Способ анодно-ультразвукового удаления заусенцев и установка для его осуществления

(51 4 В 23 Н 7/ ОПИСАН БРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) СПОСОБ АНОДНО-УЛЬТРАЗВУКОВОГОУДАЛЕНИЯ ЗАУСЕНЦЕВ И УСТАНОВКА ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЙ(57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к электрофиэическим и электрохимическим методамобРаботки, Цель изобретения - повышение производительности удаления заусенцов с мелких металлоизделий засчет повышения надежности управленияанодно-ультразвуковым: воздействием,Анодную обработку ведут в режиме оро ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТ ПРИ ПЮТ СССРпассивации с перемешиванием и многократным наложением ультразвуковыхколебаний при протекании определенного количества электричества. Металлоизделия помещают в перфорированнуюкассету 3 с анодными токоподводами,которую устанавливают в электрохимическую ванну 1 в зону действия ультразвукового излучателя 2, Затем ведут анодную обработку с многократнымналожением ультразвуковых колебанийв функции количества электричества,затрачиваемого на пассивацию нанодно-ультразвуковую активацию процесса. Для управления процессом вустановку введено устройство раздельного измерения количества электричества, включающее два одинаковыхизмерительных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных ключей 9, 10, интеграт в11, 12, компараторов 13, 14, выходящих на ВБ-триггер 15, который управляет работой ультразвукового генера"тора 6, 2 с.п. наглы, 1 ил.(2) 45 3 14950Изобретение относится к области электрофизических и электрохимических методов обработки, а именно к анодФ ной обработке мелких металлоизделий насыпью с перемешиванием при воэдей 5 ствии ультразвуковых колебаний, и может быть использовано для удаления заусенцев и иэделий из меди и ее сплавов, стали и других металлов.Целью изобретения является повышение производительности удаления заусенцов мелких металлоизделий при обработке их насыпью с перемешиванием эа счет повышения надежности управления анодно-ультразвуковым воздействием,На чертеже представлено устройство для удаления заусенцов, общий вид.Анодную обработку ведут в режиме пассивации с перемещением и многократным наложением ультразвуковых колеб аний, при э том включение ультр аэвуковых колебаний происходит каждый раз после протекания количества(1)где й (3,7+4,5)10 см - толщина слоя 30растворяемого металла, достаточнаяи предельно допустимая для пассивацииповерхности металлоизделий иэ меди,железа и сплавов;Б - суммарная обрабатываемая поу 35верхность металлоизделий, смр - плотность магериала металлоиэделий, г/смз;К э - электрохимический эквивалент,г/А с;40выход по току,Анодно-ультразвуковую обработкуведут каждый раз до протекания количества электричества где К 0,7+1,0 - эмпирический коэффициент, соответствующий оптимальным условиям анодно-ультразвуковой активации по критерию максимальной избирательности удаления заусенцов,Способ реализуется на установке, содержащей электрохимическую ванну, содержащую ультразвуковой преобразователь, подключенный к ультразвуковому генератору, перфорированную кассету с обрабатываемыми меиаллоизделия" ье, снабженную анодными токоподвода. ьи, систему пернмешивания металлоиз 36 4делил, сисгему циркуляции электролита и источник постоянного гока, подключенный к электрохимической ваннепоследовательно с преобразователемток - напряжение, усгройсгво раздельного измерения количества электричества, состоящее из двух одинаковыхизмерительных каналов, подключенныхк выходу преобразователя ток - напряжение, Каждый из каналов состоитиз последовательно соединенных ключа,интегратора и компаратора, Выходыкомпараторов каждого канала соответственно присоединены к входам ЕЛтриггера, Инверсный выход триггераподключен к управляющему входу ключав первом канале измерения, а прямойк управляющим входам ключа во втором канале измерения и ультразвукового генератора,Процессы пассивации и анодноультразвуковой активации поверхностиметаллоизделий, при смене которыхвозникают эффекты преимущественного удаления э ау сенцов, определяютсяколичеством пропущенного электричества, Этот показатель в условиях перемешивания металлоизделий не зависит от скачков тока, возникающих приобработке, На основании измерений,количества электричества и массовыхизменений электродов из стали, медии ее сплавов установлено, что толщина слоя металла, переходящего приацодном растворении в шлам и темсамым обеспечивающего пассивациюэлектродов, приближается к некоторойконстанте. Толщина слоя металла определялась косвенным методом на основании закона Фарадея, Соотношение толщин металла, удаляемого при анодноультраэвуковой активации и пассивации, определяется коэффициентом иэквивалентно соотношению затраченного на это количества электричества,На основании данных измерений предложены эмпирические формулы для расчета количества электричества, позволяющие управлять процессом анодноультразвукового удаления заусенцов.Исследования процесса удаления заусенцев позволили оптимизировать пределы изменения величины й и ксэффициента К: 6=3,7 10см взято как зна-.чение, определяющее предельно малоеколичество электричества, необходимоедля пассивации процесса, и обеспечивающее получение избирательностиЗб 40 5 4950удалении заусенцов в опгимдльном диапазоне; 1=4,5 1 Лсм взято как значение, опреде:1 иющее предельно большое количесгво электричества, необходимое для пассивации процесса иобеспечивающее получение избирательности удаления заусенцов в оптимальном диапазоне; К=0,7 - взя го как значение, определянцее предельно малоеколичество электричества, необходимоедля активации процесса и обеспечивающее получение избирательности удаления зд сенцев в опгимальном диапазоне; К= взято как значение, определяющее прдельно большое количество элекгричества, необходимое для активации процесса и обеспечивающееполучение избирательности удалениязаусенцев в опгимдльном ди 1 паэоне.При изменении 1=(37-4,э)сми соотношении К=0,7-1,0, изменениепроцесса удаления заусенцеь по избирательности, определяемой по удельному сопутствующему съему металла, 25незначительно, При отклонении ог,укаэанных пределов избирательностьпроцесса снижается, Указанные пределы соответствуют общему диапазонуколебаний толщины металла, переходящего в шлам при пассивации и актива -ции для исследования металлов,Установка, реализующая споссб,содержит устройство для раздельньгоизмерения и сравнения с заданным и35,количества электричества, эатраченного на пассивацию и активацию деталей, с помощью которого осуществляется управление ультразвуковым воздействием на анодный процесс,Применение интегратора и компаратора в каждом канале измерения поэволяет измерить и сравнить с расчетно-заданным количество электричества необходимое для солевой пассива 145ции и анодно-ул ьтр аз вуковой активации.процесса, Это дает возможностьэбрабатывать мелкие детали насыпью.Дпя управления процессом по расетно-заданному количеству электри 50гества путем чередования анодной и анодно-ультразвуковой обра-,ботки, Использован ВБ-триггер. Такая схема позволяет исключить влияиие скачков тока и напряжения в межэлектродном зазоре,Установка, реализующая способ, содержит электрохимическую ванну 1,включаацую ультразвуковой преобраэонагель 2, перфорированную электрпиекую кассету 3 с обрабатываемыми мегаллоп бдениями, сн,16 женную ано;нымигокопбдводмы, систему 4 перемешивании обрабатываемых металлоиэделии,систему 5 циркуляции электролита.Преобраэовагель 2 подключен к ультрзвуковому генератору 6, Ванна 1 подключенк и с гочнику 7 постоянно го тока последовагелг но с 1 греобраэователем8 ток - напряжение, к выходу параллельно подключено два одгнаковых измерительных канала для раздельногоизмерения количества элекгричесгва,сосгоящих пз последовагельно соединенных ключей 9 и 10, интеграторов1 и 12 и компараторов 3 и 14, приэтом выходы компараторов 13 и 14, каждого канала соотве гственно присоединены к входам Е 5-григгера 15, инверсный выход ксторого подключен к управлякнцему входу ключа 9 в первом канале измерения; а прямой - к управлякщим входам ключа 10 во втором канале измерения и генератора 6,Интеграторы тока посгроены на базе операционных усилителей н интегральном исполнении, В качестве преобразователя ток - напряжение применяется прецизионный шунт измерительногоприбора, сопротивлением 0,2 Ом сподключенным параллельно его зажимамусилителем постоянного тока,Способ осуществляется следующимобразом,В зависимости от магериала металлоизделий, их количества и площади обрабатываемой поверхности рдссчи гывается количество электричества "., и Я по формулам (1) и (2).Выбирается электролит н режимыанодной обработки, обеспечивающие солевую пассивацию обрабатываемых металлоизделий.На компараторах 13 и 14 задаютсяуставки срабатывания в соответствиис расчетными значениями количестваэлектричества. Обрабатываемые металлоизделия помещают насыпью в перфорированную диэлектрическую кассету 3, снабженную анодными токоподводами, Кассету располагают в электрохимической ванне 1, чтобы она находилась в зоне действия ультразвукового преобразователя 2. Ванну 1 заполняют электролитом через систему5 циркуляции, Включают систему 4 переориентации обрабатываемых металло"1495036 изделий и исгочник 7 постоянноготока, Происходит анодная обрабогкаметаллоизделий при этом сигнал ввиде пульсирунщего напряжения, пропорционального величине тока н межэлектродном зазоре, поступает с выхода преобразователя 8.ток - напряжение через замкнутый ключ 9 на входинтегратора 11, где производится 10его интегрирование, пропорциональноколичеству электричества, достаточного для образования пассирующейпленки,При достижении выходным напряжением интегратора 11 величины напряжения установки компаратора 13 последний срабатывает и сигналом, появ.ляющимся на его выходе, переворачивает ВБ-триггер 15, Сигнал с инверсного выхода триггера 15, поступаяна управляющий вход ключа 9, отключает его от выхода преобразователя 8ток - напряжение, и подключает кземляной шине и разряжая,емкость интегратора 11, приводит его в исходноесостояние.Сигнал, появившийся при переворотеВБ-триггера 15 на его прямом выходе,поступает одновременно на управляющие 30входы ультразвукового генератора 6и ключа 10, Включается генератор 6,подается напряжение на ультразвуковой преобразователь 2, Начинаетсяанодно-ультразвуковая обработка. Вэлектрохимической ванне 1 создаютсяультразнуковые колебания, сопровождающиеся кавитацией и микропотокамиу поверхности металлоизделий, изменяются процессы массоперенрса, электрохимическая система переходит вновое состояние ранновесия, На этотпереход заграчинается количествоэлектричества, измеряемое интегратором 12, который приводится н действие при замыкании ключа 10, Напряжение на выходе интегратора 12 меняетПри достижении на выходе интегратора 12 напряжения равного величинеуставки компара гора 14, последнийсрабатывает и переводит ныходным сигналом В 5-триггер 15 в исходное состояние. Выключается генератор 6 иультразвуковой преобразонатель 2,ключ 1 О и ингегратор 12 ноэврашаютсян исходное состояние. Включаютсяключ 9 и интегратор 11,Виды обработки чередуюгся до заданной степени удаления заусенцов. Время удаления заусенцов определяе 1 ся их неличиной, режимами обработки и ус ганавлинается экспериментально на опы гной партии изделий,Формул а и з о б р е т е н и н 1, Способ анодно-ультразвуконого удаления заусенцен при анодной обработке в режиме пассивации металлоизделий, насыпью с перемешинанием и многократным наложением ульграэвуковых колебаний, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности и надежности управления процессом, наложение ультра - звуковых колебаний производят каждый раз после и;.отекания количества электричества , равногог ./=а -- ,где 6=( 3,7-45) 10см;Я - суммарная обрабатываемаяповерхность партии металлоиэделий, смр - плотность магериапа метаплоиэделий, г/смКэ - злектрохимический эквивалент,г/А свыход по току,и недут анодно-ул ьтр аз ву коную обр аботку каждый раз до протекания количества злектричесгна . =К 4 , гдеК = 0,71,0,2, Установка для анодно-ультразвукового удаления заусенцен с мелкихметаллоизделий при обрабогке их насыпью с перемешинанием, содержащаяэлектрохимическую ванну, ультразвуковой преобразователь, соединенный сультразвуковым генератором, перфорированную кассету с анодными токоподводами, систему перемешинания, систему циркуляции. электролита, источникпостоянного тока, подключенный кванне последовательно. с преобразователем ток- напряжение, о т л и ч и ющ а я с я тем, что, с целью понышенияпроизводительности и надежности управления процессом удаления заусенцев, в установку введено устройствораздельного измерения к ичестваэлектричества, состоящее из двух одинаковых измерительных каналов, подключенных к выходу преобразователя10 1495036 Составитель В,ДроааловаТехред Л,Олийнык Редактор Л,Гратилло Корректор С.Лекмар Заказ 4157/8 Тираа 894 ПодписноеВНКИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035,. Иосква, В, Рауаская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат патент", г.Уагород, ул. Гагарина, 101 ток - напряжение, при этом каждый канал имеет последовагельно соединеннын ключ, интегратор и компаратор, а выходы компараторов каждого канала присоединены к входам:; ВЯ-триггера,5 инверсный выход которого подключенк управляюшему входу ключа в первомканале измерения, а прямой - к управляющим входам во втором канале измерения и ультразвукового генератора.