Способ регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке и устройство для его осуществления

Дата опубликования описания 05.06,80(7) Заявитель Новосибирский электротехнический институт(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ЗАЗОРА ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ 1Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности касается способа регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке и устройства для его осуществления.Известен способ регулирования зазора при электрохимической обработке импульсным током с использованием в качестве параметра регулирования одного из электрических параметров или их комбинзцию и с коррекцией управляющего сигнала по напряжению. Регули.1 О рование зазора осуществляется при контроле параметра регулирования в течение всего импульса тока (1)Недостатком известного способа является невысокая точность и производительность обра.15 ботки из-за зависимости периода регулирования от длительности импульса тока,Известно устройство для регулирования зазора с блоком датчиков, соединенных с электродами, питаемыми от импульсного источника питания, и с усилителем, выход которого соеди. нен с входом испольнительного устройства (2, 2Цель изобретения- повышение точности обработки и производительности.Поставленнзя цель достигается тем, что регулирование осуществляют в начальный период рабочего импульса, а длительность контроля па. раметра регулйрования задают менее 10"4 с.Для реализации предлагаемого способа регулирования в известное устройство введены модулятор длительности, блок пзмяти, ждущий мультивибратор и триггер, при этом выходы блока датчиков последовательночерез модулятор длительности и блок памяти соединены с входом усилителя, упрзвляющий 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 последнего для синхронизации соединен с импульсным источником питания. На фиг, 1 представлена схема распределениябзланса напряжения; на фиг, 2 -функционзль.ная схема устройства регулирования зазора;3 7388йайряжения иа входе и выходе отдельных блоков по фиг, 2,Было установлено, что цри прохождении им.пульса технологического тока происходит распределение баланса напряжения в межэлектродном зазоре (фиг. 1), которое можно описатьуравнением:" 19 г.ЧЧ+Ч, (1)где 0 - амплитуда импульсов напряжения,подаваемых на электроды от источника технологического тока;11 и т - перенапряжение катодных и анодныхЦ 1электрохимических процессов, соот.ветственно;- перенапряжение, вызванное омическим 153падением напряжения в слое электролита в межэлектродном промежутке;г 1 и й, - перенапряжение, вызванное образованиЦем газового слоя на аноде и катоде 20соответственно не является постоянными меняется во времени после началапрохождения импульса тока. Изменение величины межэлектродного зазора 25в осйовном сказывается на изменении омического падения напряжения в слое электролита (г" и почтине сказывается на изменении осталыыхсоставляющих баланса напряжении, Поэтому длятого, чтобы контролируемое изменение величины 30межэлектродного зазора вызывало необходимое" "йзмейение управляющего сигнала, достаточным" является выполнение условии:г+Г г +г, (2)т, е, нужно создать такие условия в моментрегистрации значений параметров, по которым " "су 11 йТ о величине межэлектродного зазора, чтобыбольшая часть приложенного к межэлектродноь 1 у зазору .напряжения выделилась на омическомсопротивлении слоя электролита. Зто возможноиспользуя либо электролит с малой электропроводностью, что нецелесообразно из.за сниженияпроизводительности обработки, либо регистрациюзначений параметров, по которым судят о величине межэлектродного промежутка, осуществлятьв начальный период прохождения рабочего им.,пульса тока, Действительно, в начальный моментпохождения импульса "технологического- трапри обработке большинства металлов в активи 50дующих злектролитах на электродах нет ника.ких кинетических ограничений неэлектрохими.ческого характера (фазовых пленок, диффузион.ных ограничений и тд,) и йереиапряження г 1и ф оппеделяюгся по уравнению Тафеля для.5случая электрохимической кинетики и составляют величины порядка 0,5-5 В. После прохождениянекоторого количества электричества (некоторо.го времени) на них могут появиться фазовые 15 .фпленки и друтие ограничения неэлектрохими.ческого характера и величины перенапряжений11 и г 1 возрастут.Кроме того, величины перенапряженийи г, которые зависят от толщины газовых14слоев на электродах, также изменяются во времени после подачи импульса тока от нуля до единиц и даже десятков вольт. Все это вызывает перераспределение баланса напряжения ,в межзлектродном промежутке, а именно в начальный период прохождения импульса тока большая часть приложенного напряжениявыделяется на омическом сопротивлении слоя электролита ( ), т.е. выполняется условие (2). Затем величины , г, г и тд 2увеличиваются, а г 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. Зкспери. ментами установлено, что условие (2) для боль. шинства обрабатываемых в практике металлов выполняется, если длительность периода, в течение которого производят контроль значений параметров, по которым судят о величине межэлектродного промежутка, менее 110"4 с.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 дли. тельности, 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. Ог ждущего мультивибратора, в момент окончания управляющего сигнала дЛя модулятора длительности (г), подаетсятакже сигнал на запуск триггера (д), На двухвыходах триггера вырабатываются сигналы для управления двумя ячейками памяти (е, ж) (один выход триггера управляет одной ячейкой. . памяти), При наличии управляющего сигнала от триггера ячейка памяти открыта,в этот моментна выходе у. нее то же напряжение, что и на73881Входе, идущем от модулятора длительности.При отсутствии управляющего сигнала от триг.гера ячейка памяти "закрывается и на выходе у нее будет то напряжение, которое было в момент "закрытия" ее на входе, идущем от модулятора длительности. В момент наличия управляющего сигнала от триггера (ж) модулиро.ванный сигнал (з) проходит в ячейку памяти.В момент окончания модулированного сигнала ячейка памяти "закрывается" и сигнал "хра- . щв нитсяф до окончания следующего модулированного сигнала (и), в момент окончания которого другая ячейка запирается (к), а в данный сигнал "стирается".Такимобразом поочередно модулированный сигнал проходит то в одну, то в другую ячей.ку памяти, На выход блока памяти поступают сигналы обеих ячеек памяти, поэтому практически постоянный сигнал идет в усилитель (л). Использование блока памяти позволяет исключить влияние скважности на точность регулирования. Пунктиром показано изменение сигнала при изменении величины зазора.Формула изобретения1; Способ регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке импульсным током с использованием в качестве параметра регулирования одного из электрических параметров или их комбинацию и с коррекцией управляющего сигнала по напряжению, о т л и ч а ю щ и й с ц тем, что с целью 5 6повышения точности обработки и производи.тельности., регулирование осуществляют в па.чальный период рабочего импульс, а длитель.ность контроляпараметра регулирования зада.ют менее 104 с2, Устройство для осуществления способапо и. 1 при электрохимической обработке вспособе с блоком датчиков, соединенных сэлектродами, питаемыми от импульсного ис.точника питания, и с усилителем, выход кото.рого соединен с входом исполнительного устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введены модулятор длительности, блок па.мяти, ждущий мультивибратор и триггер, приэтом выходы блока датчиков последовательночерез модулятор длительности и блок памятисоединены с входом усилителя, управляющийвход модулятора длительности соединен с выходом ждущего мультивибратора, управляющийвход блока памяти соединен с выходом триггера, вход которого соединен с выходом ждущего мультивибратора, а вход последнего длясинхронизации соединен с импульсным источником питания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Панов Г. Н, Исследование технологических особенностей регулирования процессаэлектрохимической размерной обработки слож.ных поверхностей. Автореферат диссертации.Тула, ТПИ, 1972,2. Седыкин Ф. В. Размерная электрохими,ческая обработка деталей машин. М "Машиностроение, 1976, с. 135,