Способ регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 1 ЗТ 4298 Союз СоветсиикСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл. В 23 Р 1/14 Говударствввный комитет Опубликовано "3,10.81. Бюллетень Фе 39 Дата опубликования описания 23,10,81 ао делам изобретений и отврьпнй(71) Заявител Уфимский авиационный институт(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕЖЭЛЕКТРОДПОГО ЗАЗОРА НРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ 1Изобретение относится к размерной электрохимической обработке токопроводящих мате.риалов и может быть использовано при формо-образовании сложных поверхностей,Известен способ регулирования межэлектродного зазора при электрохимическбй размернойобработке, согласно которому в качестве сигюла для регулирования используют высокочастотный сигнал, возникающий вследствие ионныхи электронных процессов, предшествующийэлектрическому пробою в момент сближенияэлектродов 1.Недостатком данного способа является низ.кая точность поддержания минимального межэлектродного зазора. Согласно данному способуучитывают зависимость амплитуды высокочас15тотных сигналов только на величины зазора,в действительности она зависит от таких факторов, как напряжение источника питания, веди.чина межэлектродного зазора, давление электролита на входе и выходе из межэлектродиогозазора и электропроводность электролита,Наиболее близким к предлагаемому по тех.нической сущности и достигаемому результату является способ регулирования межэлектродного зазора при размерной электрохимической обработке с использованием вероятностной характеристики высокочастотных сигналов, полученную в результате статистической обработки значений амплитуд высокочастотных сигналов 2.Недостатком известного способа является то, что хотя анализ значений вероятностных харак. теристик высокочастотных сигналов и дает приближенную и достоверную информацию о величине зазора, все же достаточной точности полдержания равновесного межэлсктродного за. зора и оптимальных условий обработки не обсс. печи вает. Цель изобретения - повьпдение точности поддержания минимального межэлсктродпого зазора и устранения возможности появления корот. кнх замыканий за счет поддержания равенства скоростей подачи и электрохимического раство. рения,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования с использованием в качестве управляющего сигнала вероятностной характеристики высокочастотных сигналов в про74298 4 10 На чертеже представлен график, поясняющийпредлагаемьй способ,П р и м е р. В качестве вероятностной характеристики высокочастотных сигналов выбирают дисперсию их амплитуды О, характеризующую интенсивность сигналов относительносреднего значения. На графикс приведены за.Гвисимости дисперсии О, производной дО/дтплотности рабочего тока 1, производной д 1/дг.и скорости подачи электрода-инструмента Ч,как функцщг времени, поясняющие принципрегулирования межзлектродного зазора, который сводится к следующему,Ступенчато увеличивают скорости подачи, цервоначальное значение которой выбирают меньшемаксимальной скорости электрохимическогорастворения (график д)На каждой стулениизмеряют текущие значения дисперсии й и плот.ностирабочего тока (график б, в). Одновременно определяют значения их производныхво времени (график г, д). Момент наступленияравновесного состояния в зоне обработки, характеризующийся неизменной величиной межэлектродного зазора, определяют по синхронному равенству нулю обеих производных, когдадисперсия О и плотность 1 перестают изменяться .во времени. В этом случае производят лереключение скорости подачи на новую ступень(моменты времени т 1-т 4) .При этом переход от одного равновесногосостояния, вызванньй ступенчатым увеличениемскорости порачи, к другому происходит приодинаковых по знаку производных дО/от исБ/4 И (моменты времени т, - т 4), Равенство эна.ков сохраняется до тех пор, пока скорость подачи ие сравняется с величиной максимальнойскорости электрохимического растворения. Придостижении скорости подачи значения максимальной скорости электрохимического растворения плотность 1 достигает своего максимального зиачения, а зазор - минимально допустимойвеличины,Обе производные также будут равны нулю,но любое увеличение скорости подачи приво-20 30 35 40 50 55 3 8цессе обарботки производят ступенчатое увели/чение скорости подачи, на каждой ступени ведут измерение производных по времени от ве.роятностной характеристики высокочастотныхсигналов и плотности рабочего тока, сравниваюти переключат с одной ступени на другую в момент одновременного равенства нулю обеих производных, причем увеличение скорости подачиведут до тех пор, пока либо не нарушится сиц.хрониость равенства нулю обеих производных,либо они одновременно не станут разными познаку, и в обоих случаях уменьшают скоростьподачи до наступления равенства нулю обеихпроизводных, после чего вновь увеличивают скорость в описанной последовательности,дит к тому, что производные становятся раз.ными по знаку, Дело в том, что производнаядО/дт при увеличении скорости подачи всегдаостается одного знака, В то же время произ.водная д 1/Ф меняет знак при превышении скорости подачи максимальной скорости электрохимического растворения (интервал т, - т 4).В этом случае уменьшают скорость подачи надве-три ступени. Затем вновь производят поискмаксимальной скорости электрохимическогорастворения в описанной последовательности.В процессе обработки межэлектродный зазор может неравномерно изменяться в различ.ных точках обрабатываемой поверхности. Этоприводит к тому, что в данных точках величина зазора может стать меньше минимально допустимой. Появляются условия развития корот.кого замыкания в зоне обработки. Критическое уменьшение зазора в локальных точкахвыявляют по изменению дисперсии высокочастотных сигналов, которая в этом случае начинает резко расти, и производная дО/дт перестает равняться нулю (интервал времени тб - т).В то же время средняя величина зазора может оставаться неизменной, и увеличение плотности тока не происходит. Производная Ж/сИостается равной нулю. В результате синхронность равенства нулю обеих производных нарушается, Чтобы избежать короткого замыкания,скорость подачи в этом случае также уменьшают на две-три ступени (момецт тг). И послетого, как установится равновесное состояние,опредсляемое по одновременному равенствунулю обеих производных, скорость подачи снова увеличивают, продолжая поиск максимальной скорости электрохимического растворения.Таким образом, регулирование межэлектродного зазора осуществляют по одновременномуизменению величины и знака производныхдО/Ф и д 1/от, Если значение данных производных одновременно равны нулю, то это соответствует равновесному состоянию в зоне обработ.ки, т.е. неизменному межэлектродному зазору,В случае, когда дО/сИ увеличивается, а ш/дтстремится к нулю, имеет место локальное уменьшение межэлектродиого зазора, Когда же обепроизводные становятся разных знаков, то этозначит, что скорость подачи превысила максимальную скорость электрохимического растворения,В двух последних случаях для того, чтобы избежать короткого замыкания, скорость. подачи уменьшают на две.три ступени, С другой стороны, циклическое уменьшение скорости пода чи на две-три ступени позволяет осуществить непрерывный контроль эа перемеаюй величиной минимально допустимого межэлектродного за. зора. Целесообразность уменьшения скорости подачи на две-три ступени объясняется тем, что5 8в этом случае гарантируется наступление равновесного состояния, в то время как уменьшениескорости на одну ступень этого гарантироватьне может, Уменьшение скорости подачи на большее, чем три, количество ступеней нецелесообразно с точки зрения ухудшения точности ипроизводительности обработки,Циклическое уменьшение скорости подачина две.три ступени соответствует ее снижениюне более чем на 5% (достигается путем подбора величины приращения, на которое изменяется скорсоть подачи при переключении с однойступени на другую) и вызывает колебание ми.нимального межэлектродного зазора также неболее 5%. Такое изменение зазора не оказывает существенного влияния на точность обработки, которая в данном случае стремится к своему максимальному значению.Таким образом, регулирование межэлектрод.ного зазора при ступенчатом поиске максимальной скорости подачи соответствующей максимальной скорости электрохимического растворения обеспечивает высокую точность попдержания минимального межэлектродного зазора и,кроме того, устраняет возможность появлениякоротких замыканий, Это, в свою очередь,обеспечивает высокопроизводительную обработку деталей практически любого профиля, неза.висимо от их материала.Измерение вероятностных характеристик высокочастотных сигналов также способствуетувеличению точности подцержания минимального зазора и уСтранению возможности появления коротких замыканий, так как уменьшаетвлияние случайных факторов на величину амплитуды высокочастотных сигналов,Формула изофбретенияСпособ регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке токо 74298 6проводящих материалов с использованием в ка.честве управляющего сигнала вероятностнуюхарактеристику высокочастотных сигналов, пред.шествующих электрическому пробою межэлектродного зазора в момент сближения электродов,о т л. и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения тошости поддержания минимально.го межэлектродного зазора и устранение воз.можности появления коротких замыканий по.средством, поддержания скоростей подачи иэлектрохимического растворения, в процессе об.работки ступенчато увеличивают скорость пода.чи и на каждой ступени измеряют производныепо времени от вероятностной характеристикнвы.сокочастотных сигналов и плотности рабочеготока, сравнивают их и переключают с однойступени на другую в момент одновременногоравенства нулю обеих производных, причем увеличение скорости подачи ведут до тех пор, по.ка либо не нарушится синхронность достижения нулевых значений обеими производными,либо они одновремешю не станут разными познаку, н в обоих случаях уменьшают скоростьподачи до наступления момента достиженияобеими производными нулевых значений, послечего вновь производят увеличение скорости подачи в вышеописанной последовательности. Источники информации,30принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Н 271988кл, В 23 Р 1/14, 25.02,68. 2, Новое в электрохимической размернойобработке металлов, Материалы И Всесоюзнойконференции по электрохимической размернойобработке металлов, Кишинев, 972, с. 58-60Составитель В. Лукьяноор С. Родикова Техред А.Бабинец ПССР пиинаб., д,Заказ 9138/20 Тираж 1151 ВНИИПИ Государственного коми но делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушская