Способ электроабразивного внутреннегошлифования

Союз Советских Социалистических РеслубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 1184823 6 фФ е Дополнительное к авт. свид-ву М. Кл 22) Заявлено присоедине 23) Приорите 60978(21) 2660153/25 м заявки Нов Р 110 осударстаенный комите СССР но делам изобретений и открытий( 088,8) Дата опубликования описания 23078 2) Авторыизобретения;сектротехнический институс вите овоси ки(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОАБРАЗИВНОГО ВНУТРЕННЕШЛИФОВАНИЯ сится к электроохимическим мечастности к элекреннему шлифоваалях из труднотропроводных маль ос ьюзависимости сти обработподачи в еличины мак- апряжения О изводи ме шли Изобретение отнофизическим и электртодам обработки, втроабразивному внут5 нию отверстий в детобрабатываемых электериалов.Известен способ электроабразивного внутреннего шлифования цилиндрической поверхности электродом-ин 3 струментом, ось которого расположена параллельно оси детали. К.обрабатываемой детали подводят плюс от источника постоянного тока, а ко всем секциям шлифовального круга - минус, 1 Плотность технологического тока не менее 100 А на один квадратный дюйм ( 160 А/см ). Шлифование встречное, возможно и попутное. Скорость вращения инструмента значительно боль ше скорости вращения детали Г 1..Недостатком данного способа является то, что он обладает недостаточно высокой производительностью из-за необходимости ограничивать еи лу прижатия круга вследствие большого отжима инструмента.Цель изобретения - повышение протельности при обработке по схефования, в которой ось элек трода-инструмента смещена по отношению к оси детали,Поставленная цель достигается темчто на секции, не контактирующие собрабатываемой поверхностью, подаютнапряжение, величину,которого выбирают из условия обеспечения постоянной и равной плотности тока на этихсекциях.На фиг,1 показано одно из возможных устройств для осуществления способа; на фиг.2 - графики зависимости глубины растравливайия от плотности, технологического тока приполяризации образцов импульсами техноюогического. тока длите н т0 С; на фиг.3 - графикиеличины производительноки (величины поперечноймм/мин на диаметр), от всимального зазора и от нна секциях инструмента,Устройство для реализации данного спос 6 ба состоит из шпинделя 1,на котором закреплено.приспособление 2 для зажима обрабатываемой де".тали 3, например трехкулачковый патрон. Для нодачи электролита в зонуобработки в шпиндель иэделия встроена втулка 4, которая плотно прижатак детали 3. Внутри втулки находитсятрубопровод 5 который может вращаться совместно со шпинделем или бытьнеподвижным, На шпинделе 6 закрепленабразивный круг 7 на токопроводящейсвязке,Поверхность круга состоит из изолированных друг от друга секций. Токоподнод осуществляется коллектором8 и щетками 9 и 10, расположеннымидиаметрально противоположно друг кдругу, ИнстРумент введен в обрабатываемое отверстие и шлифование ведутметодом поперечной подачи,Для осуществления обработки детали инструменту придают вращениесо скоростью 10000-30000 об/мин.Скорость вращения выбирают в зависимости от диаметра обрабатываемого отверстия. Подачу осуществляютвращением детали со скоростью 200400 об/мин и перемещением инструмента перпендикулярно оси обрабатываемого отверстия. К секциям инструмента, касающимся поверхности детали,подводят технологический ток снапряжением 6-8 В, а к секторам,противоположным зоне касания - технологическийток плотностью не менее 7-8 А/см . В обоих случаях деталь является анодом, а инструменткатодом. Электролит подводят такимобразом, чтобы обеспечить хорошеезаполнение зазора,При осуществлении процесса шлифования обработка производится вдвух зонах.В первой зоне, совпадающей с зоной абразивного съема, материал детали удаляется как за счет микрорезания абразивными зернами, так и засчет интенсивного электрохимического растворения, Плотность тока вэтой зоне достигает величины 100200 А/см-, а в некоторых случаях ивыше. Во второй зоне происходит только электрохимическое растворение.Плотность тока в этой зоне в основном зависит от приложенного напряжения, величины зазора между инструментом и деталью, а также от качест. -ва заполнения электролитом междуэлектродного зазора,В образцах, изготовленных изсплава ВК 8 и из нержавеющей сталиХ 18 Н 81, при длительностях электро- .химического воздействия до 10 сэнергия воздействия направляется нена линейный объем материала, а насоздание в местах наибольшей электрохимической активности углубле;ний (питтингов), напоминающих повсему строению микротрещины. Приэтом поверхностный слой приобретаетпониженные прочностные свойства илегко удаляется абразивными зернами.Как видно из графиков на фиг.2,при плотности тока меньше 5-7 А/смЭглубина растранливания резко уменьшается. Эта закономерность характерна практически для нсех гетерогенных материалон.Максимальная глубина растравливания для различных материалов достигается при различных плотностях тока, Для твердого сплава ВК 8 оптимальная плотность тока в среде нит.Ратно-нитритного электролита при температуре 40 С достигается при 6- 8 А/см , нержавеющей стали Х 18 Н 91 при 15-20 А/см . При повышенииплотности тока свыше оптимальногозначения у большинства материалов6-8 А/см., для нержавеющей сталиХ 18 Н 91 при 15-20 А/см. При повышении плотности тока свыше оптимального значения у большинства материаловнаблюдается уменьшение глубины растравливания, Последнее объясняетсядействием выравнивающего эффектавследствие повышения напряженностиэлектрического поля на ныступающихучастках поверхности.При внутреннем электроалмазномшлифовании растравливание поверхности возможно производить только вовторой зоне, так как длительностьэлектрохимического воздействия междудвумя актами микрорезания в зоне абразивного объема зависит от скоростивращения круга и не превышает обычно5-10с. Но при напряжениях 6-7 В,которые применяются в процессе шлифования, плотность тока во второй зонене достигает требуемой величины.Поэтому желательно подавать разные напряжения в эти зоны, осуществляя темсамым оптимальные условия в каждойзоне.Достижение поставленной цели может быть доказано проведенными экспериментами,В процессе шлифования обрабатывалась высадочная матрица высотой60 мм, диаметр отверстия которойизменялся от 6,0 до 7,0 мм.Марка твердого сплава матрицы ВК 8.Применялся однослойный алмазный инструмент на гальванической снязке.Марка алмазов АСР 120/100. Скоростьвращения детали 200 об/мин, Скоростьвращения шлифовального шпинделя12000 об/мин. Эксперименты проводились при постоянном усилии прижатиякруга к детали. Величина отжима инструмента в процессе, шлифования непревышала 0,02 мм.Влияние разности диаметров инструмента и детали на величину производительности при напряжениях на нсехсекциях, равных 6 В, соответствует обработке несекционным инструментом( фиг,З), Как видно из графика, повышение производительности достигаетсятолько в случаях приближения диаметра инструмента к диаметру заготовки,т,е. при небольших зазорах, когдаплотность тока но второй зоне достаточно велика, чтобы производить рас" травлинание поверхности. При увеличе нии зазора производительность резко уменьшается, что связано с уменьшением плотности тока во второй зоне.Производительность обработки возрастает при повышении напряженияпо" даваемого на секции, не касающиеся непосредственно с деталью, так как плотность тока также возрастает, По" вышение напряжения свыше 18 В не дает существенного повышения производительности из-за того, что дальнейшее возрастание плотности тока не приводит к увеличению глубины растравливания, а на оборот, в некоторых случаях даже уменьшает ее. Кроме повышения производительности, способ позволяет повысить стойкость инструмента.Это происходит как вследствие снижения времени на обработку матрицы, так и вследствие того, что алмазный инструмент снимает во втором случае предразрушенный слой,формула изобретенияСпособ электроабразивного внутреннего шлифования деталей секционным электродом-инструментом, ось которого расположена параллельно осидетали при подаче технологическогонапряжения на все секции, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения производительности приобработке по схеме шлифования, в о которой ось электрода-инструмента смещена по отношению к оси детали, насекции, не контактирующие с обрабатываемой поверхностью, подают напряжение, величину которого выбирают 15 из условия обеспечения постояннойи равной плотности тока на этих секциях.Источники информации,щ принятые во внимание при экспертизе 11. Патент Англии 9 962656,кл. С 7 В, опублик, 1967.848236 И, фвм С ф/сн мм мин ВО Иумм О,ФФиг.З Составител Техред З.Ф актор А,Шанд Заказ 5970 роектная, 4 П "Патент", г. Ужгород,Фили 1 У Фи15 Тираж 1148 ВНИИПИ ГосУдарственного кпо делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раушск Е.Ганелината Корректор Л, Иван Подписнтета СССРкрытийнаб., д. 4/5