточййм, чтобы отвестй продукты электрохимическьго растворения из зазора, чтобы эф.фектйвно "использовать приложенную эйергиюимпульса, н если, к моменту заполнения МЭВ- продуктами электрохимического растворения-цикл подачи импульса напряжения не закончен,то могут возникнуть, явления пробоя МЭЗ или" кбооткого замыкания, резко ухудшающие ка.: чество обрабатываемой поверхности.Целью изобретения является повышение про.йзводителькости, точности и качества формооб.,разовання путем поддержания оптимальных гидродинамических условий в зазоре.Цель достигается тем, что в известном способе электрохимической обработки с применени.ем источника с падающей вольт-амперной харак.теристикой и созданием принудительных колеба.ннй одного из электродов, синхронизированныхсимпульсами напряжения, в начале обработки 5положение переднего и заднего фронта импульса устанавливают симметричным относительномомента времени минимальногомгновенногозначения зазора, затем в процессе обработки измеряют отношение площадей частей импульса, ЗОразделенйыхэтим момейтрм времени, иподдерживают это отнощение равным единице, изме.няя давления электролита на входе в межэлектродный зазор; причем давленйе на входе в межэлектродный зазор уменьшают, если отношение 55" первой части ко второй больше единицы и увеличивают давление, если вышеуказанное отноше.Ъие меньше единицы. Такой способ электрохимической обработки позволяет повысить производительность, точность й качествообработки при формоооразованйи разлйчнйх полостей в результате то 1 о, Фо про цесс осуществляется всегда (от начала до конца) йриоптимальнйх гидродинамических условиях,45 в межэлектродном зазоре.На фиг. 1 - 3 показаны осциллограммы напря жения и тока, получений при различных давлениях электролита на входе в МЭЗ. - На фиг, 1 приведен случай, когда давление, электролита на входе в.МЭЗ больше оптималь. ного, т.е. Р ) Р . В этом случае потокоптэлектролита, протекая с большей скоростью при изменении нацравления течение ( 90), на входе в торцовой МЭЗ отрьвается отповерхности катода-инструмента, вызывая тем самым завих рения в потоке электролита и кавитационные явления. В результате этого происходит увеличе,ние электрического сопротивления и падение 7 4токав МЭЗ. При этом происходит перераспределение напряжения между внутренним со. противлением источника исопротивлением МЭВ. Это проявляется в виде искажейия формы импульса напряжения (0) в МЭЗ. В данном слу. чае (фиг. 1) эффективно используется"только незначительная часть импульса напряжения по заднему фронту в результате стабилизации потока. При этом площади частей импульса отно. сительно его середины не равны, т.е.Б.- 04 6,.-Х Од 1ИСгде тП, тзи т - моменты времени, соответ-, ствующие переднему и заднему фронтам и середине импульса, и технологические характеристи. ки процесса (производительность, точность и качество обработки) невысокие.Для оптимизации процесса с целью повыше. ния технологических характеристик процесса необходимо активно воздействовать на процесс, чтобы привести. форму импульса напряжения путем изменения давления электролита на входе в МЭЗ, к такой; чтобы йлощади частей им. ;пульсов, разделенных моментом наступления минимального МЭЗ, были равны между собой,На фиг, 2 показан случай, когда давление на входе в МЭЗ меньше оптимального, т.е.Р( РВ данном случае происходит эапирание МЭЗ продуктами электрохимического растворения (шламом и газообразными элементами в конце импульса). При этом резко повышается со.противление МЭЗ и уменьшается плотность то.ка, происходят микроскопические пробои МЭЗ, триводящие впоследствии к короткому замы.канию. Ухудшается качество и снижается произ. "водительность обработки. При этом площади "частей импульса относительно его середины также не равны, но картина меняется на обратную, т,е. В этом случае тдля оптимизации процессанеобходимо давление на входе в МЭЗ увеличитьпутем активного вмешательства автоматическойсистемы управления процессом или оператора.На фиг. 3 приведен случай, когда Рвх РоптВ данном случае давление электролита на входев межэлектродный зазор в процессе обработкиподобрано; таким образом, что площади частейимпульса разделенные моментом наступления.минимального мгновенного значения МЭЗ равнымежду собой, т,е.ср2и фсрИскажение формы импульса и процесс его ; устранения в процессе обработки наблюдзлосьпо осциллографу.Результаты замера обработанной полости предложенным способом показали высокие техноло.гические характеристики процесса; а именно: производительность 0,3 мм/мин, точность обра.боткн + 0,025 мм и шероховатость соответству.ет О" 9. 20 Формула изобретения глу у р Р ду ртываемой деталью и катодом-инструментом под- Способ электрохимической обработки с про.водился 10%.ный раствор йайО Обработка 25 качкой электролита и применением источникапроизводилась в следующих условиях: с падающей вольт-амперной характеристикой,Частота импульсов напряженная с созданием принудительных колебаний одногонряйоугольной формы от источ- из электродов, синхронизированных с регули.ника с падающей вольт-амерной руемыми импульсами напряжения, о т л и ч а.характеристикой и колебаний ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияэлектрода, Гц 50 производительности, импульс напряжения уста.Длительность импульсз, мс 3,6 навливают симметричным относительно момен.Амплитуда колебаний катода. та времени минимального зазора и в процессеинструмента, ммобработки поддерживают равенство площадейСреднее значение напряжения импульса, разделенных моментом этого времени,на электродах, В 5 изменяя давление электролита на входе в,меж.Начальное давление электролита электродный зззор.на входе в МЭЗ кгс/см2 0,15 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Яе 472778,кл, В 23 Р 1/04, 1973.40 7При этом процесс электрохнмического раст. ворения идет в оптимальных гидродинамических условиях и технологические характеристики процесса имеют наилучшие показатели.Поддержка постоянства площадей частей им.пульсов, разделенных моментом наступления минимального мгновенного значения межэлектродного зазора путем изменения давления электро.лита на входе в межэлектродный зазор,при со.блюдении симметричности положения переднего и заднего фронтов импульса относительно этого момента времени позволяетстабилизировать гидродинамические условия в зазоре и обеспечивает получение высокой точности ( + 0,025 мм) и ка.чества обработки (Р 8 -99) при хорошей произ.водительности процесса (0,2 - 1,0 мм/мин). Появ.ляется воэможность автоматического подцержа ния оптимального режима в процессе обработки.П р и м е р. Проводилась электрохимйческая обработка стали 40 Х 13 в закаленном состояниикатодом-ииструментом шестигранной формы с площадью торцовой поверхности 200 мм набин 20 мм. В абочий зазо меж об аба 1Температура электролитана входе в МЭЗ, С. 20 В процессе обработки по мере углубления катода-инструмента в обрабатываемую заготовку 17847 6аблюдалось искажение формы импульсов напряжения зналогично кзртине, приведенной на фиг, 2. Это искажение формы импульса напряжения устранялось путем изменения давления электролита на входе в МЭЗ до тех нор (в данном случае до 2,5 кгс/см) пока не выравнялись площади частей импульсов, разделенных мбмен том времени минимального мгновенноге, значения зазора.10717847 ф Рц Р Рва а РиацРу И ( СоСтавитель В, ШадринаТехред А,Ач.КоррекФрр А Редактор Е, Месропова Закаэ Зб 24 сное 4/5"Патент", г. Ужг ул. Проектная, 4 Фцуйа 1 Тираж 115 ВНИИПИ ГмувфбФвейй по делам иэобрет 113035, Москва, Ж-З 5, 1 По ого комитета ССС ений и открытийРаушская наб., д.